36.Схема возбуждения с магнитным усилителем и селективным узлом; устройство, принцип работы, характеристики,

Система автоматического регулирования тяговых генераторов постоянного тока по току и напряжению с магнитными усилите­лями. Системы регулирования напряжения, содержащие в качестве воз­будителей обычные электрические машины (генераторы), а в качестве датчиков, сумматоров, усилителей бесконтактные электрические аппа­раты (магнитные и полупроводниковые усилители, выпрямители, преобразователи и др.), были разработаны для тяговых генерато­ров тепловозов ТЭ10, ТЭП60 и М62 (рис. 2.9).

Это системы комбинированного регулирования, так как построены они на основе принципов регулирования по отклонению (принцип отри­цательной обратной связи) и по возмущениям (току генератора, частоте вращения вала дизель-генератора и положению органа топливоподачи дизеля). Обмотка НГ тягового генератора Г получает питание от возбудителя —генератора постоянного тока В, имеющего две обмотки: незави-

Рис. 2.9. Принципиальная схема комбинированной системы регулирования на­пряжения тягового генератора, содержащая магнитные усилители, селектив­ный узел и генератор-возбудитель

симую НВ и размагничивающую РВ. Первая подключена к магнитно­му усилителю МУ, а вторая — к вспомогательному генератору. Магни­тодвижущие силы обмоток НВ и РВ направлены встречно. Магнитный усилитель выполнен по схеме с внутренней положительной обратной связью, содержит две рабочие обмотки ОР1 и ОР2 и четыре обмотки управления: управляющую ОУ, подключенную к селективному узлу СУ; задающую ОЗ, подключенную к бесконтактному тахометрическому ус­тройству БТУ; регулировочную ОР, подключенную к выходу датчика переменной индуктивности ИДП, стабилизирующую ОС, подключен­ную ко вторичной обмотке стабилизирующего трансформатора ТС.

Для измерения напряжения тягового генератора применен про­стой магнитный усилитель без обратной связи, называемый трансформатором постоянного напряжения ТПН, к выходу которого под­ключены выпрямитель В1 и балластный резистор СБТН. Ток /_н на выходе ТПН пропорционален напряжению тягового генератора.

Для измерения тока тягового генератора применен простой маг­нитный усилитель, называемый трансформатором постоянного тока ТПТ, к выходу которого подключены выпрямитель В2 и балласт­ный резистор СБТТ. Обмоткой управления ТПТ служат силовые кабели, проходящие через окно его сердечника, а ТПН имеет спе­циальную обмотку управления ОУТН, включенную через добавоч­ный резистор СТН на напряжение тягового генератора.

Выпрямители В1 и В2 и резисторы СБТН и СБТТ образуют уст­ройство, называемое селективным узлом (избирательным и сумми­рующим) СУ, которое также является элементом регулятора.

Рис. 2.10. Статические характеристики ком­бинированной системы регулирования напряже­ния тягового генератора по его току при раз­ных частотах вращения вала дизель-генератора

Данная комбинированная система регулирования напряжения тяго­вого генератора способна реализовать статические характеристики, представленные на рис. 2.10. При ступенчатом изменении частоты вра­щения вала дизель-генератора получается семейство характеристик (ли­нии ABCD, A _XB_XC_XD_X,...). Под действием регулятора напряжения тяго­вого генератора, функции которого выполняют: синхронный подвозбудатель СПВ, бесконтактное тахометрическое устройство БТУ, магнитный усилитель МУ и возбудитель В (см. рис. 2.9), ограничивается

ток тягового генератора в со­ответствии с частотой враще­ния вала дизель-генератора. Из анализа характе­ристики U_T =//_г) (см. рис. 2.10) системы регулирования на­пряжения тягового генерато­ра видно, что при режиме ра­боты, соответствующем участку ВС, не выполняется одно из основных требований к системе — требование пол­ного использования тяговым генератором «свободной» мощности дизеля. Поэтому система дополнительно снаб­жена РМ, поддерживающим постоянное отношение «_д и

