30. Регулирование мощности дгу; назначение, необходимость, способы, характеристики. Понятие об экстремальном регулировании.

В условиях эксплуатации не используется полная мощность дизеля. Уровень заданной мощности на каждой позиции контроллера машиниста желательно реализовать при максимальном КПД. Для выполнения указанной задачи используются системы регулирования ДГУ. Принципы, которые нарушают соответствие мощности дизеля и генератора: включение и выключение вспомогательных нагрузок, изменение внешних атмосферных явлений, состояние топливной аппаратуры, проявление гистерезиса электрических машин, изменение температуры обмоток электрических машин. Регулирование ДГУ осуществляется либо за счет саморегулирования, либо с использованием САР. Саморегулирование – способ ДГУ переходить в равновесное состояние без автоматических регуляторов при ограниченном по величине возможным воздействиям.

Для обеспечения качественного регулирования ДГУ необходимо поддерживать n_дг=const (РЧВ) и m_реек = const (РН). РЧВ+РН=РМ – объединенный регулятор мощности. При этом исключается перегрузка дизеля.

Dn_д- РЧВ – m_реек – n_дз (m_реек ¹ m_рз)

Dm_реек – РН – I_{рег.ампл.} – P_г – m_реек = m_рзад

При ведении поезда переходные процессы в регуляторе идут непрерывно, что приводит к увеличению расхода топлива.

Дизель и тяговый генератор

Считая величину периодически включаемой вспомогательной на­грузки незначительной по сравнению с N_д и выразив Р_э через I_Г и U_г, запишем заданное условие

.

Это условие определяет форму линии I_гU_г — гиперболу. Учитывая, что I_г — величина переменная, случайная и независимая, обеспечение гиперболической характеристики необходимо осуществить изменени­ем U_r обратно пропорционально изменению I_г. На идеальной характе­ристике I_rU_r различают участки полной мощности, ограничения по току и напряжению (рис. 3.2.). При трогании тепловоза с места и движении с очень низкой скоростью тяговый генератор работает на участке ха­рактеристики, соответствующем ограничению по току (участок г—в).

Низкое напряжение генератора (участок г — в) не дает возможно­сти использовать полную мощность дизеля, рейки топливных насо­сов которого не находятся на положении полной подачи топлива.

Уменьшение тока приводит к значительному росту напряжения и мощности, рейки топливных насосов все больше приближаются к упо­ру (на промежуточной позиции к положению, соответствующему пол­ной мощности на данной позиции) и, наконец, встают на упор (точка в). От точки в до точки б нагрузка на дизель должна быть постоянной, так как рейки топливных насосов стоят на упоре и регулятор частоты

вращения увеличить подачу топлива не может, а уменьшать не должен. Постоянство мощ­ности на этом участке обеспечи­вает система регулирования напряжения тягового генератора. Для создания зависимости I_rU_r = const все системы регули­рования тепловозных тяговых ге­нераторов имеют сигнал по току тяговых электродвигателей, величина которого вычитается из общего сигнала возбуждения (на­пример, дифференциальная об­мотка — на возбудителях с рас­щепленными полюсами).

При уменьшении тока на­грузки I_г< I_{г min} наступает ограничение по напряжению, полная мощность дизеля не реализуется тяговым генератором, вступает в действие РЧВ, дизель разгружается.

Таким образом, при совместной работе дизеля с тяговым гене­ратором передача мощности тепловоза может работать при трех возможных режимах:

1. трогание с места и движение с низкой скоростью — мощность полностью не используется;

2. рейки топливных насосов встали на упор (п_{к тах}) либо достигли заданного положения — поддержание равенства мощности и свобод­ной мощности дизеля осуществляется регулятором мощности РМ тяго­вого генератора по положению органа топливоподачи;

3. движение с высокой скоростью, когда по характеристике I_rU_r наступает ограничение по напряжению, — мощность, потребляемая тяговым генератором, снижается, РЧВ уменьшает подачу топлива в дизель.

Аварийный режим возбуждения тягового генератора. При по­вреждении элементов системы автоматического регулирования воз­буждения тягового генератора ее отключают и переходят на аварийное возбуждение. Для этого переключатель ставят в поло­жение «Аварийное». В этом положе­нии тиристоры управляемого моста УВВ шунтируются пере­мычкой переключателя, установленной между нижними под­вижными контактами. Обмотка возбуждения будет получать пи­тание через неуправляемый мост. Следовательно, ток возбуждения и напряжение тягового генератора на каждой позиции контроллера машиниста будет постоянным.

Вследствие индуктивной нагрузки (тяговые электродвигатели), сильного действия реакции якоря и падения напряжения внеш­няя характеристика тягового генератора на аварийном режиме будет резко падающей.

У тепловозов с тяговыми генераторами постоянного тока, как, например, 2ТЭ10Л, при аварийном режиме напряжение почти не меняется. Напряжение синхронного возбудителя при аварийном режиме уменьшается за счет введения в цепь возбуждения добавочного резистора. Для плавного разгона тепловоза на первых трех позициях контрол­лера в цепи обмотки возбуждения синхронного возбудителя включен резистор, шунти­руемый на 4-й позиции контроллера контактами контактора.