Устройство для пуска дизелей секций тепловоза

 

Изобретение относится к области передачи электрической энергии в цепях вспомогательного электрооборудования многосекционных тепловозов и односекционных тепловозов, которые работают по системе многих единиц. Устройство для пуска дизелей секций тепловоза содержит в каждой секции тепловоза двухпроводную пусковую цепь 1, однопроводную цепь контроля 2, соединенные с аналогичными цепями других секций, тяговый генератор 7, контакторы 8, аккумуляторную батарею 9, тиристор 10 с блоком управления, который составлен из конденсатора 13, двух резисторов 16, 17, линистора 12, двух тумблеров 14, 15, диодов 18, 20 и реле 19. Устройство отличается простотой и позволяет снизить трудоемкость обслуживания электрооборудования, повысить срок службы пусковых контакторов и аккумуляторных батарей, а также обеспечить надежный пуск дизелей. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам передачи электрической энергии в цепях вспомогательного оборудования транспортных средств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство пуска дизелей на трех секциях тепловоза. Известное устройство содержит общую для всех секций двухпроводную пусковую цепь, установленные на каждой секции аккумуляторную батарею, тяговый генератор, который сочленен механически с валом дизеля, и контакторы. Их контакты коммутируют большие токи, склонны к свариванию и имеют повышенный износ, лимитирующий срок службы контакторов. Поддержание требуемого технического состояния контакторов сопряжено с выполнением трудоемких операций по их восстановлению. Для переключения контакторов требуется устанавливать большое количество разъемов и электрических соединителей между цепями секций тепловоза. Это усложняет исполнение электрической части тепловоза и снижает его надежность. При пуске дизеля батареи секций соединяются параллельно. Между батареями протекает уравнительный ток, который не создает вращающего момента тягового генератора и увеличивает разряд батарей. В результате этого сокращается срок из службы, уменьшается напряжение тягового генератора, увеличивается время пуска дизеля и ухудшается функциональная надежность.

Сущность изобретения в том, что устройство пуска дизелей секций тепловоза, содержащее общую для всех секций двухпроводную пусковую цепь, установленные на каждой секции тяговые генераторы и аккумуляторные батареи, подключенные через коммутирующие элементы к пусковой цепи, дополняют общей однопроводной цепью контроля напряжения батарей секций и выполняют коммутирующие элементы батарей в виде тиристорных ключей. Для отпирания их тиристоров используют блоки управления, каждый из которых состоит из двух тумблеров, двух диодов, реле, двух резисторов, динистора и конденсатора. Дополнительные элементы обеспечивают оптимальный разряд батарей, не сопровождающийся протеканием уравнительных токов позволяют уменьшить количество электрических разъемных соединений и контакторов, осуществляют бестоковое включение контакторов при пуске.

При этом достигается технический результат, который характеризуется упрощением и снижением трудоемкости обслуживания электрооборудования, повышением срока службы аккумуляторных батарей и контакторов, повышением надежности и уменьшением расходов на эксплуатацию тепловозов.

Устройство изобретения может быть выполнено для тепловоза или иного транспортного средства, состоящих из любого количества секций с дизелями и аккумуляторными батареями.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства пуска дизелей трех секций тепловоза. На схеме показаны общая для всех секций двухпроводная пусковая цепь 1, общая для всех секций однопроводная цепь 2 контроля напряжения секционных аккумуляторных батарей, разъемы 3 и межсекционные соединители (перемычки) 5 цепи 1, разъемы 4 и межсекционные соединители 6 цепи 2, тяговые генераторы с якорными обмотками 7 и непоказанными на схеме обмотками возбуждения, контакты 8 пусковых контакторов, секционные аккумуляторные батареи 9, коммутирующие элементы, выполненные в виде тиристоров 10, с блоками управления 11. Нижний провод цепи 1 является общим проводом цепей 1 и 2. Катушки пусковых контакторов на схеме не показаны и подключены к цепям управления тепловоза. Каждый блок 11 содержит динистор 12, конденсатор 13, первый 14 и второй 15 тумблеры, первый 16 и второй 17 резисторы, блокирующий диод 18, реле 19 с замыкающим контактом 19.1, диод 20.

Устройство осуществляет пуск дизелей секций тепловоза в такой последовательности.

При неработающих дизелях секций контакты 8 разомкнуты, тумблеры 14 и 15 выключены, к катушкам реле 19 прикладывается напряжение, которое равно разности напряжений секционных батарей 9, имеет небольшую величину и недостаточно для включения реле 19. Эти реле выключены, их контакты 19.1 разомкнуты.

Для пуска дизелей включают тумблеры 14 и 15. При включенных тумблерах 14 и 15 на всех секциях пуск дизеля каждой секции осуществляется от батарей 9 всех секций. Если тумблеры 14 и 15 включены или на одной или на двух секциях, то дизель каждой секции пускается соответственно или от одной или от двух батарей 9.

