RU2031009C1

RU2031009C1 - Device to control electric motor of diesel locomotive compressor

Info

Publication number: RU2031009C1
Authority: RU
Inventors: О.И. Новиков
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1992-05-06
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: electrical equipment of diesel locomotives. SUBSTANCE: device has storage battery and DC generator connected by charging circuit with first isolation rectifier. Compressor electric motor is connected in parallel with DC generator through second isolation rectifier. Device has also generator field current regulator, contactor, auxiliary relay, pressure relay, fuses, time relay, switch and voltage relay. If two compressors are used, device is furnished with third isolation rectifier which, as the second rectifier, is of thyristor type. EFFECT: simplified circuit, enhanced operation reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрооборудования тепловозов. The invention relates to the field of electrical equipment of diesel locomotives.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее аккумуляторную батарею, соединенную через первый разделительный вентиль и токоограничивающий резистор с генератором постоянного тока, сочлененным с валом дизеля, регулятор тока возбуждения генератора, реле времени, выключатель, выполненный с возможностью автоматического замыкания и размыкания цепи при работающем и неработающем дизеле, контактор, предохранители, промежуточное реле и реле давления. Недостаток известного устройства в том, что в нем используется большое количество контактных коммутирующих элементов, которые имеют сложное исполнение, невысокую надежность и требуют трудоемкого обслуживания. Closest to the invention in technical essence is a device containing a battery connected through a first isolation valve and a current limiting resistor to a DC generator coupled to a diesel shaft, a generator excitation current regulator, a time relay, a circuit breaker configured to automatically close and open a circuit with the engine running and idle, contactor, fuses, intermediate relay and pressure switch. A disadvantage of the known device is that it uses a large number of contact switching elements, which have a complex design, low reliability and require laborious maintenance.

Сущность изобретения заключается в том, что сложные и менее надежные элементы заменяют более простыми и более надежными элементами. Если устройство управляет одним электродвигателем, то его дополняют разделительным вентилем и реле напряжения. Это позволяет исключить из схемы устройства два реле времени и заменить более мощный контактор менее мощным контактором. Когда устройство управляет двумя электродвигателями, то его дополняют еще одним разделительным вентилем и выполняют оба дополнительных вентиля в виде тиристоров. Это позволяет исключить из схемы устройства силовой контактор. The essence of the invention lies in the fact that complex and less reliable elements are replaced by simpler and more reliable elements. If the device controls one electric motor, then it is supplemented by an isolation valve and a voltage relay. This allows you to exclude two time relays from the device circuit and replace a more powerful contactor with a less powerful contactor. When the device controls two electric motors, it is supplemented by another isolating valve and both additional valves are made in the form of thyristors. This allows you to exclude the power contactor from the device circuit.

Технический результат изобретения характеризуется тем, что упрощается исполнение и обслуживание устройства, повышается его надежность. The technical result of the invention is characterized in that it simplifies the execution and maintenance of the device, increases its reliability.

На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы устройства управления. In FIG. 1 and 2 are circuit diagrams of a control device.

Устройство (фиг.1) содержит аккумуляторную батарею 1, генератор 2 постоянного тока с якорной обмоткой 2.1 и обмоткой возбуждения 2.2, регулятор 3 тока возбуждения генератора 2, выполненный с управляющим входом 4.1, входом 4.2 питания и выходом 4.3, реле напряжения 5 с замыкающим 5.1 и размыкающим5.2 контактами, промежуточное реле 6 с переключающими 6.1, размыкающим 6.2 и замыкающими 6.3, 6.4 контактами, контактор 7 с замыкающим 7.1 контактом, реле времени 8 с инерционными замыкающим 8.1 и размыкающим 8.2 контактами, замыкающие 9.1 и 9.3 и размыкающий 9.2 контакты реле давления, контакт 10 выключателя, зарядную цепь 11, содержащую первый разделительный вентиль 11.1, токоограничивающий резистор 11.2 и первый предохранитель 11.3, второй предохранитель 12, второй разделительный вентиль 13. К обмотке 2.1 генератора 2 через цепь 12-13 подключен электродвигатель 14 компрессора. The device (Fig. 1) contains a storage battery 1, a DC generator 2 with an anchor winding 2.1 and an excitation winding 2.2, an exciter current regulator 3 of a generator 2 made with a control input 4.1, a power input 4.2 and an output 4.3, a voltage relay 5 with a closing 5.1 and opening 5.2 contacts, intermediate relay 6 with switching 6.1, opening 6.2 and closing 6.3, 6.4 contacts, contactor 7 with closing 7.1 contact, time relay 8 with inertial closing 8.1 and opening 8.2 contacts, closing 9.1 and 9.3 and opening 9.2 relay contacts giving eniya, the contact switch 10, charging circuit 11 comprising a first separating valve 11.1, 11.2 limiting resistor 11.3 and the first fuse, a second fuse 12, the second separating valve 13. 2.1 generator winding 2 is connected through the circuit 12-13, the motor 14 of the compressor.

