[03-1999] Электрическая схема тепловоза ТЭМ7А
 

Электрическая схема тепловоза ТЭМ7А

Электрическая схема управления тепловозов включает в себя изображение всех электрических машин, аппаратов, приборов, проводов и монтажных элементов (зажимов, штепсельных соединений и др.). Все электротехнические изделия, показанные на схеме, имеют условные буквенные и цифровые обозначения. Отдельные элементы аппаратов (включающие катушки, силовые и блокировочные контакты) изображены разнесенным способом в соответствующих местах схемы. Некоторые цепи схемы, изображенные на разных листах, соединены общим проводом, разрывы которого оканчиваются стрелками с указанием взаимной адресации и зоны, в которой расположен соответствующий аппарат или монтажный элемент.

Исходное состояние аппаратов: силовые и блокировочные контакты реверсов 1Р и 2Р находятся в положении, соответствующем направлению движения тепловоза “Вперед”; автоматические выключатели, рубильники, тумблеры — в отключенном положении; переключатель возбуждения тягового генератора — в положении “Рабочее", т.е. система автоматического регулирования электрической передачи включена; контроллер машиниста на нулевой позиции; катушки реле, электропневматические вентили, катушки контакторов —обесточены; контакты реле, контакторов термореле и др. — в соответствии с изображением на схеме.

Для правильного чтения схемы следует помнить, что контакты, изображенные на схеме открытыми и меняющие свое состояние при подаче напряжения на управляющую катушку, называются замыкающими (з.к.), а контакты закрытые — размыкающими (р.к.). Зажимы монтажных элементов имеют следующие условные обозначения:

Штепсельные соединения обозначены в виде стрелки с указанием номера соединения, номера контактного штыря и номера шины или провода. На тепловозе ТЭМ7А штепсельные соединения использованы для монтажа следующих узлов схемы:
- соединения проводов высоковольтной камеры и кабины с пультом управления (I, II, III, IV, V);
- подсоединения блока пуска дизеля (X, XI);
- подключения блока промежуточных реле (VI, VII, VIII, IX);
- связи аппаратов в высоковольтной камере (XII, XIII);
- подключения вспомогательного пульта (ВП);
- подключения аппаратов и полупроводниковых блоков (контроллера, регулятора напряжения, панели резисторов указателя неисправностей, скоростемера и др.);
- соединения схемы тепловоза со схемой реостата при проведении реостатных испытаний;
- подключения проводов питания тягового двигателя ЭВ2 для ввода тепловоза в депо.

Маркировка проводов состоит из основной (общей) цифровой части и дописываемого после точки порядкового номера про
вода. Общая цифровая часть указывает на то, что все провода данной группы непосредственно соединены друг с другом на одном из монтажных элементов или на зажимах аппарата. Порядковый номер позволяет различать провода одной группы.

Общая часть маркировки проводов остается неизменной до тех пор, пока в цепи провода не встретится нагрузка (катушка аппарата, резистор и др.) или контакт любого вида. После прохождения элемента схемы общая часть маркировки меняется. Маркировка проводов, приведенная на схеме, полностью соответствует фактически выполненной на тепловозе.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

Структурная схема электрической передачи. На тепловозе ТЭМ7А реализована электрическая передача переменно-постоянного тока, структурная схема которой приведена на рис. 1. Тяговые двигатели постоянного тока Э1 — Э8 получают питание от генератора переменного тока Г, имеющего независимое возбуждение, через выпрямительную установку УВ. Система автоматического регулирования САР обеспечивает получение тяговых характеристик за счет изменения возбуждения генератора, а также благодаря двухступенчатому ослаблению поля тяговых двигателей.
Регулятором возбуждения генератора является управляемый выпрямитель возбуждения УВВ, который в зависимости от тока в тяговых двигателях и напряжения на зажимах выпрямительной установки изменяет ток возбуждения генератора. Ток, протекающий в тяговых двигателях, измеряется четырьмя трансформаторами постоянного тока 1ТПТ — 4ТПТ. Управляющие сигналы, пропорциональные току, протекающему через 1ТПТ —4ТПТ, поступают на схему выделения максимального сигнала ВМ, т.е. САР работает по сигналу максимально нагруженной пары тяговых двигателей. Сигнал по напряжению выделяется трансформатором постоянного напряжения ТПН.

