Тепловоз ЧМЕ3, Регулювання швидкості руху та робота реле переходу
Регулювання швидкості руху та робота реле переходу
Швидкість руху тепловоза залежить від співвідношення двох сил – сили тяги локомотива та сили опору руху. Сила тяги тепловоза з електричною передачею прямо пропорційна моменту, що обертає, на валах якорів тягових електродвигунів, значення якого визначають за формулою де См постійна величина, що залежить від конструктивного виконання машини; Ф - магнітний потік машини; / - Струм навантаження.
У свою чергу струм навантаження /, що проходить по обмотках електродвигуна.
де U - напруга, підведена до електродвигуна; Їд - проти-е.д.с, що наводиться в якірній обмотці електродвигуна; Лд - опір обмоток електродвигуна.
У той момент, коли поїзні контактори увімкнені, а якірі тягових електродвигунів ще не почали обертатися, проти-е.д.с. в якірних обмотках відсутня, і ланцюгом протікає найбільший струм. Так як тягові електродвигуни тепловоза мають послідовне збудження, весь струм навантаження проходить і по обмотках збудження, створюючи великий крутний момент, що дозволяє отримати найбільшу силу тяги при торканні тепловоза з місця.
Поки сила тяги перевищує силу опору руху, швидкість збільшується. Одночасно збільшується частота обертання якорів тягових електродвигунів, тобто зростає проти-е.д.с, що наводиться в якірних обмотках двигунів. Це призводить до зниження струму навантаження, а значить, зменшення сили тяги. Тому для подальшого збільшення швидкості необхідно збільшувати напругу, що підводиться до тягових електродвигунів, тобто е.р.с. тягового генератора
З формули (1) (див. с. 288) видно, що е.р.с. генератора прямо пропорційна магнітному потоку генератора та частоті його обертанняякоря. Для збільшення е.р.с. тягового генератора машиніст переводить головну рукоятку контролера з 1-ї на наступні позиції, підвищуючи цим потужність дизель-генераторної установки. При цьому, крім збільшення частоти обертання колінчастого валу дизеля, зростає і збудження тягового генератора.
На 2-й позиції включається реле РУ4, котушка якого підключена паралельно до котушки реле РУ1 (див. рис. 179). На 3-й та 4-й позиціях включено реле РУ2, а починаючи з 5-ї позиції – реле РУЗ. Замикаючі контакти РУ41, РУ23 і РУ32 цих реле по черзі виводять резистори R81, R82 і частину резистора R83, включені в коло незалежного збудження збудника (див. рис. 181). Зростання струму в йезависимой обмотці збудника і одночасне збільшення частоти обертання його якоря призводять до збільшення напруги на затискачах збудника, що у свою чергу викликає зростання струму, що протікає по незалежній обмотці збудження тягового генератора. Отже, е.р.с. та напруга тягового генератора зростають як за рахунок збільшення частоти обертання якоря, так і за рахунок більшого магнітного потоку. Відповідно збільшується напруга, що підводиться до тягових електродвигунів. Відповідно до формули (4) при цьому збільшується струм у силовому ланцюзі, а значить, і сила тя1 і тепловоза стає більшою.
Працюючи на будь-якій позиції контролера потужність тягового генератора автоматично підтримується постійною (див. с. 200). Отже, якщо рух тепловоза здійснюється на певній позиції, тобто без зміни потужності дизель-генераторної установки, то зміна швидкості руху відбувається тільки в результаті зміни сили опору руху. Якщо внаслідок зменшення цієї сили (наприклад, при русі легшим профілем шляху) швидкість зростає, то струмнавантаження зменшується, що викликає автоматичне збільшення напруги тягового генератора (див. рис. 112 г). Однак через магнітне насичення головних полюсів машини таке збільшення напруги може відбуватися тільки до певної межі (570 В), після якого зменшення струму навантаження не приведе до відповідного збільшення напруги. В цьому випадку дизель працюватиме при зниженій потужності, що, очевидно, небажано.
