Способ управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, в тепловозах, дизель-электрических карьерных автосамосвалах. Цель изобретения - повышение надежности и максимального использования мощности теплового.двигателя. В способе управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства текущее значение .уставки мощности, хранящееся в счетчике 30, изменяют на величину, пропорциональную разности ме.жду предьщущим и последующим в© времени значениями полупериодов частоты вращения теплоэнергетической установки, вычислкемой в блоках 4,5 сравкения полупериодов частоты при подаче на них частоты вращения через формирователь 1 импульсов ,и счетчик 2. В случае, когда указанная разность равна нулю, это фиксируется триггерами 22, 23 и формируется постоянная величина приращения к уставке мощности. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. «с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1421561 А 1 (5!) В 60 Ь 11!02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н- АВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

f

У

5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (2!) 4124492/25-11 (22) 26,09.86 (46) 07.09.88. Вюл. 11 33 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно"конструкторский и технологический институт кранового и тягового электрооборудования (72) М.Е.Шор, Я.А .Брискман и 1О.М. Андреев (53) 621.132(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1078571, кл. Н 02 P 9/04, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ АВТОНОМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЧЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, в тепловозах, дизель-электрических карьерных автосамосвалах.

Цель изобретения — повышение надежности и максимального использования мощности теплового двигателя. В способе управления тепл03нергетическ0й установкои автономного тр"-.ëñïîðòíîão средства текущее значение уставки мощности, хранящееся в счетчике 30, изменяют на величину, пропорциональную разности между предыдущим и последующим ве времени значениями полупериодов частоты вращения теплоэнергетической установки, вычисляемой в блоках 4,5 сравнения полупериодов частоты при подаче на них частоты вращения через формирователь 1 импульсов н счетчик 2. В случае, кo-..да указанная разность равна нулю, это фиксируется триггерами 22, 23 и формируется постоянная величина приращения к уставке мощности. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1421561

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, на тепловозах и дизель-электрических карьерных автосамосвалах.

Цель изобретения — повышение надежности и максимального использования мощности теплового двигателя.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для управления 10 теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства.

Устройство содержит формирователь импульсов, к выходу которого под" ключен вход счетчика 2 импульсов, 15 выходы которого соединены с входами двоичного дешифратора 3, первый, второй, третий и четвертый выходы последнего соединены с первыми и вторыми входами блоков 4 и 5 сравне- 20 ния полупериодов частоты, каждый из которых содержит логические элементы И Ь.и 7 с инверсией на одном из входов у элементов 6 и попарно объе-! диненными входами, выходы которых 25 соединены с входами прямого и обрат1 ного счета реверсивного счетчика 8 импульсов, выходом подключенного к

8-входу Ю-триггера 9.

Один и другой выходы RS-триггера 30

9 и .выход реверсивного счетчика 8 импульсов являются соответственно первыми, вторыми и третьими выходами блоков 4 и 5 сравнения, первым входом каждого из которых являются соединен в 35 ные между собой вход обнуления реверсивного счетчика 8 и R-вход RS-триггера 9, вторым и третьим входами— одни и другие входы логических элементов И 6 и 7. 40

Генератор 10 импульсов эталонной частоты подключен к входам счетчиков

11.и 12 импульсов. Выход счетчика 11 соединен с третьими входами блоков

4 и 5. Кроме того, генератор 10 импульсов подключен к одному из входов логического элемента И 13, выход которого соединен со. сче1 ными входами счетчиков 14 и 15 импульсов. Выходы счетчика 14 соединены через логический элемент И-НЕ 16 с другим вхо-. дом логического элемента И 13. Одновибраторы 17 и 18 входами подключены к одному из выходов счетчика 2, а. выходами через логический элемент

ИЛИ-НЕ 19 к входам обнуления счетчиков 14 и 15, а также к одним из входов логических элементов И 20 и 21, другие, инверсные, входы которых соединены соотнетсTHpHHQ с третьими выходами блоков 4 и 5 сравнения, а выходы подключены к S-входам RS-триг.— геров 22 и 23, R-входы которых соединены с выходом логического элемента

И-НЕ 16, а выходы — с одними из входов логического элемента 2И-ИЛИ 24, другие входы которого подключены к выходу счетчика 15.

