Файл: Дьяченко, В. Г. Работа силовой цепи и системы возбуждения тепловоза 2ТЭ10Л с жесткой динамической характеристикой.pdf

Рис. 2 Зависимость индуктивного сопротивления катушки от

сечения сердечника

сердечников на рис 1а и Ьб значительно меньше, чем сердеч­ ников на рис. 1в и 1г, следовательно, индуктивное сопротивле­ ние катушек на prffc. la и 16 меньше, чем в катушках на рис, 1 в и 1г. Но плавно изменять площадь поперечного сечения сердечников технически очень сложно. Поэтому в практичес­ кой электротехнике используется способ регулирования на­ пряженности магнитного поля в сердечнике с постоянным се­ чением изменением подмагничивания сердечника управляю­ щей обмоткой, питаемой от источника постоянного тока

(см. рис. 3).

При увеличении тока в управляющей обмотке ОУ увели­ чивается напряженность магнитного поля в сердечнике, зна­ чит, относительная магнитная проницаемость уменьшится, ин­ дуктивное и общее сопротивление рабочей обмотки уменьшит­ ся, следовательно, ток нагрузки, протекающий по рабочей обмотке, увеличится.

Отношение-^- называют коэффициентом усиления по току

^оу

9

0 -

р

Г\ г\р р р п г* ср

ОJ VJи и «_дJ J и

ОУ

Ян

Рис 3 Принципиальная схема магнитного усилителя

Коэффициент усиления для простых магнитных усилителей (МУ) находится в пределах 50—200. Тажой элементарный МУ

впрактике не применяется, т. к. переменный магнитный поток рабочей обмотки будет искажать ток в ОУ (наводит ЭДС вза­ имной индукции переменного значения). Поэтому в МУ име­ ются две рабочие обмотки, которые подключаются встречно и

вкаждый полупериод их магнитные потоки взаимно уничто­ жаются. Следовательно, они не будут оказывать влияния на сигнальный ток управляющей обмотки (см. схему подключе­

ния рабочих обмоток ТПТ и ТПН в схеме 2ТЭ10Л).

Если рабочие обмотки МУ подключить последовательно с потребителем через выпрямительный мост так, чтобы каждая рабочая обмотка получала питание только один полупериод и их магнитные потоки имели одно направление — подмагничивание сердечника, совпадающее с магнитным потоком управ­ ляющей обмотки, то это уже будет МУ с внутренней положи­ тельной обратной связью (т. к. магнитные потоки рабочих обмоток совпадают с магнитным потоком ОУ).

Магнитные усилители, имеющие несколько управляющих обмоток, называются амплистатами.

Рассмотрим действие системы возбуждения. В системе воз­ буждения возбудителя цепи переменного тока получают пита-

10

ние or синхронного подвозбудителя СПВ через распредели­ тельный трансформатор ТР. Основой системы возбуждения возбудителя является амплистат АВ, рабочие обмотки которо­ го являются переменным сопротивлением в цепи питания не­ зависимой обмотки возбудителя.

Независимая обмотка Н1 получает питание от СПВ, под­ ключается на часть падения напряжения 60 в. на первичной

455, 446, левая рабочая обмотка Н2-К2, блок выпрямителей БВ, провод 475, шунт 116, провод 468, независимая обмотка возбудителя Н1-НН1, провода 469, 474, блок БВ, провод 445, зажим 01, через первичную обмотку ТР, зажим К1, провода 450, 447, на СПВ зажим С1.

Сопротивление рабочих обмоток амплистата регулируется подматничиванием сердечника управляющими обмотками: за­ дающей 03, регулировочной ОР, управляющей ОУ, стабилизи­ рующей ОС.

1. З а д а ю щ а я о б м о т к а амплистата получает пита­ ние от вторичной обмотки тахоблока БТ через выпрямитель­ ный мост и сглаживающий фильтр. Напряжение на выходе БТ изменяется прямо пропорционально скорости вращения колен­ чатого вала дизеля, точнее, пропорционально частоте перемен­ ного тока синхронного подвозбудителя.

Цепь питания 03: плюсовой вывод тахоблока БТ, провод

1143, раз. контакт РУ-5, провода 1139, 1142, 419, 418, зам. блок-

контакт РУ-10, провод 421, замкнутые контакты ОМ1-ОМ6, провода 427, 432, часть сопротивления СОЗ 66 ом, провод 443, задающая обмотка НЗ-КЗ, провода 444, 496, 740, на минусо­ вой вывод БТ. Кроме того, 03 получает, так называемый, ток подпитки 0,25—0,35 ампера от ВТ по цепи: силовые контакты ВВ, провода 744, 410, 785, сопротивление подпитки 298 ом, провод 443, НЗ-КЗ, провода 444, 496, 740, через выпрямитель­ ный мост БТ, провод 1143, размыкающий блокконтакт РУ-5, провода 1139, 1142, 419, 418, замыкающий блокконтакт РУ10, провод 421, замкнутые контакты ОМ1-ОМ6, провода 427, 432, 428, клеммы 6/1 1-г4 (1—4) 4, на минус ВТ.

