67. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЗОВ ЧМЭ3Т И ЧМЭ3Э
Механическое, вспомогательное, тормозное и большая часть электрического
оборудования тепловозов ЧМЭ3Т и ЧМЭ3Э идентичны оборудованию,
установленному на тепловозе ЧМЭЗ. Основное различие между этими
локомотивами заключается в том, что тепловоз ЧМЭЗТ оборудован
электродинамическим (реостатным) тормозом и устройством для прогрева
дизеля после длительных стоянок. Такое же устройство имеет и тепловоз
ЧМЭЗЭ. Оба новшества привели к появлению ряда дополнительных
электрических аппаратов, а также повлекли за собой значительное
изменение электрической схемы (см. главы XVI и XVII), в которой широко
применена электроника._
Режимы тягового генератора. Кроме пускового и тягового режимов (рис.
155, а и б), тяговый генератор тепловоза ЧМЭЗТ работает еще в двух
нагрузочных режимах: ’’Торможение” и ’’Обогрев”, принципиальные схемы
которых показаны на рис. 155, в и г. В режиме
"Торможение” включены тормозные контакторы KTI — К7'3, КТ7 и контактор
КН. Тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя и
питает током шесть последовательно соединенных обмоток возбуждения
тяговых электродвигателей, работающих как генераторы с независимым
возбуждением. Вырабатываемый электродвигателями ток поступает в
тормозные резисторы RT/ — RT(>. Протекая по якорным обмоткам тяговых
электродвигателей, ток создает на валах якорей тормозной момент,
позволяющий снижать скорость движения тепловоза без применения
пневматического тормоза.
Рассмотрим физическую сущность электродинамического торможения.
Известно, что любая машина постоянного тока обладает свойством
обратимости, т. е. может работать как в генераторном, так и в
двигательном режиме. При работе тягового генератора в режиме ’’Тяга”
ток, протекающий по обмоткам тягового электродвигателя, приводит к
появлению на валу якоря вращающего момента Мв (рис. 156, а), который
через тяговый редуктор передается на колесную пару, приводя тепловоз в
движение.
В режиме ’’Торможение” вращающий момент Мв на валу якоря отсутствует.
Якорь вращается по инерции (движение локомотива на ’’выбеге”) в
магнитном поле, создаваемом обмоткой возбуждения. В якорной обмотке
наводится э.д.с., вызывающая протекание тока по тормозным резисторам, т.
е. тяговый электродвигатель работает как генератор с независимым
возбуждением.
После перехода электродвигателя в генераторный режим па валу якоря
появляется электромагнитный тормозной момент Mr (рис. 156, б),
возникновение которого объясняется известным электротехническим явлением
(см. с. 201). Так как якорная обмотка тягового электродвигателя является
частью цепи, по которой протекает ток, то на каждый проводник этой
обмотки, находящийся в магнитном поле, начинает действовать
электромаг-нитная сила. Совокупность всех электромагнитных сил и создает
тормозной момент М,.
Для того чтобы тормозной момент действовал в нужном направлении,
необходимо сохранить направление
магнитного потока, создаваемого главными полюсами, или направление тока
в проводниках якорной обмотки. При переходе из режима "Тяга” в режим
’’Торможение” положение реверсора не меняется, т. е. полярность главных
полюсов тягового электродвигателя остается такой же. Так как тепловоз в
режиме ’’Торможение” продолжает двигаться по инерции, сохраняя
направление своего движения, то направление вращения якорей
электродвигателей тоже не меняется. Пользуясь правилом правой руки,
можно определить, что направление тока в якорной обмотке тягового
электродвигателя, работающего в генераторном режиме, меняется на
противоположное (см. рис. 156, б), а по правилу левой руки — убедиться в
том, что тормозной момент Мт действует в направлении, противоположном
направлению движения тепловоза.
Электромагнитная сила, выталкивающая проводник с током из магнитного
поля, прямо пропорциональна току в проводнике и магнитному потоку
машины, т. е. чем больше ток нагрузки, тем больше тормозной момент Мт.
Однако с уменьшением скорости движения тепловоза (вследствие применения
электродинамического торможения) снижается частота вращения якорей
тяговых электродвигателей, т. е. уменьшается э.д.с., наводимая в якорных
обмотках, что приводит к уменьшению тока нагрузки. Поэтому при снижении
скорости до 8 км/ч для увеличения тормозного эффекта предусмотрено
автоматическое включение тормозных контакторов КТ4 — КТ6, которые
выводят тормозные резисторы RTl, RT3 и RT5(см. рис. 155, в). В
результате ток нагрузки электродвигателей возрастает.
В режиме ’’Обогрев”, применяющемся также и на тепловозе ЧМЭЗЭ (см. рис.
155, г), включены контакторы КОГ1, КОГ2 и КВ, т. е. и в этом случае
тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя.
Вырабатываемый генератором ток поступает в нагревательные элементы R85 -
R88. установленньч и.чутри трубопроводов водяной системы (см. рис. 73).
Циркуляцию воды в системе обеспечивают два водяных насоса основного и
вспомогательного-контуров, получающие привод от коленчатого вала дизеля.
Электрическая схема тепловозов ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ предусматривает возможность
подключения нагревательных элементов к сети трехфазного переменного тока
для прогрева неработающего дизеля перед его пуском. В этом случае
циркуляцию воды в системе обеспечивают три водяных насоса 53—55 с
электроприводами, а соединение нагревательных элементов R85 — R88 с
источником переменного тока осуществляется контактами контактора КОП
(см. рис. 155, д). Для привода дополнительных водяных насосов на
тепловозах ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ поставлены электродвигатели переменного тока
ДОВ1 —ДОВЗ. Кроме
них, в электрической схеме тепловоза ЧМЭЗТ используется электродвигатель
ВМ, однотипный с электродвигателем МВХ и предназначенный для привода
вентилятора, обеспечивающего охлаждение тормозных резисторов. Все
остальные электрические машины однотипны с соответствующими машинами
тепловоза ЧМЭЗ.