содержание   ..   150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  ..

ДЕЙСТВИЕ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ3

Регулятор напряжения тепловоза ЧМЭ3

 (рис. 175) имеете с резисторами и конденсаторами смонтирован на двух текстолитовых панелях А и Б, укрепленных в аппаратной камере тепловоза. Основными узлами регулятора являются чувствительный элемент и контактная система. Чувствительный элемент, предназначенный для автоматического контроля за напряжением вспомогательного генератора, состоит из двух катушек, магнитопровода и регулировочной пружины. Неподвижная катушка 25 надета на стальной цилиндрический сердечник 23, ввернутый в ярмо 22 и дополнительно застопоренный винтом 24. Катушка 25 выполнена из изолированного медного провода диаметром 0,63 мм и имеет 2100 витков. Концы катушки присоединены к зажимам 153 и 155, расположенным в нижней части панели Б (на рис. 175 все зажимы обозначены номерами присоединяемых к ним проводов).

П-образное ярмо 22 отлито из чугуна и укреплено на правой панели Б тремя винтами 26. В торце ярма сделано сквозное отверстие с резьбой М20 под сердечник, а с противоположной стороны в приливе ярма расточено отверстие диаметром 65 мм, через которое проходит выступающий конец сердечника 23 диаметром 42 мм. В кольцевом воздушном зазоре а между ярмом и свободным концом сердечника находится подвижная катушка 1, намотанная на латунный каркас из изолированного медного провода диаметром 0,53 мм и имеющая 500 витков. Один конец подвижной катушки припаян к каркасу 2, а другой соединен гибкой перемычкой с зажимом 154. Последовательное соединение подвижной 1 и неподвижной 25 катушек обеспечивается медной пластиной 27, прикрепленной к тыльной стороне панели зажимом 155 и одним из трех винтов 26.

Каркас 2 подвижной катушки присоединен к нижнему концу якоря 3,
изготовленного из двух латунных пластин, каждая из которых представляет собой фигурный двуплечий рычаг. Осью якоря служит стержень 4 квадратного сечения, концы которого опираются на вкладыши 5, установленные в выступах б ярма. Стержень 4 зафиксирован от смещения и поворота двумя винтами 30 (М4), ввернутыми в латунные планки 31, которые прикреплены к ярму двумя винтами.

Над стержнем 4 расположен квадратный стержень 6, предназначенный для соединения якоря с регулировочной пружиной 18. Один конец пружины соединен с крюком 7, надетым на стержень 6, а другой — со специальной гайкой 19, в которую ввернут регулировочный болт 21 (Мб), проходящий через отверстие диаметром 7 мм в выступе в ярма. После регулировки аппарата на стенде положение болта 21 фиксируют двумя контргайками 20. Стержни 4 и 6 стянуты между собой четырьмя сухарями 32 и двумя винтами 33 (М4). Для ограничения поворота якоря на каркасе подвижной катушки укреплен латунный стержень 34 диаметром 5 мм, входящий в прямоугольный вырез латунной пластины 29, прикрепленной к ярму.

Контактная система регулятора позволяет менять ток в обмотке параллельного возбуждения вспомогательного генератора за счет измене ния сопротивления в ее цепи. Система состоит из нары подвижных и двух пар неподвижных контактов, имеющих цилиндрическую форму. Подвижные контакты 13 прикреплены винтами к латунному держателю 9, который соединен четырьмя винтами с верхним концом якоря, но изолирован от него двумя текстолитовыми колодочками 8. С обеих сторон от подвижных контактов расположены левые 12 и правые 14 неподвижные контакты. Они закреплены на латунных цилиндрических стержнях л проходящих через разрезные латунные держатели 10 и 17.

Каждый держатель имеет хвостовик д с резьбой М8 для крепления к изоляционной панели. Такая конструкция позволяет регулировать положение неподвижных контактов.

Установку неподвижных контактов начинают с фиксации правых контактов 14. Контакты расположены правильно, если при упоре в них подвижных контактов 13 стержень 34 смещен от центра прямоугольного выреза пластины 29 на 1,5 мм влево. Левые неподвижные контакты 12 должны быть установлены так, чтобы зазор между ними и подвижными контактами 13 был равен 2,5 мм.

Подвижный контакт 13 выполнен комбинированным, т. е. левая его часть представляет цилиндр е из электрографитированного угля, а правая
часть — металлокерамическую накладку ж. Левые неподвижные контакты 12 изготовлены из бронзы и имеют металлокерамические накладки ж, а правые неподвижные контакты 14 угольные. Таким образом, при вибрации подвижных контактов происходит соприкосновение контактных поверхностей, изготовленных из разных материалов, что уменьшает их износ. Наибольший допустимый износ правых неподвижных контактов 8 мм, левых — 2 мм, а подвижных — 3,5 мм.

