RU2009051C1

RU2009051C1 - Device for starting locomotive diesel

Info

Publication number: RU2009051C1
Authority: RU
Inventors: О.И. Новиков
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: railroad transport. SUBSTANCE: device has starter-generator provided with series and independent excitation, storage battery, contactor, relay and thyristor. In normal conditions terminal of contactor is broken and made in de-energized circuit that prevents untimely wear, which is provided due to connection of thyristor provided with sluggish control unit with described terminal of the thyristor. EFFECT: prolonged serviceability. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к передаче электрической энергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов и дизель-поездов. The invention relates to the transfer of electrical energy to auxiliary electrical equipment of diesel locomotives and diesel trains.

Известно устройство, содержащее аккумуляторную батарею, стартер-генератор с обмотками сериесного и независимого возбуждения и с валом, который механически связан с валом дизеля, контактор с замыкающим контактом и цепь заряда аккумуляторной батареи, образованную предохранителем, блокирующим диодом и токоограничивающим резистором. Контактор известного устройства коммутирует большие токи и не имеет дублирующих элементов. A device is known that contains a battery, a starter-generator with series and independent excitation windings and a shaft that is mechanically connected to the diesel shaft, a contactor with a make contact and a battery charge circuit formed by a fuse, a blocking diode and a current limiting resistor. The contactor of the known device commutes high currents and does not have duplicate elements.

В результате этого известное устройство не обеспечивает требуемой надежности, а его контактор имеет небольшой срок службы. As a result of this, the known device does not provide the required reliability, and its contactor has a short service life.

Сущность изобретения заключается в том, что известное устройство дополняют реле и тиристором с инерционным блоком управления, который содержит емкостно-резисторную цепь (RC-цепь), включенную между анодом и катодом тиристора, и динистор, включенный между общим выводом резистора и конденсатора RC-цепи и управляющим электродом тиристора. Обмотка реле подключена параллельно токоограничивающему резистору, а размыкающий контакт этого реле включен в цепь питания обмотки контактора. Тиристор включен последовательно с обмоткой сериесного возбуждения стартер-генератора. The essence of the invention lies in the fact that the known device is supplemented by a relay and a thyristor with an inertial control unit, which contains a capacitor-resistor circuit (RC circuit) connected between the anode and cathode of the thyristor, and a dynistor connected between the common terminal of the resistor and the capacitor of the RC circuit and a thyristor control electrode. The relay coil is connected in parallel with the current-limiting resistor, and the NC contact of this relay is included in the power circuit of the contactor winding. The thyristor is connected in series with the series excitation winding of the starter generator.

В результате введения дополнительных элементов достигается следующий технический результат. При часто повторяющихся, нормальных пусках дизеля замыкается и размыкается контакт контактора при отсутствии тока в коммутируемой цепи. Коммутация токов стартер-генератора осуществляется тиристором. Контактор при этом выполняет функции дублирующего тиристор элемента и размыкает ток стартер-генератора только при несостоявшихся пусках дизеля, которые бывают редко. Это позволяет улучшить надежность и повысить срок службы вспомогательного электрооборудования тепловоза. As a result of the introduction of additional elements, the following technical result is achieved. With frequently repeated, normal diesel starts, the contactor contact closes and opens in the absence of current in the switched circuit. Switching currents of the starter-generator is carried out by a thyristor. In this case, the contactor acts as a duplicating thyristor element and opens the current of the starter-generator only during failed diesel starts, which are rare. This allows to improve reliability and increase the service life of auxiliary electric equipment of the locomotive.