Подпитка 03 вводится для получения экономичного регу­

11

лирования мощности ГГ, .путем выведения характеристики ди­ зеля в зону минимального удельного расхода топлива на всех промежуточных позициях.

При увеличении оборотов коленчатого вала дизеля увели­ чится частота переменного тока СПВ, значит, увеличится на­ пряжение на выходе БТ и ток в 03, следовательно, 03 увели­ чит нодмагничивание сердечника АВ, напряженность магнит­ ного поля увеличится, а магнитная проницаемость уменьшится, индуктивное сопротивление рабочих обмоток уменьшится. Ток в независимой обмотке возбудителя увеличится, значит, уве­ личится напряжение возбудителя, увеличится ток в независи­ мой обмотке ГГ, увеличится напряжение ГГ — увеличится мощность ГГ.

Можно сказать: задающая обмотка амплистата 03 задает мощность ГГ, устанавливает уровень мощности в соответствии с позицией контроллера машиниста, оборотами коленчатого вала и мощностью дизеля.

Падение напряжения на 03 на XV позиции КМ должно быть= 10 в, J03 = 1,0 а.

Для ограничения мощности ГГ вводятся добавочные сопро­ тивления в цепь питания 03:

а) сопротивление СОЗ между проводами 424 и 425 вели­ чиной 71 ом замыкающими контактами РУ8 на 1-й позиции контроллера машиниста для обеспечения плавного трогания тепловоза с места.

б) сопротивление СОЗ между проводами 425 и 431 вели­ чиной 8 ом замыкающими контактами РУ10 на 2 и 3-й позици­ ях КМ для плавного разгона тепловоза.

в) Сопротивление СОЗ между проводами 431 и 432 вели­ чиной 31 ом замыкающими контактами 0М1-0М6. В случае выключения одного из 0М1-6 по неисправности ТЭД, умень­ шает мощность ГГ на 300 кв, предотвращая перегрузку, дру­ гих, исправных ТЭД.

г) Сопротивление ССН между проводами 1138 и 1139, 1142 величиной 18 ом, размыкающими контактами РУ5 при буксо­ вании колесных пар тепловоза, что приводит к снижению мощ­ ности ГГ на 50—55%.

сформатора напряжения СБТН через диоды В5 и В7 селек­ тивной связи.

1. Рассмотрим работу трансформатора тока. Рабочие об­ мотки ТПТ1-ТПТ4 получают питание от вторичных обмоток TP: НЗ-КЗ, Н4-К4, Н2-К2 и части первичной обмотки на зажи­

12

мах Н1-02 напряжением 50±2 в. Нагрузкой ТПТ является бал­ ластное сопротивление СБТТ и подключенная параллельно СБТТ управляющая обмотка амлистата.

Цепи питания рабочих обмоток ТПТ. ТПТ1: вывод НЗ вто­ ричной обмотки ТР, провод 1076, рабочие обмотки Н2-К2, К1-

мосты В6, В1, В2, ВЗ, провод 1077 на зажим КЗ вторичной об­ мотки ТР.

ТПТ2: вывод Н4 вторичной обмотки ТР, провод 1078, рабо­ чие обмотки ТПТ2, провод 1084, выпрямительные мосты В2, ВЗ, провод 1095, СБТТ величиной 9 ом, провод 1098, через вы­ прямительный мост В6, В1, В2, провод 1079 на зажим К4 вто­ ричной обмотки ТР. ТПТЗ: вывод Н2 вторичной обмотки ТР, провод 1074 рабочие обмотки ТПТЗ, провод 1083, через выпря­ мительные мосты В1, В2, ВЗ, провод 295, СБТТ величиной 9 ом, провод 1098, через выпрямительные мосты В6, В1, провод 1075, на зажим К2 вторичной обмотки ТР. ТПТ4: вывод С2 СПВ проводами 448, 449, 977, 1080, рабочие обмотки ТПТ4, провод 1082, через выпрямительный мост В6, В1, В2, ВЗ, провод 1095, СБТТ, провод 1098, через выпрямительный мост В6, провод 1081, зажим 02, первичную обмотку ТР, зажим К1, провода 450, 447, на вывод С1 СВП.