Устройство (фиг. 2) состоит из элементов 1-12, аналогичных элементам 1-12 на фиг. 1, и имеет третий предохранитель 13, второй 14 и третий 15 разделительные вентили, которые выполнены в виде тиристоров. Управляющие выводы тиристоров 14 и 15 подключены к их анодам через резисторы 16 и 17, коммутирующие элементы 18 и 19. К обмотке 2.1 генератора 2 через предохранители 12 и 13, тиристоры 14 и 15 подключены электродвигатели 20 и 21 компрессоров. The device (FIG. 2) consists of elements 1-12 similar to elements 1-12 in FIG. 1, and has a third fuse 13, a second 14 and a third 15 isolation valves, which are made in the form of thyristors. The control terminals of thyristors 14 and 15 are connected to their anodes through resistors 16 and 17, switching elements 18 and 19. To the winding 2.1 of the generator 2 through fuses 12 and 13, thyristors 14 and 15 are connected electric motors 20 and 21 of the compressors.

Выключатель выполнен с возможностью автоматического замыкания и размыкания контакта 10 при работающем и неработающем дизеле. Предохранитель 11.3 защищает от аварийных токов цепи батареи 1 и генератора 2. Аналогичные функции выполняет предохранитель 12 в цепях генератора 2, электродвигателя 14 (фиг. 1) и предохранители 12, 13 в цепях генератора 2 и электродвигателей 20, 21 (фиг.2). Вентиль 11.1 исключает при неработающем дизеле разряд батареи на обмотку 2.1 генератора 2. Резистор 11.2 ограничивает зарядный ток батареи 1, который протекает при работающем генераторе 2. Коммутирующие элементы 18 и 19 выполнены в виде тумблеров, которые установлены на пульте управления тепловоза. Регулятор 3 контролирует поступающее на его вход 4.1 напряжение генератора 2 и, изменяя ток обмотки 2.2, стабилизирует напряжение генератора 2 при изменениях его нагрузочного тока и частоты вращения вала дизеля. The switch is configured to automatically close and open the contact 10 when the diesel engine is running and not working. The fuse 11.3 protects against emergency currents of the circuit of the battery 1 and generator 2. Similar functions are performed by the fuse 12 in the circuits of the generator 2, electric motor 14 (Fig. 1) and fuses 12, 13 in the circuits of the generator 2 and electric motors 20, 21 (Fig.2). The valve 11.1 excludes when the diesel engine is not running, the battery is discharged to the winding 2.1 of the generator 2. Resistor 11.2 limits the charging current of the battery 1, which flows when the generator is running 2. The switching elements 18 and 19 are made in the form of toggle switches that are installed on the control panel of the locomotive. The controller 3 controls the voltage of the generator 2 supplied to its input 4.1 and, by changing the current of the winding 2.2, stabilizes the voltage of the generator 2 with changes in its load current and the frequency of rotation of the diesel shaft.

Устройство (фиг.1) работает в такой последовательности. The device (figure 1) works in such a sequence.

При неработающем дизеле якорь генератора 2 неподвижен, его напряжение равно нулю, контакт 10 разомкнут и напряжение батареи 1 не поступает на катушки реле 6, контактора 7, на реле 8 и на вход 4.2 регулятора 3. When the diesel engine is idle, the armature of the generator 2 is fixed, its voltage is zero, pin 10 is open and the voltage of battery 1 does not go to the coils of relay 6, contactor 7, to relay 8 and to input 4.2 of controller 3.