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

Оно содержит стартер-генератор 1 с якорной обмоткой 1.1, обмоткой 1.2 сериесного возбуждения и обмоткой 1.3 независимого возбуждения, аккумуляторную батарею 2, цепь заряда батареи 2, образованную из предохранителя 3, блокирующего диода 4 и токоограничивающего резистора 5, контактор 6 с замыкающим контактом 6.1 и обмоткой 6.2, реле 7 с размыкающим контактом 7.1 и обмоткой 7.2, тиристор 8 с инерционным блоком 9 управления, клеммы 10 и 11. Блок 9 состоит из резистора 9.1, конденсатора 9.2, образующих RC-цепь, и динистора 9.3. It contains a starter-generator 1 with an armature winding 1.1, a series excitation winding 1.2 and an independent excitation winding 1.3, a battery 2, a battery charge circuit 2 formed from a fuse 3, a blocking diode 4 and a current limiting resistor 5, a contactor 6 with a make contact 6.1 and winding 6.2, relay 7 with NC 7.1 and winding 7.2, thyristor 8 with inertial control unit 9, terminals 10 and 11. Block 9 consists of a resistor 9.1, a capacitor 9.2, forming an RC circuit, and a dynistor 9.3.

Проводящее направление тиристора 8 совпадает с показанной на схеме полярностью напряжения батареи 2. К клемме 10 подключаются цепи управления тепловоза. Клемма 11 соединена с выходом регулятора тока обмотки 1.3 стартер-генератора 1. Его вал механически связан с валом дизеля тепловоза. The conducting direction of the thyristor 8 coincides with the polarity of the voltage of the battery 2 shown in the diagram. The control circuit of the locomotive is connected to terminal 10. Terminal 11 is connected to the output of the current regulator of the winding 1.3 of the starter-generator 1. Its shaft is mechanically connected to the shaft of the diesel locomotive.

Устройство работает в следующей последовательности. The device operates in the following sequence.

При неподвижных валах дизеля и стартер-генератора 1 контакт 6.1 контактора 6 разомкнут, напряжение не поступает на обмотку 7.2 реле 7 и его контакт 7.1 замкнут, не протекает ток в обмотке 1.3 стартер-генератора 1 и диод 4 препятствует разряду батареи 2 на его обмотку 1.1. With stationary shafts of the diesel engine and starter generator 1, contact 6.1 of contactor 6 is open, voltage does not go to winding 7.2 of relay 7 and its contact 7.1 is closed, current does not flow in winding 1.3 of starter-generator 1 and diode 4 prevents the discharge of battery 2 to its winding 1.1 .

Для пуска дизеля выполняются подготовительные операции (прокачка масла в системе дизеля и т. п. ) и при помощи соответствующих коммутирующих устройств (реле, контакторы) подается напряжение батареи 2 на вход регулятора тока обмотки 1.3 стартер-генератора 1 и через клемму 10 и замкнутый контакт 7.1 на обмотку 6.2 контактора 6. После этого с выхода регулятора через клемму 11 подается ток в обмотку 1.3 стартер-генератора 1 и замыкается контакт 6.1 контактора 6. Замыкание контакта 6.1 не сопровождается появлением тока в его цепи, так как тиристор 8 выключен. При замкнутом контакте 6.1 напряжение батареи 2 прикладывается к тиристору 8, к блоку 9 управления, и конденсатор 9.2 заряжается через резистор 9.1. Нарастающее напряжение конденсатора 9.2 имеет показанную на схеме полярность, прикладывается к динистору 9.3 и совпадает с его проводящим направлением. Когда напряжение конденсатора 9.2 достигает значения, равного напряжению включения динистора 9.3, то последний включается и появляется ток в цепи управляющего электрода тиристора 8, и он включается. To start the diesel, preparatory operations are carried out (oil pumping in the diesel system, etc.) and using the appropriate switching devices (relays, contactors), the voltage of battery 2 is applied to the input of the current regulator of the winding 1.3 of the starter generator 1 and through terminal 10 and the closed contact 7.1 to the winding 6.2 of the contactor 6. After this, the current is fed through the terminal 11 to the winding 1.3 of the starter-generator 1 and the contact 6.1 of the contactor 6 closes. Closing of contact 6.1 is not accompanied by the appearance of current in its circuit, since the thyristor 8 is turned off. With the closed contact 6.1, the voltage of the battery 2 is applied to the thyristor 8, to the control unit 9, and the capacitor 9.2 is charged through the resistor 9.1. The increasing voltage of the capacitor 9.2 has the polarity shown in the diagram, is applied to the dynistor 9.3 and coincides with its conducting direction. When the voltage of the capacitor 9.2 reaches a value equal to the turn-on voltage of the dynistor 9.3, the latter turns on and a current appears in the control electrode circuit of the thyristor 8, and it turns on.

