Устройство для автоматического регулирования возбуждения генератора постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕЛЬСТВУ союз Саветскик

Социалистических

Республик о 1 539835 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.74 (21) 2046264/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 02.12.76 (51) М. Кл. Н 02Р 9 30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.12. .024.07(088.8) (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУ)КДЕНИЯ

ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам регулирования возбуждения генераторов постоянного тока.

Известны устройства для автоматического регулирования возбуждения гсператора постоянного тока, содержащие возбудитель с намагничивающей и размагничивающей обмотками возбуждения н вспомогательный синхронный генератор на валу тягоього гснератора постоянного тока, выпрямитель, трансформатор тока якоря и дополнительный источник постоянного тока.

В нормальном режиме работы получение требуемых внешних характеристик тягового генератора обеспечивается блоком автоматического регулирования возбуждения возбудителя.

В случае выхода из строя элементов блока автоматического регулирования система возбуждения посредством переключателя переводится в режим аварийного возбуждения.

При этом для возбуждения возбудителя размагничивающая обмотка его подключается к источнику постоянного напряжения, которое остается неизменным при изменении тока тягового генератора. Напряжение тягового генератора при изменении тока остается неизменным, а мощность изменяется пропорционально току. Следовательно, номинальное значение мощности может быть реализовано только при максимальном токе генератора.

B таком устройстве по мере увеличения скорости движения мощность и тяговое усилие

5 резко падают. Кроме того, в нем отсутствует естественное ограничение максимального тока генератора. Ограничение тока производится специальным реле максимального тока, которое при превышении установленной величины

10 тока снимает нагрузку, что приводит к потере тягового усилия.

Цель изобретения — улучшение тяговой характеристики генератора постоянного тока в аварийном режиме.

15 Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве намагннчивающая обмотка возбудителя подключена к дополнительному источнику постоянного тока, а размагничивающая обмотка через выпрямитель н трансформатор

2п тока соединена с синхронным генератором.

На фиг. 1 изображена схема устройства для автоматического регулирования возбуждения гспсратора постоянного тока; на фиг. 2 показаны внешние характеристики тягового гене25 ратора U;=f (1,,); на фиг. 3 — характеристика изменения мощности тягового генератора

Р„в рабочем диапазоне токов.

Устройство состоит из тягового генератора

1 постоянного тока с обмоткой 2 возбуждения, 30 питаемой от возбудителя 3 постоянного тока, 519835

56 имеющего две обмотки возбуждения: размагничивающую 4 и намагничивающую 5, переключателя 6, коммутирующего цепи питания обмоток возбуждения в режимах нормального и аварийного возбуждения; выпрямительного моста 7, источника 8 постоянного тока регулировочных резисторов 9 и 10, синхронного генератора 11, являющегося датчиком частоты вращения генератора и источником питания блока 12 автоматического регулирования тока возбуждения возбудителя, трансформатора 13 постоянного тока и трансформатора 14 постоянного напряжений, токи рабочих обмоток которых пропорциональны соответственно току и напряжению тягового генератора.

На фиг. 2 кривая 15 обозначает верхнюю характеристику тягового генератора при регулировании тока возбуждения возбудителя от блока автоматического регулирования; кривая 16 — внешнюю характеристику генератора в аварийном режиме по известной схеме и кривая 17 — внешнюю характеристику в аварийном режиме по предлагаемой схеме.

На фиг. 3 показаны характеристики изменения мощности тягового генератора Р в рабочем диапазоне токов в нормальном режиме (кривая 18), в аварийном по известной схеме (кривая 19) и в аварийном режиме по предлагаемой схеме (кривая 20). В положении а переключателя 6, соответствующем нормальному режиму работы контакта, обмотка 4 возбуждения возбудителя получает питание от источника 8 постоянного напряжения и действует навстречу обмотке 5 возбуждения, получающей питание от блока 12 автоматического регулирования тока возбуждения возбудителя.

Блок 12 получает сигналы обратной связи по току и напряжению генератора 1 от трансформаторов 13 и 14.

Синхронный генератор 11 служит датчиком частоты вращения генератора 1 и источником питания блока 12 и трансформаторов 13 и 14.

При движении локомотива ток возбуждения в обмотке 4 возбудителя остается неизменным, а в обмотке 5 изменяется с помощью блока

12 таким образом, что обеспечивается получение требуемых внешних характеристик генератора 1.

В случае повреждения элементов блока 12 переключатель 6 ставит контакт в положение б аварийного возбуждения генератора. При этом поврежденный блок 12 отключается, и возбуждение генератора 1 осуществляется следующим образом.

Обмотка 5 возбуждения получает питание от источника 8 постоянного напряжения, напряжение которого поддерживается неизмен5

35 ным во всем рабочем диапазоне изменения частоты вращения генератора 1, благодаря чему остается неизменным намагничивающий магнитный поток обмотки 5. Обмотка возбуждения 4 отключается от источника 8 и включается в цепь обратной связи по току генератора 1, состоящей из последовательно включенных синхронного генератора 11, трансформатора тока 13 и выпрямительного моста 7.

Магнитный поток обмотки 4 направлен встречно потоку обмотки 5. Суммарный магнитный поток возбудителя 3 определяется разностью ампер-витков обмоток 5 и 4, причем с увеличением тока генератора 1 эта разность уменьшается и, следовательно, уменьшается напряжение генератора 1.

Наклон характеристики регулируется резистором 10 так, чтобы мощность Р,= U„I, была максимальной при токах генератора, близких к номинальному, и равнялась номинальной мощности генератора. Это обеспечивает получение тяговой характеристики локомотива в этом режиме, близкой к номинальной, и обеспечивает автоматическое ограничение максимального тока генератора, что защищает генератор и тяговые электродвигатели от повреждения и улучшает тяговые характеристики локомотива при разгоне поезда.

Использование элементов системы регулирования в новой взаимосвязи создает экономический эффект в связи с увеличением скорости движения и повышением к.п,д. энергетической установки, зависимость мощности которой от частоты вращения вала приближена к оптимальной по расходу топлива. Кроме того, отпадает необходимость в установке специальных реле защиты по максимальному току.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования возбуждения генератора постоянного тока, содержащее возбудитель с намагничивающей и размагничивающей обмотками возбуждения и вспомогательный синхронный генератор на валу тягового генератора постоянного тока, выпрямитель, трансформатор тока якоря и дополнительный источник постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью улучшения тяговой характеристики генератора постоянного тока в аварийном режиме, намагничивающая обмотка возбудителя подключена к дополнительному источнику постоянного тока, а размагничивающая обмотка через выпрямитель и трансформатор тока соединена с синхронным генератором.

Редактор В. Торопова

Составитель В. Круглова

Техред М. Семенов

Корректор Л. Денискина

Заказ 2366/1 Изд. № 1745 Тираж 882 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2