Теплоэлектрический привод самоходных машин

 

Изобретение относится к приводным автономным системам. Цель - повышение экономичности, управляемости и улучшение динамических характеристик. В состав устройства входят тепловой двигатель 1, тяговый генератор 2, тяговый электродвигатель 3, вспомогательный генератор 5, тиристорный возбудитель 6 тягового генератора, возбудитель 7 электродвигателя, блок 8 управления возбуждением тягового генератора , блок 9 управления возбуждением электродвигателя, задатчик 10 скорости, орган 11 управления (ходовая педаль), измеритель 12 скорости, блок 13 измерения рассогласования скорости, измеритель 14 мощности, задатчик 15 частоты вращения теплового двигателя, измеритель 16 частоты вращения теплового двигателя, измеритель 17 рассогласования частоты вращения, регулятор 18 подачи топлива. Скорость движения задаете органом 11 управления. Мощность теплового двигателя 1, тягового генератора 2 и тягового электродвигателя 3 устанавливается автоматически посредством регулятора 9 мощности, исходя из заданной скорости. Частота вращения теплового двигателя 1 задается задатчиком 11, исходя из мощности и заложенной оптимальной Зависимости частота - мощность теплового двигателя 1. 1 ил. сл с

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s В 601 11/04, 15/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

jg ((lq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750443/11 (22) 18.10.89 (46) 23.05.92.Бюл.¹ 19 (71) Ереванский политехнический институт им.К.Маркса (72) Ж.Д.Давидян (53) 621 335 2 833 6(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 653149, кл. В 60L11/04, 1976, (54) ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД САМОХОДНЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к приводным автономным системам, Цель — повышение экономичности, управляемости и улучшение динамических характеристик. В состав устройства входят тепловой двигатель 1, тяговый генератор 2, тяговый электродвигатель

3, вспомогательный генератор 5, тиристорный возбудитель 6 тягового генератора, возбудитель 7 электродвигателя, блок 8 управления возбуждением тягового генератора, блок 9 управления возбуждением электродвигателя, задатчик 10 скорости, орган 11 управления (ходовая педаль), измеритель 12 скорости, блок 13 измерения рассогласования скорости, измеритель 14 мощности, задатчик 15 частоты вращения теплового двигателя, измеритель 16 частоты вращения теплового двигателя, измеритель

17 рассогласования частоты вращения, регулятор 18 подачи топлива. Скорость движения задается органом 11 управления.

Мощность теплового двигателя 1, тягового генератора 2 и тягового электродвигателя 3 устанавливается автоматически посредством регулятора 9 мощности, исходя из заданной скорости. Частота вращения теплового двигателя 1 задается задатчиком

11, исходя из мощности и заложенной оптимальной зависимости частота — мощность теплового двигателя 1. 1 ил.

1735082

30

Изобретение относится к приводным автономным системам и предназначено для использования в автомобилях, тепловозах и других транспортных машинах.

Цель — повышение экономичности, управляемости и улучшение динамических характеристик.

На чертеже приведена. структурная схема привода.

Тепловой двигатель 1 соединен валом с тяговым электрическим генератором 2. Генератор 2 электрически соединен с тяговым электродвигателем (или двигателями) 3, который механически соединен с ходовой частью 4 машины. Вспомогательный генератор 5 соединен валом с тепловым двигателем 1. Тиристорный возбудитель 6 тягового генератора по цепи питания подключен к вспомогательному генератору 5, а выходом - к тяговому генератору 2, Тиристорный возбудитель 7 электродвигателя по цепи питания подключен к вспомогательному генератору 5, а выходом — к электродвигателю 3. Блок 8 управления возбуждением тягового генератора соединен с тиристорным -озбудителем 6 тягового генератора, блок 9 управления возбуждением электродвигателя соединен с тиристорным возбудителем 7 электродвигателя.

