RU2047507C1

RU2047507C1 - Device to protect diesel locomotive storage batteries from short circuit currents

Info

Publication number: RU2047507C1
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: 1995-11-10

Abstract

FIELD: railway transport; short circuit protection. SUBSTANCE: device has fuses 14 and 15, blocking diodes 16 and 17, thyristor 18 and switch with contact 20. Device is placed in two-wire coupling circuit of batteries with auxiliary equipment and diesel engine electric machine. EFFECT: enhanced reliability of protection. 1 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам, обеспечивающим передачу электрической энергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов и дизель-поездов. The invention relates to technical means for transmitting electrical energy to auxiliary electrical equipment of diesel locomotives and diesel trains.

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. The closest in technical essence to the invention is a device that consists of a fuse that is connected between the output of the battery and the wire of the two-wire circuit. This circuit connects the battery with auxiliary electric equipment of the locomotive, including a starter-generator, which is mechanically coupled to the diesel ball.

Известное устройство не защищает батарию от токов короткого замыкания между проводами двухпроводной цепи. The known device does not protect the battery from short circuit currents between the wires of a two-wire circuit.

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. The essence of the invention lies in the fact that the known device is supplemented with a second fuse, two diodes and a thyristor, which are respectively connected to each other and connected to the battery. The thyristor is turned on by means of a switch contact that closes during the start-up period of the diesel engine. The use of additional elements allows you to protect the battery from emergency currents that occur during a short circuit between the wires of a two-wire circuit.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

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. The protected object is a rechargeable battery 1, which consists of series-connected elements 2, is installed in a separate compartment and connected via wires 3 of a two-wire communication circuit to auxiliary electric equipment of a locomotive, which is installed outside the battery compartment. The auxiliary electrical equipment contains a starter-generator (electric machine) 4, which has an anchor winding 5, an excitation winding 6 and is connected to the diesel shaft, a fuse 7 of the machine circuit, an isolation diode 8, a current-limiting resistor 9, contacts 10 and 11 of the starting contactors, starting resistor 12 and terminals 13 for connecting to the battery 1 and the auxiliary electrical equipment machine. The protection device consists of a main 14 and an additional 15 fuses, blocking diodes 16 and 17, a thyristor 18, a resistor 19 and a contact 20 of the switch, which is configured to close and open the contact 20, respectively, when starting the diesel engine and its transition to operating mode. The thyristor 18 is connected in series with the power terminals and in accordance with the positive terminal of the battery 1 and the wires 3. The control electrode of the thyristor 18 is connected via the circuit 19-20 to the intermediate terminal of the battery 1. The rated current of the fuse 14 corresponds to the starting mode of the machine 4 (when starting the diesel engine), the fuse 15 modes of backup power supply of electrical equipment from battery 1 and its charge from machine 4. The operation current of the fuse 14 significantly exceeds the same parameter of the fuse 15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. When the diesel engine is off, battery 1 with a voltage whose polarity is shown feeds auxiliary equipment in the following circuits: intermediate battery terminal 1-17-15 upper wire 3, lower wire 3-14 negative terminal of battery 1. Contact 20 is open, thyristor 18 is off, diode 8 prevents discharge of battery 1 to winding 5. When in this mode a short circuit appears between wires 3, the fuse box fuse 15 blows and the emergency current stops. If fuse 15 could not break the emergency current, then fuse 15 duplicates it and breaks the emergency current.

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. Before starting the diesel, contact 20 closes, a current limited by the resistance of the resistor 19 appears in the control electrode of the thyristor 18, and the thyristor 18 is turned on. After that, due to the presence of diodes 16 and 17, the current from the circuit 15-17 passes to the circuit of the thyristor 18, the battery 1 continues to supply auxiliary electrical equipment, and the voltage supplied to it increases by the voltage of the cell 2 connected between the positive and intermediate terminals of the battery 1. At the end of the preparatory operations, before starting the diesel engine (oil pumping), first contact 10 is closed, then contact 11, a current appears in the winding circuits 5 and 6, limited by the resistor 12 at the initial start-up period, begin to rotate and gain speed You anchor the machine 4 and a shaft of a diesel engine. The starting current of machine 4 flows through the following circuits: battery positive terminal 1-18 upper wire 3, lower wire 3-14 negative terminal of battery 1. At certain revolutions of the diesel shaft, it starts, opens contact 20, the control current of thyristor 18 stops and it continues to conduct current until the voltage of the winding 5, having the polarity shown in the diagram, exceeds the voltage of the battery 1 and then turns off. At the end of the start of the diesel, contacts 10 and 11 open and the machine 4 switches from diesel mode to generator mode.

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. In the generator mode, the excitation of the machine 4 provides an independent excitation winding and the winding 5 feeds auxiliary electrical equipment through terminals 13 and charges the battery 1. The charging current is limited by a resistor 9 and flows through the circuits: top wire 3-15-16, battery positive 1, battery negative 1 -14 bottom wire 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. If during the start of the diesel engine a short circuit occurs between wires 3 or the duration of the inrush current passes the admissible one (pins 10 and 11 are welded, the diesel engine did not start), the fuse box fuse 14 blows and the emergency current stops or the inrush current is limited. When a short circuit between the wires 3 during operation of the diesel engine and the battery charge 1, the short circuit current has two components. One component flows under the influence of the voltage of the machine 4 along the circuit 7-8-9 and stops after the fuse box fuse 7 blows out. The second component, the source of which is the battery 1, flows through the fuses 14 and 15. The fuse box of the fuse 14 burns out, and when it fails and fuse 15 and the emergency current of battery 1 are stopped.

Claims

DEVICE FOR PROTECTING A BATTERY DIESEL ACCUMULATOR BATTER FROM SHORT-CIRCUIT CURRENTS, comprising a main fuse and a circuit breaker that is included in the two-wire communication circuit of the battery with auxiliary equipment and the diesel electric machine, which is capable of closing and opening contacts, respectively, when the diesel starts up and switches to operating mode, which the fact that it is equipped with an additional fuse, a thyristor and two blocking diodes, while the thyristor is included in the two the wire is connected in series with the positive terminal of the battery in the conducting direction, the thyristor control electrode is connected through an aforementioned switch to an intermediate terminal of the battery, to which the anode of one of the two blocking diodes is connected, connected in series according to each other, the cathode of the other blocking diode is connected to the positive terminal battery, and between the common point of these diodes and the cathode of the thyristor an additional fuse is connected.