Сигналы, пропорциональные току тяговых двигателей и напряжению выпрямительной установки, выделяются в селективном узле СУ и сравниваются в узле сравнения УС с сигналами задания напряжения, мощности и тока, получаемыми с блока задания возбуждения БЗВ и индуктивного датчика ИД. В зависимости от полученных результатов выдается команда через блок управления возбуждением БУВ на изменение возбуждения генератора. Независимая обмотка возбуждения генератора питается напряжением, снимаемым с возбудителя В. Питание обмотки возбуждения возбудителя и БУВ постоянным током осуществляется от стартер-генератора СГ.

Принципиальная схема электрической передачи. При включении электрической передачи питание обмотки возбуждения возбудителя осуществляется по цепи: “плюс” СГ, провод (1.1) х 2,
I. 2, предохранитель ПР1, провод 19.7, диод ДЗБ, провод 5.3, резистор СЗБ, провод 7.4, шунт ШЗБ, провод 9.4, предохранитель ПРЗ,
II. 3, 2К.11, 11.4, 1К.11, 11.5, 11.7, зажимы 7 — 6 аварийного переключателя АП, замкнутые в положении “Рабочее”, 711.2, XIII.23,711.1, з. к. КВВ, 715.3, резистор R60, 717.1, шунт Ш2, 719.2, К.719, 719.1, зажим U1 возбудителя, обмотка возбуждения возбудителя, зажим U2 возбудителя, 2.81, К.2.

Выходное переменное напряжение возбудителя снимается с колец ротора С1 и С2 и подается на вход управляемого выпрямителя возбуждения: С1, 721.1, ПР11, 723.3, Н1 трансформатора токаТТ, К1 ТТ, 725.1, зажим - 1 в УВВ и С2, 733.3, зажим - 2.

В два плеча выпрямительного моста УВВ включены управляемые вентили (тиристоры) +Т и -Т, а в два других — неуправляемые диоды. Последовательно с тиристорами в схеме УВВ включены диоды, обеспечивающие (совместно с аварийным переключателем и контактором аварийного возбуждения) работу схемы возбуждения в аварийном режиме при выходе из строя тиристоров или САР.

Выпрямленное и отрегулированное до необходимой величины напряжение с выхода УВВ подается на обмотку возбуждения генератора: УВВ, 739.1, ШЗ, 741.1, з. к. КВГ, 743.1, зажим U1 генератора, обмотка возбуждения генератора, зажим U2 генератора, 745.4, “минус” УВВ.

Напряжение питания тяговых двигателей снимается с двух статорных обмоток генератора, каждая из которых соединена в “звезду” и сдвинута относительно другой на 30 эл. град. Линейные напряжения на выходе генератора также сдвинуты на 30 эл. град, и подаются на два параллельно включенных трехфазных выпрямительных моста.

Цепь от первой обмотки генератора: 1С1 по проводу (901.1) х 3; 1С2 по проводу (903.1) х 3; 1СЗ по проводу (905.1) х 3. Цепь от второй обмотки генератора: 2С1 по проводу (907.1) х 3; 2С2 по проводу (909.1) х 3; 2СЗ по проводу (911.1) х 3. Такая схема выпрямления переменного напряжения применена для получения минимальной величины пульсаций напряжения, что улучшает коммутацию тяговых двигателей.

Мосты выпрямительной установки объединены параллельно шинами. Шинами выполнен и внутренний монтаж силовых цепей в высоковольтной камере. Выпрямленное напряжение подается на тяговые двигатели (для Э1): “плюс" УВ, шина, соединяющая “плюс” УВ с шунтом Ш1, шина, соединяющая Ш1 с з. к. поездного контактора 1КП, 250.1, Э1,172.1, р. к. реверсора 1Р, 170.1, зажим С1 обмотки возбуждения Э1, обмотка возбуждения Э1, С2, 176.3, р. к. 1Р, 386.1, шина на “минус” УВ.