Система управления приводом состоит из задатчика 10 скорости, органа 11, измерителя 1 скорости, блока измерения рассогласования скорости управления

{ходовой педали) 13, измерителя 14 мощности, задатчика 15 частоты вращения теплового двигателя, измерителя 16 частоты вращения теплового двигателя, блока 17 измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя, регулятора 18 подачи топлива, Указанные элементы соединены следующим образом. Вход измерителя скорости соединен с тяговым электродвигателя, один вход блока измерения рассогласования скорости соединен с выходом задатчика скорости, другой вход соединен с выходом измерителя скорости, а выход соединен с входом регулятора мощности, вход задатчика частоты вращения теплового двигателя соединен с выходом измерителя мощности, вход измерителя частоты вращения теплового двигателя соединен с тепловым двигателем, один вход блока измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя соединен с выходом задатчика частоты вращения, а другой вход соединен с выходом измерителя частоты вращения теплового двигателя, один вход регулятора подачи топлива соединен с выходом блока измерения рассогласования скорости, другой вход соединен с выходом блока измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя, а выход соединен с тепловым двигателем, Привод работает следующим образом.

Водителем задается скорость движения машины. Для этого орган управления 11 (ходовая педаль) устанавливается им в определенное положение. Данному положению педали соответствует определенная величина электрического сигнала на выходе задатчика 10 скорости. Этот задающий сигнал сравнивается с сигналом, пропорциональным действительной скорости машины, который имеется на выходе измерителя 12 скорости. Разностный сигнал с выхода блока 13 подается одновременно на входы блока 8 управлени возбуждением тягового генератора, блока 9 управления возбуждением электродвигателя и регулятора 18 подачи топлива. Под действием этого сигнала соответственно изменяется мощность электрического тягового генератора 2, мощность тягового электродвигателя 3 и мощность теплового двигателя 1. Мощность тягового электродвигателя регулируется изменением напряжения, подаваемого на якорную обмотку(напряжение на входе двигателя), и одновременным регулированием тока возбуждения двигателя, Генератор должен выдавать ту мощность, которую развивает тяговый электродвигатель. Поэтому мощность генератора регулируется одновременно и в той же степени, что и мощность электродвигателя, Мощность генератора регулируется изменением тока возбуждения генератора. При этом изменяется напряжение генератора, следовательно, напряжение на входе тягового электродвигателя и мощность электродвигателя. Мощность первичного теплового двигателя изменяется посредством изменения количества подаваемого в двигатель топлива (расхода) с выхода блока 18, Если заданная водителем скорость движения больше действительной скорости, то сигнал рассогласования имеет положительный знак, а величина его пропорциональная величине разностного сигнала, т.е. степени отжатия ходовой педали. Под действием этого сигнала увеличиваются токи возбуждения генератора и двигателя и, соответственно, развиваемая ими мощность, Одновременно под действием разностного сигнала, поданного на первый вход регулятора 18 подачи топлива изменяется количество топлива, подаваемого в тепловой двигатель. При этом увеличивается мощность на валу теплового двигателя и, соответственно, частота вращения вала. Таким

1735082

10

40

50 образом увеличивается частота вращения, напряжение и мощность электрического генератора, мощность и частота вращения тягового электродвигателя и, следовательно, скорость движения машины. Это изменение происходит до тех пор, пока сигнал на выходе блока 13 становится равным нулю, т.е. частота вращения электродвигателя (скорость движения) становится равной заданной.

Если вследствие изменения условий движения (например, изменения уклона пути) изменяется нагрузка двигателя и действительная скорость двигателя (скорость движения) отклоняется от заданной, то на вхоДе блока 13 измерения рассогласования скорости также возникает сигнал рассогласования. Под воздействием этого сигнала аналогичным образом изменяется мощность и частота вращения теплового двигателя, тягового генератора и электродвигателя до тех пор, пока частота вращения электродвигателя — скорость движения машины становится равной заданной., Мощность генератора, что с определенными поправками на потери соответствует мощности привода, тягового электродвигателя и теплового двигателя, измеряется измерителем 14 мощности,Задатчик 15 частоты вращения теплового двигателя представляет собой функциональный преобразователь, который реализует такую функциональную зависимость частоты вращения теплового двигателя (сигнала на его выходе) от мощности двигателя (сигнала на входе), при которой имеет место минимальный удельный расход топлива, В соответствии с этим на вход задатчика частоты (блока

15) подается сигнал, пропорциональный мощности, а на выходе блока вырабатывается сигнал, соответствующий тому значению частоты вращения теплового двигателя, которое должно автоматически поддерживаться регулятором для достижения минимального удельного расхода топлива. Этот задающий сигнал с выхода задатчика 15 частоты вращения сравнивается с сигналом, пропорциональным действительной частоте вращения теплового двигателя, который имеется на выходе измерителя 16 частоты вращения. Сравнение этих сигналов — заданной "экономичной" и действительной частоты вращения теплового двигателя выполняется в блоке 17 измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя. Разностный сигнал с выхода блока 1? подается на второй вход регулятора 18 подачи топлива, что приводит к изменению количества топлива, подаваемого в тепловой двигатель, до тех пор, пока разностный сигнал на выходе блока 17 станет равным нулю, т.е. когда частота вращения теплового двигателя (при заданной мощности) станет равной "экономичной" частоте вращения,. при которой имеет место минимальный удельный расход топлива.

Блоки 8,9 и 18 представляют собой интегрирующие звенья, где выходной сигнал равен интегралу входного сигнала, помноженному на постоянный коэффициент усиления. Интеграторы блоков 8,9 и первого канала блока 18 отрабатывают (интегрируют) сигнал рассогласования скорости движения (частоты вращения электродвигателя) и преобразуют его в сигналы, соответствующие току возбуждения тягового генератора, току возбуж. дения электродвигателя и расходу топлива.

Интегратор второго канала блока 18 отрабатывает (интегрирует) сигнал рассогласования частоты вращения теплового двигателя и преобразует его в корректирующий сигнал расхода топлива. В блоке 18 выходные сигналы интеграторов первого и второго каналов суммируются и через усилитель подаются на обмотку электромагнита рейки топливного насоса, перемещением которого регулируется количество топлива, подаваемого в двигатель, Когда частоты вращения электродвигателя, теплового двигателя становится равными заданными и сигналы рассогласования становятся равными нулю, обработка (интегрирование) их прекращается и выходные сигналы блоков

8,9 и 18 остаются неизменными на соответствующем достигнутом уровне, Соответственно устанавливаются уровни возбуждения тягового генератора, электродвигателя и расход топлива теплового двигателя.

Соответственно устанавливается мощность и частоты вращения тягового генератора, электродвигателя и теплового двигателя.

Формула изобретения

Теплоэлектрический привод самоходных машин, содержащий тепловой двигатель, соединенный с тяговым генератором, который подключен к тяговым электродвигателям, вспомбгательный генератор, который соединен с тепловым двигателем, тиристорный возбудитель тягового генератора, который по цепи питания подключен к вспомогательному генератору, а выходом— к тяговому генератору, тиристорные возбудители электродвигателей, который по цепи питания подключены к вспомогательному генератору, а выходами — к электродвигателям, блок управления возбуждением тягового генератора, который соединен с тиристорным возбудителем тягового генератора, блок управления возбуждением электродвигателей, который соединен с ти1735082

Составитель А.Ефремов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор A.Ротман.Редактор M.ßíêoâè÷

Заказ 1779 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ристорными возбудителями электродвигателей, измеритель мощности, вход которого подключен к выходу тягового генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, управляемости и улучшения динамических характеристик, он снабжен задатчиком скорости с органом управления, измерителем скорости, блоком измерения рассогласования скорости, задатчиком частоты вращения теплового двигателя, измерителем частоты вращения теплового двигателя, блоком измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя; регулятором подачи топлива, при этом вход измерителя скорости соединен с тяговым электродвигателем, один вход блока измерения рассогласования скорости соединен с выходом задатчика скорости, другой вход — с выходом измерителя скорости, а выход — с входами блоков управления тиристорных возбудителей тягового генератора и элекродвигателей, вход

5 эадатчика частоты вращения теплового двигателя соединен с выходом измерителя мощности, вход измерителя частоты вращения теплового двигателя соединен с тепловым двигателем, один вход блока

10 измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя соединен с выходом задатчика частоты вращения, а другой вход — с выходом измерителя частоты вращения теплового двигателя, один вход регу15 лятора подачи топлива соединен с выходом блока измерения рассогласования скорости, другой вход - с выходом блока измерения рассогласования частоты вращения теплового двигателя,а выход- с тепловым двигателем.