Передачи переменно-постоянного тока
Передачи переменно-постоянного тока
Рассмотренные системы совместного управления для трансмиссий с двигателями постоянного тока одинаковой мощности построены исходя из того, что как внешняя, так и частичные характеристики генератора имеют гиперболический вид с переменными отсечками по току и напряжению (см. рис. 6.5). Любое изменение тяговой нагрузки (тока) вызывает соответствующее изменение скорости движения машины (напряжения генератора). Если же условия работы таковы, что движение необходимо осуществлять с постоянной скоростью независимо от нагрузки, то более подходящим будет генератор с гиперболической характеристикой и жёсткими частичными характеристиками (см. рис. 9.10). В этом случае при работе на частичных характеристиках и переменной тяговой нагрузке представляется возможным существенно сократить количество управляющих команд и упростить работу водителя
Жёсткие частичные характеристики генератора более предпочтительны, если в качестве теплового двигателя используется газотурбинная установка, у которой, как известно, более низкая по сравнению с дизелем приёмистость, а также возникает стремительное увеличение скорости вращения турбины при внезапном снятии нагрузки (например, при переходе на выбег).
В силу изложенных выше соображений на транспортном средстве с газотурбинным двигателем (ГТД) и синхронным генератором (СГ) целесообразно применить объединённую САР, действующую так, что каждому положению командоконтроллера хода ККх соответствует жёсткая внешняя характеристика генератора (Uг=const) и приблизительно постоянная частота вращения турбины ГТУ. Для этого необходимо, чтобы управление положением дозирующего клапана (ДК) подачи топлива в камеру сгорания (КС) осуществлялось под воздействием задающего сигнала ККх и сигналов обратных связей по напряжению СГ (Uг), току нагрузки Iг c датчика тока IP1, мощности нагрузки Рт. Кроме того, САР должна обеспечивать приблизительное равенство распределения напряжений (до 10…12% от номинального значения) между последовательно включёнными тяговыми двигателями и токов между параллельными цепями тяговых двигателей.
На рис. 9.11 приведена функциональная схема трансмиссии переменно-постоянного тока и САР, отвечающие изложенным выше требованиям. Для реализации САР в схему включены: датчик частоты вращения вала компрессора пк; датчик частоты вращения вала тяговой турбины (синхронного генератора) пг; датчик мощности (Рт), развиваемой турбиной; датчик напряжения генератора (Uг); датчики токов генератора (IP1), двигателей М1,М3 (IP2) и М2,М4 (IP2); датчики напряжений на ТЭД, выполненные на резисторах (в качестве примера на схеме показаны резисторы R6 и R7).
Частота вращения вала тяговой турбины ГТУ (ротора СГ) в режиме пуска определяется положением клапана ДК, устанавливаемого по сигналу hp, поступающего с усилителя У. Максимальная подача топлива в КС осуществляется при нулевых сигналах (Δпк, Δпг, ΔIг, ΔUг и ΔР=0) вследствие того, что поступающее на сумматор с резистора R2 смещение (-ΔUсм) способствует появлению на входе усилителя максимального тока управления iу.
При нулевом положении ходового командоконтроллера задающий сигнал с резистора R8 минимален (-ΔUзхUг=0), а выходной сигнал сумматора ΔUгх – максимален, что приводит к снижению подачи топлива в КС до минимума. В результате напряжение СГ – минимально.
Рекомендуемые материалы
Рассмотрим процесс регулирования выходного напряжения СГ. Пусть в исходном состоянии с ККх поступал сигнал, уравновешиваемый сигналом сдатчика напряжения (|-ΔUзхUг | = | ΔUUг |), чему соответствовали подача в КС некоторого количества топлива и определённое напряжение на генераторе. При перемещении ККх с целью повышения скорости движения сигнал с потенциометра R8 начинает возрастать по абсолютной величине (|-ΔUзхUг | > | ΔUUг |) и, суммируясь с сигналом с датчика напряжения ΔUUг, уменьшает входной сигнал ΔUгх до нуля, что приводит к увеличению iу. Это приводит к увеличению подачи топлива и, как следствие – к увеличению пг (а, следовательно, и Uг) до тех пор, пока вновь не установится равенство сигналов |-ΔUзхUг | = | ΔUUг | при новом расходе топлива. При сбросе скорости сигнал с потенциометра R8 начинает убывать (|-ΔUзхUг | < | ΔUUг |), входной сигнал ΔUгх возрастает, что приводит к снижению iу и уменьшению подачи топлива до тех пор пока вновь не установится равновесие |-ΔUзхUг | = | ΔUUг |.
Гиперболическая внешняя характеристика генератора обеспечивается при помощи датчика ΔРт. При работе ГТД на частичных характеристиках всегда |ΔUзхРт | > | -ΔUРт |, поэтому сигнал ΔР > 0, и величина iу, а значит и подача топлива, зависит от соотношения сигналов (-ΔUсм) и ΔР. По мере роста мощности сигнал с датчика мощности увеличивается, выходной сигнал ΔР уменьшается, а подача топлива увеличивается. По достижении равенства |ΔUзхРт | = | -ΔUРт | увеличение подачи топлива прекращается, достигая максимума. Если же нагрузка продолжает увеличиваться сигнал ΔР становится больше 0, что приводит к уменьшению подачи топлива, а значит и к уменьшению развиваемой генератором мощности.
Информация в лекции "22.2 Реформа политической системы и борьба общественно-политических сил" поможет Вам.
Таким образом, рассмотренная САУ обеспечивает формирование линейных частичных характеристик путём изменения подачи топлива.
Формирование внешней характеристики генератора осуществляется с помощью САУ возбуждением СГ, в которой используется положительный сигнал с датчика пг, сравниваемый с отрицательным смещением -ΔUзпг, формируемым потенциометром R5. Максимальная величина сигнала соответствует частоте вращения вала тяговой турбины на холостом ходу. При увеличении частоты вращения ротора СГ происходит уменьшение сигнала iув, вследствие чего уменьшается ток возбуждения генератора iв и напряжение Uг.
Описанные САУ действуют одновременно, обеспечивая заданный режим работы агрегата ГТД–СГ.
В схеме предусмотрены защиты: от превышения частоты вращения вала турбокомпрессора и вала тяговой турбины сверх допустимой, от токовых перегрузок СГ. Первые две защиты действуют на основе сравнения сигналов с датчиков с сигналами смещений, снимаемых с соответствующих потенциометров (Δпг – с R5; Δпк – с R1). При |ΔUпк | ≥ | -ΔUзпк | сигнал Δпк становится больше 0, что приводит к уменьшению сигнала iу и уменьшению подачи топлива. Аналогично при |ΔUпг | ≥ | -ΔUзпг | сигнал Δпг становится больше 0, что приводит к уменьшению сигнала iу и снижению подачи топлива.
Аналогично действует и защита от перегрузок по току на базе датчика IP1 и потенциометра R4.
САУ возбуждением тяговых двигателей обеспечивает выравнивание напряжений между двигателя М1,М3 в одной цепи и М2,М4 другой цепи, как в режиме пуска, так и в режиме торможения. Рассмотрим работу системы управления на примере САУ1,3 первой цепи привода на двигателях М1 и М3. Регулирование токов возбуждения ТЭД осуществляется усилителями У1 и У3 соответственно. Выравнивание напряжений в режимах тяги и торможения на последовательно включенных двигателях осуществляется так же, как это было рассмотрено применительно к рис. 7.3.
