Тема. Электронный регулятор дизель-генератора 2А-9ДГ-02

Регулятор предназначен - для автоматического поддержания заданной частоты вращения.

Регулятор также обеспечивает выполнение следующих дополнительных функций:

- блокировку запуска двигателя при отсутствии команды "РАБОТА";

- вывод реек топливных насосов на "нуль подачу" при обесточивании регулятора, обрыве цепей преобразователя частоты вращения или исполнительного устройства;

- ограничение топливоподачи при пуске дизеля;

- включение пусковой подачи топлива при достижении частоты вращения дизеля 34±8 мин-1;

- ограничение подачи топлива в функции давления наддува;

- обеспечение программной защиты дизеля по давлению масла;

- корректировку характеристики программной защиты дизеля по давлению масла в зависимости от температуры масла в масляной системе дизеля;

- снижение частоты вращения под нагрузкой по заданному закону.

Регулятор состоит из:

Исполнительного устройства -для пропорционального преобразования электрического сигнала электронного блока управления в механическое перемещение (поворот) выходного вала исполнительного устройства, связанного с рейками ТНВД посредством механической передачи (Рис.78)..

Электронного блока управления - для приема и обработки сигналов преобразователей, команд управления через последовательный порт по интерфейсу «токовая петля», выдачи сигналов управления на электрогидравлическое исполнительное устройство. Представляет собой электронный прибор в корпусе которого размещены: плата контроллера, плата интерфейса, плата усилителя мощности, плата защиты, плата сопряжения, плата аналоговых входов, а также радиатор с силовым транзистором, управляющим исполнительным устройством. Блок управления регулятора тепловозов 2ТЭ70 и ТЭП70 дополнительно имеет плату резервирования, позволяющую при выходе из строя блока управления осуществлять регулирование оборотов дизеля, которые в этом случае задаются комбинацией четырех сигналов уровнем 110 В, поступающих на дискретные входы ДВХ1-ДВХ4.

Блока питания -для преобразования напряжения 110±10 В постоянного тока в напряжение 24 В постоянного тока для питания регулятора.

Прео бразователей частоты вращения коленчатого вала дизеля и ротора турбокомпрессора -для преобразования соответственно частоты вращения коленчатого вала дизеля и ротора турбокомпрессора в электрический сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной преобразуемой частоте вращения.

Преобразователя давления наддува - для измерения относительного давления наддувочного воздуха турбокомпрессора, преобразования измеренного давления в токовый сигнал уровнем 4 - 20 мА.

Преобразователя давления масла -для измерения давления масла в масляной системе дизеля, преобразования измеренного давления в токовый сигнал уровнем 4 – 20 мА.

Термопреобразователя сопротивления - для измерения температуры масла в масляной системе дизеля.

Преобразователя линейных перемещений - для измерения положения реек ТНВД и преобразования измеренного параметра в электрический частотный П-образный сигнал уровнем 0 – 5 В. (рис. 79) состоит из корпуса 23, в котором размещена катушка 22. В катушку вдвигается ферритовый сердечник, состоящий из насаженных на толкатель ферритовых колец 24, и перемещающийся по направляющей, закрепленной на корпусе преобразователя. Толкатель через шаровой палец 21 соединен с выходным валом 6 исполнительного устройства. Между проставками закреплена плата, на которой расположены электронные элементы схемы первичной обработки и преобразования входного сигнала.

Программатора - для индикации текущих и заданных параметров регулятора, а также для оперативного изменения настраиваемых параметров.

Поворотный магнит 9 состоит - из корпуса 5, в который запрессован магнитопровод 4 с закрепленной в нем катушкой 8. На валу 9, установленном в магнитопроводе 4 на двух опорах, запрессован якорь 3. На другом конце вала закреплены рычаг 18 и пружинный рычаг 30 (рис. 79). На одном из полюсов корпуса установлен упор, ограничивающий угол поворота якоря 4 (рис. 80). Для защиты полости электромагнита от попадания пыли и влаги предусмотрен колпак 1.

Управление исполнительным устройством производится - путем изменения значения тока, протекающего через катушку электромагнита 8 (рис. 80), методом широтно-импульсной модуляции. При определенных значениях тока момент, создаваемый магнитным потоком, уравновешивает момент создаваемый пружиной 2. Электромагнит позиционирует соответствующие углы поворота вала 9, который, в свою очередь, через рычаг 10 (рычаг 18, рис. 79) и рычаг системы рычагов 8 (рис. 79) обратной связи воздействует на золотник 13, который рабочей кромкой "а" управляет перемещением поршня сервомотора, связанного с выходным валом 6 через рычаг 7. Последний через систему рычагов 8 стремится вернуть золотник 13 в исходное положение при его отклонении в ту или другую сторону от воздействия поворотного магнита. Тем самым каждому угловому положению вала 9 (рис. 80) электромагнита соответствует определенное угловое положение выходного вала 6 (рис. 79), но уже передающий большой момент за счет гидравлического усилия.

Рис78.Исполнительное электрогидравлическое устройство.

Работа исполнительного устройства. Информация о положении выходного вала исполнительного устройства или фактической топливоподаче в каждый момент времени, по которой определяется текущая мощность дизель-генератора, поступает в блок управления от преобразователя линейного перемещения. При изменении положения выходного вала изменяется положение ферритовых колец относительно катушки и тем самым изменяется индуктивное ее сопротивление. Совместно со схемой первичной обработки сигнала катушка образует колебательный контур, частота которого зависит от текущего положения ферритовых колец. В связи с чем каждому положению выходного вала соответствует определенная частота выходного сигнала преобразователя, которая поступает к контроллеру блока управления.

Работа преобразователей частоты вращения коленвала дизеля и ротора турбокомпрессора. О снована на принципе электромагнитной индукции. При приближении ферромагнитного зуба к торцу магнитного сердечника происходит нарастание магнитного потока, протекающего через сердечник в осевом направлении. Нарастание магнитного потока индуцирует увеличение тока прямого направления в обмотке. При удалении ферромагнитного зуба от торца магнитного сердечника 3 происходит спадание магнитного потока в сердечнике, индуцирующее увеличение тока обратного направления в обмотке.При последовательном прохождении ферромагнитных зубьев около торца магнитного сердечника 3 в обмотке 2 индуцируется ток с частотой, равной частоте следования зубьев.

Величина тока, индуцируемого в обмотке, прямо пропорционально нарастает с увеличением частоты следования зубьев (увеличением скорости изменения магнитного потока). Коэффициент пропорциональности при этом зависит от величины минимального зазора между сердечником и вершиной зуба. Чем меньше зазор, тем больше величина тока при фиксированной частоте следования зубьев, и в большей степени нарастает величина выходного сигнала преобразователя с увеличением частоты следования зубьев

Рис.79. Исполнительное устройство: 1-корпус верхний; 2-средний корпус; 3-нижний корпус; 4-крышка; 5-преобразователь; 6-выходной вал; 7-рычаг; 8-система рычагов обратной связи; 9-поворотный электромагнит; 10,11-шестерни масляного насоса; 12-втулка; 13-золотник; 14-приводной вал; 15-манжета; 16-подшипник; 17-фланец; 18-рычаг; 19-пружина; 20-толкатель; 21-палец; 22-катушка; 23-корпус; 24-феритовые кольца; 25-регулировочный винт; 26-контрогайка; 27-упорный рычаг;28-упорный штифт; 29-ось рычага; 30-пружинный рычаг;31-пружина;32-болт.

Рис.80. Поворотный электромагнит: 1 - колпак; 2 - пружина; 3 - якорь; 4 - магнитопровод; 5 - корпус; 6 - подшипник; 7 - рычаг пружины; 8 - катушка электромагнита; 9 - вал; 10 - упорный рычаг.

Устройство преобразователей частоты вращения коленвала дизеля и ротора турбокомпрессора. Выполнены на одном принципе и имеют одинаковые конструкции, отличие заключается в присоединительном размере. Они представляют собой микромощный генератор переменного тока с постоянным магнитом

Устройство и работа преобразователя давления наддува и преобразователя давления масла. Конструкция и принцип действия преобразователей одинаковы.

Преобразователь давления наддува -измеряет избыточное давление в диапазоне 0 - 0,25 МПа (0 - 2,5 кгс/см2), а преобразователь давления масла измеряет избыточное давление в диапазоне 0 - 1,6 МПа (0 – 16 кгс/см2).

