Спосіб ослаблення збудження тягових електродвигунів локомотива

Власники патенту UA 2471652:

Винахід відноситься до електричних тягових систем транспортних засобів залізничного транспорту, а саме способу ослаблення збудження тягових електродвигунів постійного струму великої потужності на локомотивах. Спосіб ослаблення тягових електродвигунів локомотива полягає в тому, що по черзі включають або відключають ступені ослаблення поля тягових електродвигунів у кількості не менше двох. У кожному ступені ослаблення поля тягових електродвигунів здійснюють включення або відключення ослаблення поля іншого і наступного тягового електродвигуна з уповільненням часу на величину часу не менше спрацьовування попереднього контактора шунтування поля. Технічний результат полягає у зниженні ударних навантажень на тяговий генератор, тягові електродвигуни, тепловий двигун та на екіпажну частину локомотива. 2 іл.

Відомий спосіб включення та вимкнення ослаблення збудження тягових електродвигунів на електровозах постійного струму ВЛ11 та ВЛ11 м . Для перекладу тягових електродвигунів з повного на ослаблене збудження гальмівну рукоятку контролера машиніста встановлюють позиції ослаблення поля тягових електродвигунів ОП1, ОП2, ОП3 або ОП4. Після включення відповідних контакторів паралельно обмоткам збудження тягових електродвигунів підключаються резистори та двокотушкові індуктивні шунти. В результаті на першій позиції ослаблення поля ОП1 в силовому ланцюгу 75% струму обмоток якорів тягових електродвигунів починає протікати по нихобмоткам збудження, а 25% – через резистори та котушки індуктивних шунтів. Передбачено ще три позиції ослаблення поля – ОП2 (55%), ОПЗ (43%) та ОП4 (36%) (Е.С.Вохмянін, В.Ю.Чумаков. Електричні схеми електровозів ВЛ11 та ВЛ11 м. – М.: ІКЦ «Академкнига», 2003. – с.138-140).

Недоліком відомого способу є те, що включення та вимкнення контакторів ослаблення збудження тягових електродвигунів відбувається одночасно і можливі ривки електровоза та небажані перехідні процеси в електричній схемі. Це може призвести до пошкодження електричних машин та апаратів. Також, через ривки та поштовхи, можливі пошкодження і в екіпажній частині електровоза.

Відомий спосіб включення та вимкнення ослаблення збудження тягових електродвигунів на тепловозах ТЕП60 з тяговим генератором постійного струму, прийнятий за прототип. Від тягового генератора одержують живлення шість паралельно включених тягових електродвигунів. Плавне зміна заданих межах передавального відношення передачі, тобто. отримання необхідного діапазону зміни крутного моменту і частоти обертання тягових електродвигунів здійснюється шляхом автоматичного регулювання магнітних потоків (струмів збудження) тягового генератора і тягових електродвигунів. Струм збудження тягового генератора змінюється за допомогою спеціальної системи автоматичного регулювання. Магнітний потік тягових електродвигунів, виконаних із послідовним збудженням, змінюється залежно від струму якоря.

Крім того, передбачені два ступені ослаблення збудження тягових електродвигунів (60±3% і 37±2%), які включаються по черзі за допомогою резисторів СШ1…СШ6 та групових електропневматичних контакторів КШ1…КШ6, що підключають резистори паралельно обмоткам збудженнятягових електродвигунів. Включення та відключення контакторів ослаблення збудження КШ1…КШ6 відбувається автоматично під дією реле переходу РП1 та РП2. Налаштування реле переходу виконують таким чином, щоб спрацювання їх відбувалося на ділянці зовнішньої характеристики генератора, близькому до обмеження напруги (Б.Н.Морошкін «Електричне обладнання тепловоза ТЕП60», Москва, «Транспорт», 1987, с.22-24, с. 51-53).

Недоліком відомого способу є те, що включення та вимкнення контакторів ослаблення збудження тягових електродвигунів відбувається одночасно і можливі ривки тепловоза та небажані перехідні процеси в електричному ланцюзі тяговий генератор - тяговий електродвигун. Це може призвести до пошкодження електричних машин та апаратів. Також, через ривки та поштовхи, можливі пошкодження і в екіпажній частині тепловоза.

Технічний результат винаходу полягає в уповільненні часу процесу переходу всіх тягових електродвигунів на ослаблене поле і назад, що призводить до зниження ударних навантажень на тяговий генератор, тягові електродвигуни, тепловий двигун (газотурбінний двигун, дизель) і на екіпажну частину локомотива.

Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі ослаблення збудження тягових електродвигунів локомотива, що полягає в тому, що по черзі включають або відключають ступені ослаблення поля тягових електродвигунів у кількості не менше двох, в кожному ступені ослаблення поля тягових електродвигунів здійснюють включення або відключення ослаблення поля іншого наступного тягового електродвигуна з уповільненням за часом на величину часу не менше спрацьовування попереднього контактора шунтування поля для зниження ударних навантажень на тяговий генераторелектродвигуни, тепловий двигун та екіпажну частину локомотива.

На фіг.1 представлена принципова електрична схема ослаблення збудження тягових електродвигунів. На фіг.2 представлена електрична схема включення котушок контакторів шунтування ослаблення поля.

Спосіб ослаблення збудження тягових електродвигунів реалізується за допомогою електричної тягової системи локомотива, яка містить не менше двох тягових електродвигунів 1 і 2 відповідно з обмотками збудження 3 та 4, які послідовно підключені до тягових електродвигунів 1 та 2 через контакти реверсивного перемикача в одному напрямку:

- для першого тягового електродвигуна через 1 його контакти 5 і 6;

- для другого тягового електродвигуна 2 через контакти 7 і 8.

В іншому напрямку:

- для першого тягового електродвигуна через 1 його контакти 9 і 10;

- для другого тягового електродвигуна 2 через контакти 11 і 12.

Паралельно обмоткам збудження 3 і 4 через контактори 13 і 14 шунтування поля першого ступеня відповідно тягових електродвигунів 15 і 20 шунтування поля другого ступеня. Кількість щаблів шунтування поля тягових електродвигунів може бути різною.

Спосіб ослаблення збудження тягових електродвигунів електропередачі локомотива реалізується в такий спосіб.

При прямуванні локомотива в одному напрямку замикають контакти 5, 6, 7, 8 реверсивного перемикача. Обмотка збудження 3 та 4 тягових електродвигунів 1 і 2 отримують живлення, тягові електродвигуни 1 і 2 обертаються.При русі локомотива включають або відключають по черзі перший, другий та інші (якщо вони передбачені) ступені ослаблення збудження (поля) тягових електродвигунів 1 і 2, причому в кожному ступені ослаблення поля тягових електродвигунів 1 і 2 здійснюють включення або відключення ослаблення поля іншого і наступного тяг електродвигуна з уповільненням часу на величину часу не менше спрацьовування попереднього контактора шунтування поля. Так, при включенні першого ступеня ослаблення поля включають для тягового електродвигуна 1 контактором 9 шунтування поля резистор 15 шунтування поля, а для тягового електродвигуна 2 - контактором 14 шунтування поля, котушка 23 якого включена через блок-контакти 22 контактора 13 шунтування поля включають резистор 16 шунтування поля, що забезпечує включення ослаблення поля другого тягового електродвигуна 2 з уповільненням часу на величину часу спрацьовування контактора 13 шунтування поля з котушкою 21 для першого тягового електродвигуна 1. Аналогічно відбувається включення другого ступеня ослаблення поля і відключення другого і першого поля, а також включення та відключення ступенів ослаблення поля у зворотному напрямку руху локомотива. За рахунок тимчасової затримки включення та вимкнення ослаблення поля система регулювання встигає відпрацювати умову сталості потужності до та після переходу. Пропонований спосіб ослаблення збудження тягових електродвигунів локомотива дозволяє знизити ударні навантаження на тяговий генератор, тягові електродвигуни, тепловий двигун та екіпажну частину. Особливо це важливо за великих потужностей локомотива.

Зазначений спосіб перевірено на дослідному газотурбовозі ГТ1-001 потужністю 8300 кВт.

Спосіб ослабленнязбудження тягових електродвигунів локомотива, що полягає в тому, що по черзі включають або відключають ступені ослаблення поля тягових електродвигунів у кількості не менше двох, що відрізняється тим, що в кожному ступені ослаблення поля тягових електродвигунів здійснюють включення або відключення ослаблення поля іншого і подальшого тягового електродвигуна часу на величину часу не менше спрацьовування попереднього контактора шунтування поля зниження ударних навантажень на тяговий генератор, тягові електродвигуни, тепловий двигун і екіпажну частину локомотива.