В секции тепловоза с пускаемым дизелем выполняют подготовительные операции (прокачка масла в системе дизеля) и включают пусковые контакторы. Их контакты 8 замыкают цепь обмоток тягового генератора при отключенных батареях 9 запертыми тиристорами 10. Напряжение батарей 9 по цепи 8-7-8 прикладывается к запертым тиристорам 10 и блокам 11. В блоках 11 с включенными тумблерами 14 и 15 заряжаются конденсаторы 13 по цепям 8-7-8 и 15-18-16-14. Напряжение конденсаторов 13 растет, имеет показанную полярность и прикладывается к динисторам 12. Напряжение конденсатора 13, который заряжается от батареи 9 с большим напряжением, первым достигает уставки включения динистора 12. Этот динистор 12 включается и замыкает цепь разряда конденсатора 13 через управляющий электрод тиристора 10, который отпирается по отношению к моменту замыкания контактов 8 с выдержкой времени, сформированной элементами 12, 13, 16. В течение интервала, равного этой выдержке времени, заканчивается переходный процесс замыкания цепи обмоток тягового генератора и в ней появляется ток, когда контакты 8 устойчиво замыкают коммутируемую цепь.

При замкнутых контактах 8 и отпертом тиристоре 10 под действием напряжения батареи 9, имеющего наибольшую величину, в цепи 8-7-8 протекает ток и тяговый генератор вращает вал дизеля с увеличивающейся частотой. При этом одна батарея 9 разряжается и ее напряжение убывает. Остальные батареи 9 не разряжаются и их напряжение не меняется. Это сопровождается увеличением разностей напряжения неразряжающихся и разряжающейся батарей 9. Благодаря наличию диодов 20 эти разности по цепям 2-4-6-4-2 и 1-3-5-3-1 прикладываются к катушкам реле 19 блоков 11 запертых тиристоров 10. Растущее напряжение катушки реле 19, которая включена в контур неразряжающейся батареи 9 с наибольшим напряжением достигает уставки включения этого реле 19. Оно включается и замыкает контакт 19.1, через который и резистор 17 под действием напряжения батареи 9 заряжается конденсатор 13 блока запертого тиристора 10. Растущее напряжение этого конденсатора 13 достигает уставки включения динистора 12 и он включается. После этого отпирается тиристор 10 цепи батареи 9, которая заряжена и имеет наибольшее напряжение. Через этот тиристор 10 к тиристору 10 цепи разрядившейся батареи 9 прикладывается запирающее напряжение равное разности напряжений заряженной и разрядившейся батарей 9. Тиристор 10 цепи разрядившейся батареи 9 запирается и отключает ее от цепи обмоток тягового генератора. Заряженная батарея 9 через отпертый тиристор 10 питает обмотки тягового генератора, разряжается и ее напряжение убывает. Напряжение на катушке включенного реле 19 уменьшается, оно выключается, размыкает контакт 19.1 и в цепи управляющего электрода отпертого тиристора 10 прекращается ток. Этот тиристор 10 продолжает замыкать цепь питания обмоток тягового генератора до момента отпирания следующего тиристора 10. Отключенная от цепи обмоток тягового генератора батарея 9 перестает разряжаться, частично восстанавливает израсходованную емкость и напряжение этой батареи 9 несколько увеличивается.

Далее в описанной последовательности от цепи обмоток тягового генератора тиристорами 10 отключается менее заряженная батарея 9 и подключается более заряженная батарея 9. К обмоткам генератора всегда подключена одна батарея 9, отсутствует параллельное соединение батарей 9 и между ними уравнительный ток не протекает. Такое переключение батарей 9 продолжается до тех пор, пока частота вращения вала дизеля достигнет значения, необходимого для пуска дизеля. При работающем дизеле отключаются пусковые контакторы, размыкают контакты 8 и обмотки генератора отключаются от батарей 9. После этого диоды 18 препятствуют протеканию тока в цепи отпертого тиристора 10 и он запирается. Батареи 9 восстанавливают частично израсходованную емкость. Напряжение батарей 9 возрастает и имеет близкие значения. Реле 19 выключается и размыкает контакт 19.1. После этого устройство готово произвести пуск дизеля следующей секции тепловоза.

Формула изобретения

Устройство для пуска дизелей секций тепловоза, содержащее общую для всех секций двухпроводную пусковую цепь, к которой через контакты пусковых контакторов подключены обмотки сочлененных с валами дизелей тяговых генераторов каждой из секций, снабженной аккумуляторной батареей, связанной с пусковой цепью через коммутирующий элемент с блоком управления, отличающееся тем, что в него введена общая для всех секций однопроводная цепь контроля напряжения секционных батарей, коммутирующий элемент выполнен в виде тиристорного ключа, а блок управления каждого тиристорного ключа включает два тумблера, блокирующий диод, реле с замыкающим контактом и катушкой, шунтированной встречно включенным диодом, цепь, составленную из последовательно включенных динистора и конденсатора, подсоединенную между управляющим электродом тиристора и его катодом, последовательно соединенные первый и второй резисторы, общий вывод которых связан через первый тумблер с общим выводом конденсатора и динистора, второй вывод первого резистора через блокирующий диод и второй тумблер с упомянутой цепью контроля и анодом тиристора, катод которого подключен к отрицательному выводу соответствующей батареи, а второй вывод второго резистора с положительным выводом этой батареи через замыкающий контакт реле, катушка которого включена между упомянутой цепью контроля и катодом тиристора.

РИСУНКИ

Рисунок 1