Щоб розширити діапазон швидкостей, за яких потужність дизел:; використовується повністю, на тепловозі застосовано двоступінчасте ослаблення збудження електродвигунів тягових. Переходи на 1-му та 2-му ступені ослаблення збудження (а так-
мал. 184. Реле переходу типу КР21:1 нерухомий контактний шисн; 2 пружина, що притирає; .>' текстолітова колодочка; 4 сталева планка; 5 - регулювальний болт; 6 - завзятий болт: 7 - якір; 8 поляризаційна котушка; V - котушки напруги; 10 струмова котушка: / / ізоляційна прокладка: 12 -сердечник: 13 - ярмо: 14 - чексто.іі-іовн'л панель; 15 - обмежте. нам скоба: 10 противага; 17 оіклкі":ноїї пружина; 18 текстолітовий кміік: /9 гетинаксова планка; 20 жруховий контакт; 21 коітр! піаже зворотні переходи) відбуваються автоматично за допомогою реле РП1 і РП2 (рис. 184). Конструктивно встановлені три котушки - струмова 10, напруги 9 і поляризаційна 8. Струмкова котушка являє собою виток смугової міді, прикріплений двома болтами до текстолітової панелі 14. Дві інші котушки намотані з ізольованого мідного дроту на загальному каркасі і мають відповідно 16 400 і 17. прикріплений болтом до сталевого ярма 13. Між ярмом і струмовою котушкою поставлено прокладку // з ізоляційного картону.Ярмо двома болтамиприкріплено до панелі.
Знизу до ярму приєднана чотирма гвинтами обмежувальна скоба 15, на яку гострою кромкою спирається якір 7. До якоря прикріплена двома гвинтами сталева планка 4, па нижньому кінці якої укріплений противагу 16. До нього через текстолітовий кубик 18 прикріплена гетина виготовленими у вигляді болтів із контактними наплавками на голочках. Нерухливі контактні пальці / маєте з пріжинами, що притирають 2, укріплені на текстолітовій хтодочці 3. яка притягнута двома болтами до скоби 15. Через виріз у верчній частині скоби проходить латунний регулювальний болт 5, вкручений в якір. Якір також вкручені два болта 6, якими він у відключеному положенні впирається в обмежувальну скобу. Для відключення реле служить пружина 17. один кінець якої закріплений на скобі 15 а інший - на планці 4.
Токові котушки обох реле включені р силовий ланцюг послідовно обмотками третього і четвертого тягових електродвигунів, тому магнітний потік цих котушок пропорційний струму навантаження. Котушки напруги разом з додатковим резистором R7 підключені до "плюсу" 'л "мінусу" тягового генератора (див. Ряс. 182), тобто їх магнітний потік пропорційний напрузі генератора. Поляризаційні котушки разом з додатковими резисторами RI8 та R19 підключені до дроту 202 (див. рис. 100). тобто вони порушуються з моменту включення контактора КЗ. Так як ці котушки живляться від допоміжного генератора, їх магнітний потік практично постійний. Котушки напруги і поляризаційна утворюють так звану комбіновану систему, тобто створювані ними магнітні потоки діють узгоджено і спрямовані зустрічно магнітному потоку струмової котушки.
При торканні тепловоза з місця обидва реле вимкнено.Хоча в цей момент магнітний потік струмової котушки великий, включення реле не відбувається, так як сила тяжіння якоря до осердя залежить від результуючого магнітного потоку трьох котушок. Зі збільшенням швидкості руху тепловоза струм навантаження зменшується, а напруга тягового генератора зростає. Відповідно посилюється магнітний потік котушки напруги та слабшає магнітний потік струмової котушки. Коли швидкість руху досягає 18 км/год, зусилля, створюване результуючим магнітним потоком котушок напруги і поляризаційної стає більше сумарного зусилля магнітного потоку струмової котушки і пружини 17, що призводить до включення реле. Від дроту 202 струм через замикаючі контакти РП11 і РП12 (рис. 185) надходить у котушки контакторів ослаблення збудження КШ1, КШЗ і КШ5, від яких дроту 121 йде на "мінус". Після включення контакторів паралельно обмоткам збудження тягових електродвигунів підключаються шунтуючі резистори R1I11, R1U3 та R11I5. По обмотках збудження починає протікати лише 35% струму навантаження. Ослаблення порушення призводить до зниження проти-е.д.с. в якірних обмотках тягових електродвигунів, тобто збільшення струму тягового генератора.
У разі зростання струму навантаження напруга тягового генератора автоматично знижується. Отже, включення резисторів, що шунтують, дозволяє перевести тяговий генератор на роботу з області обмеження напруги (відрізок 3-4 на рис. 112,