SU1090590A1 - Apparatus for controlling voltage in traction generator of vehicle - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА , содержащее регул тор тока возбуждени  т гового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задани  тока возбуждени , а другой - с выходом блока сравнени , к одному из входов которого подключен выход датчика напр жени  т гового генератора, и блок обнаружени  боксовани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства , оно снабжено функциональным преобразователем и блоком задани  интенсивности изменени  напр жени , один вход которого подключен к выходу блока обнаружени  боксовани , другой и третий - соответственно - к выходу датчика напр жени  т гового генератора непосредственно и через функциональный преобразователь , а выход - к другому входу блока сравнени .A DEVICE FOR REGULATING A VOLTAGE OF A VEHICLE GENERATOR VOLTAGE, containing a regulator of the excitation current of the traction generator, one input of which is connected to the output of the excitation current reference unit, and one of the inputs of which is connected to the output of the voltage generator of the voltage generator , and a blocking detection unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, it is equipped with a functional converter and a voltage setting unit, one input of which is connected to the output of the blocking detection unit, the other and the third, respectively, to the output of the voltage generator of the voltage generator directly and through the functional converter, and the output to the other input of the comparison unit.

Description

/V/ V

t/rt / r

;о;about

оabout

СПSP

СОWITH

Изобретение относитс  к. транспорту, частности к устройствам дл  регулировани  напр жени  т гового генератора транснортных средств, и может быть использовано на мощных магистральных тепловозах.The invention relates to the transport, in particular, to devices for regulating the voltage of the traction generator of the transnormal means, and can be used on powerful trunk locomotives.

Известно устройство дл  регулировани  напр жени  т гового генератора транспортного средства, содержащее регул тор тока возбуждени  т гового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задани  тока возбуждени , а другой - с выходом блока сравнени , к одному из вхоов которого подключен выход датчика напр жени  т гового генератора, и блок обнаружени  боксовани .A device for regulating the voltage of a vehicle's vehicle generator is known, which contains a drive current regulator of a drive generator, one input of which is connected to the output of the drive current setting unit and the other to the output of the reference unit, to one of which is connected to the output of the voltage sensor. traction generator and blocking detection unit.

Регулирование напр жени  т гового генератора по сигналу, пропорциональному оку небоксующей оси или максимальному из токов электродвигателей обеспечивает, также как и поддержание напр жени  генеатора по сигналу о боксовании, работу лектродвигателей, в режимах боксовани  дной или нескольких осей при посто нной ли мало измен ющейс  величине напр ени  генератора, что позвол ет повысить есткость характеристик электродвигатеей и в целом устойчивость тепловоза к развитию боксовани  1.Voltage regulation of the traction generator by a signal proportional to the eye of the nonboxing axis or to the maximum of the electric motor currents provides, as well as maintaining the generator voltage by the bocking signal, the operation of electric motors, in the modes of blocking of one or several axes at a constant little value of generator, which makes it possible to increase the sharpness of the characteristics of the electric motor and, in general, the stability of the locomotive to the development of boom 1.

Однако при одновременном боксовании всех колесных пар с близкими скорост ми кольжени  известное устройство не обеспечивает ограничени  роста напр жени  генератора, что, как правило, служит причиной разносного боксовани  и  вл етс  главным недостатком указанного устройства .However, with simultaneous blocking of all wheelsets with close kolzheni speeds, the known device does not limit the growth of the generator voltage, which, as a rule, causes distributive boxing and is the main disadvantage of this device.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы устройства.The aim of the invention is to improve the accuracy of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  регулировани  напр жени  т гового генератора транспортного средства, содержащее регул тор тока возбуждени  т гового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задани  тока возбуждени , а другой - с выходом блока сравнени , к одному из входов которого подключен выход датчика напр жени  т гового генератора, и блок обнаружени  боксовани , снабжено функциональным преобразователем и блоком задани  интенсивности изменени  напр жени , один входкоторого подключен к выходу блока обнаружени  боксовани , другой и третий соответственно - к выходу датчика напр жени  т гового генератора непосредственно и через функциональный преобразователь, а выход - к другому входу блока сравнени .This goal is achieved by the fact that a device for regulating the voltage of a vehicle's vehicle generator, containing an excitation current controller of a traction generator, one input of which is connected to the output of the field current reference unit, and the other to the output of the reference unit, to one of the inputs the output of the voltage generator voltage sensor is connected, and the blocking detection unit is equipped with a function converter and a voltage intensity setting unit, one input of which is connected to the output the blocking detection unit, the other and the third, respectively, to the output of the voltage sensor of the traction generator directly and through the functional converter, and the output to another input of the comparison unit.

На фиг. 1 представлена электрическа  блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, характеризующие работу устройства.FIG. 1 is an electrical block diagram of the device; in fig. 2 - graphs characterizing the operation of the device.