После запуска дизеля начинает вращаться якорь генератора 2, замыкается контакт 10, напряжение батареи подается на реле времени 8, которое запускается и отсчитывает промежуток времени, в течение которого порядок работы устройства не зависит от положения контактов реле давления и обеспечивается заряд батареи 1. В течение этого промежутка батарея 1 восстанавливает емкость, израсходованную на пуск дизеля. Контакт 8.1 разомкнут и блокирует подачу напряжения на катушку реле 6 и его соответствующие два контакта 6.1 замкнуты, контакт 8.2 замкнут и обеспечивает поступление напряжения на катушку контактора 7 по цепи 10 - 6.2-9.2 или по цепи 10 - 6.2-8.2-9.1 в зависимости от положения реле давления. Контактор 7 включен, его контакт 7.1 замкнут и обеспечивает поступление напряжения на вход 4.2 питания регулятора 3, который через выход 4.3 и контакты 6.1 питает обмотку 2.2 генератора 2. На его обмотке 2.1 присутствует напряжение, которое имеет показанную знаками без скобок полярность, заряжает батарею 1 через цепь 11 и прикладывается к катушке реле 5 и оно включено. Полярность напряжения генератора 2 не совпадает с проводящим направлением вентиля 13 и поэтому не поступает к электродвигателю 14. After the diesel engine starts, the armature of the generator 2 starts to rotate, contact 10 closes, the battery voltage is applied to the time relay 8, which starts and counts down the period of time during which the operation of the device does not depend on the position of the contacts of the pressure switch and battery 1 is provided. During this gap, the battery 1 restores the capacity spent on starting the diesel engine. Contact 8.1 is open and blocks the supply of voltage to the coil of relay 6 and its corresponding two contacts 6.1 are closed, contact 8.2 is closed and provides voltage to the coil of contactor 7 on circuit 10 - 6.2-9.2 or on circuit 10 - 6.2-8.2-9.1, depending on pressure switch position. The contactor 7 is turned on, its contact 7.1 is closed and provides voltage to the input 4.2 of the power supply of the controller 3, which, through the output 4.3 and contacts 6.1, supplies the winding 2.2 of the generator 2. There is a voltage on its winding 2.1, which has the polarity shown by the signs without brackets, charges the battery through the circuit 11 and is applied to the coil of the relay 5 and it is turned on. The voltage polarity of the generator 2 does not coincide with the conductive direction of the valve 13 and therefore does not flow to the electric motor 14.

В таком режиме устройство работает до момента срабатывания реле 8. После его срабатывания замыкается контакт 8.1 и размыкается контакт 8.2. Далее работа устройства определяется положением реле давления. Когда давление сжатого воздуха в резервуарах тепловоза больше уставки реле давления, его контакт 9.2 замкнут и разомкнуты контакты 9.1, 9.3, то режим работы устройства не меняется после изменения положения контактов 8.1 и 8.2. In this mode, the device operates until the relay 8 is activated. After its operation, contact 8.1 closes and contact 8.2 opens. Further, the operation of the device is determined by the position of the pressure switch. When the pressure of the compressed air in the tanks of the diesel locomotive is greater than the setpoint of the pressure switch, its contact 9.2 is closed and the contacts 9.1, 9.3 are open, the operating mode of the device does not change after changing the position of the contacts 8.1 and 8.2.