Тяговые двигатели в двухосных тележках тепловоза расположены встречно, т.е. один двигатель повернут на 180° относительно другого. В связи с этим для получения одинакового направления вращения первой и второй колесных пар электродвигатель 32 (и все остальные четные электродвигатели) заранее среверсированы. Направлению движения тепловоза “Вперед” соответствует протекание тока в обмотке возбуждения электродвигателя 32 от С2 к С1, направлению движения “Назад” — от С1 к С2. Тяговые двигатели соединены на тепловозе параллельно, цепи их питания аналогичны.

Формирование тяговых характеристик. Формирование тяговых характеристик (рис. 2) осуществляется за счет изменения величины напряжения на выходе возбудителя и изменения выпрямленного напряжения, снимаемого с управляемого выпрямителя возбуждения УВВ. Первое достигается в результате изменения частоты вращения ротора возбудителя при изменении частоты вращения коленчатого вала дизеля контроллером. Выпрямленное напряжение регулируется за счет изменения времени открытого состояния тиристоров +Т и -Т. Первоначально тиристоры в УВВ закрыты и при подаче на них переменного напряжения возбудителя (рис. 3,а) на выходе УВВ напряжение равно нулю.
Если на управляющий электрод тиристора подать положительное напряжение (достаточного кратковременного импульса), то он откроется и через него потечет ток. В УВВ использована мостовая (двухполупериодная) схема выпрямления. В этом случае один тиристор будет работать в положительный полупериод, а другой — в отрицательный (рис. 3,6). На выходе УВВ снимается пульсирующее напряжение, которое и является напряжением питания обмотки возбуждения генератора.
Промежуток времени от момента подачи положительной полуволны переменного напряжения с возбудителя на анод тиристора +Т до момента подачи импульса на управляющий электрод тиристора называется углом регулирования а (угол зажигания). Чем больше угол а, тем меньше среднее выходное напряжение и ток возбуждения генератора за счет уменьшения времени прохождения тока через тиристоры, т. е. если а = 0, то Ucp = max; если сц < а.2, то Ucpi > исрг, где а, оц, с*2 — произвольно взятые углы регулирования (рис. 3, б, в, г).

Задание уровня тяговых характеристик осуществляется блоком задания возбуждения БЗВ и индуктивным датчиком ИД. Питающая обмотка БЗВ включена параллельно первичной обмотке распределительного трансформатора 2ТР через ограничивающий резистор R64. Напряжение на БЗВ подается по следующей цепи: С1 возбудителя, 721.1, ПР11,723.3,
Н1 ТТ, 723.1, зажим 1 на 1ТР, 723.6, зажим 1 на 2ТР, 723.5, R64,765.2, контакт 1 на разъеме БЗВ и С2 возбудителя, 733.3, - 2 УВВ, 733.2, XII.31,
733.1, зажим 2 на 1ТР, 733.6, зажим 2 на 2ТР,
733.5, контакт 4 на разъеме БЗВ.

Нагрузкой БЗВ служит резистор задания уровня напряжения, мощности и отсечки тока R72. Величина напряжения, снимаемого с БЗВ и поступающего на R72, пропорциональна частоте выходного напряжения возбудителя и, следовательно, пропорциональна частоте вращения вала дизеля. При постоянной, заданной по позициям контроллера, частоте вращения коленчатого вала дизеля величина напряжения на выходе БЗВ также постоянна и достигает максимальной величины (примерно 40 В) при выходе дизеля на полные обороты на 8-й позиции контроллера машиниста.

На резисторе задания R72 образуется постоянное для каждой позиции падение напряжения, которое и представляет собой задание (рис. 4): уровня напряжения — U(3_4)R72: уровня мощности — Цз-5) R72', уровня отсечки тока — U(io-ii)R72- Напряжение питания резистора R72 снимается с обмотки К12 — К22 в БЗВ, выпрямляется и поступает по проводам 787.2 и 789.2 на зажимы 2 и 3 резистора R72.