Устройство (фиг. 1) состоит из регул тора 1 тока возбуждени  т гового генератора , к входам которого подключен блокThe device (Fig. 1) consists of the regulator 1 of the excitation current of the traction generator, to the inputs of which the unit is connected

2задани  тока возбуждени  и блок 3 сравнени . Блок 4 обнаружени  боксовани  подключей выходом к входу блока 5 задани  интенсивности изменени  напр жени . Ко второму и третьему входам блока 5 подключен датчик 6 напр жени  т гового генератора . Датчик 6 напр жени  подключен также к входу функционального преобразовател  7 и одному из входов блока 3 сравнени , к другому входу которого подключен выход блока 5.2 tasks of the excitation current and unit 3 of the comparison. Blocking detection block 4 is connected by an output to the input of block 5 for setting the intensity of voltage variation. A sensor 6 of the voltage of the generator is connected to the second and third inputs of unit 5. The voltage sensor 6 is also connected to the input of the functional converter 7 and one of the inputs of the comparison unit 3, to the other input of which the output of the block 5 is connected.

Блок 5 задани  интенсивности состоит из операционных усилителей 8 и 9, транзистора 10, диодов 11 и 12, конденсатора 13 и резисторов 14- 19.The intensity setting unit 5 consists of operational amplifiers 8 and 9, transistor 10, diodes 11 and 12, capacitor 13 and resistors 14-19.

Блок 2 задани  тока возбуждени  служит дл  формировани  сигнала, определ ющего ток возбуждени  т гового генератора посто нного тока или агрегата синхронный генератор-выпр мительна  установка (дл  передачи переменно-посто нного тока). В общем случае блок 2 задани  по сигналам соответствующих датчиков производит формирование и сравнение уставок и обратных св зей по току, напр жени о , мощности т гового генератора и, если это необходимо, по другим дополнительным параметрам.The excitation current setting unit 2 serves to generate a signal that determines the excitation current of the direct current generator or aggregate of the synchronous generator-rectifier installation (for transferring alternating direct current). In the general case, the unit 2 assignments according to the signals of the respective sensors produces the formation and comparison of settings and feedbacks on current, voltage, power of the traction generator, and, if necessary, other additional parameters.

Регул тор 1 тока  вл етс  согласующим звеном между блоком 2 задани  и обмоткой возбуждени  генератора и предназначен дл  управлени  током возбуждени  т гового генератора по сигналу блока 2 задани . Датчик 6 напр жени  формирует сигнал, пропорциональный напр жению т гового генератора. Блок 4 обнаружени  боксовани  служит дл  формировани  сигнала о боксовании колесных пар тепловоза . Блок 5 задани - интенсивности предназначен дл  формировани  сигнала, задающего характер изменени  во времени величины напр жени  генератора. Блок задани  интенсивности в статическом режиме имеет коэффициент передачи по сигналу датчика напр жени , равный единице.The current regulator 1 is the matching link between the reference unit 2 and the generator excitation winding and is designed to control the excitation current of the traction generator according to the signal of the reference unit 2. Voltage sensor 6 generates a signal proportional to the voltage of the traction generator. Blocking detection unit 4 serves to generate a signal for blocking wheelset locomotive. The task-intensity block 5 is designed to generate a signal that determines the nature of the change in the voltage value of the generator with time. The intensity setting unit in static mode has a transmission coefficient of a voltage sensor equal to one.

Блок 3 сравнени  служит дл  сравнени  мгновенной величины напр жени  т гового генератора и сигнала блока 5 задани  интенсивности. Сигнал рассогласовани  вводитс  в регул тор 1 тока возбуждени  т гового генератора.Comparison unit 3 serves to compare the instantaneous value of the voltage of the generator and the signal of the intensity setting unit 5. The error signal is introduced into the controller 1 of the excitation current of the traction generator.

Функциональный преобразователь 7 предназначен дл  формировани  сигнала задани , определ ющего в блоке 5 задани  интенсивности изменение скорости нарастани  выходного сигнала и соответственно напр жени  генератора в зависимости от его величины.The functional transducer 7 is designed to generate a reference signal, which in block 5 sets the intensity, the change in the rate of increase of the output signal and, accordingly, the generator voltage depending on its magnitude.

Принципиальна  электрическа  схема блока 5 выполнена на полупроводниковых элементах.The basic electrical circuit of block 5 is made on semiconductor elements.