Если давление сжатого воздуха меньше установки реле давления или равно ей, то контакт 9.2 разомкнут и замкнуты контакты 9.1 и 9.3, и после размыкания контакта 8.2 прерывается цепь 10 - 6.2-8.2-9.1, снимается напряжение с катушки контактора 7 и размыкается его контакт 7.1. После этого прекращается питание регулятора 3 и уменьшаются до нуля ток обмотки 2.2 и напряжение обмотки 2.1 генератора 2. Когда его убывающее напряжение становится значительно меньше рабочего уровня, то реле 5 отпадает. Его замкнувшийся контакт 5.2 собирает цепь 9.3-5.2-8.1, по которой напряжение батареи 1 поступает на катушку реле 6, оно включается, его замкнувшийся контакт 6.4, шунтирует контакт 5.2 и обеспечивает самоблокировку реле 6. Одна пара его переключающих контактов 6.1 размыкается и замыкается их вторая пара. Замкнувшийся контакт 6.3 собирает цепь 10-6,3-9,1, по которой подается напряжение батареи 1 на катушку контактора 7. Контактор 7 включается, его замкнувшийся контакт 7.1 подает напряжение на вход питания регулятора 3 и появляются ток в обмотке 2.2 и напряжение на обмотке 2.1 генератора 2. Ток обмотки 2.2 при включенном реле 6 протекает в противоположном направлении по отношению к направлению, которое соответствует выключенному положению реле 6. Напряжение генератора 2 имеет полярность, которая показана знаками в скобках, совпадает (не совпадает) с проводящим направлением вентиля 13 (11.1) и поступает на катушку реле 5. Реле 5 включено, контакт 5.1 замкнут, контакт 5.2 разомкнут. По цепи 12-13 напряжение генератора 2 прикладывается к электродвигателю 14, который вращает компрессор. Компрессор подает сжатый воздух в резервуары тепловоза и давление воздуха увеличивается. Вентиль 11.1 блокирует заряд батареи 1 от генератора 2. If the compressed air pressure is less than or equal to the pressure switch setting, then contact 9.2 is open and contacts 9.1 and 9.3 are closed, and after opening 8.2, circuit 10 - 6.2-8.2.2-9.1 is interrupted, the voltage from the coil of contactor 7 is removed and its contact 7.1 is opened. After that, the power supply to the controller 3 is stopped and the current of the winding 2.2 and the voltage of the winding 2.1 of the generator 2 are reduced to zero. When its decreasing voltage becomes much lower than the operating level, relay 5 disappears. Its closed contact 5.2 collects the circuit 9.3-5.2-8.1, through which the voltage of the battery 1 is supplied to the relay coil 6, it turns on, its closed contact 6.4, bridges the contact 5.2 and provides self-locking relay 6. One pair of its switching contacts 6.1 opens and closes them second pair. Closed contact 6.3 collects a circuit 10-6,3-9,1, through which the voltage of battery 1 is supplied to the coil of contactor 7. Contactor 7 is turned on, its closed contact 7.1 supplies voltage to the power input of controller 3 and current appears in winding 2.2 and voltage to winding 2.1 of generator 2. The current of winding 2.2 when relay 6 is on flows in the opposite direction with respect to the direction that corresponds to the off position of relay 6. The voltage of generator 2 has a polarity that is shown by signs in brackets that matches (does not match) the wire conductive direction of the valve 13 (11.1) and is supplied to the relay coil 5. The switch 5 is turned on, contact 5.1 is closed, the contact is opened 5.2. On a circuit 12-13, the voltage of the generator 2 is applied to the electric motor 14, which rotates the compressor. The compressor supplies compressed air to the tanks of the locomotive and the air pressure increases. Valve 11.1 blocks the charge of battery 1 from generator 2.

В таком режиме устройство работает до тех пор, пока давление сжатого воздуха не достигнет уставки реле давления, которое после этого меняет положение контактов 9.1-9.3. После размыкания контакта 9.1 выключателя контактор 7, его контакт 7.1 размыкается и прекращает питание регулятора 3. Ток обмотки 2.2 и напряжение обмотки 2.1 генератора 2 уменьшается до нуля, электродвигатель 14 останавливается и реле 5 отпадает. Его разомкнувшийся контакт 5.1 прерывает цепь 5.1-6.5-6.4-8.1, реле 6 выключается и меняет положение своих контактов 6.1-6.4. Через замкнувшийся контакт 6.2 и цепи 10-6.2-9.2 напряжение батареи 1 подается на катушку контактора 7, он включается, появляются ток в обмотке 2.2 и напряжение на обмотке 2.1. Ток обмотки 2.2 имеет направление, противоположное направлению предыдущего режима. Полярность напряжения обмотки 2.1 показана знаками без скобок. Это напряжение заряжает батарею 1, поступает на катушку реле 5, реле 5 включено. In this mode, the device operates until the pressure of the compressed air reaches the setpoint of the pressure switch, which then changes the position of the contacts 9.1-9.3. After opening the contact 9.1 of the switch, the contactor 7, its contact 7.1 opens and stops the power supply to the regulator 3. The current of the winding 2.2 and the voltage of the winding 2.1 of the generator 2 decreases to zero, the motor 14 stops and relay 5 disappears. Its open contact 5.1 interrupts the circuit 5.1-6.5-6.4-8.1, relay 6 turns off and changes the position of its contacts 6.1-6.4. Through the closed contact 6.2 and circuit 10-6.2-9.2, the voltage of the battery 1 is supplied to the coil of the contactor 7, it turns on, the current appears in the winding 2.2 and the voltage on the winding 2.1. The winding current 2.2 has a direction opposite to that of the previous mode. The voltage polarity of winding 2.1 is shown by signs without brackets. This voltage charges the battery 1, goes to the coil of relay 5, relay 5 is on.

