Устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора

 

СОЮЗ ССжтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5)) 4 В 60 L. 11/04

: :- "1 ф).;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

r Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3657389/27-11 (22) 28. 10.83 (46) 23.09.86. Бюл. N - 35 .(71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) Л.С. Писарик, В.В. Романов и В.Ф. Кучерявенко (53) 629.424. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М- 965821, кл. В 60 L 11/02,15.10,82. тый и пятый входы которого соответственно подключены к выходам командоаппарата, датчиков холостого хода, короткого замыкания и изменения режимов работы дизель-генератора, к одному из входов последнего из которых подключен выход блока контроля положения рейки топливного. насоса дизеля а к другим — одни из выходов пороговых элементов,,другие выходы которых соединены с другим входом регулятора тока возбуждения.

Фк

° °

° Ю (54) (57)1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙ КИ РЕГУЛЯТОРА ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА, содержащее блок задания мощности дизельгенератора, выход которого связан с одним из входов регулятора тока возбуждения тягового генератора, другой вход которого связан с выходами датчиков тока и напряжения в цепи тягового генератора, блок контроля положения рейки топливного насоса дизеля и командоаппарат, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оно снабжено подключеннными к выходам датчиков тока и напряжения пороговыми элементами, регулятором нагрузки и датчиком изменения режимов работы дизель-генератора, а также подключенными к датчику тока датчиками окончания переходных процессов и короткого замыкания, подключенным к датчику напряжения датчиком холостого хода и измерительным блоком, вход которого соединен с выходом датчика окончания переходных процессов, а выход - с первым входом регулятора нагрузки дизельгенератора, второй, третий, четвер2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что к тяговому генератору подключена нагрузка в виде водяного. резистора, а регулятор этой нагрузки выполнен в виде серводвигателя, вал которого связан с узлом перемещения пластин водяного резистора, а обмотки через

:реверсор связаны с блоком управления. содержащем триггеры, одновибраторы, инвертор и логические элементы И и

ИЛИ, одни входы которого соответственно подключены к выходам инвертора и одновибраторов, а выход — к одному из входов первого триггера, другой вход которого соединен с выходом пер-. вого логического элемента И, а выход — с одним из входов второго и третьего логических элементов И, подключенных другими входами к выходам второго триггера, а выходами— к входам реверсора, причем первый вход первого логического элемента

И соединен с входом инвертора, а второй — с выходом третьего триггера, один из входов которого подключен к выходу инвертора, а дру1258724

10

25 гой — к выходу одного из одновиб-. раторов, вход которого соединен с одним иэ входов второго триггера, подключеннбго другим входом к входу другого одновибратора, при этом входы одного и другого одновибраторов, инвертора, третий вход первого логического элемента И и другой вход логического элемента ИЛИ соответственно-являются третьим, четвертым, вторым, первым и пятым входами блока регулирования нагрузки.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик изменения режимов работы дизель-генератора содержит инверторы, подклю-: ченный одним выводом к источнику питания резистор, одновибраторы и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, входы одних из которых соединены с выходами, а других— с входами инверторов, вход одного

Изобретение относится к элек- тротехнике и может быть использовано при нагрузочных испытаниях тяговых дизель-генераторов и настройке их системы автоматического регулирования, Известно устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора, содержащее блок задания мощности дизель-генератора, выход которого связан с одним из входов регулятора тока воэбужде ния тягового .генератора, другой вход которого связан с выходами датчиков тока и напряжения в цепи тягового генератора, блок контроля положения рейки топливного насоса дизеля и командоаппарат (1) .

Недостатками известного устройства является низкая производительность, обусловленная необходимостью контроля большого числа точек внешней характеристики, а также сложность и недостаточная точность настройки, обусловленная произвольным выбором характерных точек внешней характерисих которых соединен и с другим.выводом резистора, являясь одним иэ входов датчика режимов работы дизель-генератора, другими входами которого являются входы других инверторов.

4. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что датчик окончания переходных процессов содержит последовательно соединенные дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, нуль-орган и одновибратор.

5. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый из датчиков холостого хода и короткого замыкания содержит логический элемент И и подключеннные выходами к его входам инвертор и нуль-орган, причем вход инвертора одного датчи- ка соединен с выходом нуль-органа другого датчика, входы нуль-органов являются входами, а выходы логических элементов И вЂ” выходами датчиков.

I тики, по которым производится настройка системы автоматического регулирования.

Целью изобретения является упрощение, повышение производительности и точности настройки системы автоматического регулирования тягового дизель-генератора.

Цель достигается тем, что устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора,содержащее блок задания мощности дизель-генератора, выход которого связан с одним из входов регулятора тока возбуждения тягового генератора другой вход которого связан с выхо-. дами датчиков тока и напряжения в цепи тягового генератора, блок контроля положения рейки топливного на20 соса дизеля и командоаппарат, снабжено подключенными к выходам датчиков тока и напряжения пороговыми элементами-, регулятором нагрузки и датчиком изменения режимов работы дизель-генератора, а также подключенными к датчику тока датчиками

1258724 окончания переходных процессов и короткого замыкания, подключенным к датчику напряжения датчиком холостого хода и измерительным блоком, вход которого соединен с выходом датчика окончания переходных процессов, а выход — с первым входом регулятора нагрузки дизель-генератора,,второй, третий, четвертый и пятый входы которого соответственно подключены к выходам командоаппарата, датчиков холостого хода, короткого замыкания и изменения режимов работы дизель-генератора, к одному из входов последнего из которых подключен выход блока контроля положения рейки топливного насоса дизеля, а другим — одни из выходов пороговых элементов, другие выходы которых соединены с другим входом регулятора тока возбуждения.

Причем к тяговому генератору подключена нагрузка в виде водяного резистора, а регулятор этой нагрузки выполнен в виде серводвигателя, вал которого связан с узлом перемещения пластин водяного резистора, а обмотки через реверсор связаны с блоком управления, содержащим триггеры, одновибраторы, инвертор и логические элементы И и ИЛИ, одни входы которого соответственно под— ключены к выходам инвертора и одновибраторов, а выход — к одному из входов первого триггера, другой вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, а вы

20

25 за ются третьим, четвертым, вторым, первым и пятым входами блока регулирова ния нагрузки. ход — с одними их входов второго и третьего логических элементов И, под ключенных другими входами к выходам второго триггера, а выходами — к <0 входам реверсора, причем первый вход первого логического элемента

И соединен с входом инвертора, а второй — с выходом третьего триггера один из входов которого подключен к 4 выходу инвертора, а другой — к выходу одного из одновибраторов, вход л которого соединен с одним из входов второго триггера подключенного другим входом к входу другого одновибратора, при этом входы одного и другого одновибраторов, инвертора, третий вход первого логического элемента И и другой вход логического элемента ИЛИ соответственно явля-

Дачик изменения режимов работы дизель-генератора содержит инверторы, подключеннный одним выходом к источнику питания резистор, одновибраторы и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, входы одних из которых соединены с выходами, а других — с входамиинверторов, вход одного из которых соединен и с другим выводом резистора, являясь одним из входов датчика режимов работы дизель-генератора, другими входами которого являются входы других инверторов.

:При этом датчик окончания переходных процессов содержит последовательно соединенные дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, нуль-орган и одновибратор.

Каждый из датчиков холостого хода и короткого замыкания содержит логический элемент Ии подключенные выходами к его входам инвертор и нуль-орган, причем вход инвертора одного датчика соединен с выходом нуль-органа другого датчика, -входы нуль-органов являются входами, а выходы логических элементов И вЂ” выходами датчиков.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для настройки регулятора тока возбуждения тягового генератора

Р на фиг. 2 — внешняя характеристика тягового дизель-генератора; на фиг. 3 — блок-схема блока управления регулятором нагрузки дизель-генератора; на фиг. 4 — блок-схема датчика изменения режимов работы дизель-генератора; на фиг. 5 — блок-схема датчика окончания переходных процессов; на фиг. 6 — блок-схема датчиков холостого хода и короткого замыкания.

Устройство для настройки регулятора 1 тока возбуждения тягового дизелю генератора 2 (фиг. 1) содержит блок

3 задания мощности дизель-генератора, выход которого подключен к задающей обмотке 4 магнитного усилителя

5, к выходу которого подключена обмотка 6 возбуждения возбудителя

7, подключенного выходом к обмотке

8 возбуждения тягового генератора 2.

Ус трой с т во для на с тр ойки р е гуля то ра 1 тока возбуждения тягового дизель-генератора 2, состоящего из возбудителя 3, выход которого подключен к обмотке 4 возбуждения тяго1258 724

1О

30

3 вого генератора, и магнитного усилителя 6, с выходом которого соединена обмотка 7 возбуждения возбудителя, содержит блок 8 задания мощности дизель-генератора, выход которого подключен к задающей обмотке

9 магнитного усилителя б,управляющая обмотка 10 которого включена последовательно с добавочным резистором

11 параллельно которым включены балластный резистор 12 и через пороговые элементы 13 и 14 однофазные мостовые выпрямители 15 и 16, входы которых подключены к выходам датчиков 17 и 18 тока и напряжения в цепи тягового генератора 5, блок !