Выходной сигнал датчика напр жени Voltage sensor output

3проходит на неинвертирующий вход oneрационного усилител  8. На выходе усилител  9 формируетс  опорный сигнал, уровень которого ограничен транзистором 10, включенным в цепь обратной св зи усилител  9. Усилителем 8 производитс  интегрирование опорного сигнала усилител  9. Врем  интегрировани  определ етс  посто нной и величиной опорного сигнала на выходе усилител  9, т.е. скорость нарастани  выходного сигнала усилител  определ етс  в данном случае только величиной сигнала на выходе усилител  9, так как в прин той схеме номиналы конденсатора 13 и резистора 16 неизменны. Вс  система охвачена жесткой отрицательной обратной св зью через резистор 14 с коэффициентом передачи равным 1, т.е. при достижении выходным сигналом усилител 3 passes to the non-inverting input of one-action amplifier 8. At the output of amplifier 9, a reference signal is generated, the level of which is limited by a transistor 10 connected to the feedback circuit of amplifier 9. The amplifier 8 integrates the reference signal of amplifier 9. The integration time is determined by the constant signal and the value of the reference signal at the output of amplifier 9, i.e. The growth rate of the output signal of the amplifier is determined in this case only by the magnitude of the signal at the output of amplifier 9, since in the adopted circuit the values of the capacitor 13 and resistor 16 are unchanged. The entire system is covered by a harsh negative feedback through a resistor 14 with a gain of 1, i.e. when the output reaches the amplifier

8установившейс  величины напр жени  датчика 3, опорный сигнал измен етс  таким образом, что выходной сигнал равен сигналу датчика напр жени  3.As the voltage value of sensor 3 is set, the reference signal is changed in such a way that the output signal is equal to the signal of voltage sensor 3.

При снижении напр жени  генератора и соответственно выходного сигнала датчика 3, опорный сигнал на выходе усилител By reducing the generator voltage and, accordingly, the output signal of the sensor 3, the reference signal at the output of the amplifier

9мен ет знак и перезар д емкости 13 происходит по цепи 15-11. Посто нна  времени T2-CR2 много меньше Т1, что обеспечивает снижение выходного сигнала усилител  8 соответственно с напр жением генератора.9, the sign and recharge of tank 13 takes place along circuit 15-11. The constant time T2-CR2 is much less than T1, which ensures a decrease in the output signal of the amplifier 8, respectively, with the generator voltage.

Функциональный преобразователь 7, в зависимости от величины выходного сигнала датчика напр жени  3, из.мен ет посредством транзистора 10 цепи обратной св зи усилител  9 величину опорного сигнала на его выходе, тем самым измен   скорость нарастани  задаюшего сигнала на выходе усилител  8 и ограничива  темп роста напр жени  генератора.Functional converter 7, depending on the value of the output signal of the voltage sensor 3, changes the feedback signal of the amplifier 9 through the transistor 10 to the value of the reference signal at its output, thereby changing the slew rate of the master signal at the output of the amplifier 8 and limiting the growth rate generator voltage.

Блок 4 обнаружени  боксовани , представл ет собой реле боксовани , используемое на тепловозах. В схеме устройства используютс  его контакты РБ. При его работе замыкаютс  контакты РБ, заведенные между движком резистора 16 и общим приводом схемы, что обеспечивает поддержание выходного сигнала усилител  8 или напр жени  генератора на уровне, соответствующем моменту замыкани  контактов РБ. Положение движка резистора 16 определ ет посто нство или снижение напр жени  т гового генератора с любым заданным темпом при работе реле боксовани . После размыкани  контактов РБ напр жение т гового генератора плавно возрастает . Крива  а (фиг. 2)  вл етс  т говой характеристикой тепловоза. Крива  б характеризует изменение производной напр жени  генератора по времени в зависимости от величины напр жени  при разгоне и ведении поезда установленного веса на нулевом профиле пути при реализации силы т ги без боксовани .Blocking detection unit 4 is a blocking relay used in diesel locomotives. The device circuitry uses its RB contacts. During its operation, the RB contacts, which are inserted between the resistor 16 motor and the common drive of the circuit, are closed, which ensures that the output signal of the amplifier 8 or the generator voltage is maintained at the level corresponding to the closing moment of the RB contacts. The position of the slider of the resistor 16 determines the constancy or decrease of the voltage of the genset generator at any given rate during the operation of the blocking relay. After the opening of the RB contacts, the voltage of the traction generator smoothly increases. Curve a (fig. 2) is a tractive characteristic of a locomotive. Curve b characterizes the change in the derivative of the generator voltage over time, depending on the magnitude of the voltage during acceleration and running of the train of the established weight on the zero profile of the track when realizing the pulling power without boxing.