Работа устройства в таком режиме продолжается до тех пор, пока давление сжатого воздуха не понизится до величины, при которой реле давления изменит положение контактов. После этого работа устройства повторяется в описанной последовательности. The operation of the device in this mode continues until the compressed air pressure drops to a value at which the pressure switch changes the position of the contacts. After that, the operation of the device is repeated in the described sequence.

Особенность работы устройства (фиг.2) в том, что оно позволяет вводить в работу электродвигатели 20 и 21 или один любой из них. При выключенных элементах 18 и 19 тиристоры 14 и 15 выключены и электродвигатели 20 и 21 не вращаются при любой полярности напряжения генератора 2. Когда включен элемент 18, то при определенной полярности (знаки в скобках) напряжения генератора 2 через управляющий электрод тиристора 14 протекает ток, ограниченный резистором 16, тиристор 14 включен, напряжение генератора 2 поступает на электродвигатель 20 и он вращает компрессор. Если включен элемент 19, то напряжение генератора 2, имеющее эту же полярность, поступает на электродвигатель 21 и он вращает компрессор. При включенных элементах 18 и 19 в работе находятся электродвигатели 20 и 21 и при соответствующей полярности напряжения вращают компрессоры. The feature of the device (Fig.2) is that it allows you to enter into operation the electric motors 20 and 21, or one of any of them. When the elements 18 and 19 are turned off, the thyristors 14 and 15 are turned off and the motors 20 and 21 do not rotate at any polarity of the voltage of the generator 2. When the element 18 is turned on, at a certain polarity (signs in brackets) of the voltage of the generator 2, a current flows through the control electrode of the thyristor 14, limited by a resistor 16, the thyristor 14 is turned on, the voltage of the generator 2 is supplied to the electric motor 20 and it rotates the compressor. If the element 19 is turned on, then the voltage of the generator 2 having the same polarity is supplied to the electric motor 21 and it rotates the compressor. With the elements 18 and 19 turned on, electric motors 20 and 21 are in operation and, with the corresponding voltage polarity, the compressors are rotated.

Claims

1. DEVICE FOR MANAGING THE ELECTRIC MOTOR OF THE DIESEL COMPRESSOR COMPRESSOR, comprising a battery and a direct current generator coupled through a first isolation valve and a current limiting resistor coupled to the diesel shaft, a generator excitation current regulator, a time relay connected to the battery through a switch contact, configured to automatically short-circuiting and opening, respectively, with the engine running and idle, fuses included in the power circuits, contactor, inter a weft relay and a pressure switch, characterized in that it is equipped with a voltage relay and a second isolation valve, while the voltage relay coil is connected in parallel with the generator armature, the closing, opening contacts of the voltage relay and the closing inertial contact of the time relay are introduced into the power circuit of the intermediate relay coil , the second isolation valve is turned on with the possibility of connecting the compressor motor to the armature winding of the generator, the excitation winding of the latter through switching contacts the daily relay is connected to the output of the excitation current regulator, one of the contacts of the pressure switch, configured to close at a pressure equal to or less than the installation of the relay, is connected in series with the coil of the intermediate relay, another closing and opening contacts of the pressure switch are introduced into the circuit of the contactor coil, and the closing the contactor contact is included in the supply circuit of the field current controller.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a third isolation valve, included with the possibility of connecting an electric motor of another compressor to the input winding of the generator, the second and third isolation valves made in the form of thyristors, the control terminals of which are connected to the anodes through the corresponding resistors and switching elements.