内燃机车恒功率励磁控制装置制造方法及图纸

一种电传动内燃机车恒功率励磁控制装置，其柴油机功率调节电阻和电恒功率控制装置以辅助电压为电源通过开关并联串接到主发电机励磁装置中的同级励磁机的励磁绕组上，或者分别串接到不同级的励磁机励磁绕组上。通过开关的不同组合可实现三种工作方式，实现柴油机低转速下的电恒功率控制和高转速下的柴油机恒功率控制，提高了机车的起动加速性能和系统的可靠性。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于自动控制
的，尤其涉及电传动内燃机车的恒功率励磁控制技术。目前电传动内燃机车一般是用柴油机驱动主发电机向牵引电动机供电，驱动车轮使列车运行。柴油机同时向机车上的其它辅助装置提供动力。因此，柴油机输出功率P柴＝主发电机功率P电＋辅助装置功率P辅。柴油机在工作时，有一条最佳经济特性曲线，即每一个转速下都对应有一个最佳输出功率，这时柴油机的油耗最低，效率高，经济性能好。因此希望对应柴油机的一个转速，输出功率恒定不变。但是，由于机车行驶时，速度、道路弯曲程度、坡度等情况是不断变化的，因而主发电机功率P电会随之发生变化。另外，由于各种原因辅助装置消耗的功率也不是固定不变的。因此，就要针对不同工况采取措施进行调节，以保持给定转速下柴油机输出功率恒定不变。为实现这一点，国内外这方面的专家进行了大量研究。通常的方式是将功率调节电阻串接在主发电机励磁装置中的励磁机励磁绕组上，由柴油机联合调节器上的液压马达根据柴油机转速和功率的变化来调节该电阻的阻值，通过励磁装置来改变主发电机的励磁电流，以达到恒功率控制的目的。目前国内绝大部分电传动内燃机车(例如东风4等各型内燃机车)都是采用这种恒功率控制方式的。但是由于机械制造及柴油机本身特性的分散性，柴油机运行在低速范围时，功率调节电阻总是停在最大阻值位置，不起调节作用，严重影响机车对列车的起动和加速性能。另外还有一种电恒功率控制方式，就是把主发电机的电流与电压信号反馈到一个乘法器中，乘法器输出功率信号，与司机控制手柄发出的给定功率信号进行比较后，控制励磁装置，调节主发电机的输出功率。这种方法虽然可实现主发电机的恒功率控制，但是却不能实现柴油机的恒功率控制。于是，就产生了第三种方式，即把上述两种方式结合起来，司机控制手柄发出的功率给定信号要先经功率调节电阻修正后再与乘法器的反馈信号进行比较，这样就把机车辅助装置消耗功率的变化等因素纳入调节系统。例如从美国进口的ND5型内燃机车，就是采取这种控制方式的。但是这种控制方式过于复杂，功率调节电阻只能通过电恒功率控制装置才能起调节作用，参数的相互配合调整难度较大。特别严重的是当功率调节电阻和电恒功率控制装置中只要有一个出现故障，整个系统就无法工作。本技术的目的在于提供一种电传动内燃机车恒功率控制装置，使用这种装置在柴油机高转速下能实现柴油机恒功率控制，在低转速下能进行电恒功率控制，并且在功率调节电阻或电恒功率控制装置单独出现故障时仍能维持工作。实现上述目的的电传动内燃机车恒功率励磁控制装置是由至少含有一级励磁机的主发电机励磁装置、柴油机功率调节电阻和电恒功率控制装置组成的，电恒功率控制装置和功率调节电阻以辅助电压为电源并联串接在同级励磁机的励磁绕组上。上述装置的较好方案是电恒功率励磁控制装置和功率调节电阻分别通过开关接到同级励磁机励磁绕组上，通过开关的不同组合，可实现功率调节电阻单独工作，电恒功率控制装置单独工作以及两者并行工作等三种工作方式。为了实现本技术的目的，也可以把功率调节电阻和电恒功率控制装置以辅助电压为电源分别串接在不同级的励磁机励磁绕组上。同样，较好的方案是电恒功率控制装置和功率调节电阻分别通过开关接到不同级的励磁机励磁绕组上，通过开关的不同组合，也可实现功率调节电阻单独工作，电恒功率控制装置单独工作以及两者并行工作等三种工作方式。由于本技术采取功率调节电阻和电恒功率控制装置并行工作的方式，不仅实现了机车柴油机高转速下的柴油机恒功率控制，低转速下的电恒功率控制，使机车具有良好的起动加速性能，而且结构简单，调整容易，不存在相互间参数的调整搭配和工作上的依赖牵连。