SU1698101A1 - Power supply unit for self-contained transportation vehicle - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспорту. Устройство содержит генератор 1 переменного тока, статорные обмотки которого соединены а звезду и подключены к диодному выпр мителю 5 и диоду 10. Выпр митель соединен с одной из поездных шин 7 питани  непосредственно, а с другой шиной 6 - контактором 8. К шине 6 подключен также диод 10. Регул тор 11 измен ет величину тока в обмотке 2 возбуждени , расположенной на роторе генератора приводимого во вращение тепловым двигателем. На холостом ходу переключающий элемент 9 по сигналу тахогенератора 4 включает контактор 8 и питание на шины 6, 7 поступает от выпр мител  5. При высокой скорости переключающий элемент 9 отключает контактор 8 и питание на шины поступает только через одну группу диодов по нулевой схеме и диод 10, за счет чего уменьшаетс  диапазон регулировани  тока возбуждени  генератора и повышаетс  надежность устройства. 1 ил. FIELD: transport. The device contains an alternating current generator 1, the stator windings of which are connected to a star and connected to the diode rectifier 5 and diode 10. The rectifier is connected directly to one of the train bus 7 of the power supply and to the other bus 6 - to the contactor 8. The bus 6 is also connected diode 10. Regulator 11 changes the magnitude of the current in the excitation winding 2 located on the rotor of the generator driven by the heat engine. At idle, the switching element 9 by the signal of the tachogenerator 4 turns on the contactor 8 and the power to the buses 6, 7 comes from rectifier 5. At high speed, the switching element 9 turns off the contactor 8 and the bus power is supplied only through one group of diodes in the zero circuit and a diode 10, thereby reducing the range of adjustment of the generator excitation current and increasing the reliability of the device. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к транспортным средствам и может быть использовано на тепловозах, дизель-поездах, а также на мощных автомобил х и гусеничных машинах .The invention relates to vehicles and can be used on diesel locomotives, diesel trains, as well as on powerful vehicles and tracked vehicles.

Известно устройство дл  электропитани  собственных нужд дизель-поезда ДР1П, содержащее генератор посто нного тока с буферной аккумул торной батареей, а также регул тор тока возбуждени  генератора .A device for powering the auxiliary needs of a diesel train ДР1П is known, which contains a direct current generator with a buffer battery, as well as a generator excitation current controller.

Недостаток этого устройства св зан с низкой надежностью генератора посто нного тока в услови х транспортных средств, а также его низкой перегрузочной способностью .The disadvantage of this device is associated with the low reliability of the DC generator in vehicle conditions, as well as its low overload capacity.

Этот недостаток частично устранен на современных дизель-поездах ДР1А, где примен ют стартер-генератор с буферной аккумул торной батареей. Однако, и эта машина в услови х работы на поезде также характеризуетс  низкой надежностью.This deficiency has been partially eliminated on modern diesel trains DR1A, where a starter-generator with a buffer battery is used. However, this machine, under the conditions of work on the train, is also characterized by low reliability.

В качестве прототипа целесообразно прин ть устройство дл  электропитани  собственных нужд на тепловозе, содержащее генератор переменного тока, наход щийс  на валу первичного двигател , фазные обмотки генератора соединены в звезду и подключены к выпр мителю, выполненному по мостовой схеме, выходные клеммы выпр мител  соединены с поездными шинами + и -, а также тахогенера- торЗ.As a prototype, it is advisable to accept a device for power supply of own needs in a locomotive containing an alternator on the shaft of the prime mover, the phase windings of the generator are connected in a star and connected to a rectifier made according to a bridge circuit, the output terminals of the rectifier are connected to train tires + and -, as well as tachogenerator torz.

