Ослабление возбуждения тяговых двигателей
тепловоза М62
При формировании характеристики генератора
образуются зоны ограничения максимально допустимых для данного
генератора напряжения и тока. Уменьшение мощности тягового генератора в
соответствии с его реальной характеристикой (см. рис. 79) уже вблизи
зоны ограничения напряжения определяет реально достижимую тепловозом
скорость — примерно
40 км/ч при средней весовой норме поезда на
горизонтальном участке пути. Так как напряжение тяговых
электродвигателей пропорционально частоте вращения их якорей, дальнейшее
повышение скорости при полном возбуждении тяговых двигателей возможно
лишь при условии расчета и конструирования тяговых электрических машин
на большее допускаемое напряжение.
При одних и тех же изоляционных материалах и максимально допускаемом
токе, определяемом режимом трогания тепловоза с поездом, это требует
значительного увеличения габаритов и, следовательно, массы машин. Для
генератора и электродвигателей, конструкция кото-рых обусловлена
современным уровнем развития промышленности, используются дополнительные
возможности повышения максимальной скорости тепловоза. Эти возможности
заключаются в переключении электродвигателей с одного соединения
(последовательного) на другое (параллельное или смешанное) или
регулировании их возбуждения. В электрической передаче тепловоза М62
используется второй способ.
Пренебрегая достаточно малой величиной падения напряжения в якоре
электродвигателя, можно считать, что приложенное к электродвигателю
напряжение уравновешивается электродвижущей силой, т. е.
U = СФn, где U — напряжение на зажимах;
Ф — магнитный поток;
С — конструктивный коэффициент электродвигателя;
n — частота вращения якоря.
Из этого следует, что если поток возбуждения уменьшить, уравновешивающая
э. д. с. двигателя может быть создана только за счет увеличения частоты
вращения якоря. Поэтому характеристики I = f(n) (где I — ток,
протекающий в якоре, п — частота вращения якоря) двигателей с различной
степенью ослабления возбуждения (ОП1, 0П2) располагаются, как показано
на рис. 79, выше характеристики при полном возбуждении (ПП). Степень
ослабления возбуждения (а) определяется отношением тока в обмотке
возбуждения (Iв) к току в якоре (In).
Чем больше степень ослабления возбуждения, тем выше располагается
соответствующая характеристика. Из кривых следует, что при
ослаблений-возбуждения двигателей двумя ступенями возрастанию их частоты
вращения соответствует двукратное возвращение токового режима к
некоторым исходным точкам.
Движение тепловоза начинается при полном возбуждении тяговых
электродвигателей. При достижении тепловозом скорости 35 км/ч, что
соответствует току тягового генератора 2450 А на 15-й позиции
контроллера машиниста, включается групповой контактор ослабления
возбуждения ВШ1. Своими силовыми контактами контактор ВШ1 включает
параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей резисторы первой
ступени ослабления возбуждения СШ1 (см. рис. 63). При этом ток
возбуждения каждого электродвигателя делится по двум цепям: одной —
через обмотки возбуждения, другой — через замкнутые контакты BLU1 и
резисторы СШ1. Наэтойступени ослабления возбуждения по обмоткам
возбуждения протекает 60% тока якоря (а = = 60%).
Уменьшение тока возбуждения вызывает увеличение частоты вращения якорей
тяговых электродвигателей (переход на характеристику ОП1). При
дальнейшем увеличении скорости тепловоза до 50—55 км/ч при токе тягового
генератора 2250 А включается второй групповой контактор ослабления
возбуждения ВШ2. Силовые контакты ВШ2 подключают резисторы CLLI2
ослабления возбуждения второй ступени параллельно включенным ранее
резисторам первой ступени. Ток возбуждения уменьшается до 37% тока якоря
(а = 37%)), что приводит к дальнейшему увеличению частоты вращения
якорей тяговых электродвигателей (переход на характеристику ОП2).
Включением и выключением групповых контакторов ВШ1 и ВШ2 управляют два
реле перехода РП1 и РП2. В качестве реле перехода на тепловозе применены
реле типа РД-3010. Каждое реле имеет две встречно действующие катушки:
токовую и напряжения. Для регулирования срабатывания реле
последовательно с катушками напряжения включены регулировочные резисторы
СРПН1 и СРПН2, а последовательно с токовыми катушками реле включены
участки общего регулировочного резистора СРП Т.
Катушки напряжения реле перехода последовательно с регулировочными
резисторами включены на напряжение генератора, ток в них
пропорционален его напряжению. Катушки тока — параллельно участку
силовой цепи, ток в них пропорционален току, генератора.
При увеличении скорости тепловоза напряжение тягового генератора
увеличивается, а его ток уменьшается. Соответственно включающее усилие,
создаваемое катушкой напряжения, растет, а отключающее усилие токовой
катушки, действующее согласно с отключающей пружиной, падйет. Так как
каждой скорости тепловоза однозначно соответствует определенное
соотношение тока и напряжения, включение и отключение реле перехода с
соответствующим ослаблением и восстановлением возбуждения двигателей
происходят автоматически. Отключение реле регулируется изменением
сопротивления вводимого в цепь катушки напряжения размыкающими
блок-контактами соответствующего контактора (ВШ1 или ВШ2).