168413. lajstromszámú szabadalom • Berendezés diesel-villamos mozdonyok vontatómotorjait tápláló generátorok automatikus áram-, feszültség és teljesítményszabályozására
168413 11 összekötőpontja pedig a 4 feszültségérzékelő pozitív kimenetére csatlakozik. A 8 ellenállásnak ezenkívül 12 középleágazása, valamint 13 és 14 közbenső leágazásai vannak, és mindegyik közbenső leágazása a 12 középleágazás és egy szélső kapocs között helyezkedik el. A 12 középleágazás és 13 közbenső leágazás közé 15 dióda van kötve, úgy, hogy a 12 középleágazás felől a 13 közbenső leágazás felé folyó áramot átengedi, míg a 12 középleágazás és 14 közbenső leágazás közé kötött 16 dióda a 12 középleágazás felől a 14 közbenső leágazás felé folyó áramot engedi át. A 8 ellenállás értéke lényegesen nagyobb, mint a 6 és 7 ellenállások értéke. A 17 egység, amely a generátor áramának, feszültségének és teljesítményének szabályozásához szükséges alapjeleket szolgáltatja, önmagában ismert kapcsolási elrendezés szerint van felépítve és 18 tápforrást, valamint ehhez csatlakozó 19, 20 és 21 ellenállásokat tartalmaz, amelyek középleágazásokkal vannak ellátva; a 19, 20 és 21 ellenállások egymással párhuzamosan vannak kötve, és a közös 22 pont a 18 tápforrás negatív pólusára van kötve A 9 összekötő pontra és 22 pontra 26 erősítő bemenete csatlakozik és ezen erősítő kimenetére az 1 generátor 27 gerjesztőtekercse van kapcsolva. A 26 erősítő önmagában ismert féligvezérelt, egyfázisú diódás és tirisztoros hídkapcsolású egyenirányítót tartalmaz, amelyet gerjesztő segédgenerátor táplál, és önmagában ismert fázistolót tartalmaz, amely a tirisztorok gyújtási szögét vezérli. A 26 erősítő kimenetén folyó gerjesztőáramot az erősítő bemenő feszültségének függvényében a 2. ábra szemlélteti. Ezen a diagrammon az abszcisszára a bemenő feszültség, míg az ordinátára a gerjesztő áram van felvíve. A 3. ábrán a két 15, vagy 16 dióda egyikének jelleggörbéje látható, ahol az áteresztő irányú diódaáram a feszültség függvényében van ábrázolva. A 4. ábra az 1 generátor feszültségét mutatja áramának függvényében; ez az összefüggés a konstans teljesítménynek felel meg. Az alábbiakban a Diesel-villamos mozdony vontatómotorjait tápláló generátor áram-, feszültség- és teljesítményszabályozására szolgáló találmány szerinti berendezés működésmódját ismertetjük részletesebben. Amikor az 1 generátor (1. ábra) kimenetén áram és feszültség van jelen, a 3 áramérzékelőnek és a 4 feszültségérzékelőnek az 1 generátor áramával, illetve feszültségével arányos kimenő áramai az 5 potenciométer bemeneteire jutnak és a 6 ellenálláson Ut feszültséget hoznak létre, amely az 1 generátor áramvisszacsatolási jelét képviseli. A 7 ellenálláson ekkor U2 feszültség jelentkezik, amely az 1 hajtógenerátor feszültségvisszacsatolási jelének felel meg. A 8 ellenállás 12 középleágazása és a 9 összekötő pont között levett feszültség ekkor mint az Ut és U2 feszültségek összegének függvénye jelentkezik: U3 = K^Í+KJUJ ahol Kx és K 2 együtthatókat a 6, 7 és 8 ellenállások ellenállásértékeinek aránya határozza meg. A 8 ellenállás 13 és 14 közbenső leágazásai és a 9 összekötőpont közötti feszültségeket hasonló függvények határozzák meg, de ott a Ki és K2 együtthatók más értékűek. Az U3 feszültséget bizonyos közelítéssel az 1 generátor teljesítményjelének lehet tekinteni. 5 A 17 egységben, amely a generátor áramának, feszültségének és teljesítményének szükséges alapjelét szolgáltatja, ezeket a szükséges alapjeleket feszültségekként állítjuk elő a megfelelő 19, 21 ül. 20 ellenállások középleágazásai és a 22 összekötő pont 10 között. A szabályozási folyamat alatt a tényleges értékjeleket és az áram-, feszültség- és teljesítmény számára szükséges alapjeleket összehasonlítjuk és ezen jelek különbségével befolyásoljuk a 26 erősít oly módon, 15 hogy az 1 generátor gerjesztő árama úgy változik, hogy az 1 generátor árama, feszültsége és teljesítménye konstans értéken marad. Az alábbiakban a teljesítményszabályozás folyamatát ismertetjük részletesebben. A generátor gerjeszté-20 sének kezdeti időpontjában az 1 generátor feszültsége és árama közel nulla értéken van, míg az U3 feszültség igen kicsi. Ezalatt a 24 diódát a 20 ellenállás középleágazása és a 22 pont között levő U4 feszültség lezárja, míg a 26 erősítő bemenetén levő feszültség 25 nulla értékű. Ezért és a 2. ábrán látható összefüggés következtében a hajtógenerátor gerjesztőárama a maximális Imax értékig növekszik. Az 1 generátor (1. ábra) gerjesztést kap, feszültsége és árama megnő, és ( ennek következtében megnövekszik az U3 feszültség 30 is. Amikor az U3 feszültség nagyobb, mint az U 4 feszültség, a 24 dióda nyit és a 26 erősítőt az U3 és U4 feszültségek különbsége befolyásolja, oly módon, hogy az 1 generátor gerjesztő árama beáll arra az 35 értékre, amely az említett U3 és U 4 feszültségek azonosságát biztosítja, és ilyen módon az 1 generátor teljesítményét konstans értéken tartja. Minthogy az 1 generátor teljesítményének szabályozására szolgáló alapjelet az Uj és U2 feszültségek 40 összegének függvényeként állítjuk elő, az 1 generátor feszültsége az 1 generátor áramának függvényében egy egyenes, lesz (4. ábra), amelynek hajlásszöge a jelkomponensek arányától függ. Amikor a teljesítmény alapjelet a 8 ellenállás 13 közbenső leágazásáról 45 (1. ábra) levesszük, az 1 generátor áramából levezetett jelkomponens túlsúlyba kerül és ebben az esetben a szabályozás egy nagy hajlásszögű vonalszakasz szerint történik. Amikor a teljesítmény alapjelet a 8 ellenállás 14 közbenső leágazásáról vesszük le, az 1 generátor 50 feszültségére vonatkoztatott jelkomponens válik uralkodóvá, és a szabályozás kisebb hajlásszögű vonalszakasz szerint történik. Amikor a teljesítmény alapjelet a 8 ellenállás 12 középleágazásáról vesszük le, a szabályozás közepes hajlásszögű vonalszakasz szerint 55 történik. Amennyiben az 1 generátor árama és feszültsége változik, megváltozik a 8 ellenálláson át folyó áram értéke és iránya és ennek következtében a teljesítmény alapjeleket a 8 ellenállás 12, középleágazásáról 13 és 14 közbenső leágazásairól váltakozva 60 vesszük le, a 15 és 16 diódák segítségével. Tételezzük fel, hogy az 1 generátor olyan feszültség- és áramértékeinél, amelyek a 4. ábra szerinti jelleggörbe A pontjának felelnek meg, a 10 és 11 összekötő pontok pontenciáljai (1. ábra) azonos 65 nagyságúak (amit a 6 és 7 ellenállások ellenállásérté-3