Блоки 4 и 5 вторыми выходами через логический элемент ИЛИ 25 подключены к первому входу логического эле-. мента И 26, а первыми выходами — к одним из входов логического элемента 2И-ИЛИ 27, другие входы которого соединены с первым и вторым выходами дешифратора 3. Выход логического элемента 2И-ИЛИ 27 подключен к первому входу логического элемента И 28, вторые выходы элементов И 28 и 26 соединены с выходом счетчика 12, третьи выходы непосредственно и через инвертор 29 — с выходом формирователя 1 импульсов. Выход логического элемента

И 28 связан с входом прямого счета реверсивного счетчика 30 через логический элемент ИЛИ 31, второй вход которого подключен к выходу логического элемента 2И-ИЛИ 24. Вход обратного счета реверсивного счетчика 30 подключен к выходу логического элемента И 26, а выходы через логические элементы И-НЕ 32 и ИЛИ-HE 33 — к четвертым входам соответственного логических элементов И 28 и 26. Вход обнуления реверсивного счетчика 30 соединен с командоаппаратом 34, а выходы подключены к входу блока 35 регулирования тока возбуждения генератора.

Способ осуществляют следующим образом.

По сигналу от командоаппарата счетчик 30 устанавливается в нулевое состояние, что соответствует нулевой уставке мощности на входе блока 35.

Время цикла работы блоков 4 и 5, равное 2Т, формируется импульсом на другом выходе счетчика 2 при поступлении на его вход через формирователь 1 импульсов частоты, пропорциональной частоте вращения теплового двигателя. На выходах дешифратора 3 при этом формируются импульсы с состоянием логического "0" в течение времени, равного полуволне входнсж частоты f. Эти импульсы производят стробирование работы блоков 4 и 5.

142 l 561

45 предлагаемым способом в случае постоянства входной частоты f (Т =T ) .в устройстве производится периодическое увеличение уставки К на величину

50 К цо тех поре пока частота f He начнет спадать (Т Т ), тогда уст4вка

К будет также периодически снижаться на величину dК, пропорциональную разности величин полупериодов (Т -Т ), 55 при последующем увеличении частоты

f (T IT ) величина 3 К меняет свой знак.

Таким образом, устройство позволяет производить максимальный отбор

Так, для блока 4 при .наличии нулевого сигнала на третьем выходе дещифра тора 3 производится прямой счет импульсов эталонной частоты f, поделенной m-разрядным счетчиком 11, и в конце этого интервала времени в

+ счетчике 8 насчитывается р — число о импульсов: P = -- Т

При обратном счете за время Т количество импульсов составляет о

P — Т

m и к моменту окончания иытервала Т, T на счетчике имеется код. г= lр -Р

При этом, если P (P, то RS-триггер

9 переходит в состояние "1". Блок 5 работает аналогично блоку 4, только его временная диаграмма сдвинута на полпериода частоты f/2.

Все выходы блоков 4 и 5 включены между собой по схеме ИЛИ (логические элементы 25 и 27 и элемент 24 через элементы 20-23), поэтому блоки 4 и

5 являются дополняющими.

При нулевой уставке мощности (в первый момент времени) генератор теплоэнергетической установки развозбужден и частота вращения вала теплового двигателя может или возрастать, или оставаться постоянной. Предположим, что к моменту включения устройства, частота уже успела установиться, тогда периоды полуволн равны между собой (Т =T ). В результате сравнения времен Т и Т в блоке 4 код счетчика 8 3 Р=О, тогда импульс одновибратора 17, появляющийся по окончании отрицательной полуволны входного .импульса, перекрывается с импульсом установки счетчика 8 в нулевое состояние (на выходе счетчика), что является индикацией результата счета е!!Р=О. В результате логический элемент И 20 отрабатывает импульс, переводящий RS-триггер 22 в состояние ее ее

l и через логический элемент ИЛИ-НЕ

1 9 происходит обнуление счетчиков

l 4 и 1 5 и запуск схемы формирования эталонного интервала времени ТрКе/fp, где К вЂ” код из "1", собранных на логическом элементе И-НЕ 16.После окончания интервала времени Т з поступление импульсов с генератора 10 через логический элемент И !3 прекращается.

1О

Во время Тэ через логический эле— мент 2И-ИЛИ 24 разрешается RS-тригге.ром 22 прохождение на его выхоц им- . пульсов частотой f =fo /q, где ц разряцность счетчика 15. Эти импульсы через логический элемент ИЛИ 31 поступают на вход прямого счета счетчика 30, и к концу интервала Тз в

fo счетчик 30 занесен код К =Т вЂ” . Код

3 q

КО является уставкой тока возбуждения генератора, и ее увеличение приводит к увеличению нагрузки теплового двигателя, в результате его частота начинает снижаться. При сравнении интервалов Т и Т в блоке 5 предыдущее значение кода К в счетчике 30 уменьшается на величину дК=(Т -T )

fp

Че где q — разрядность счетчика 12

В случае, когда Т )Т, импульсы частотой Е через логический элемент

И 28 поступают на вход прямого счета счетчика 30 в течение интервала вре-. мени, равного (T -Т ), увеличивая предыдущее значение кода К на величину 31K.

Логические элементы И-НЕ 32 и ИЛИНЕ 33 служат для защиты счетчика 30 от переполнения при прямом и обратном счете. Блокировка па логическом элементе 2И-ИЛИ 27 служит для запрещения ложного счета во время обнуления элементов блоков 4 и 5. Блок 35 регулирования тока возбуждения генератора является согласующим звеном между медленно изменяющимися режимами работы теплового двигателя и быстро изменяющимися режимами работы электроустановки потребителя, при которых также для подцержания постоянства отбираемой мощности может требоваться различное значение тока возбуждения генератора.

Таким образом, в соответствии с

142156) мощности у теплового двигателя электроустановкой потребителя вне зависимости от абсолютного значения частоты

f, т.е..как на предельной харктеристике теплового двигателя, так и на всех частичных характеристиках. Точность работы устройства не зависит от изменения параметров его элементов, например ухода частоты 19 эталонного генератора, а определяется только разрядностями применяемых счетчиков.

Формула изобретения 15

1. Способ управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства, согласно которому измеряют частоту вращения теплового 2р двигателя, сравнивают ее с эталонной, в функции полученной разности корректируют текущее значение величины уставки мощности генератора, о т л и— ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью 25 повышения надежности и максимального использования мошности теплового двигателя, измеряют и сравнивают час" ,г тоты вращения теплового двигателя в следующие друг за другом интервалы 30 времени и .при достижении их равенст8а последовательно производят фиксирование приращения уставки мощности до получения рассогласования этих частот вращения. 35

2. Устройство для управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, к выходу которого подключены 4р входы первого и второго счетчиков импульсов, выход первого иэ которых соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И, подключенных вторыми входами соответ- 45 ственно к выходам формирователя им пульсов и инвертора, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, третий счетчик импульсов, к входу обратного счета которого под- 5О ключен выход второго логического элемента И, а к выходам — входы первых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно первого и с.) второго логических элементов И, подключенный одним из входов к выходу генератора импульсов эталонной часто- . ты третий логический элемент И, с выходом которого соединен счетный вход четвертого счетчика импульсов, к выходам которого подключены входы второго логического элемента И-НЕ, с вы-. ходом которого соединен другой вход третьего логического элемента И, пятый счетчик импульсов, командоаппарат, блок регулирования тока возбуждения генератора и одновибраторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и максимального использования мощности теплового двигателя, оно снабжено шестым счетчи ком импульсов, дешифратором, первым и вторым триггерами, логическими элементами ИЛИ, 2И-ИЛИ, вторым логическим элементом ИЛИ-НЕ, четвертым и пятым логическими элементами И и блоками сравнения, каждый из которых состоит из шестого и седьмого логических элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прямого и обратного счета седьмого счетчика импульсов, к выходу которого подключен один из входов третьего триггера, один и другой выходы-которого и выход седьмого счетчика им-. пульсов являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока сравнения, первым, вторым и третьим входами которого соответствен но являются соединенные между собой вход обнуления седьмого счетчика импульсов и другой вход третьего триггера, одни и другие входы шестого и седьмого логических элементов И, причем первые входы одного и другого блоков сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам дешифратора, вторые входы — к выходу второго счетчика импульсов, третьи входы — соответственно к третьему и четвертому выходам дешифратора, первые выходы — к входам одного из логических элементов ИЛИ, вторые вы» ходы — к одним из входов одного из логических элементов 2И-ИЛИ, а третьи выходы одного и другого блоков сравнения — к одним из входов соответственно четвертого и пятого логических элементов И, другие входы которых соединены с выходами одновибратора, а выходы — с одними из входов соответственно первого и второго триггеров, другие входы которых соединены с выходом второго логического элемента И-НЕ, а выходы — с одними из входов другого логического эле61

Составитель Л. Резникова

Редактор В. Петраш Техред М.Ходанич Корректор В. Гирняк

Заказ 4373/15 Тираж 569 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

7 14215 мента 2И-ИЛИ, другие входы которого подключены к выходу пятого счетчика импульсов, а выход соединен с одним из входов другого логического элемен5 та ИЛИ, подключенного другим входом к выходу первого логического элемен- . та И, а выходом — к входу прямого счета третьего счетчика импульсов, вход обнуления которого соединен с ip выходом командоаппарата, а выход— с входом блока регулирования тока возбуждения генератора, при этом вход шестого счетчика импульсов соединен с выходом формирователя импульсов, 15 один из выходов — с одним из входов дешифратора, а другой выход — с входами одновибраторов и другим входом дешифратора, к первому и второму выходам которого подключены другие входы одного из логических элементов

2И-ИЛИ, счетный .вход пятого счетчика импульсов соединен с выходом третьего логического элемента И, а входы обнуления четвертого и пятого счетчиков импульсов подключены к выходу второго логического элемента

ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами одновибраторов.