2020-04-07
469
Так как якорь возбудителя вращается в магнитном поле, создаваемом тремя обмотками (Рис.112, б), то при движении тепловоза на определенной позиции контроллера (т.е. при неизменной частоте вращения якоря) э.д.с, индуцируемая в обмотке якоря, зависит только от результирующего (общего) магнитного потока возбудителя.
Допустим, что тепловоз начинает двигаться по более тяжелому профилю пути. Из-за возросшего сопротивления движению скорость уменьшается, т.е. колесные пары (а значит, и якори тяговых электродвигателей ТЭД) начинают вращаться с меньшей частотой. Уменьшается и противо-э.д.с, наводимая в якорных обмотках тяговых электродвигателей, что приводит к увеличению тока в них. С ростом тока нагрузки возрастает ток, протекающий по противокомпаундной обмотке 2F возбудителя. Создаваемый ею магнитный поток увеличивается, вследствие чего результирующий магнитный поток возбудителя (В) уменьшается. Это приводит к уменьшению э.д.с. и напряжения возбудителя, т.е. к уменьшению тока, поступающего в независимую обмотку тягового генератора (Г). Соответственно уменьшаются магнитный поток тягового генератора, его э.д.с. и напряжение. Так как снижение напряжения на зажимах тягового генератора происходит практически одновременно с ростом тока нагрузки и в обратно пропорциональной зависимости, то произведение этих двух значений (т.е. мощность генератора) остается примерно постоянным.
|
|
|
При уменьшении нагрузки (тепловоз перешел на более легкий профиль пути) размагничивающее действие противокомпаундной обмотки ослабевает, напряжение возбудителя растет, увеличивается ток возбуждения тягового генератора, повышаются его э.д.с. и напряжение.
При работе генератора в холостом режиме к его якорю приложен внешний вращающий момент М в (Рис.112, в), расходуемый только на преодоление сил трения в подвижных узлах генератора. После перехода тягового генератора в нагрузочный режим появляется электромагнитный тормозной момент М т, возникновение которого объясняется известным электротехническим явлением: на проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила, стремящаяся вытолкнуть его за пределы этого поля. Якорная обмотка генератора является частью силовой цепи. Поэтому при работе генератора под нагрузкой на каждый проводник этой обмотки, находящийся в магнитном поле, созданном независимой обмоткой возбуждения тягового генератора, начинает действовать электромагнитная сила.
Пользуясь правилом левой руки, можно определить, что эта сила направлена в сторону, противоположную вращению проводников якорной обмотки. Совокупность всех электромагнитных сил создает тормозной момент М т, на преодоление которого затрачивается примерно 90% вырабатываемой дизелем мощности.
|
|
|
Электромагнитная сила прямо пропорциональна току в проводнике и магнитному потоку Ф г, т.е. чем больше ток нагрузки и чем «гуще» магнитные силовые линии, тем больше якорь тягового генератора сопротивляется вращению. Однако, как показано выше, с увеличением или уменьшением тока нагрузки магнитная система возбудителя автоматически уменьшает или увеличивает магнитный поток Ф г, т.е. тормозной момент М т, которым нагружен дизель, практически не меняется. Следовательно, автоматическое сохранение постоянства мощности тягового генератора благотворно сказывается на режиме работы дизеля, не приспособленного к перегрузкам. Это одно из преимуществ электрической передачи перед другими типами тепловозных передач.
На рис.112, г показана предельная внешняя характеристика тягового генератора (т.е. графическое изображение зависимости напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки) соответствующая 8-ой позиции контроллера. Характеристика состоит из:
- участка 1 - 2, обусловленного ограничением мощности генератора потоку (здесь происходит разгон тепловоза после трогания его с места);
- участка 2 - 3, имеющего благодаря возбудителю гиперболическую форму и являющегося наиболее выгодным с точки зрения использования мощности дизеля;
- участка 3 - 4, обусловленного ограничением мощности генератора по напряжению.
При настройке внешней характеристики тягового генератора на реостатных испытаниях тепловоза добиваются, чтобы в точке 2 ток нагрузки был равен 2350 А, а напряжение – 380 В. В точке 3 ток нагрузки должен быть 1560 А, а напряжение – 565 В.