В верхней части панели Б укреплены два распределительных резистора 11 и 16 (на рис. 174 они обозначены R29/2 и R29/1) и два конденсатора 15

(СЗ и С4). В нижней части панели установлен резистор 28 (R27), концы которого соединены гибкими перемычками с зажимами 155 и 162 (зажим 162 укреплен на панели над чувствительным элементом регулятора). На левой панели А установлены шесть резисторов (R23, R24, R25, R26/1, R26/2 и R28) и шунт амперметра А2. В нижней части панели расположена рейка (клеммник) РШ2 с восемью зажимами, используемыми для подключения резисторов в схему регулятора. Монтажная схема регулятора напряжения дана на рис. 176.

Рис. 175. Регулятор напряжения типа RGD221;

Неподвижная НК и подвижная ПК катушки регулятора (см. рис. 174) подключены параллельно обмотке якоря вспомогательного генератора через резисторы R24 и R23. Если пренебречь изменением сопротивления катушек и резисторов вследствие их нагрева, то можно считать, что сила тока в катушках зависит только от напряжения на
зажимах вспомогательного генератора. Такие катушки, называемые катушками напряжения, являются чувствительным элементом регулятора. Они должны преобразовывать электрическую энергию, получаемую от вспомогательного генератора, в механическую, используемую для передвижения подвижных контактов. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется по принципу использования электромагнитной силы, действующей на проводник в магнитном поле (см. с. 202).

Подвижную катушку 1 (см. рис. 175) можно рассматривать как проводник с током, который находится в магнитном поле, создаваемом неподвижной катушкой 25. При одинаковом направлении тока в катушках электромагнитная сила, направление которой определяется по правилу левой руки, вызывает перемещение подвижной катушки в сторону неподвижной (на
рис. 175 направление этого перемещения показано стрелками А). Так как стержень 4 якоря расположен над катушкой 1, то эта сила стремится повернуть якорь 3 против часовой стрелки, т. е. переместить подвижные контакты 13 в сторону левых неподвижных контактов 12.

Электромагнитной силе противодействует сила регулировочной пружины 18, точка приложения которой выше оси поворота якоря. При обесточенных катушках регулятора пружина, работающая на растяжение, поворачивает якорь по часовой стрелке так, что подвижные контакты прижимаются к правым неподвижным. Именно при таком положении контактов вспомогательный генератор получает первоначальное возбуждение от аккумуляторной батареи.

В процессе пуска дизеля на зажимах вспомогательного генератора появляется напряжение, и ток от ’’плюса” ВГ (см. рис. 174) начинает течь по проводу 150, через резистор R24, провод 153, неподвижную НК и подвижную ПК катушки, провод 154, рези-
стор R23 и по проводу 101 уходит на ’’минус” ВГ. По окончании пуска вспомогательный генератор переходит па самовозбуждение, причем если напряжение на его зажимах меньше 115 В, то положение контактов регулятора не меняется, т. е. ток в обмотку возбуждения ВГ поступает через те же резисторы, что и при первоначальном возбуждении от батареи (см. с. 286). В этом случае ток возбуждения наибольший, так как в цепь возбуждения введено наименьшее общее сопротивление.

При возрастании напряжения на зажимах вспомогательного генератора до 115 В ток в катушках регулятора увеличивается настолько, что электромагнитная сила преодолевает усилие пружины и отсоединяет подвижные контакты от правых неподвижных. Теперь ток в обмотку возбуждения ВГ поступает только через резистор R26, т. е. общее сопротивление в цепи возбуждения ВГ увеличивается. Соответственно уменьшаются ток возбуждения, магнитный поток и напряжение на зажимах вспомога-тельного генератора. Ток в катушках регулятора PH также уменьшается, электромагнитная сила снижается, и пружина возвращает якорь регулятора в первоначальное положение, т. е. подвижные контакты снова прижимаются к правым неподвижным. В дальнейшем этот процесс многократно повторяется. Следовательно, при работе дизеля с малой или средней частотой вращения коленчатого вала (позиции

О — 4) подвижные контакты регулятора PH вибрируют возле правых неподвижных контактов.