Блок 9 управления создает временную задержку между моментом замыкания контакта 6.1 контактора 6 и моментом включения тиристора 8. Длительность такой временной задержки определяется сопротивлением резистора 9.1, емкостью конденсатора 9.2, напряжением включения динистора 9.3 и изменением этих параметров может регулироваться в широких пределах. В течение времени, равного созданной блоком 9 временной задержке, заканчивается при отсутствии тока в коммутируемой цепи переходный процесс замыкания контакта 6.1, сопровождающийся многократными отскоками его подвижной контакт-детали и возникающими при этом замыканиями и размыканиями коммутируемой цепи. The control unit 9 creates a time delay between the moment of closing the contact 6.1 of the contactor 6 and the moment the thyristor 8 is turned on. The duration of such a time delay is determined by the resistance of the resistor 9.1, the capacitance of 9.2, the switching voltage of the dynistor 9.3, and the change in these parameters can be regulated within wide limits. During the time equal to the time delay created by block 9, the transition process of contact 6.1 closure is completed in the absence of current in the switched circuit, accompanied by repeated bounces of its movable contact part and the resulting closures and openings of the switched circuit.

По окончании переходного процесса включения контакта 6.1 контактора 6 и включения тиристора 8 под действием напряжения батареи 2 появляется ток в цепи контакта 6.1 и обмоток 1.1 и 1.2 стартер-генератора 1. При этом напряжение обмотки 1.1 имеет показанную на схеме полярность и складываются магнитные потоки обмоток 1.2 и 1.3 стартер-генератора 1. После этого валы стартер-генератора и дизеля начинают вращаться с увеличивающейся частотой, которая достигает такого значения, при котором дизель вступает в работу. На валу работающего дизеля появляется вращающий момент, который передается на вал стартер-генератора и он переходит из двигательного режима в генераторный режим. Изменение режима работы стартер-генератора 1 сопровождается уменьшением до нуля тока его обмотки 1.2 сериесного возбуждения и изменением направления тока в его якорной обмотке 1.1. Работающий в генераторном режиме стартер-генератор 1 развивает напряжение, полярность которого показана на схеме, и возбуждается обмоткой 1.3. Изменивший направление ток обмотки 1.1 стартер-генератора 1 протекает через предохранитель 3, диод 4, резистор 5, батарею 2 и обеспечивает ее заряд. Величина зарядного тока батареи 2 ограничивается сопротивлением резистора 5. At the end of the transition process of turning on the contact 6.1 of the contactor 6 and turning on the thyristor 8 under the action of the voltage of the battery 2, a current appears in the circuit of the contact 6.1 and the windings 1.1 and 1.2 of the starter generator 1. In this case, the voltage of the winding 1.1 has the polarity shown in the diagram and the magnetic fluxes of the windings 1.2 and 1.3 starter-generator 1. After that, the shafts of the starter-generator and diesel engine begin to rotate with increasing frequency, which reaches the value at which the diesel engine starts to work. A torque appears on the shaft of a running diesel engine, which is transmitted to the shaft of the starter-generator and it switches from the motor mode to the generator mode. A change in the operating mode of the starter-generator 1 is accompanied by a decrease to zero of the current of its winding 1.2 of serial excitation and a change in the direction of the current in its anchor winding 1.1. The starter-generator 1 operating in the generator mode develops a voltage, the polarity of which is shown in the diagram, and is excited by the winding 1.3. Changing the direction of the current of the winding 1.1 of the starter generator 1 flows through the fuse 3, diode 4, resistor 5, battery 2 and provides its charge. The magnitude of the charging current of the battery 2 is limited by the resistance of the resistor 5.

После прекращения тока в цепи обмотки 1.2 стартер-генератора 1 тиристор 8 выключается. Появившийся после выключения тиристора 8 ток в цепи резистора 5 вызывает падение на нем напряжения, которое прикладывается к обмотке 7.2 реле 7. Это реле срабатывает, размыкает свой контакт 7.1 в цепи питания обмотки 6.2 контактора 6. После этого размыкается его контакт 6.1 при отсутствии тока в коммутируемой цепи. Далее стартер-генератор продолжает работать в генераторном режиме, заряжает батарею 2 и питает вспомогательное электрооборудование с тепловоза. After the cessation of current in the circuit of the winding 1.2 of the starter-generator 1, the thyristor 8 is turned off. The current in the resistor 5 circuit that appeared after turning off the thyristor 8 causes a voltage drop across it, which is applied to the winding 7.2 of relay 7. This relay operates, opens its contact 7.1 in the power circuit of the winding 6.2 of contactor 6. After that, its contact 6.1 opens when there is no current in switched circuit. Next, the starter-generator continues to work in the generator mode, charges the battery 2 and feeds the auxiliary electrical equipment from the locomotive.

При несостоявшемся пуске дизеля (не проворачивается его вал, время пуска превышает допустимое и т. п. ) стартер-генератор не переходит в генераторный режим, в котором выключается тиристор 8. В этом случае тиристор 8 не выключается, срабатывает защитное устройство и снимает напряжение с клеммы 10 и с обмотки 6.2 контактора 6. Его контакт 6.1 размыкается и отключает стартер-генератор 1 от батареи 2. После этого пуск дизеля заканчивается. If the diesel engine does not start (the shaft does not turn, the start time exceeds the permissible, etc.), the starter-generator does not go into the generator mode, in which thyristor 8 turns off. In this case, thyristor 8 does not turn off, the protective device trips and removes voltage from terminals 10 and from winding 6.2 of contactor 6. Its contact 6.1 opens and disconnects the starter-generator 1 from battery 2. After that, the diesel engine starts.

Из описания работы устройства следует, что при нормальных пусках дизеля, которые в процессе эксплуатации тепловоза повторяются достаточно часто, тиристора 8 осуществляет коммутацию тока стартер-генератора 1, а контактор 6 замыкает и размыкает контакт 6.1 при отсутствии тока в коммутируемой цепи, выполняя функции аппарата, дублирующего работу тиристор 8. При несостоявшихся пусках дизеля, которые бывают редко, контакт 6.1 контактора 6 замыкает обесточенную цепь, как и при нормальных пусках дизеля, а при размыкании разрывает ток стартер-генератора 1 и отключает его от батареи 2. (56) Петрущенко С. И. и др. Электрическая схема тепловоза 2ТЭ116-ЭТТ, 1988, N 6, с. 23 (вкладыш). From the description of the operation of the device it follows that during normal starts of the diesel engine, which are repeated quite often during the operation of the diesel locomotive, the thyristor 8 switches the current of the starter-generator 1, and the contactor 6 closes and opens contact 6.1 in the absence of current in the switched circuit, performing the functions of the apparatus, thyristor duplicating the work of 8. When diesel starts fail, which are rare, contact 6.1 of contactor 6 closes the de-energized circuit, as with normal diesel starts, and when opened, the starter-generator current breaks ra 1 and disconnects it from the battery 2. (56) Petruschenko SI et al. Schematic diagram locomotive 2TE116 ETT-1988, N 6, p. 23 (insert).

Claims

1. DEVICE FOR STARTING A DIESEL DIESEL DIESEL, comprising a starter-generator equipped with windings of series and independent excitation, the shaft of which is mechanically connected to the diesel shaft, and the armature and series excitation winding are connected to the battery through the make contact of the contactor, the battery charge circuit with a fuse that blocks a diode and a current-limiting resistor connected in series between the common output of the armature and the series excitation winding of the starter-generator and the corresponding pole a a storage battery, characterized in that a relay is inserted into it, the winding of which is connected in parallel with the current-limiting resistor, and the NC contact is in the power circuit of the contactor winding, and a thyristor with an inertial control unit connected in series with the series excitation winding of the starter-generator.

2. The device according to p. 1, characterized in that the thyristor control unit contains an RC circuit connected between the anode and cathode of the thyristor, and a dynistor connected between the common terminal of the resistor and capacitor of the RC circuit and the thyristor control electrode.