Обратная связь по току и напряжению тягового генератора обеспечивается четырьмя трансформаторами постоянного тока 1ТПТ — 4ТПТ, трансформатором постоянного напряжения ТПН, выпрямительными мостами на выходе трансформаторов (в выпрямительных блоках БВ1, БВ2 и БВЗ) и резисторов обратной связи R67, R68 и R69, включенных по П-образной схеме.

Трансформаторы постоянного тока питаются переменным напряжением с вторичных обмоток распределительных трансформаторов 1ТР и 2ТР: 1ТПТ с зажимов 3 — 4 на 2ТР — провода 927.1 и 943.1; 2ТПТ с зажимов 5 — 6 на 2ТР — провода 931.1 и 945.1; ЗТПТ с зажимов 7 — 8 на 2ТР — провода 935.1 и 947.1; 4ТПТ с зажимов 3 — 12 на 1ТР — провода 941.1 и 949.1. Управляющей (подмагничивающей) обмоткой каждого ТПТ являются шины двух электродвигателей, проходящие через трансформатор. На выходе ТПТ снимается сигнал, пропорциональный току 1тд двух тяговых двигателей.

Трансформатор постоянного напряжения питается постоянным напряжением с зажимов выпрямительной установки: УВ, Ш1, шина на 8КП, 845.3, 845.2, ХШ.24, 845.1, зажим 4 на R95, 845.4, R66, 827.1, зажим У на ТПН, обмотка управления ТПН, второй зажим У на ТПН, 386.11, XIII. 15, 386.12, 1К.386, 386.10, 386.1, минусовая шина УВ.

Селективный узел выбирает (селектирует) сигнал обратной связи при помощи диодов Д1, Д2 и ДЗ (см. рис. 4) и сравнивает их с сигналами задания. На резисторы селективного узла подаются токи обратной связи 1тпт и 1тпн (мгновенные значения) от выпрямительных мостов трансформаторов ТПТ и ТПН. Минусовые выходы выпрямительных мостов трансформаторов соединены вместе. Токи обратной связи, протекая по резисторам селективного узла, образуют на них падение напряжения, пропорциональное току двух максимально загруженных тяговых двигателей: U(1-2)R68-R69 ~ напряжению генератора U(7_g)R67 И произведению тока и напряжения (мощности) генератора U(3_g)R67.

Минусовые точки резисторов селективного узла (9 на R67 и 2 на R69) соединены с минусовой точкой резистора задания (3 на R72) через управляющую обмотку магнитного усилителя блока управления возбуждения генератора, а плюсовые точки разделяются диодами. Схема составлена таким образом, что каждая пара сигналов — обратная связь и задание — действует встречно. Каждая пара сигналов с включенными в их цепь разделительными диодами и обмоткой управления магнитного усилителя в БУВ образует канал регулирования, в котором под действием разности сигналов протекает ток определенной величины (сигнал рассогласования).

Каналы регулирования включены следующим образом: канал I (регулирование напряжения) — диод Д1, зажим 4 на R72; канал II (регулирование мощности) — диод Д2, зажим 5 на R72; канал III (регулирование отсечки тока) — диод ДЗ, зажим 10 на R72. Работа каналов регулирования происходит не одновременно. В открытом состоянии находится тот канал, сигнал обратной связи которого превышает сигнал задания. В этом случае разделительный диод пропускает ток. Два других канала будут закрыты, так как сигнал обратной связи на них будет меньше, чем сигнал задания, и разделительные диоды не пропустят ток.

Селективная характеристика генератора формируется без контроля свободной мощности дизеля индуктивным датчиком. Ее уровень задается напряжением выхода БЗВ. При включении тягового режима в первоначальный момент ток возбуждения тягового генератора будет определяться только сопротивлением в цепи обмотки возбуждения возбудителя. Это связано с тем, что пока ток и напряжение генератора не успели возрасти, выходные токи ТПТ и ТПН также малы, и сигнал рассогласования не поступает в управляющую обмотку МУ блока БУВ.

