Формирование внешней гиперболической
характеристики генератора на тепловозе 2ТЭ116
Прямолинейная характеристика генератора,
проходящая через точки Б и Г внешней гиперболической характеристики,
дает равенство мощности дизеля и генератора только в этих точках. В
остальных точках она будет проходить значительно выше гиперболической
характеристики постоянной мощности. Мощность генератора будет больше
мощности дизеля и наступит перегрузка дизеля (с уменьшением частоты
вращения вала). Дополнительная перегрузка возникает также при включении
потребителей собственных нужд, например, компрессора. Чтобы этого не
происходило и дизель работал с номинальной мощностью и номинальной
частотой вращения вала на всех режимах, применяется система
дополнительного регулирования мощности с помощью объединенного
регулятора дизеля.
В канале II задания по мощности потенциометра ССУ2 включен потенциометр
СИД (см рис. 163, а), напряжение на котором зависит от индуктивного
сопротивления катушки индуктивного датчика. Это напряжение, как уже
отмечалось ранее, складывается с напряжением задания Uр4-рз
потенциометра ССУ2. Таким образом благодаря действию индуктивного
датчика ИД сигнал задания по мощности может меняться.
Рассмотрим действие объединенного регулятора при перегрузке дизеля,
когда напряжение и ток выпрямителя соответствуют точке К\, находящейся
выше внешней характеристики (см. рис. 164). При перегрузке дизеля
частота вращения вала дизеля уменьшается, и объединенный регулятор
вдвигает якорь индуктивного датчика внутрь катушки, увеличивая
сопротивление цепи и уменьшая ток и падение напряжения на потенциометре
СИД. Тем самым уменьшается величина уставки по мощности, а сигнал
рассогласования, поступающий в управляющую обмотку МУ, увеличивается.
Угол регулирования а тиристоров выпрямителя УВВ также увеличивается. В
свою очередь это повлечет за собой уменьшение тока возбуждения и
напряжения генератора. При понижении отбираемой мощности и достижении
равенства с мощностью дизеля частота вращения вала дизеля станет
номинальной и объединенный регулятор приостановит перемещение
индуктивного датчика. Результирующий сигнал задания будет меньше, а
сигнал рассогласования будет больше и точка К\ займет положение точки Кг
на гиперболической части внешней характеристики.
При недогрузке дизеля (увеличении частоты вращения вала) якорь
индуктивного датчика выдвигается из катушки, увеличивая ток и падение
напряжения на потенциометре СИД, и процесс регулирования повторяется в
обратной последовательности.
Для создания определенного запаса по регулированию
в реальных условиях сигнал задания по мощности выбирается таким, чгобн
при полностью вдвинутом внутрь якоре индуктивного датчика (минимальный
упор) селективная характеристика А'Б'ГД' проходила несколько ниже
внещней гиперболической, при полностью выдвинутом из катушки якоре
индуктивного датчика (максимальный упор) проходила выше гиперболической
части через точки Б и Г
Таким образов, в результате действия объединенного регулятора дизеля
внешняя характеристика выпрямителя корректируется в гиперболическую, при
работе на которой полностью используется свободная мощность дизепя.
Для формирования внешних характеристик при различных режимах работы
генератора в селект ивном узле применен еще ряд элементов, назначение
которых следующее (см рис. 163, а). Для облегчения корректировки
рабочего участка селективней характеристики из прямолинейного в
гиперболический в схему потенциометра обратной связи по мощности PI — Р9
на ССУ1 в кацале II установлены диоды между проводами 441, 442 и 441,
439. Они включены в обратном направлении и положение регулировочных
хомутов Р4 - Р6 определяет соответственно величины обратной связи и /та
в образовании суммарного сигнала по току и напряжению (по мощности). Это
приводит к изменению наклона отдельных частей селективной характеристики
и она трансформируется в ломаную линию (показана щтрихпунктиром на рис.
164)
Резисторы СНП, ССБ1 и ССУ2 (провода 472, 484, см. рис 163, а) вцлюадются
соответствующими контактами реле параллельно участку потенциометра ССУ2
Р5 — РЗ, которцй определяет напряжение UР5—Р-З • Поэтому каждое из них
уменьшает сопротивление участка Р5 — РЗ и напряжение Upb — p.\, снижая
напряжение генератора Резистор СНП (нулевой позиции) включен
размыкающими контакта ми РУ8 до 2-й позиции контроллера и дни ждет
напряжение генератора н,а нулевой и 1-й позициях контроллера. Резистор
ССУ2 (провода 472, 484) включен размыкающим контактом реле РУ5 и снижает
напряжение генератора в режимах холостого хода Этот же резистор ССУ2
(провода 472, 48.4) и резистор ССБ1 (провода 472, 699) включаются при
боксоваяии колесных пар для ограничения режима боксования замыкающими
контактами реле РУН, РУ17 и РУ18, снижая напряжение генератора. Кроме
того, при боксовании колесных пар параллельно участку потенциометра Р4 —
РЗ на ССУ2 замыкающими контактами р,еле РВ4 включается резистор ССБ2.
