Устройство для защиты аккумуляторной батареи тепловоза от токов короткого замыкания

 

Использование: для защиты аккумуляторной батареи тепловоза от токов короткого замыкания. Сущность изобретения: устройство содержит предохранители 14 и 15, блокирующие диоды 16 и 17, тиристор 18 и переключатель с контактом 20. Устройство включено в двухпроводную цепь связи аккумуляторной батареи с вспомогательным оборудованием и электрической машиной дизеля. 1 ил.

Изобретение относится к техническим средствам, обеспечивающим передачу электрической энергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов и дизель-поездов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое состоит из предохранителя, который включен между выводом аккумуляторной батареи и проводом двухпроводной цепи. Эта цепь соединяет батарею с вспомогательным электрооборудованием тепловоза, включающим в себя стартер-генератор, который сочленен механически с балом дизеля.

Известное устройство не защищает батарию от токов короткого замыкания между проводами двухпроводной цепи.

Сущность изобретения состоит в том, что известное устройство дополняют вторым предохранителем, двумя диодами и тиристором, которые соответствующим образом соединяют между собой и подключают к батарее. Включение тиристора осуществляют при помощи контакта выключателя, замыкающегося на период пуска дизеля. Использование дополнительных элементов позволяет защитить батарею от аварийных токов, которые возникают при коротком замыкании между проводами двухпроводной цепи.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Защищаемым объектом является аккумуляторная батарея 1, которая состоит из последовательно соединенных элементов 2, установлена в отдельном отсеке и по проводам 3 двухпроводной цепи связи соединена с вспомогательным электрооборудованием тепловоза, которое установлено за пределами отсека батареи. Вспомогательное электрооборудование содержит стартер-генератор (электрическую машину) 4, который имеет якорную обмотку 5, обмотку 6 возбуждения и соединен с валом дизеля, предохранитель 7 цепи машины, разделительный диод 8, токоограничивающий резистор 9, контакты 10 и 11 пусковых контакторов, пусковой резистор 12 и клеммы 13 для подключения к батарее 1 и машине вспомогательного электрооборудования. Устройство защиты состоит из основного 14 и дополнительного 15 предохранителей, блокирующих диодов 16 и 17, тиристора 18, резистора 19 и контакта 20 выключателя, который выполнен с возможностью замыкания и размыкания контакта 20 соответственно при пуске дизеля и переходе его в рабочий режим. Тиристор 18 силовыми выводами включен последовательно и согласно с плюсовым выводом батареи 1 и проводами 3. Управляющий электрод тиристора 18 по цепи 19-20 соединен с промежуточным выводом батареи 1. Номинальный ток предохранителя 14 соответствует пусковому режиму машины 4 (при пуске дизеля), предохранителя 15 режимам резервного питания электрооборудования от батареи 1 и ее заряде от машины 4. Ток срабатывания предохранителя 14 значительно превышает аналогичный параметр предохранителя 15.

Устройство работает следующим образом.

При неработающем дизеле батарея 1 напряжением, полярность которого показана, питает вспомогательное оборудование по цепям: промежуточный вывод батареи 1-17-15 верхний провод 3, нижний провод 3-14 минусовой вывод батареи 1. Контакт 20 разомкнут, тиристор 18 выключен, диод 8 препятствует разряду батареи 1 на обмотку 5. Когда в таком режиме появляется короткое замыкание между проводами 3, то перегорает плавкая вставка предохранителя 15 и аварийный ток прекращается. Если предохранитель 15 не смог разорвать аварийный ток, то его дублирует предохранитель 15 и разрывает аварийный ток.

Перед пуском дизеля замыкается контакт 20, в цепи управляющего электрода тиристора 18 появляется ток, ограниченный сопротивлением резистора 19, и тиристор 18 включается. После этого, благодаря наличию диодов 16 и 17, ток из цепи 15-17 переходит в цепь тиристора 18, батарея 1 продолжает питать вспомогательное электрооборудование, и поступающее на него напряжение увеличивается на величину напряжения элемента 2, включенного между плюсовым и промежуточным выводами батареи 1. По окончании подготовительных операций перед пуском дизеля (прокачка масла) замыкаются сначала контакт 10, затем контакт 11, в цепи обмоток 5 и 6 появляется ток, ограниченный в начальный период пуска резистором 12, начинают вращаться и набирают обороты якорь машины 4 и вал дизеля. Пусковой ток машины 4 протекает по цепям: плюсовой вывод батареи 1-18 верхний провод 3, нижний провод 3-14 минусовой вывод батареи 1. При определенных оборотах вала дизеля он запускается, размыкается контакт 20, ток управления тиристора 18 прекращается и он продолжает проводить ток до тех пор, пока напряжение обмотки 5, имеющее показанную на схеме полярность, превысит напряжение батареи 1 и после этого выключается. По окончании пуска дизеля контакты 10 и 11 размыкаются и машина 4 переходит из дизельного режима в генераторный режим.

В генераторном режиме возбуждение машины 4 обеспечивает обмотка независимого возбуждения и обмотка 5 питает через клеммы 13 вспомогательное электрооборудование и заряжает батарею 1. Зарядный ток ограничивается резистором 9 и протекает по цепям: верхний провод 3-15-16 плюсовой вывод батареи 1, минусовой вывод батареи 1-14 нижний провод 3.

Если во время пуска дизеля происходит короткое замыкание между проводами 3 или длительность протекания пускового тока пропускает допустимую (контакты 10 и 11 сварились, дизель не запустился), то перегорает плавкая вставка предохранителя 14 и соответственно прекращается аварийный ток или ограничивается время протекания пускового тока. При коротко замыкании между проводами 3 во время работы дизеля и заряда батареи 1 ток короткого замыкания имеет две составляющих. Одна составляющая протекает под действием напряжения машины 4 по цепи 7-8-9 и прекращается после перегорания плавкой вставки предохранителя 7. Вторая составляющая, источником которой является батарея 1, протекает по предохранителям 14 и 15. Перегорает плавкая вставка предохранителя 14, а при его отказе и плавкая вставка предохранителя 15 и аварийный ток батареи 1 прекращается.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ТЕПЛОВОЗА ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее включенный в двухпроводную цепь связи аккумуляторной батареи со вспомогательным оборудованием и электрической машиной дизеля основной предохранитель и выключатель, выполненный с возможностью замыкания и размыкания контактов соответственно при пуске дизеля и переходе его в рабочий режим, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным предохранителем, тиристором и двумя блокирующими диодами, при этом тиристор включен в упомянутую двухпроводную цепь связи последовательно с плюсовым выводом аккумуляторной батареи в проводящем направлении, управляющий электрод тиристора через упомянутый выключатель соединен с промежуточным выводом аккумуляторной батареи, к которому подключен анод одного из двух блокирующих диодов, соединенных между собой последовательно согласно, катод другого блокирующего диода подключен к плюсовому выводу аккумуляторной батареи, а между общей точкой упомянутых диодов и катодом тиристора включен дополнительный предохранитель.

РИСУНКИ

Рисунок 1