СТРУКТУРНАЯ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА САУ ПОЛЕМ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
По мере разгона и увеличения скорости тепловоза ток нагрузки уменьшается, а напряжение увеличивается по гиперболической части внешней характеристики генератора так, что поддерживается постоянной мощность дизеля. При определенной скорости наступает ограничение по напряжению. Дальнейшее увеличение скорости вызывает уменьшение тока при почти постоянном напряжении и приводит к резкому уменьшению мощности генератора. Регулятор дизеля уменьшает подачу топлива, мощность дизеля будет недоиспользоваться и дальнейшего возрастания скорости не будет или будет очень незначительным.
Для возврата дизель-генератора в зону полной нагрузки и возможности расширения диапазона скоростей применяется регулирование тяговых электродвигателей путем изменения их магнитного потока возбуждения (ослабления магнитного поля).
Величина магнитного потока прямо пропорциональна намагничивающей силе т. е. току, проходящему по обмотке, и количеству витков в ней. Поэтому, если параллельно обмотке возбуждения подключить резистор с определенной величиной сопротивления (зашунтировать), то через нее будет протекать только часть тока якоря, и магнитный поток уменьшится.
Как известно, ток в цепи вращающегося якоря электродвигателя с последовательным возбуждением зависит от разности приложенного напряжения и противоэлектродвижущей силы.
В свою очередь противо-э.д.с. прямо пропорциональна частоте вращения якоря и магнитному потоку возбуждения.
Так как скорость локомотива мгновенно измениться не может, то противо-э.д.с. в данном случае будет уменьшаться прямо пропорционально уменьшению магнитного потока возбуждения. Поэтому напряжение генератора в первый момент после подключения резисторов будет значительно превосходить противо-э.д.с. тяговых электродвигателей, а ток в них и вращающий момент будут возрастать.
Система автоматического регулирования, поддерживающая мощность генератора постоянной, компенсирует возрастание тока, уменьшая напряжение. При уменьшении разности между напряжением генератора и противо-э.д.с. электродвигателей до определенной величины возрастание тока прекратится. Величина сопротивления шунтирующего резистора рассчитывается так, что новому режиму будут соответствовать точки в нижней гиперболической части внешней характеристики генератора. Следовательно, сразу же после перехода на ослабленное поле неизменному режиму движения и скорости тепловоза соответствует новый тяговый режим генератора и электродвигателей. Это позволяет вновь использовать гиперболическую часть внешней характеристики генератора при увеличении скорости.
Переход на ослабленное поле и назад должен происходить непосредственно перед началом ограничения мощности на внешней характеристике генератора, чтобы было соблюдено условие постоянства мощности до и после перехода. В противном случае будет наблюдаться рывок тепловоза и нежелательные переходные процессы в электрической цепи генератор—электродвигатель. Это может привести к повреждению электрических машин и аппаратов.
На тепловозе используется автоматическое двухступенчатое ослабление поля возбуждения тяговых электродвигателей при помощи реле перехода РП1 и РП2 типа П215. Они управляют контакторами ВШ1 и ВШ2, включающими резисторы шунтировки CШ1—СШ6 I и II ступеней ослабления поля.
После включения РП1 его замыкающий контакт (262, 157, 264) подает питание на электропневматический вентиль группового контактора ослабления поля ВШ1. Вентиль главными контактами подключает параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей резисторы ослабления поля (шунтировки) СШ1—СШ6, при этом по обмоткам возбуждения пойдет 57—63% общего тока цепи.
Вспомогательный контакт ВШ1 {518, 519) вводит в цепь катушки напряжения дополнительный резистор, подготавливая ее к заданному режиму отключения. Замыкающий контакт ВШ1 (501, 509) подготавливает цепь питания реле РП2, что гарантирует необходимую последовательность включения реле.
Включение II ступени ослабления поля от реле РП2 и подключение параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей резисторов СШ1—СШ6 II ступени происходит аналогично. Величина тока, проходящего по обмоткам возбуждения, составляет 35—39% общего тока цепи.
Уменьшение скорости движения тепловоза вызывает увеличение тока тягового генератора и снижение его напряжения, что приводит к отключению реле перехода РП2 (переход на I ступень ослабления поля). При дальнейшем уменьшении скорости отключается реле РП1 (переход на полное поле).
Для исключения звонковой работы реле перехода часть резистора СРПН на отключение реле (408, 409, 511, 666) закорачивается замыкающим контактом реле РУ4 с 1-й по 11-ю позицию контроллера. Тумблер «Управление переходом» в цепи питания катушек групповых контакторов ВШ1 и ВШ2 служит аварийным отключателем в случае появления неисправности в цепях управления ослаблением поля.
Для уменьшения подгара контактов контакторов ВШ1 и ВШ2 и переходных процессов в цепи тяговых электродвигателей в схему введены вспомогательные контакты ВШ1 и BШ2, исключающие снятие нагрузки генератора на нулевой позиции контроллера при включенных контакторах BШ1 и ВШ2. От замкнутого на нулевой позиции контакта контроллера через замыкающие контакты реле РУ18 (1186, 1187) и контакторов ВШ1 и ВШ2 (1067,1068) напряжение подается в цепь питания контакторов возбуждения ВВ и КВ. Нагрузка на нулевой позиции снимается только после отключения контакторов ВШ1 и ВШ2.
Для включения ослабления возбуждения ТЭД при срабатывании реле переключения необходимо, чтобы выключатель ослабления возбуждения ТУП был включен. Тогда при срабатывании реле переключения РП1 включится групповой контактор ВШ1 первой ступени ослабления возбуждения, а при срабатывании реле переключения РП2— групповой контактор ВШ2 второй ступени ослабления возбуждения.
