содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..

КАК РАСШИРИТЬ ДИАПАЗОН СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА

Использование полной мощности тепловозных дизелей достигается регулированием напряжения тягового генератора при изменении тока, потребляемого тяговыми электродвигателями, в соответствии со скоростью движения (см. гл. 12). Тяговый генератор должен быть рассчитан прежде всего на максимальный ток силовой цепи. Но, кроме того, в целях реализации установленной мощности он должен обеспечить повышение напряжения при уменьшении тока. Для этого генератор снабжают более мощной системой возбуждения, увеличивают число проводников обмотки якоря, делают более прочной изоляцию, при этом его размеры и масса возрастают. Чем шире пределы, в которых изменяются ток и напряжение генератора одной и той же мощности, тем больше его размеры. Поэтому при проектировании электрической передачи принимаются все меры, чтобы сократить диапазон их изменения, конечно, без ущерба для полного использования мощности дизеля тепловоза. Выше было сказано, что именно из этих соображений в качестве тяговых электродвигателей используют двигатели с последовательным возбуждением. Применяются и другие эффективные меры, к которым относятся перегруппировка тяговых электродвигателей и ослабление возбуждения электродвигателей.

Например, на тепловозе ТЭМ1 трогание поезда и разгон осуществляются при последовательном соединении всех тяговых электродвигателей 1— 6. В этом случае, как показано на рис. 175, а, контактор К2 включен, а контакторы К1 и К3 выключены. В процессе увеличения скорости движения ток тяговых электродвигателей и, следовательно, тягового генератора уменьшается, а напряжение увеличивается. При скорости около 11 км/ч и работе дизель-генератора на номинальном режиме напряжение генератора приближается к своей максимальной величине, составляющей примерно 850 В, и дальнейший рост его прекращается. При более высокой скорости движения мощность дизеля будет недоиспользоваться. Выход из положения нашли в переключении тяговых электродвигателей с последовательного соединения на последовательно-параллельное. Такого рода переключения тяговых электродвигателей называют перегруппировкой. Электродвигатели с помощью контакторов К1 и К3 включаются в две группы, а контактор К2 отключается.

В каждой группе три двигателя соединены последовательно, а группы подключены к генератору Г параллельно. Теперь ток тягового генератора увеличивается, становясь равным сумме токов двух групп тяговых электродвигателей, а напряжение генератора снизится. Генератор вновь начнет работать в области высоких токов и низких напряжений. Дальнейший разгон поезда происходит при использовании полной мощности дизеля, так
как с уменьшением тока тяговых двигателей напряжение генератора будет возрастать до наибольшей величины.

При скорости движения около 27 км/ч вновь напряжение генератора приблизится к предельной величине, и начинается ограничение мощности тепловоза. Снятие ограничения мощности при дальнейшем увеличении скорости движения тепловоза достигается в результате ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. Для этого с помощью контакторов КШ1 и КШ2 включаются резисторы СИЛ параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей. Теперь только часть тока двигателя проходит по обмотке возбуждения. Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей приводит к снижению э. д. с., возникающей в обмотках якорей, увеличению тока электродвигателей и тягового генератора. Дальнейшее увеличение скорости тепловоза будет происходить с полным использованием мощности дизеля. При скорости движения тепловоза ТЭМ1 более 45 км/ч вновь начинается ограничение мощности дизеля по возбуждению генератора уже при последовательно-параллельном соединении двигателей и ослабленном возбуждении. Однако здесь больше никаких мер не принимается, так как этот маневровый тепловоз не предназначен для высоких скоростей движения с поездами.
 