9 контроля положения рейки топливного насоса дизеля 20, представляющего собой путевой выключатель, замыкающийся при максимальной подаче топлива, датчик 21 изменения режимов работы дизель-генератора, к входам которого подключены порого» вые элементы 13 и 14 и выход блока

19 контроля положения рейки топливного насоса, а выход датчика 21

Ф соединен с входом а регулятора 22 нагрузки дизель-генератора, входы

Р, о, g и 3 которого соответственно соединены с выходами подключенного входом к датчику 23 тока дат-. чика 24 короткого замыкания, подклю» ченного входом к датчику 25 напряжения датчика 26 холостого хода, командоаппарата 27 и измерительного блока 28, подключенного входом к выходу датчика 29 окончания переходньк процессов, вход которого сое» динен с датчиком 23 тока. К генератору 5 подключена нагрузка в виде

40 водяного резистора 30, а .регулятор

22 этой нагрузки выполнен в виде серводвигателя 31, вал которого связан с узлом перемещения пластин резистора 30, а обмотки через реверсор 32 связана с блоком 33 управления...

Параллельно входам выпрямителей

15 и !6 включены нагрузочные резисторы 34 и 35. Датчики 17 и !8 представляют собой магнитные усилители без аамоподмагничивания.. Блок 33 управления регулятором 22 нагрузки содержит (фиг.3) триггеры 36-38, одновибраторь1 39 и 40, инвертор 4 1 и логические элементы И 42-44 и

ИЛИ 45, одни входы которого соответственно подключены к вькодам кивер"" тора 41 и одновибраторов 39 и 40, а выход †.к одному из входов триггера 36, другой вход которого соединен с выходом логического элемента И 42, а выход — с одними из входов логических элементов И 43 и 44, подключенных другими входами к выходам второго триггера 37, а выходами — к входам реверсора 32 через усилители 46. и 47, причем первый вход логического элемента И 42 соединен с входом инвертора 4 1, а второй — с выходом триггера 38, один из входов которого подключен к выходу инвертора 41, а другой — к выходу одновибратора 40, вход которого соединен с одним из входов триггера 37, подключенного другим входом к входу одновибратора 39, при этом входы одновибраторов 39 и 40, инвертора 41, третий вход логического элемента И 42 и другой вход алогического элемента ИЛИ 45 соответ.ственно являются 8, 6, g „ д и входами регулятора нагрузки. Датчик изменения режимов работы дизельгенератора содержит инверторы 49 и

50, подключенный одним выходом к источнику питания резистор 51, одновибраторы 52-57 и логический элемент ИЛИ 58, входы которого подключены к вькодам одновибраторов

52-57, при этом входы одновибраторав 52, 54 и 56 соединены с выходами, а одновибраторов 53, 55 и 57 с входами инверторов 48-50, кроме того, вход инвертора 50 соединен с другим выводом резистора 51, являясь одним из входов датчика режимов работы дизель-генератора, другими входами которого являются. входы инверторов 48 и 49. Датчик окончания переходных процессов содержит (фиг.

5) последовательно соединенные диф-: ференцирующее звено 59, выпрямитель

60, фильтры 61, нуль-орган 62 и одновибратор 63. Датчики холостого хода и короткого замыкания содержат (фиг. 5) логические элементы

И 64 и 65 и подключенные выходами к их входам инверторы 66, 67 н нуль-органы 68 и 69 причем вход инвертора 66 соединеч с вькодом нульоргана 69, а вход инвертора 67 с вькодом нуль-органа 68, при этом входы нуль-органов 68 и 69 являются входами, а выходы логических элементов И 64 и 65 — выходами датчиков.

Устройство работает следующим образом.

7 12

В исходном состоянии командоаппарат 27 отключен, на его выходе имеется сигнал логического нуля.

Тяговый генератор 5 работает в режиме холостого хода и поэтому на выходе датчика 26 холостого хода имеется сигнал логической единицы, а на выходе датчика 24 короткого замыкания — сигнал логического нуля. Сигнал логической единицы с выхода инвертора 41 поступает через логический элемент ИЛИ 45 на первый выход триггера 36, на втором входе которого имеется сигнал логического нуля, поступающий с выхода логического элемента И 42.

Поэтому на выходе триггера 36 имеется сигнал логического нуля, который поступает на первые входы логических элементов И 43 и 44. С прямого выхода триггера 37 на второй вход логического элемента .И 44 поступает сигнал с логической единицы, а с инверсного выхода — на. второй вход логического элемента

И 43 поступает сигнал логического нуля .