Работа регулятора. Регулятор обеспечивает работу дизеля по командам, поступающим от бортовой микропроцессорной системы управления и в аварийном режиме (при отказе бортовой микропроцессорной системы управления) по сигналам, поступающим на дискретные входы. Для регуляторов тепловозов 2ТЭ70 и ТЭП70 возможна работа в режиме «Резервная работа», который включается при неисправности регулятора. В этом режиме исполнительное устройство переключается на работу с платой резервирования и в этом случае регулятор прекращает воспринимать сигналы управления от бортовой микропроцессорной системы и передавать ей информацию.

Работа регулятора при пуске дизеля. О т бортовой микропроцессорной системы управления на блок управления должна поступить по последовательному порту команда "Работа". После этого возможен запуск дизеля.

В процессе подготовки дизеля к пуску его коленчатый вал не вращается и от преобразователя частоты вращения сигнал не поступает. Блок управления во внешнюю цепь управляющих сигналов не выдает. При пуске стартер-генератор начинает вращать коленчатый вал дизеля и в блок управления поступает сигнал от преобразователя частоты вращения. По достижении частоты вращения 32 - 36 об /мин. блок управления выдает команду на выдвижение реек топливных насосов, соответствующую пусковой подаче, и в таком положении фиксирует их до достижения частоты вращения коленчатого вала 250 об /мин. После достижения частоты вращения коленчатого вала дизеля 250 об /мин. в работу вступает регулятор частоты вращения и с заданным темпом выводит дизель на минимальную частоту вращения, заданную бортовой микропроцессорной системой управления, по достижении которой начинает поддерживать ее на этом уровне.

Рис.81. Схема исполнительного устройства ЭГУ-104.

Работа регулятора при работе тепловоза в режиме "холостого хода" и в режиме "тяги" одинакова. Частота вращения коленвала дизеля задается бортовой микропроцессорной системой управления. В соответствии с заданной частотой вращения регулятор обеспечивает ее поддержание путем управления исполнительным устройством, выходной вал которого соединен с рейками ТНВД. В переходных режимах работы дизеля под нагрузкой в случае, если рейки ТНВД достигают ограничительной характеристики в функции давления наддува, регулятор ограничивает выход реек на уровне ограничения. По мере роста давления наддува и изменения уровня ограничения в соответствии с заданной характеристикой регулятор обеспечивает скольжение реек ТНВД по этой характеристике и по достижении заданной частоты вращения обеспечивает ее поддержаниена заданном уровне. Давление наддува измеряется аналоговым преобразователем давления, выходной сигнал которого изменяется от 4 до 20 мА, а положение реек ТНВД – преобразователем линейного перемещения, встроенного в исполнительное устройство.

Работа регулятора в режиме «Резервная работа» (Только для регуляторов тепловозов 2ТЭ70 и ТЭП70). Для перехода в режим необходимо снять напряжение 110 В, подводимое к источнику питания электронного регулятора, для чего выключить автоматический выключатель «Электронный регулятор», расположенный на панели автоматических выключателей тепловоза. Тумблер «Резервное питание» на источнике питания и тумблер «Резервная работа» на блоке управления переключить в положение «ВКЛ». Затем включить автоматический выключатель «Электронный регулятор». На блоке питания должны загореться светодиоды «Резервное питание». При работе регулятора в режиме «Резервная работа» функционирует только плата резервирования, на которой расположен резервный микроконтроллер, программа которого обеспечивает поддержание частоты вращения коленчатого вала дизеля, заданной сигналами, поступающими на входы регулятора, и обеспечивает остановку двигателя при снятии сигнала с входа регулятора ДВХ6.

ВНИМАНИЕ. Переключение тумблера на блоке управления «Резервная работа» при включенном источнике питания электронного регулятора (при горящих на блоке питания светодиодах) не допускается.

Функции ограничения подачи топлива от давления наддува, защита дизеля от снижения давления масла в масляной системе дизеля, связь с бортовой микропроцессорной системой не работают ВНИМАНИЕ. При работе регулятора в основном режиме тумблер «Резервная работа» на блоке управления должен быть в положении «ВЫКЛ», при работе регулятора в режиме «Резервная работа» тумблер «Резервная работа» на блоке управления должен быть в положении «ВКЛ». При не выполнении этого требования двигатель не запуститься.

Дата добавления: 2015-04-24