Выключатель ТУП «Управление переходом» служит для аварийного выключения контакторов ВШ1, ВШ2 при неисправностях в работе реле РП1, РП2.
Бесконтактное реле перехода БРП7 (рис. 5) состоит из двух одинаковых транзисторных узлов, каждый из которых представляет собой полупроводниковое реле (РП1 и РП2), выполненное на двух одинаковых транзисторах (Т11, Т12, Т21 и Т22) типа П215. Транзисторы подключены по схеме с общим эмиттером к одному источнику коллекторного напряжения (цепь управления тепловоза). В каждом реле один транзистор (Т11 и Т21) входной, а другой (Т12 и Т22) — выходной.
Цепи электродов транзисторов организуются следующим образом. В коллекторные цепи входных транзисторов Т11 и Т21 включены резисторы их нагрузки СК1 и СК2, а выходных Т12 и Т22 — катушки вентилей групповых контакторов ослабления возбуждения ВШ1 и ВШ2. Цепи баз транзисторов Т11 и Т21 соединены с источником смещения (потенциометры СС1 и СС2) через резисторы СБ1 и СБ2 и с коллекторными цепями транзисторов Т12 и Т22 через соответствующие резисторы обратной связи СОС1 и СОС2. Цепи баз транзисторов Т12 и Т22 соединены с коллекторами входных транзисторов накоротко. Управляющий сигнал подается на выводы базы и эмиттера входных транзисторов через резисторы СОУ1 и СОУ2.
Характеристика каждого реле такова, что выходной транзистор в зависимости от значения входного сигнала находится либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения, причем плавное изменение напряжения сигнала на входе вызывает скачкообразное изменение выходного тока, т. е. образуется релейная характеристика.
Сигнал на вход БРП подается от трансформаторов постоянного тока и постоянного напряжения ТПТ и ТПН, используемых в системе регулирования возбуждения тягового генератора. Для этого схема селективного узла несколько изменена (см. рис.5): введены разделительные диоды В1А и В2А и резисторы СН и СТ. Напряжение между крайними выводами резисторов СН и СТ увеличивается с возрастанием напряжения тягового генератора и уменьшается с возрастанием его тока. Подавая это напряжение на вход реле РП1 и РП2, добиваются, чтобы срабатывание и отпадание БРП происходили при заданных режимах генератора.
Характеристики срабатывания и отпадания имеют вид параллельных наклонных прямых. Такое расположение их выгоднее расходящихся прямых, свойственных серийному реле перехода, так как уменьшается склонность реле к «звонковой» работе.
На случай выхода из строя транзисторов реле РП1 и РП2 имеется запасный комплект транзисторов Т31 и Т32, включаемый при необходимости при помощи штепсельного разъема. Ряд других элементов выполняет защитные функции: диоды Д13 и Д23 — ограничение обратного напряжения в цепи база — эмиттер входных транзисторов; диоды Д12 и Д22 — снятие перенапряжений за счет разрядного тока катушек ВШ1 и BШ2; конденсаторы С1 и С2 — сглаживание пульсаций входного напряжения.
Выпущена опытная партия реле БРП7 для тепловозов 2ТЭ10Л и аналогичные по схеме, но построенные на транзисторах КТ805А реле БРП8 для тепловозов 2ТЭ116, Эксплуатационные испытания показали, что полупроводниковые реле перехода работоспособны и просты в уходе и обслуживании. Разработанные в НИИЭТМе тиристорные реле перехода по сравнению с транзисторными реле менее экономичны и надежны, так как в них использовано примерно в 2,5 раза больше полупроводниковых приборов.
Рис. 6. Принципиальная схема управления контакторами ослабления возбуждения тяговых электродвигателей
Снижение скорости движения вызывает возрастание тока генератора и падение его напряжения. Соответственно ток н электромагнитное усилие последовательной катушки увеличиваются, а параллельной — уменьшаются. Однако отпускание реле без принятия соответствующих мер могло бы происходить при слишком низкой скорости. Для уменьшения тока и магнитного потока в параллельной катушке и вводится дополнительный резистор, о котором упоминалось выше. От значения сопротивления этого резистора зависит скорость, при которой отпускается реле.
Особенностью схемы включения катушек контакторов ВШ1 и ВШ2 (рис. 6) на тепловозах типов ТЭ10М и ТЭ10У является то, что она исключает возможность включения контакторов ослабления возбуждении при боксовании колесных пар тепловоза. Так сделано потому, что боксование усиливается, если в его процессе происходит ослабление возбуждения двигателей.
На тепловозах типов ТЭ10М и ТЭ10У не только исключается возможность включения контакторов ВШ1 и ВШ2 при боксованни колесных пар, но и для успокоения переходных процессов обеспечивается выдержка времени от момента прекращения боксования до момента включения контакторов ослабления возбуждения. Это достигается при помощи электромагнитного реле времени РВ4, которое срабатывает при боксовании вслед за реле боксования и своими размыкающими контактами разрывает цепь катушек контакторов ВШ1 и ВШ2. После прекращения боксования реле РВ4 отпускается, а спустя 3 с замыкаются его контакты, восстанавливая цепь катушек контакторов ВШ1 и ВШ2. Если же при возникновении боксования контакторы ВШ1 и ВШ2 уже были включены, то в этом случае питание их катушек не прекращается благодаря замыкающему контакту реле РУ16 и вспомогательному замыкающему контакту контактора ВШ2.
Цепь управления контакторами ослабления возбуждения ТЭД включается через контакты контроллера, которые замыкаются, начиная с 4-й позиции.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|