2.3. Схема тепловозного тягового электродвигателя

ТЭД  состоит из статора 1 (рис. 2.4) с главными 2 и дополнительными 3 полюсами, которые имеют обмотки возбуждения 4. Якорь 5 имеет, как и якорь генератора, пазы 6, в которых уложена медная обмотка якоря 7. Концы ее элементов припаяны к пластинам коллектора 8. Между каблуками 9 установлен пружинный комплект 18, через который ТЭД опирается на раму тележки 19 тепловоза.

Рис. 2.4. Схема тягового электродвигателя: 1 – статор; 2 – главный полюс; 3 – дополнительный полюс; 4 – обмотки возбуждения полюсов; 5 – якорь; 6 – пазы якоря; 7 – обмотка якоря; 8 – коллектор; 9 – опорные каблуки; 10 – опорные кронштейны; 11 – ось колесной пары; 12 – вкладыши подшипника; 13 – окно; 14 – войлочный фильтр; 15 – масло; 16 – шестерня ТЭД; 17 – шестерня оси колесной пары; 18 – пружина; 19 – рама тележки

Двумя кронштейнами 10 ТЭД опирается на ось 11 колесной пары. Бронзовый моторно-осевой подшипник 12 охватывает ось и имеет справа окно 13, через которое к поверхности оси прижат войлочный фильтр 14. Другой конец фитиля опущен в осевое масло 15, которое поднимается по фитилю и наносится на поверхность оси для смазки подшипника. Применяются осевые масла марок Л – летнее, З – зимнее и С – северное. На оси ТЭД укреплена малая шестерня 16, зацепленная за большую шестерню 17 колесной пары. Эта пара шестерен называется осевым редуктором.

Когда по обмоткам якоря проходит ток генератора, то магнитные потоки полюсов выталкивают их из-под главных полюсов, и якорь вращается.

2.4. Противоэдс тяговых двигателей

Тяговый двигатель устроен в принципе так же, как и генератор постоянного тока. Якорь ТЭД вращают электромагнитные силы. При этом обмотка якоря пересекает магнитные силовые линии магнитного поля главных полюсов, и в ней возникает эдс. Эта эдс направлена навстречу эдс генератора, против нее, поэтому она называется противоэдс ТЭД. С повышением оборотов якоря противоэдс увеличивается, а при их снижении уменьшается. Зависит противоэдс и от плотности магнитного потока полюсов. С возрастанием плотности магнитного потока противоэдс увеличивается, при ослаблении магнитного потока – уменьшается. Это необходимо знать для объяснения работы реле боксования, причины изменения тока генератора при разгоне тепловоза на постоянной позиции КМ, влияния реле переходов на силу тока генератора.

2.5. Силовая схема электропередачи

Силовая схема электропередачи приведена на рис. 2.5.

К генератору относятся якорь Г с обмотками в пазах и щетками, обмотка возбуждения (обмотка главных полюсов) ОВГ,  обмотка дополнительных полюсов ДП и пусковая обмотка П. Якорь В  возбудителя питает током обмотку ОВГ через контактор возбуждения генератора КВ, который замыкается при начале движения тепловоза. Возбудитель имеет на полюсах две обмотки возбуждения А и Д. Обмотка Д питается от вспомогательного генератора, а А – от синхронного подвозбудителя однофазного переменного тока СПВ через выпрямитель и магнитный усилитель МУ. Последний следит за тем, чтобы произведение тока генератора и его напряжения, т. е. мощность генератора, было равно свободной мощности дизеля, иными словами, чтобы уменьшение тока генератора сопровождалось пропорциональным повышением напряжения, а при увеличении тока – снижением напряжения. Контактор КВВ включает питание обмотки Д возбуждения возбудителя от вспомогательного генератора. Якоря двух тяговых двигателей обозначены цифрами 1 и 2, обмотки дополнительных полюсов – ДП, обмотки главных полюсов – ОВТЭД. Контакты Н и В (соответственно – «назад» и «вперед») установлены в реверсоре, которым машинист задает направление движения тепловоза. Элементы Ш1 и Ш2 называются шунтами ослабления магнитного поля ТЭД и имеют контакты ВШ1 и ВШ2, управляемые реле перехода. Катушки U и  J принадлежат этому реле. Между каждой парой ТЭД включены катушки реле боксования РБ1 (РБ2, РБ3).

Работа схемы заключается в следующем. Если замкнуть контакты реверсора В (вперед), контакторы КВВ, КВ и П1–П6, то генератор начинает вырабатывать ток, якоря ТЭД начнут вращаться, и тепловоз будет двигаться вперед. Если контакты В реверсора разомкнуть, а контакты Н замкнуть,  направление тока в обмотках ОВТЭД изменится, главные полюса ТЭД изменят полярность, и якоря  начнут вращаться в обратную сторону. Реверсор переключается при неподвижном тепловозе.

Рис. 2.5. Силовая схема электропередачи мощности тепловоза

Если двигатели 1 и 2 не боксуют, то по ним идет одинаковый ток. При этом потенциалы в точках «а» и «б» одинаковы и по катушке РБ1 ток не идет. Когда произойдет боксование, то якорь боксующего ТЭД вращается быстрее, его противоэдс возрастает, а ток генератора в его цепи уменьшается. Потенциал в цепи за якорем падает, и по катушке  РБ1 начинает протекать ток от цепи небоксующего ТЭД. Например, при боксовании ТЭД 2 ток через катушку РБ1 пойдет от точки «а» к точке «б». Последствия этого поясняются ниже (см. реле боксования).