В режиме трогани  и разгона, когда сила т ги тепловоза достигает предельной величины, поезд разгон етс  с максимальным ускорением и величина производной напр жени  генератора имеет наибольшую величину, что соответствует кривым а ч б в зоне А характеристик (фиг. 2). При работе локомотива в зоне Б т говой характеристики , т.е. в зоне использовани  полной мощности дизел , с ростом скорости движени  соответственно падает т говое усилие на ведущих ос х тепловоза, что сопровождаетс  снижением темпа разгона поезда и производной напр жени  генератора по времени .In the mode of moving and acceleration, when the force of a diesel locomotive reaches the limit value, the train accelerates with maximum acceleration and the value of the derivative voltage of the generator has the highest value, which corresponds to the curves in the area A of the characteristics (Fig. 2). When the locomotive is working in the zone B of the govt characteristic, i.e. in the zone of use of full diesel power, with an increase in the speed of movement, the tractive force on the driving axles of a diesel locomotive accordingly decreases, which is accompanied by a decrease in the rate of acceleration of the train and the derivative voltage of the generator over time.

Линии виг представл ют собой предельные характеристики скорости нарастани  напр жени  генератора в режимах боксовани , обеспечиваемые при работе предлагаемого устройства в системе автоматического регулировани  дизель-генератора тепловоза .The whig lines are the limiting characteristics of the rate of increase of the generator voltage in the blocking modes provided by the operation of the proposed device in the automatic control system of a diesel generator of a diesel locomotive.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

По мере трогани  и разгона состава и повышени  напр жени  генератора тепловоза измен етс  выходной сигнал датчика 6 напр жени . Блок 5 задани  интенсивности формирует сигнал, который  вл етс  заданием максимальной величины напр жени  т гового генератора в каждый момент времени. В блоке 3 сравнени  этот сигнал сравниваетс  с выходным сигналом датчика 6 напр жени . При возникновении боксовани  колесных пар и росте напр жени  генератора с темпом, превыщающим скорость нарастани  сигнала на выходе блока 5 задани  интенсивности, результирующий сигнал на выходе блока 3 сравнени  осуществл ет управление током возбуждени  т гового генератора по закону, обеспечивающему изменение напр жени  генератора с темпом, заданным функциональным преобразователем.As the composition and voltage of the generator of the locomotive move and accelerate, the output signal of the voltage sensor 6 changes. The intensity setting unit 5 generates a signal, which is the setting of the maximum value of the voltage of the voltage generator at each time point. In comparison unit 3, this signal is compared with the output of voltage sensor 6. When a pair of wheel pairs occurs and the generator voltage increases with a tempo exceeding the rate of increase of the signal at the output of the intensity setting unit 5, the resulting signal at the output of the comparison unit 3 controls the excitation current of the traction generator according to the law, given functional transducer.

При восстановлении сцеплени  колес с рельсами, одновременно со снижением величины напр жени  генератора, соответственно измен етс  выходной сигнал блока 5 задани  интенсивности.When the coupling of wheels with rails is restored, simultaneously with a decrease in the generator voltage, the output signal of the intensity setting unit 5 changes accordingly.

В режимах проскальзывани  колесных пар и работе блока 4 обнаружени  боксовани  действие сигнала в блоке 5 задани  интенсивности приводит к снижению скорости нарастани  напр жени  генератора или к его стабилизации, а при дальнейшем развитии боксовани  - к снижению величины напр жени  в зависимости от интенсивности или количества боксующих осей тепловоза.In the wheelset slip modes and the operation of blocking detection unit 4, the action of the signal in the intensity setting unit 5 leads to a decrease in the voltage buildup rate of the generator or to its stabilization, and with the further development of blocking it decreases the voltage value depending on the intensity or number of boxing axes diesel locomotive.

Использование устройства в системе регулировани  генератора тепловоза 2ТЭ116 обеспечивает снижение потерь силы т ги в режимах боксовани  10-15%.The use of the device in the regulation system of the generator of the diesel locomotive 2TE116 ensures a reduction in the loss force of gravity in the modes of boxing 10-15%.

dUr dtdUr dt

/X//////X//yW/XX/X/X//X// X ////// X // yW / XX / X / X // X /

PP

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее регулятор тока возбуждения тягового генератора, один вход кото- рого соединен с выходом блока задания тока возбуждения, а другой — с выходом блока сравнения, к одному из входов которого подключен выход датчика напряжения тягового генератора, и блок обнаружения боксования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно снабжено функциональным преобразователем и блоком задания интенсивности изменения напряжения, один вход которого подключен к выходу блока обнаружения боксования, другой и третий — соответственно — к выходу датчика напряжения тягового генератора непосредственно и через функциональный преобразователь, а выход — к другому входу блока сравнения.A DEVICE FOR REGULATING THE VOLTAGE OF THE TRACTION VEHICLE GENERATOR, containing a regulator of the excitation current of the traction generator, one input of which is connected to the output of the unit for setting the excitation current, and the other to the output of the comparison unit, to one of whose inputs the output of the voltage generator of the traction generator is connected, and a boxing detection unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, it is equipped with a functional converter and a unit for setting the intensity of the voltage change, whose input is connected to the output of the boxing detection unit, the second and third, respectively, to the output of the voltage generator of the traction generator directly and through a functional converter, and the output to the other input of the comparison unit.