Рис. 176. Монтажная схема регулятора напряжения

При увеличении частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и напряжения на зажимах ВГ электромагнитная сила взаимодействия катушек возрастает настолько, что якорь регулятора перемещается в крайнее левое положение, при котором подвижные контакты прижимаются к левым неподвижным контактам. Теперь после протекания по резистору R26 меньшая часть тока направляется в обмотку возбуждения В Г, а большая часть от зажима 162 через подвижные и левые неподвижные контакты, провода 159 и 160, резистор R29/2, провод 161, резистор R28 и провод 101 уходит на ’’минус” вспомогательного генератора. Ток возбуждения ВГ уменьшается, напряжение на его зажимах снижается. При дальнейшей работе дизеля с большой частотой вращения коленчатого вала подвижные контакты регулятора вибрируют возле левых неподвижных контактов.

Работа регулятора осложняется тем, что обмотка возбуждения ВГ (четыре последовательно соединенные катушки главных полюсов, имеющие по 800 витков) обладает значительной индуктивностью, так как создаваемый обмоткой переменный магнитный поток, пронизывая витки катушек, наводит в них э.д.с. самоиндукции. По известному закону Ленца эта э.д.с. имеет такое направление, при котором она препятствует изменению вызвавшего ее тока, т. е. индуктивность обмотки возбуждения ВГ не позволяет
мгновенно изменить ток возбуждения при передвижении контактов регулятора.

Следовательно, индуктивность обмотки возбуждения ВГ задерживает изменение напряжения вспомогательного генератора и тока в катушках чувствительного элемента, т. е. уменьшает частоту вибрации контактов, увеличивая этим амплитуду колебаний напряжения ВГ, что, разумеется, нежелательно. Для увеличения частоты вибрации контактов с целью поддержания постоянного напряжения на зажимах вспомогательного генератора регулятор оснащен обратной связью, роль которой выполняет резистор R27 на 1000 Ом, включенный между зажимами 162 и 155.

Изменение положения подвижных контактов регулятора (а значит, и изменение схемы включения резисторов в цепи возбуждения ВГ) приводит к мгновенному изменению потенциала на зажиме 162 (начало обмотки возбуждения ВГ). От значения этого потенциала зависят направление и сила тока в резисторе R27. Если потенциал на зажиме 162 больше потенциала на зажиме /55, то ток через резистор R27 протекает от точки б к точке а, т. е. идет подпитка подвижной катушки ПК, увеличивающая электромагнитную силу взаимодействия катушек. Когда же потенциал на зажиме 162 становится меньше потенциала на зажиме /55, то ток в подвижной катушке уменьшается за счет частичной утечки его через резистор R27 (от точки а к точке б), т. е. электромагнитная сила взаимодействия катушек ослабевает.

При правом положении подвижных контактов потенциал на зажиме 162 наибольший (примерно 68 В). На зажиме 155 потенциал несколько меньше (примерно 62 В). За счет разности потенциалов подвижная катушка получает незначительную подпитку, которая помогает катушкам НК и ПК при достижении напряжения на зажимах ВГ 115 В переместить контакты в среднее положение. Новое по-ложение контактов мгновенно уменьшает потенциал на зажиме 162 примерно до 41 В, что приводит к изменению направления тока в резисторе R27. За счет частичной утечки тока через этот резистор уменьшается ток в подвижной катушке, в результате чего пружина возвращает контакты в первоначальное положение.

Таким образом, обратная связь позволяет чувствительному элементу регулятора реагировать на изменение положения контактов, а не на изменение напряжения ВГ, увеличивая тем самым частоту вибрации контактов, что необходимо для поддержания постоянного напряжения на зажимах вспомогательного генератора.

Для уменьшения искрения между контактами, вызванного высокой частотой вибрации, используются конденсаторы СЗ и С4 емкостью 4 мкФ каждый. Конденсатор СЗ подключен параллельно правым неподвижным и подвижным контактам. При размыкании контактов конденсатор заряжается, ослабляя электрическую дугу между контактами. Когда контакты замыкаются, конденсатор разряжается, подготавливаясь к очередному циклу работы. Конденсатор С4, работающий аналогично, подключен параллельно подвижным и левым неподвижным контактам.

Выше указывалось, что регулятор напряжения должен поддерживать напряжение на зажимах вспомогательного генератора в пределах 115±| В. При больших отклонениях регулятор снимают с тепловоза и производят настройку на стенде. Предварительно катушки НК и ПК прогревают в течение 30 мин. Натяжение пружины регулятора регулируют на стенде так, чтобы при токе в катушках 0,7 А подвижные контакты занимали среднее положение, при токе 0,68 А упирались в правые неподвижные, а при токе 0,72 А — в левые неподвижные контакты. При ремонтах восстанавливают воздушный зазор между контактами перемещением неподвижных контактов в держателях.
 

содержание   ..   150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  ..