Недостаток прототипа св зан с тем, что при большом диапазоне частоты вращени  первичного двигател  (на дизель-поезде 400-1500 об/мин, на мощных пневмоколес- ных и гусеничных машинах 500-2000 об/мин) достаточно сложно обеспечить режим полной мощности генератора во всем диапазоне частот. Если генератор рассчитан на генерацию полной мощности при частоте вращени  первичного двигател  дл  режима его холостого хода, то на максимальной частоте вращени  нужно снизить ток возбуждени  в 4-6 раз. В результате резко усиливаетс  вли ние реакции  кор , что может привести к потере устойчивости в системе, особенно при перегрузке генератора .The lack of a prototype is related to the fact that with a large frequency range of rotation of the prime mover (on a diesel train 400–1500 rev / min, on powerful pneumowire and tracked machines 500–2000 rev / min) all frequency range. If the generator is designed to generate the full power at the rotational speed of the prime mover for its idling mode, then at the maximum rotational speed it is necessary to reduce the excitation current by 4-6 times. As a result, the effect of the core reaction dramatically increases, which can lead to a loss of stability in the system, especially when the generator is overloaded.

Цель изобретени  - облегчение режима работы генератора в широком диапазоне изменени  частоты вращени  первичного двигател .The purpose of the invention is to facilitate the operation of the generator in a wide range of variation of the rotation frequency of the prime mover.

Цель достигаетс  за счет того, что дополнительно предусмотрены контактор, диод и реле напр жени , причем контактор включен между поездной шиной - и одноименной клеммой выпр мител , катушка контактора через репе напр жени  подключена к выходу тахогенератора, а нулева  точка фазных обмоток генератора соединена посредством диода с поездной шиной -, Существенными отличи ми  вл етс The goal is achieved due to the fact that a contactor, a diode and a voltage relay are additionally provided, the contactor being connected between the train bus and the rectifier terminal of the same name, the contactor coil is connected to the output of the tachogenerator through the voltage turnips, and the zero point of the phase windings of the generator is connected via a diode with a train bus -, the significant difference is

включение силового контактора между поездной шиной - и клеммой - выпр мител ; подключение катушки этого контактора через реле напр жени  к тахогенератору; соединение нулевой точки генератора черезswitching on the power contactor between the train bus - and terminal - rectifier; connecting the coil of this contactor through a voltage relay to a tachogenerator; generator zero point connection via

0 диод с шиной -.0 diode with bus -.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  электропитани  собственных нужд дизель- поезда (номинальное напр жение 110В).The drawing shows a circuit diagram of a device for supplying diesel engines with own power (nominal voltage 110V).

5 Устройство содержит синхронный генератор 1 с обмоткой возбуждени  2 на роторе и с  корной обмоткой 3 (фазы А, В, С) на статоре. Ротор генератора 1 соединен с валом дизел  (на чертеже не показан), на5 The device comprises a synchronous generator 1 with an excitation winding 2 on the rotor and with a core winding 3 (phases A, B, C) on the stator. The rotor of the generator 1 is connected to the shaft of the diesel engine (not shown in the drawing), on

0 этом же валу находитс  тахогенератор 4.0 a tachogenerator 4 is located in the same shaft.

Обмотка 3 генератора 1 посредством выпр мител  5 соединена с поездными шинами - 6 и + 7, причем соединение с шиной - выполнено посредством контак5 тора 8, его обмотка соединена с выходом тахогенератора 4 посредством переключательного элемента 9, в качестве которого может быть использовано реле напр жени  с размыкающим контактором.The winding 3 of the generator 1 is connected via rectifier 5 to train buses 6 and + 7, the connection to the bus is made through a contactor 8, its winding is connected to the output of tachogenerator 4 by means of a switching element 9, which can be used as a voltage relay with trip contactor.