Угол регулирования будет минимальный, и тиристоры будут открыты в начале полупериода питающего напряжения. При этом ток возбуждения будет максимальным и напряжение генератора должно было бы резко возрасти. В этот момент якори электродвигателей неподвижны, сопротивление их обмоток очень мало, поэтому происходит быстрое увеличение тока в цепи электродвигателей. Одновременно из-за сильного подмагничивания сердечников ТПТ быстро увеличивается их ток выхода.

Через выпрямительные мосты ток ТПТ, пропорциональный наиболее нагруженной в этот момент паре электродвигателей, подается на резисторы обратной связи R68 и R69 селективного узла. На резисторах между зажимами 1 (на R68) и 2 (R69) образуется падение напряжения, часть которого U(O-2)R69 В качестве сигнала обратной связи по току подается в канал III для сравнения с сигналом задания, выделяемым на резисторе R72 между зажимами 10 и 11 в виде напряжения U(io-l 1)R72-

Так как ток выхода ТПТ значительно больше, чем ток выхода ТПН, то потенциал на зажиме 1 резистора R68 значительно больше потенциала на зажиме 7 резистора R67, и сигнал по напряжению не может пройти в селективный узел. В какой-то момент увеличения тока в двигателях сигнал обратной связи по току U(O-2)R69 станет больше сигнала задания U(-| о-11 )R72-

Разделительный диод ДЗ в блоке БВ2 открывает канал III, и в управляющую обмотку МУ блока БУВ поступает сигнал рассогласования, который говорит о том, что ток электродвигателей превысил заданную величину. Каналы I и II в это время участия в работе не принимают, так как сигналы обратной связи по напряжению и мощности меньше сигналов задания, и разделительные диоды, включенные в эти каналы, заперты.

Сигнал рассогласования канала III вызывает увеличение угла регулирования а тиристоров выпрямительного моста УВВ, в результате чего ток возбуждения тягового генератора и его напряжение уменьшаются. Скорость возрастания тока в цепи электродвигателей уменьшится. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение не снизится до величины, необходимой для поддержания заданного максимального тока нагрузки, обеспечивающего необходимую силу тяги при трогании.

Максимальный заданный ток при трогании ограничивается подбором сигнала обратной связи по току U(o-2)R69 таким образом, чтобы в точке Д внешней характеристики генератора (см. рис. 2) происходило ограничение тока нагрузки. При заданном постоянном сигнале задания ограничения тока U(10-11)R72 можно менять сигнал рассогласования и, следовательно, ограничиваемый ток, изменяя сигнал обратной связи U(O-2)R69- Когда якори тяговых двигателей приходят во вращение и тепловоз трогается с места, на зажимах электродвигателей растет противо-э.д.с. Ток в силовой цепи, пропорциональный разности напряжения генератора и противо-э.д.с. электродвигателей, начинает уменьшаться. Одновременно будет уменьшаться и ток выхода ТПТ, и сигнал рассогласования. В связи с этим угол регулирования а будет уменьшаться, а ток возбуждения и напряжение генератора — увеличиваться.

Так как элементы системы автоматического регулирования имеют большие коэффициенты усиления, то даже незначительное уменьшение нагрузки и сигнала рассогласования уменьшит угол регулирования а, увеличивая ток возбуждения. Этому же способствует подпитка возбудителя током коррекции трансформатора ТТ.

Поэтому при малой частоте вращения электродвигателей, когда величина противо-э.д.с. небольшая, увеличение напряжения как бы поддерживает ток в электродвигателях (см. рис. 2, линия ДП). В результате система автоматического регулирования возбуждения, изменяя ток управляющей обмотки МУ блока БУВ и ток возбуждения, поддерживает примерно постоянный пусковой ток генератора.

В точке П селективной характеристики мощность генератора достигает заданной величины при данном значении тока, и дальнейшее поддержание пускового тока становится ненужным, так как тепловоз приходит в движение. В этой точке характеристики увеличение напряжения и уменьшение тока генератора приводят к тому, что падение напряжения U(i-2)R68 — R69 и U(7-9)R67 и потенциалы зажимов 1 на R68 и 7 на R67 селективного узла начинают выравниваться. Составляющие тока 1тпт и 1тпн поступают в этом случае одновременно на резисторы селективного узла и образуют суммарный сигнал по току и напряжению Цз.д)дб7, превышающий сигнал задания мощности Uj3.5)R72 на резисторе задания мощности R72, и разделительный диод в блоке БВЗ открывает канал II.