Рассмотренные цепи справедливы для одного полупериода, в другом полупериоде направление тока в рабочих обмотках ТПТ изменится на противоположное, но направление тока в СБТТ остается прежним, значит, рабочие обмотки питаются пе­ ременным током, а СБТТ — выпрямленым.

Посмотрим цепь питания рабочих обмоток ТПТ1: вывод КЗ вторичной обмотки ТР, провод 1077, выпрямительный мост ВЗ, провод 1095, СБТТ, провод 1098, выпрямительные мосты В6, В1, , В2, ВЗ, провод 1085, рабочие обмотки трансформатора

ТПТ1, Hl-Kl, К2-Н2, провод 1076, на зажим НЗ.

Параллельно СБТТ подключена ОУ и получает питание по цепи: плюсовой вывод выпрямительного моста ВЗ, диод В5, провода 1097, 1099, шунт 115, провод 480, СОУ величиной 6,8 ом, провод 478, управляющая обмотка амплистата КУ-НУ, провода 1100, 1137, 1098 на минусовой вывод моста В6. Ток в ОУ изменяется пропорционально току в СБТТ.

Функции управляющей обмотки в ТПТ выполняет пара си­ ловых кабелей, подвода питания к ТЭД, которые пропускаются через окно в сердечнике ТПТ. При увеличении тока нагрузки пары ТЭД подмасничивание сердечника ТПТ увеличится, на­ пряженность магнитного поля Н увеличится, а магнитная про­ ницаемость сердечника уменьшится, индуктивное сопротивле­

13

ние X уменьшается, а ток в рабочих обмотках ТПТ, в СБТТ и в ОУ увеличится, значит она будет больше размагничивать 03. Общее подмагничивание сердечника амплистата уменьшится, следовательно, ток выхода амплистата АВ на независимую об­ мотку возбудителя уменьшится, уменьшится и ток в силовой цепи ГГ.

Трансформатор постоянного тока ТПТ действует как узел ограничения тока ГГ.

При уменьшении тока ТЭД, ТПТ и АВ действуют аналогич­ но, но результат—увеличивается напряжение ГГ, следователь­ но, ТПТ, своим действием будет препятствовать уменьшению тока силовой цепи, значит, ТПТ стремится всегда поддержать постоянную максимальную величину тока нагрузки ГГ, поче­ му он и называется — трансформатор постоянного тока.

На тепловозах ТЭЗ и 2ТЭ10Л прежних выпусков при бук­ совании колесных пар ток нагрузки ГГ уменьшается, и система возбуждения, стремясь удержать постоянную мощность, уве­ личивает возбуждение и напряжение ГГ, что способствует развитию буксования других колесных пар. На тепловозах с жесткой динамической характеристикой такой недостаток устранен установкой 4-х ТПТ, каждый из которых контроли­ рует ток только пары ТЭД. ТПТ1-ТПТ4 соединяются мостами В1, В2, ВЗ, В6 в селективный узел, который выбирает и выда­ ет наиболее сильный сигнал по току на СБТТ и ОУ амплистата. Например: При буксовании 1-й колесной пары, противо ЭДС 1-го ТЭД резко увеличивается, а ток резко уменьшается, зна­ чит ток выхода ТПТ4 через мост В6 резко уменьшается, но ток выхода ТПТ2 остается нормальным. ТПТ2 подает питание че­ рез мосты В2, ВЗ на СБТТ и ОУ, а выход с мостов В1 и В6 запирает своим высоким потенциалом.Следовательно, иа ОУ подается сигнал небуксующих ТЭД и напряжение ГГ не уве­ личивается, выдерживается постоянным (жестким) для дан­ ной скорости движения.

2. Рассмотрим работу ТПН.

Рабочие обмотки ТПН получают питание от вторичной об­ мотки TP Н5-К5 напряжение 30±2 в. Нагрузкой ТПН являет­ ся СБТН и подключенная параллельно управляющая обмотка ОУ амплистата АВ. Цепь питания рабочих обмоток ТПН: 1-й полупериод: вывод Н5, провод 1091, рабочие обмотки Н2- -К2, К 1-Н1, провод 1094, выпрямительный мост В4, провод 1093, СБТН величиной 11 ом, провод 1137, выпрямительный мост В4, провод 1092, зажим JK5. 2-й полупериод: вывод К.5 обмотки ТР, провод 1092, выпрямительный мост В4, провод 1093, СБТН, провод 1137, выпрямительный мост В4, провод

14