由于电恒功率控制装置仅在柴油机低转速下工作，因而减轻了元件的负担，延长了使用寿命。更令人满意的是在电恒功率控制装置和功率调节电阻中不论哪一个单独发生故障，系统都能继续维持工作，大大提高了系统的可靠性。附图说明图1为本技术一个实施方案的电气原理图。图2为本技术另一个实施方案的电气原理图。首先结合图1说明本技术的一个具体实施方案。内燃机车的柴油机与主发电机F在机械上连接，驱动主发电机F，输出电能，经整流器1ZL整流后供给牵引电动机M，进而驱动车轮使列车运行。柴油机还驱动含有两级励磁机CF和L的励磁装置向主发电机的他励绕组供电。110V的直流电源向初级励磁机CF的励磁绕组E1E2供电。由柴油机联合调节器油马达控制的功率调节电阻RGt和电恒功率控制装置分别通过开关K1和K2并联后，与初级励磁机CF的励磁绕组E1E2串接。电恒功率控制装置分别通过线4接收电流传感器DL测取的主发电机电流输出信号I主，通过线3接收电压传感器DY测取的主发电机电压输出信号V主，通过线2接收变压器T2测取的柴油机转速信号n。电恒功率装置可以由模拟电路构成，也可以由微处理机构成。当开关K1断开，K2闭合时，初级励磁机CF的励磁绕组E1E2中的电流ICF的大小取决于电恒功率控制装置中三极管BG的阻抗状态。在运行中，柴油机的转速信号n规定了主发电机的电功率给定信号P给，主发电机的输出信号I主、V主经乘法器或微机计算，得出主发电机的实际输出功率反馈信号P电，P给与P电比较后，进行PI调节，控制三极管BG的阻抗，从而调节ICF，经两级励磁机逐级放大，调节主发电机的电输出，实现主发电机恒功率调节。当开关K2断开，K1闭合时，初级励磁机CF的励磁绕组E1E2中的电流ICF的大小取决于恒功率调节电阻RGt的阻值，在给定转速不变而柴油机功率输出变化时，柴油机的实际转速n随之发生变化，柴油机联合调节器油马达将会带动功率调节电阻RGt改变阻值，调节电流ICF，经逐级放大，改变主发电机的电输出，进而调节了柴油机的功率输出，实现柴油机恒功率调节。在正常工作方式时，开关K1K2均处于闭合状态，使电恒功率控制装置中的三极管BG与功率调节电阻RGt并联后与励磁绕组E1E2串接。当柴油机低转速时，功率调节电阻RGt停在最大电阻位置，不起调节作用。但是电恒功率控制装置仍然工作，使系统实现主发电机恒功率运行，从而使机车具有良好的起动和加速性能。当柴油机高转速时，功率调节电阻RGt参与工作，使系统实现柴油机的恒功率运行。由于电恒功率控制装置对主发电机的给定功率值P给要低于柴油机给定功率值时的主发电机功率值，因此，当RGt工作后，将使主发电机的实际功率大于电恒功率控制装置中的功率给定值P给，根据上述电恒功率控制装置的工作原理，此时的PI调节结果，必然会使BG阻抗逐渐增大，直到完全截止为止。这样，功率调节电阻RGt和电恒功率控制装置配合使用，各自发挥特长，能够互相弥补对方的缺欠。同时它们又是互相独立的，互相没有依存关系和参数的牵扯。机车运行时功率调节电阻和电恒功率控制装置中任何一个发生故障时，都可以通过切断开关K1或K2把故障部分从系统中断开。附图2给出实现本技术的另一个类似的实施方案。它与上述方案的不同之处在于通过开关K2把电恒功率控制装置接到后级励磁机L的励磁绕组T1T2上，以110V的辅助电压为电源与初级励磁机CF并行向该励磁绕组供电。其工作原理基本上与上述方案相同，不再赘述。权利要求1.一种电传动内燃机车恒功率励磁控制装置，它由至少含有一级励磁机的主发电机励磁装置、柴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电传动内燃机车恒功率励磁控制装置，它由至少含有一级励磁机的主发电机励磁装置、柴油机功率调节电阻、电恒功率控制装置组成，其特征在于，电恒功率控制装置和功率调节电阻以辅助电压为电源并联串接在同级励磁机的励磁绕组上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德俊，丁强，
申请(专利权)人：大连机车车辆厂，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]