Одновременно из-за уменьшения падения напряжения от 1тпт на резисторах R68 и R69 уменьшается сигнал обратной связи по току U(o-2)R69- Сигнал задания по току U(io-n)R72 становится больше сигнала обратной связи, и канал III закрывается диодом. С этого момента ограничение тока заканчивается, и в обмотку управления МУ поступает сигнал рассогласования по мощности.

Поддержание постоянной мощности генератора Рг = Urlr = const, где Рг — мощность генератора, кВт; 1г — ток генератора, кА; Ur — напряжение генератора, В (после выпрямления), на участке ПОНМ характеризуется ломаной линией, близкой к гиперболе, определяемой в каждой точке суммой сигналов по току и напряжению.

По мере увеличения скорости тепловоза напряжение генератора растет, а ток уменьшается. Если у точки П доля тока 1тпн, поступающего на резистор R67, мала, а доля тока 1тпт, поступающего на резистор R68 и R69, велика, то в дальнейшем эти величины токов обратной связи перераспределяются. Составляющая 1тпн увеличивается, а составляющая 1тпт уменьшается. Суммарный же сигнал обратной связи в одинаковой степени зависит от каждого из них. Поэтому, если уменьшение составляющей 1тпт компенсируется увеличением составляющей 1тпн, ток рассогласования в обмотке МУ будет изменяться незначительно. Следовательно, при уменьшении тока генератора напряжение увеличивается практически по линейной зависимости.

Для более точной компенсации одной величины другой и поддержания линейной зависимости потенциал зажима 7 на R67 и потенциал зажима 1 на R68 необходимо поддерживать близкими друг к другу. С этой целью при реостатных испытаниях необходимо регулировать U(7.g)R67 и U(i_2)R68-R69 В точке Р характеристики, соответствующей длительному току генератора, с минимальной разницей. При незначительном разбросе параметров серийно выпускаемых трансформаторов ТПТ и ТПН наклон линейной (селективной) характеристики зависит в основном от положения точки 3 на R67 и, изменяя это положение, можно изменять угол ее наклона.

Процесс ограничения мощности при увеличении скорости тепловоза происходит до точки М характеристики генератора, В этой точке ток 1ТПн становится настолько большим, что сигнал обратной связи по напряжению U(7.g)R67 на селективном узле превышает сигнал задания напряжения U(3_4)R72 на резисторе задания R72, и разделительный диод откроет канал I, работающий по ограничению напряжения. Суммарный сигнал по току и напряжению уменьшится и разделительный диод закрывается, отключая канал II, работающий по ограничению мощности.

Участок AM характеристики соответствует ограничению напряжения. При дальнейшем увеличении напряжения генератора увеличивается сигнал обратной связи по напряжению. Сигнал рассогласования, поступающий в обмотку МУ блока БУВ, будет увеличивать угол регулирования а тиристоров УВВ, в результате чего ток возбуждения и напряжение генератора уменьшатся. Дальнейшее увеличение напряжения будет происходить менее интенсивно и повлечет еще большее увеличение угла регулирования а. Эти величины как бы контролируют друг друга, и увеличение напряжения происходит на незначительную величину, т. е. происходит ограничение напряжения генератора.

Для создания определенного запаса по регулированию в реальных условиях сигнал задания уставки по мощности выбирается таким, чтобы при закороченном резисторе ИД R70 селективная характеристика соответствовала кривой 1 (см. рис. 2), расположенной несколько ниже внешней характеристики. Дополнительные изгибы селективной характеристики в точках Н и О достаются за счет использования в схеме обратной связи селективного узла дополнительных диодов Д4 и Д5 из состава блока БВЗ, подключенных к R67 проводами 831.1 и 835.1. Диоды включены в обратном направлении, что позволяет изменять величины токов 1ТПт и 1ТПн в образовании суммарного сигнала обратной связи по мощности.