0 Шина - 6 соединена посредством диода 10 с нулевой точкой  корной обмотки 3 генератора 1. Обмотка возбуждени  2 генератора 1 подключена к шинам 6-7 через регул тор 11с блоком управлени  БУ. КBus 0 - 6 is connected via a diode 10 to the zero point of the core winding 3 of the generator 1. The excitation winding 2 of the generator 1 is connected to the buses 6-7 through the regulator 11c by the control unit of the control unit. TO

5 этим же шинам подключена также и буферна  аккумул торна  батаре  12 через контактор 13. К шинам 6-7 в вагонах поезда подключены различные нагрузки (освещение , электроотопление, цепи управлени ,5 the same battery is also connected to the buffer battery of the battery 12 through the contactor 13. Various loads (lighting, electric heating, control circuits,

0 вспомогательные двигатели и т.д.) не показанные на чертеже.0 auxiliary engines, etc.) not shown in the drawing.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При небольшой частоте вращени  пер5 вичного двигател , например на холостом ходу, выход ПЭ 9 находитс  в единичном состо нии, вследствие чего контактор 8 включен и выпр митель 5 работает по мостовой схеме. При этом выпр мленное на0 пр жение св зано с фазным напр жением и равно 2,34.With a small frequency of rotation of the primary engine, for example, at idle, the output of PE 9 is in a single state, as a result of which the contactor 8 is turned on and the rectifier 5 operates in a bridge circuit. In this case, the rectified voltage is connected with the phase voltage and is equal to 2.34.

По мере повышени  частоты вращени  на выходе ПЭ 9 по вл етс  нулевой уровень и контактор 8 выключаетс . Выпр митель 5As the rotational frequency increases, the output of the PE 9 appears to be zero and the contactor 8 is turned off. Straightener 5

5 работает по нулевой схеме только с диодами катодной группы, причем выпр мленный ток проходит также через диод 10. Выпр мленное напр жение равно 1,17, т.е. дл  того, чтобы получить то же напр жение 110В на шинах 6 и 7. нужно повысить ток возбуждени  вдвое. Благодар  этому обеспечиваетс  увеличение магнитного потока генератора 1 и соответственно снижаетс  вредное воздействие реакции  кор . При снижении частоты вращени  генератора ПЭ 9 включает контактор 8, перевод  выпр митель 5 на мостовую схему.5 operates according to the zero scheme only with cathode group diodes, with the rectified current also passing through the diode 10. The rectified voltage is equal to 1.17, i.e. in order to get the same voltage 110V on tires 6 and 7. it is necessary to double the excitation current. This provides an increase in the magnetic flux of the generator 1 and, accordingly, reduces the harmful effects of the core reaction. When the rotational speed of the generator is decreased, the PE 9 turns on the contactor 8, switching the rectifier 5 to the bridge circuit.

Технико-экономическа  эффективность предложени  обеспечиваетс  облегчением работы генератора, т.е. повышением тока возбуждени  (от регул тора 11) вдвое при высокой частоте вращени .The technical and economic efficiency of the proposal is provided by simplifying the operation of the generator, i.e. by increasing the excitation current (from the controller 11) by half at a high rotation frequency.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  электроснабжени  автономного транспортного средства, содержащее сочлененный ротором с валом первичного двигател  генератор перемен0The invention of the device for the power supply of an autonomous vehicle, containing a variable-displacement generator 0 coupled by a rotor to the shaft of the prime mover 5five ного тока, обмотка возбуждени  которого подключена к регул тору тока возбуждени , а статорные обмотки соединены в звезду и подключены к входу диодного мостового выпр мител , подключенного выходными клеммами к одной и другой поездным шинам , и тахогенератор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено контактором, диодом и переключающим элементом, подключенным входом к тахогенератору, а выходом - к управл ющему входу контактора, контакты которого включены в цепь, соедин ющую одну из выходных клемм выпр мител  с одной из поездных шин. при этом диод соединен одним электродом с указанной поездной шиной, а другим электродом - с общими выводами обмоток статора.The excitation winding of which is connected to the excitation current controller, and the stator windings are connected in star and connected to the input of a diode bridge rectifier connected by output terminals to one and the other train buses, and a tachogenerator, characterized in that It is equipped with a contactor, a diode and a switching element, connected by an input to a tachogenerator, and an output to a control input of a contactor, whose contacts are included in the circuit connecting one of the output terminals of the rectifier with one th of the train tires. at the same time, the diode is connected by one electrode with the indicated train bus, and the other electrode is connected with the common leads of the stator windings.