Сопротивление участка Р4—РЗ уменьшается, уменьшая напряжение задания по
мощности UР4- рз и мощность на выходе выпрямителя при боксовании
Резистор PI — Р2 подключен последовательно потенциометру Р4 — РЗ в цепу
задания по мощности на ССУ2. В результате этого напряжение задания
Up4-рз и мощность на первых позициях снижается тем боляще, чем боляще
сопротивление, резистора PI — Р2 При повышении напряжения задания на
ССУ2 по позициям контроллера пробивается стабилитрон (провода 469, 463}
и шунтирует резне-тор PI — Р2, увеличивая напряжение задания Uр4 рз и
мощность на выходе выпрямителя
Стабилитрон в цепи задания по току (провода 444, 470) предназначен для
шунтировки потенциометра Р10 — PII на ССУ2. При достижении определенного
напряжения (примерно на 10-й — 11-й позициях контроллера) стабилитрон
пробивается, устанавливая постоянное напряжение задания по току, не
зависящее от позиции (12-й —15-й) контроллера
Работа схемы возбуждения на промежуточных позициях контроллера При
переводе контроллера с 15-й на промежуточные позиции внешние
характеристики выпрямителя снижаются (см рис 164) Это происходит
следующим образом
при уменьшении частоты вращения вала дизеля и подачи топлива в
соответствии с работой объединенного регулятора уменьшается напряжение
на выходе тахометр и чес кого блока БЗВ пропорционально частоте вращения
вала дизеля Следовательно, уменьшается напряжение на потенциометрах
задания ССУ2, определяющее ток возбуждения генератора по позициям,
уменьшается частота вращения якорей генератора и возбудителя,
окончательно устанавливая напряжение и ток на выходе выпрямителя
Аварийный режим возбуждения тягового генератора При выходе из строя
автоматического регулирования возбуждения гягового генератора
переключением переключателя АП в положение «Аварийное» собирается
аварийная схема возбуждения (см рис 163, а) Цепь питания обмотки
возбуждения возбудителя выключатель А1, провода 535, 372, обмотка
возбуждения ill — U2, провода 371, 352, шунт Ш5, провода 539, 536,
резисторы СВВ, САВ, провод 358, резистор САВ, провода 355, 589, 574,571,
замыкающие главные контакты ВВ, провода 548, 520, 640, минус цепи
управления ШР 2М—13, 14
Для обеспечения плавного трогания тепловоза резистор САВ на первых
позициях контроллера включен полностью, уменьшая ток возбуждения
возбудителя С 4-й позиции часть резистора шунтируется замыкающими
главными контактами КАВ (провода 355, 356), увеличивая ток возбуждения
возбудителя и напряжение на выходе тягового генератора
С вторичной обмотки С! - С2 возбудителя переменное напряжение подается
на вход выпрямительного моста УВВ Однако при переводе переключателя в
положение «Аварийное» замыкаются контакты переключателя Р4 - РЗ и РI
(провода 361, 362 и 363), шунтируя и выключая тиристоры 4 Т и Т
Выпрямление переменного тока в выпрямителе УВВ происходит по обычной
двухполупериодной схеме с четырьмя силовыми диодами Питание обмотки
возбуждения генератора происходит по цепи (положительный полупериод)
зажим С/ возбудителя, предохранитель Пр1, замкнутые контакты
переключателя Р4— РЗ, последовательный с тиристором > Т диод Д1
выпрямительного моста, шунт ШЗ, замыкающий главный контакт КВ, обмотка
возбуждения тягового генератора Ul — U2, диод Д4 выпрямительного моста
(провод 365), зажим С2 возбудителя
В пределах каждой позиции контроллера аварийного
режима возбудитель получает постоянное по величине возбуждение,
поддерживаемое только током подпитки узла коррекции. Следовательно, ток
возбуждения и напряжение тягового генератора будут зависеть только от
частоты вращения вала дизеля, достигая наибольшего значения на 15-й
позиции контроллера. Как уже ранее упоминалось, при индуктивной нагрузке
(тяговые электродвигатели) тягового генератора реакция и падение
напряжения в обмотках якоря вызывают уменьшение выходного напряжения,
поэтому внешняя характеристика Ud (/d) в аварийном режиме имеет резко
падающий характер (штриховая линия на рис. 164).