Практически происходит автоматическое изменение положения точки входа канала регулирования мощности (зажим 3 на R67, провод 833.1). При токах генератора, меньших тока в точке Н селективной характеристики lr < 1н потенциал зажима 7 на R67 больше потенциала зажима 1 на R68 и ток li (см. рис. 4) протекает от зажима 7 резистора R67 к зажиму 1 резистора R68 по цепи: зажим 7 R67, часть резистора R67, зажим 3 R67, 833.1, контакт 14 БВЗ, диод Д5 в БВЗ, контакт 12 БВЗ, 835.1, зажим 2 на R67, часть резистора R67, зажим 1 на R67, 837.2, зажим 1 на R68.

Таким образом, часть резистора R67, заключенная между проводами 833.1 и 835.1, шунтируется диодом, и точка входа канала мощности (провод 833.1) смещается к зажиму 1 на R68. Соответственно, угол наклона части МН селективной характеристики увеличится, так как увеличится доля токового сигнала в канале мощности.

При токах генератора, больших тока в точке О селективной характеристики 1г > 1Г(0), потенциал зажима 1 на R68 становится больше потенциала зажима 7 на R67, диод в блоке БВЗ, включенный между контактами 11 БВЗ и 14 БВЗ, шунтирует часть резистора между проводами 831.1 и 833.1. Точка входа канала мощности (провод 833.1) смещается к зажиму 7 на R67. Это приводит к изменению угла наклона части ОП селективной характеристики, так как увеличится доля сигнала напряжения в канале мощности. При токе |г в зоне между точками Н и О ток lj равен нулю или близок к нему. Вследствие этого напряжение на шунтируемых частях R67 недостаточно для открытия диодов, и регулирование идет по линии НО. Наклон участка НО селективной характеристики зависит от положения зажима 3 на R67.

Внешняя характеристика генератора формируется при включении в работу датчика, который позволяет имеющуюся на дизеле свободную мощность использовать на создание тяги. Питание индуктивного датчика осуществляется от блока задания возбуждения через выпрямительный мост: контакт 5 БЗВ, 781.1, К.781, 781.3, Д.З, катушка ИД, Д.4, 783.1, К.783, 783.2, 4 БВ1 и с 6 БВЗ,
785.1, К.785, 785.2, ЗБВ1.

Выход выпрямительного моста нагружен на резистор R70. Это напряжение складывается с напряжением задания мощности. Таким образом, при определенных условиях объединенный регулятор дизеля с помощью индуктивного датчика может менять (увеличивать) уровень напряжения задания в канале регулирования мощности.

При появлении сигнала от индуктивного датчика в канале регулирования мощности внешняя характеристика тепловоза становится близкой к гиперболической и соответствует кривой 2 на рис. 2. Прямолинейная характеристика генератора, проходящая через точки Б и Г внешней характеристики, дает равенство мощности дизеля и генератора только в этих точках. В остальных точках она будет проходить значительно выше характеристики постоянной мощности генератора. Мощность генератора будет больше мощности дизеля, и частота вращения дизеля начнет уменьшаться.

Дополнительная перегрузка возникает также при включении потребителей собственных нужд (электродвигатель привода компрессора и др.). Чтобы этого не происходило и дизель работал с номинальной мощностью и номинальной частотой вращения коленчатого вала на всех режимах, напряжение индуктивного датчика иид уменьшается, если мощность генератора становится больше мощности дизеля, и увеличивается, если мощность генератора становится меньше мощности дизеля. Это достигается изменением индуктивного сопротивления ИД за счет изменения положения его якоря внутри катушки.

Рассмотрим действие объединенного регулятора при перегрузке дизеля, когда напряжение и ток генератора соответствуют точке К (см. рис. 2), находящейся выше внешней гиперболической характеристики. При перегрузке дизеля частота вращения вала дизеля уменьшается, и объединенный регулятор перемещает якорь индуктивного датчика внутрь катушки, увеличивая сопротивление цепи и уменьшая ток 1ид через резистор R70.