На выходах логических элементов

И 43 и 44 имеются сигналы логического нуля и поэтому серводвигатель

31 не работает.

На один из входов логического элемента И 42 поступает сигнал логической единицы с выхода триггера

38.

При появлении на выходе командоаппарата 27 логической едининцы .на выходе инвертора 4 1 появляется сигнал логического нуля, однако это не изменяет состояния триггеров

36 и 38. Для запуска схемы необходимо вручную включить измерительный блок 28. Последний регистрирует параметры тягового генератора и на его выходе появляется короткий им пульс, поступающий на второй вход логического элемента И 42, на первом и третьем входах которого имеются сигналы логических единиц. При этом на выходе логического элемента

И 42 появляется короткий импульс, поступающий на триггер 36 и переключающий его во второе устойчивое состояние. На прямом выходе этого триггера появляется сигнал логичест-: кой единицы, который поступает на первые входы логических элементов И 43 и 44 Теперь на обоих .входах логического элемента И 44 име58724 ются сигналы логических единиц и поэтому на его входе также будет сигнал логической единиць, который поступает на вход усилителя 46. Последний с помощью реверсора 32 включает серводвигатель 31, который вращается в направлении"Вперед".

Серводвигатель 31 при этом воздействует на нагрузочный резистор 30

1О таким образом, что нагрузка тягового дизель-генератора 2 начинает увеличиваться, например серводвигатель опускает пластины водяного реостата на который нагружен дизель-генератор

15 2. На выходе датчика 26 холостого хода появляется сигнал логического нуля однако это не изменяет состояния триггера 37. Рабочая точка дизель-генератора перемещается по внеш2п ней характеристике из положения А в положение В (фиг. 2). В точке

В изменяется структура системы автоматического регулирования тягового дизель-генератора. При токах соответствующих участку АВ, напряжение дизель-генератора велико, следовательно мост 16 (фиг. 1) проводит ток датчика 18„ 15 закрыт.

В точке В ток дачика 17 вырастает настолько, что отпирается мост 15, 1на выходе порогового элемента 13 появляется сигнал логической единицы, при этом одновибратор 55 (фиг. 4) формирует кратковременный импульс, проходящий через элемент

ИЛИ 58 на выходе датчика 21 (фиг.1) изменения режимов работы дизельгенератора, а затем этот сигнал поступает на второй вход триггера 36 и переключает его. На выходе триггера 36 появляется сигнал логического нучя который поступает на первый вход логического элемента

И 44. что приводит к появлению

45 сигнала логического нуля на входе усилителя 46 и отключению серводвигателя 31. После окончания переходного процесса датчик 29 коротким импульсом включает измерительный блок 28, который после регистра50 ции измеряемых величин выдает импульс на второй вход логического элемента И 42 (фиг. 3), При этом появляется импульс на выходе этого элемента и переключается триггер

36, который с помощью элемента 44, усилителя 46 и реверсора 32 снова включает серводвигатель 4. Нагрузка дизель-генератора снова начина12587

9 ет увеличиваться. Последующие характерные точки внешней характеристики С, D и Е регистрируются аналогичным образом. В точке С за счет перегрузки дизеля рейка топливного наСоса достигает крайнего положения, соответствующего маскимальной подаче топлива, и замыкает выключатель 19. На входе инвертора 50 (фиг. 4) появляется сигнал логичес- 10 кого нуля, а на выходе — логическая единица, поступающая на одновибратор 56, формирующая кратковременный импульс на выходе датчика 21.

В точке D дизель разгружается и пу-, 15 тевой выключатель 19 размыкается, что приводит к появлению логической единицы на входе одновибратора 57 и кратковременного сигнала на его выходе, а следовательно,и на выходе

pàò÷èKà 21. В точке Е запирается мост 16, элемент 14, одновибратор 52 и инвертор 48 формирует кратковременный импульс. Далее, при перемещении рабочей точки в положение

25 точки С,D и Е (фиг. 2) работа датчи ка 21 аналогична описанной. В точке Г, соответствующей режиму короткого замыкания, появляется сигнал логической единицы на выходе датчика

24 короткого замыкания. Этот сигнал через одновибратор 39 и логический элемент ИЛИ 45 в виде кратковременного импульса поступает на второй вход триггера 36 и переключа-ет его, вследствие чего на первые входы логических элементов И 43 и

44 поступают сигналы логических нулей, серводвигатель отключается.

Кроме того, сигнал логической единицы с датчика 24 поступает на

40 триггер 37 и переключает его. Теперь на прямом выходе этого триггера имеется сигнал логического нуля, поступающий на вход элемента И 44, а на его инверсном выходе — сигнал

45 логической единицы, поступающий на вход элемента И 43. Таким образом, осуществляется запрет на включение одних и дается разрешение на включение других контактов реверсора

После регистрации измеряемых в точке F величин импульс с блока 28, поступающий на вход триггера 36 через элемент И 42, переключает триггер 36, что вызывает появление сиг- 55 налов логических единиц на первых входах элементов И 43 и 44. Теперь на двух входах элемента И 43 имеются

24 !О сигналы логической единицы и, поэто— му, на его выходе также будет сигнал логической единицы, который с помощью усилителя 47 включает серводвига— тель, который начинает вращаться в обратном напрвлении (например, начинает поднимать пластины водяного реостата). При этом нагрузка тягового дизель-генератора уменьшается и его рабочая точка перемещается вверх по внешней характеристике.

В точке Е импульсом с датчика 21 серводвигатель отключается и после регистрации измеряемых величин включается снова импульсом с измеритепьного блока 28. Аналогичным образом происходит регистрация измеряемых величин в точках D, С иВ. При достижении рабочей точкой положения точки А на выходе датчика

26 холостого хода появляется сигнал логической единицы, который переключает триггер 37 в исходное положение и через одновибратор 40 и логический элемент ИЛИ 45 в виде короткого импульса поступает на вход триггера 36. Последний переключается и серводвигатель отключается. Импульс с выхода одновибратора 40 также переключает триггер 38. Теперь с его выхода на третий вход элемента

И 42 поступает сигнал логического нуля. После регистрации измеряемых величин импульс с блока 28 поступает на второй вход элемента

И 42, однако он не проходит на вход триггера 36, так как на третьем входе элемента И 42 имеется сигнал логического нуля. Серводвигатель не включается. Для повторения измерений необходимо отключить и включить снова командоаппарат и вручную кнопкой включить измерительный блок 28. Далее схема будет работать аналогично описанному выше

Схема датчика 21 изменения режимов работы дизель-генератора (фиг. 4) работает следующим образом.

При вступлении в действие или отсечке какой-либо обратной связи системы автоматического регулирования на выходе соответствующего элемента 13, 14 или выключателя 19, например на выходе элемента 14 появляется,или исчезает сигнал, на вход логического элемента ИЛИ 58 поступает короткий импульс с выхода одновибратора 53 или 52. Тогда и

1! 1258 на выходе элемента ИЛИ 58 появляется короткий импульс.

Схема,датчика 29 окончания пере ходкого процесса (фиг.5) работает следующим образом. 5

При изменяющемся токе нагрузки тягового дизель-генератора на выходе дифференцирующего звена 59 имеется сигнал, который через выпрямитель 60 и фильтр 61 поступает 10 на вход нуль-органа 62. На выходе нуль-органа 62 в этом случае имеется сигнал логического нуля. При прекращении изменения тока нагрузки по окончании переходного про- 15 цесса сигнал на входе нуль"органа

62 становится равным нулю, а на его выходе появляется сигнал логической единицы. При этом на выходе одновибратора 63 появляется короткий импульс.

Схема датчиков короткого замыкания и холостого хода (фиг. 6) работает следующим образом. В режиме холостого хода имеется сигнал на выходе датчика 25 напряжения, а сигнал на выходе датчика 23 тока равен нулю. Поэтому на выходе нуль-органа 68 имеется сигнал логи724 12 ческой единицы, поступающий на первый вход логического элемента И 64, а на выходе нуль-оргапа 69 - сигнал логического нуля, поступающий на второй вход элемента И 65, на выходе которого устанавливается сигнал логического нуля. На втором входе логического элемента И 64 также имеется сигнал логической единицы поступающий с выхода инвертора 66, и поэтому на его выходе имеется сигнал логической единицы, В режиме короткого замыкания на выходе датчика 25 напряжения сигнал равен нулю, а на выходе датчика 23 тока сигнал не равен нулю. В этом случае на выходе логического элемента И 64 имеется сигнал логического нуля, а на выходе логического элемента

И 65 — сигнал логической единицы.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическую регистрацию только необходимых для настройки точек внешней характеристики тягового дизель-генератора, что повышает точность и сокращает время настройки, т.е. повышает ее производительность, Ю

1258724

Составитель Г. Корнев

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор Г. Войкова. Заказ 5078/20

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул- Проектная, 4