подачи топлива. Регулятор объединяет датчик переменной индуктив­ности ИДП, магнитный усилитель МУ и возбудитель В (см. рис. 2.9). Магнитодвижущая сила обмотки ОР зависит от подачи топлива: при ее увеличении МДС обмотки ОР уменьшается. В режиме работы си­стемы, соответствующем участку ВС характеристики U_r =J[I_r), пре­вышение мощности генератора над «свободной» мощностью дизеля приводит к тому, что регулятор частоты вращения вала дизель-ге­нератора перемещает рейки топливных насосов для увеличения по­дачи топлива. При этом перемещается и сердечник датчика ИДП, ток в обмотке ОР уменьшается, что приводит к уменьшению напря­жения тягового генератора (участок ВС) (см. рис. 2.10) и мощности тягового генератора до уровня «свободной» мощности дизеля. Ре­гулятор мощности действует только при режиме работы системы, соответствующем участку ВС. При режимах работы, соот­ветствующих участкам АВ и CD характеристики U_r ⁼fll_r), ток и МДС обмотки ОР наибольшие.

Комбинированная система регулирования напряжения тягового ге­нератора, содержащая РМ, обеспечивает полное использование «сво­бодной» мощности дизеля. Ее преимущество перед системами, со­держащими специальные генераторы-возбудители, заключается еще и в том, что в ней исключается влияние температуры обмоток возбу­дителя и генератора, а также гистерезиса в их магнитных системах на степень использования «свободной» мощности дизеля. В рассматри­ваемой системе функции возбудителя выполняет генератор постоян­ного тока обычной конструкции, что не требует подгонки магнитной характеристики возбудителя посредством магнитного мостика. В ре­зультате испытаний системы установлено, что на режимах ВС и CD, когда действует регулятор напряжения по отклонению, система мо­жет работать недостаточно устойчиво. Для повышения устойчивости и качества работы системы она снабжена устройством гибкой отрица­тельной обратной связи выхода возбудителя В с входом магнитного усилителя МУ, которое содержит стабилизирующий трансформатор ТС и обмотку, стабилизирующую ОС (см. рис. 2.9).

Для обеспечения требуемых характеристик U_r =J{I_r, n^) необходима настройка комбинированной системы регулирования напряжения тягового. генератора, которая осуществляется путем изменения сопротив­лений соответствующих резисторов. Изменение сопротивления резис­тора СТН в цепи обмотки управления трансформатора ТПН влияет на участки ВС и CD характеристики U_r =Д/_Г), т. е. при работе регуля­тора напряжения по отклонению: изменение сопротивления изменяет ток обмотки управления и токи на выходе трансформатора ТПН, что приводит к отклонению тока на выходе магнитного усилителя, а следовательно, и напряжения тягового генератора (рис. 2.11, а).

Изменение сопротивления резистора СБТН приводит к смещению участков ВС и CD характеристики U_Y =J[I_T) вверх ил и вниз (рис. 2.11, б).

При увеличении сопротивления резистора СБТТ (см. рис. 2.9) ток управляющей обмотки возрастает, уменьшаются токи возбуждения воз­будителя и тягового генератора и напряжение тягового генерато-

Рис. 2.11. Статические .характеристики комбинированной системы

регулирования напряжения тягового генератора при изменении

сопротивлений резисторов настройки

pa. В результате изменения сопротивления резистора СБТТ участ­ки ВС \\АВ характеристики U_T =Д/_Г) смещаются влево (при увели­чении) или вправо (при уменьшении) (рис. 2.11, в).

Изменение сопротивления резистора СОЗ и СОУ в цепи обмотки ОЗ и ОУ приводит к смещению всей характеристики U =Д/_Г) к началу (при увеличении) или от начала координат (при уменьшении) (рис. 2.11, г).

Изменение сопротивления резистора СТН (см. рис. 2.9) дает воз­можность поворачивать характеристику U_T = Д/_г) вокруг точки В (см. рис. 2.11, а). Изменением сопротивлений резисторов СТН, СБТН и СБТТ, СОЗ, СОУ пользуются для настройки системы регулирования при реостатных испытаниях тепловоза, чтобы обеспечить необходимые зна­чения тока, напряжения и мощности тягового генератора при соответ­ствующих значениях частоты вращения коленчатого вала дизеля и_д.