В результате снижается падение напряжение 11ид на R70. Общая величина уставки задания мощности уменьшается, а сигнал рассогласования, поступающий в обмотку МУ блока БУВ, увеличивается. Угол регулирования а тиристоров УВВ также увеличивается, В свою очередь, это вызывает уменьшение тока возбуждения и напряжения тягового генератора.

При понижении мощности генератора и достижении равенства ее с помощью дизеля частота вращения коленчатого вала и мощность станут номинальными, и объединенный регулятор дизеля приостановит перемещение якоря индуктивного датчика. Результирующий сигнал установки мощности будет меньше, сигнал рассогласования увеличится и внешняя характеристика сместится с точки К', расположенной на линейном участке БГ, в точку К, расположенную на гиперболической части внешней характеристики.

В случае недогрузки дизеля (увеличения частоты вращения вала) якорь индуктивного датчика выдвигается из катушки, увеличивается падение напряжения на R70 и процесс регулирования происходит в обратном порядке, т. е. характеристика смещается с точки К", расположенной на селективной характеристике, в точку К, расположенную на гиперболической части внешней характеристики. Таким образом, в результате действия объединенного регулятора дизеля внешняя характеристика генератора корректируется в гиперболическую, при работе на которой полностью используется свободная мощность дизеля.

Характеристики генератора на промежуточных позициях формируются при переводе контроллера с 8-й позиции на любую более низкую. При этом внешние характеристики генератора снижаются. Это происходит следующим образом. При уменьшении частоты вращения вала дизеля и подачи топлива в соответствии с работой объединенного регулятора дизеля уменьшается и напряжение на выходе блока БЗВ пропорционально частоте вращения вала дизеля. Следовательно, уменьшается напряжение на потенциометре задания R72, определяющее ток возбуждения генератора по позициям.

Одновременно уменьшается частота вращения тягового генератора и возбудителя, и ток возбуждения тягового генератора устанавливается окончательно в соответствии с позицией контроллера и током нагрузки. В цепи резистора задания R72 параллельно части резистора, с которой снимается задание уставки ограничения тока тягового генератора, установлен стабилитрон из блока БВ1. При достижении определенного напряжения задания, соответствующего положению контроллера на 4-й позиции, стабилитрон ''пробивается” и устанавливает постоянное напряжение задания отсечки тока, независящее от дальнейшего изменения позиций контроллера. Это позволяет на позициях, начиная с 4-й, реализовать максимальные пусковые токи последовательно, максимальную тягу.

Регулирование мощности генератора на 1-й позиции позволят осуществлять плавное, без рывков, трогание тепловоза с места. Для этого в канале задания мощности включен контакт промежуточного реле РУ9, которое получает питание по цепи: ВкА7,
133.1, П.133, 133.2, К.133,133.6, з. к. 1РУО, 143.2, К.143, 143.1, контакт разъема контроллера А.14, контакт контроллера, замкнутый со 2-й по 8-ю позиции, А.8, 205.1, К.205, 205.8, Vll.11, 205.7, РУ9, “минус”. Как видно из схемы, РУ9 включится только на 2-й позиции контроллера, следовательно, регулируя величину резистора R72 канала задания мощности при помощи изменения величины части резистора, которая со 2-й позиции будет зашунтирована контактом РУ9, можно регулировать уровень задания мощности на 1-й позиции.

Кроме того, при работе дизеля на 1-й позиции контроллера машиниста якорь индуктивного датчика полностью вдвигается в катушку. Это достигается при помощи специального электромагнита в объединенном регуляторе дизеля, который получает питание через з. к. РУ9: ВкА4 (4А), 53.1, II.9, 53.2, К.53, 53.8, VII.4, 53.7, р. к. РУ9, 55.7, VII.5, 55.8, К.55, 55.1, Д.12, ВУИД, Д.23, 2.26, 1К.2. В этом случае напряжение выхода индуктивного датчика близко к нулю, и мощность генератора на 1-й позиции практически соответствует селективной мощности, определяемой уровнем сигнала заданий на резисторе R72.

а электрическая схема ТЭМ-14 есть

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin