ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Регулирование тяговых электродвигателей из "Электрическое оборудование тепловозов Издание 5 " В процессе работы электрической передачи напряжение тягового генератора в основном уравновешивает электродвижущую силу противоположного направления (противо-э.д.с.), образующуюся на якорях электродвигателей при их вращении. Кроме того, напряжение- падает также на суммарном сопротивлении силовой цепи, в которое входят сопротивления подводящих кабелей, обмо- ок якорей, главных и добавочных полюсов электродвигателей. Однако это напряжение составляет лишь незначительную часть напряжения тягового генератора. Приближенно можно полагать, что напряжение генератора практически полностью уравновешивается противо-э. д. с. тяговых электродвигателей, соединенных последовательно. Примерное равенство противо-э. д. с. электродвигателей и напряжения тягового генератора соблюдается при всех режимах работы электрической передачи. [c.176] На характеристике точка а соответствует моменту трогания тепловоза с места. В этой точке напряжение генератора будет минимальным, но так как якоря тяговых электродвигателей неподвижны, то на их зажимах противо-э. д. с. отсутствует, поэтому из-за малых сопротивлений обмоток якоря, главных и добавочных полюсов электродвигателя падение напрял ения в цепи каждого двигателя незначительно. После того как тепловоз тронется с места и якоря электродвигателей начнут вращаться, на их зажимах образуется противо-э. д. с. Ее значение пропорционально частоте вращения якорей и току возбуждения, протекающему по обмоткам главных полюсов электродвигателей. [c.177] В момент приведения тепловоза в движение желательно поддерживать ток примерно постоянным (см. участок характеристики аб на рис. 3). При неизменном токе противо-э. д. с. двигателей с последовательным возбуждением будет по мере разгона возрастать в той же степени, что и скорость движения. В такой же степени должно увеличиваться и напряжение тягового генератора. В точке б характеристики мощность дизель-генератора возрастает до номинального значения. Дальнейший подъем напряжения при по-, стоянном токе невозможен, так как это вызовет перегрузку дизеля, Участок внешней характеристики аб называется характеристикой ограничения тока. При последующем разгоне рост напряжения должен сопровождаться снижением тока вдоль гиперболице-ской характеристики. [c.177] Участок внешней характерлстики бв называется характеристикой ограничения мои ности. В некоторой точке д на гиперболической характеристике наступает так называемый продолжительный режим электрической передачи. При таком токе, а также и прн всех его меньших значениях электрическая передача может рабо-тать неограниченно долго, причем электрические машины и аппараты нагреваются в допустимых пределах. [c.177] Чтобы повысить напряжение генератора сверх номинального значения при продолжительном (номинальном) режиме необходимо увеличить размеры и массу генератора, но так как генератор установлен в кузове тепловоза, где габариты жестко ограничены, то необходимо стремиться по возможности уменьшить размеры генератора прежде всего за счет уменьшения диапазона изменения его напряжения. С этой точки зрения приведенное выше значение диапазона (2,2) является совершенно неприемлемым. Стремясь свести диапазон изменения напряжения генератора к допустимому вначению (1,5 или менее), принимают специальные меры по регулированию электродвигателей ослабление возбуждения и последовательно-параллельное переключение. [c.178] Предположим, что в процессе разгона напряжение генератора уже возросло до максимального значения (точка в на внешней характеристике), а скорость движения еще далеко не достигла максимального значения. Если не принять мер, то генератор при дальнейшем разгоне будет работать вдоль участка внешней характеристики ег (см. рис. 3). На этом участке напряжение генератора практически не возрастает, следовательно, и противо-э. д. с. электродвигателей при разгоне остается примерно постоянной, что может быть достигнуто только за счет быстрого уменьшения тока. На этом участке ток снижается примерно в такой же степени, в какой возрастает скорость. [c.178] На участке вг внешней характеристики мощность дизеля уже не будет номинальной (полной) и ее значение быстро снижается из-за уменьшения тока. Чтобы не допустить работы на участке вг и потери мощности, применяют ослабление возбуждения (магнитного потока) электродвигателей шунтированием обмоток возбуждения. Обмотки шунтируются в тот момент, когда напряжение генератора приближается к максимальному значению. Включение шунтирующего резистора приводит к тому, что часть тока якоря электродвигателя ответвляется в этот резистор и ток возбуждения электродвигателя, таким образом, значительно уменьшается. Уменьшение тока возбуждения приводит к уменьшению проти-БО-э.д. с. электродвигателя. Напряжение генератора вследствие этого в первый момент начинает значительно превосходить проти-во-э. д. с. электродвигателей, что приводит к резкому возрастанию тока. [c.178] Прн гиперболической внешней характеристике генератора увеличение тока приводит к соответствующему снижению напряжения генератора. При каком-то значении тока (большем, чем исходное значение, при котором включались резисторы) напряжение генератора вновь приблизится к противо-э. д. с. электродвигателей и уменьшится настолько, что увеличение силы тока прекратится. [c.178] Обычно применяют две ступени ослабления возбуждения, что позволяет трижды использовать во время разгона тепловоза один н тот же гиперболический участок внещней характеристики генератора и при широком диапазоне изменения скорости движения тепловоза добиться сравнительно узкого диапазона изменения напряжения генератора. [c.179] В тот момент, когда скорость тепловоза достигнет 45 км/ч, что соответствует току 1650 А, совершитс г переход на вторую ступень ослабления возбуждения 0П2). Во время этого перехода ток возрастет до 1950 А. После перехода скорость тепловоза будет продолжать увеличиваться, а нагрузка уменьшаться. Когда нагрузка станет меньше 1650 А, мощность дизеля уже не будет использоваться полностью, наступит ограничение по возбуждению. [c.180] При вступлении поезда на подъем скорость тепловоза будет ладать, а ток генератора возрастать. Когда скорость снизится до 34 км/ч, произойдет обратный переход со второй ступени ослабления возбуждения на первую ступень, ток упадет с 2420 до 2120 А. При дальнейшем возрастании нагрузки и уменьшении скорости до 24 км/ч отключится первая ступень ослабления возбуждения 0П1. Ток генератора уменьшится с 2600 до 2300 В. Если в соответствии с профилем пути нагрузка будет продолжать увеличиваться, а скорость движения уменьшаться, то полная мощность дизеля будет использоваться до тех пор, пока ток генератора не станет равным 3200 А, после чего электрическая передача вновь работает на участке ограничения тока. [c.180] Тем же целям служит изменение схемы соединения электродвигателей. Представим себе, что два двигателя на тепловозе соединены последовательно и получают питание от тягового генератора, напряжение которого достигло максимального значения в то время, когда требуется дальнейший разгон тепловоза с поездом. Если не принять специальных мер, то работа генератора при разгоне будет происходить вдоль участка вг внешней характеристики (см. рис. 3), где мощность дизеля полностью не используется. Чтобы этого не произошло, переключим электродвигатели из последовательного соединения в параллельное. Вследствие этого суммарная противо-э. д. с. электродвигателей понизится вдвое и ток генератора начнет расти. При дальнейшем увеличении тока, в такой же степени уменьшится напряжение генератора вдоль гиперболической характеристики и процесс увеличения тока будет продолжаться до тех пор, пока напряжение примерно не сравняется с новым уменьшенным значением суммарной противо-э. д. с, электродвигателей. [c.180] Поскольку генератор продолжает работать на гиперболическом участке внешней характеристики, то в результате переключения мощность в электрической передаче не изменится. Скорость движения (частота вращения электродвигателей) также не изменится, так как процесс переключения занял всего лишь 1—2 с. [c.180] В общем случае при переключении напряжение генератора убывает, а ток возрастает во стольнб раз, во сколько увеличивается число параллельных цепей электродвигателей.- Следовательно, в результате переключения электродвигателей без изменения режима движения тепловоза с поездом режим работы тягового генератора изменяется таким образом, что появляется возможность вновь увеличивать его напряжение при дальнейшем разгоне, т. е. гиперболический участок внешней характеристики генератора используется дважды. [c.181] Чтобы включить или отключить ослабление возбуждения электродвигателей в определенных точках внешней характеристики генератора, а также подать сигнал для последовательно-параллельного переключения электродвигателей, на тепловозах применяют реле перехода. [c.181] На тепловозах ТЗМ2 применена схема включения реле перехода, позволяющая предельно раздвинуть характеристики срабатывания и отпадания реле и тем самым уменьшить опасность возникновения звонковой работы,(рис. 124). В этом случае характеристики первого и второго реле перехода настраивают одинаково, т. е. так, чтобы они совпадали. Реле перехода РП1 управляет контакторами ослабления возбуждения первой ступени Ш1 и ШЗ, реле РП2 — контакторами ослабления возбуждения второй ступени Ш2 и Ш4. Контакты реле РУ4 отодвигают характеристику отпадания реле перехода на низших позициях так, как это было описано выше. В схеме предусмотрены два реле времени PBI и РВ2. Контакты замыкаются с выдержкой времени тогда, когда катушки реле обесточиваются. [c.181] Если обе ступени ослабления возбуждения отключены (разомкнуты все контакторы Ш), блокировочный контакт ШЗ в цепи катушки реле PBI замкнут. Это реле включено, и его контакт, вклю ченный в цепь катушки напряжения реле РП2, разомкнут. Наоборот, блокировочный контакт контактора Ш4 в цепи катушки реле времени РВ2 разомкнут. Катушка этого реле обесточена, и его контакт, включенный в цепь токовой катушки реле РП1, замкнут. [c.181] Таким образом, цепи реле перехода РП1 полностью собраны, а цепь катушки напряжения реле РП2 разомкнута, и это реле включиться не может. [c.182] При достижении точки срабатывания на характеристике генератора включается реле РП1 и вслед за ним контакторы Ш1 и ШЗ первой ступени ослабления возбуждения. Включившись, контактор ШЗ размыкает свой контакт в цепи катушки реле времени РВ1, катушка обесточивается. Контакт реле РВ/ замыкается с выдержкой времени. За это время ток в силовой цепи успеет возрасти, а напряжение снизится вследствие включения первой ступени ослабления возбуждения. Замкнувшись, контакт РВ1 замыкает цепь катушки напряжения реле РП2. Это реле срабатывает, когда напряжение генератора вновь поднимается по характеристике в процессе разгона тепловоза с поездом. Вслед за реле РП2 включатся контакторы ослабления возбуждения второй ступени Ш2 и Ш4. Включившись, контактор Ш4 замкнет свой блокировочный контакт в цепи катушки реле времени РВ2. Это реле сработает и разомкнет свой контакт в цепи токовой катушки реле РШ. [c.182] Вернуться к основной статье