Рис. 175. Схемы соединения тяговых электродвигателей тепловозов:
а — ТЭМ1 при последовательном и последовательно-параллельном соединении двигателей (см. стрелки; б — ТЭЗ; в — 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В

Следует отметить, что метод расширения диапазона скоростей движения тепловоза при полном использовании мощности дизеля посредством перегруппировки тяговых двигателей имеет существенные недостатки. В процессе перегруппировки электродвигателей производятся переключения в силовой цепи тепловоза, при которых приходится резко снижать напряжение генератора, чтобы исключить большие толчки тока. Поэтому сила тяги тепловоза в период переключения тяговых двигателей резко падает, а затем снова возрастает до нормальной. Снижение силы тяги неблагоприятно сказывается на движении поезда. При ослаблении возбуждения не требуется предварительно снижать напряжение тягового генератора или отключать тяговые электродвигатели и уменьшения силы тяги не происходит.
Кроме того, электрическая схема с постоянной группировкой тяговых электродвигателей получается более простой, с меньшим количеством электрических аппаратов. Поэтому для тепловозов ТЭЗ, типов ТЭ10, ТЭП60 были выбраны схемы постоянного включения тяговых электродвигателей (без перегруппировки) и две ступени ослабления возбуждения этих электродвигателей.

На тепловозах ТЭЗ тяговые электродвигатели 1—6 соединяются в три параллельные группы с помощью контакторов K1, К2 и КЗ (рис. 175, б). В каждой группе два двигателя включены последовательно. Степень ослабления возбуждения электродвигателя характеризуется величиной той части тока, которая продолжает проходить по обмотке возбуждения после включения шунтирующего резистора. Остальной ток якоря проходит по этому резистору. При скорости движения тепловоза 28 км/ч параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей посредством контакторов КПП включаются резисторы С1111 первой ступени ослабления возбуждения. По обмоткам возбуждения проходит только 48% тока якорей тяговых двигателей, увеличивается ток в силовой цеп», уменьшается напряжение генератора, что снимает ограничение мощности тепловоза.

При скорости 45 км/ч с помощью контакторов КШ2 подключаются вторые шунтирующие резисторы СШ2. Теперь лишь 25% тока тягового электродвигателя проходит по обмотке возбуждения и магнитное поле двигателей еще более ослабляется. Вновь возрастает ток генератора и уменьшается его напряжение. Ограничение мощности отодвигается до конструкционной скорости тепловоза. Глубина

ослабления возбуждения электродвигателей лимитируется условиями обеспечения удовлетворительной коммутации.

На тепловозах 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В применена параллельная схема включения всех шести тяговых электродвигателей 1—6 с двумя ступенями ослабления возбуждения (рис. 175, в). Такая схема позволяет в случае повреждения тягового двигателя отключить его и следовать на пяти оставшихся двигателях. В депо поврежденный двигатель должен быть восстановлен или заменен. Первая ступень ослабления возбуждения тяговых электродвигателей включается при скорости движения 35—40 км/ч, вторая — при 55—60 км/ч. Глубина ослабления возбуждения двигателей на первой ступени составляет 60 %, на второй — 36 %. Полное использование мощности дизеля на тепловозах этих серий обеспечивается вплоть до конструкционной скорости.

Обратные переходы с отключением резисторов ослабления возбуждения при замедлении движения тепловоза (например, на подъеме) и работе дизель-генератора на номинальном режиме происходят при скоростях на 5—

10 км/ч меньше, чем прямые переходы. Указанный разрыв между прямыми и обратными переходами необходим для того, чтобы исключить частые повторные переключения с одной схемы на другую (звонковую работу) , которые могут привести к повреждениям аппаратуры управления и электрических машин.
Таким образом, рассмотрение работы электрической передачи тепло* воза при перегруппировке тяговых двигателей, применении ослабления их возбуждения показало, что эти меры позволяют многократно использовать гиперболический участок внешней характеристики тягового генератора в широком диапазоне изменения скорости движения локомотива, реализуя номинальную мощность дизель-генератора.

В случае работы дизель-генератора на частичной мощности, устанавливаемой машинистом с помощью контроллера, также происходят изменения схемы соединения двигателей, включение резисторов ослабления

возбуждения для поддержания этой мощности (уже не номинальной).

Включение контакторов для перегруппировки тяговых двигателей и ослабления возбуждения производится автоматически в зависимости от скорости движения тепловоза с помощью специальных реле перехода.
 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..