5) Порядок настройки внешней характеристики тягового генератора системы возбуждения тепловоза тэм2.
Ответ- Регулирование напряжения тягового генератора при использовании возбудителя с продольно расщепленными полюсами. Как уже известно, для обеспечения полного использования свободной мощности дизеля тяговым генератором внешняя его характеристика (см. рис.1) должна иметь вид равнобокой гиперболы. Такая характеристика может быть получена с помощью специальных комбинированных автоматических систем регулирования напряжения (возбуждения) тяговых генераторов. Эти системы широко используются на тепловозах и постоянно совершенствуются.
В автоматических системах регулирования напряжения генератора, построенных на основе принципа регулирования по току тягового генератора, независимая обмотка возбуждения тягового генератора питается от возбудителя с продольно расщепленными полюсами. Такие системы регулирования применяются на тепловозах ТЭМ2, ТЭМ1, ТЭ2 и ТЭ1. Каждый полюс возбудителя В разделен вдоль оси латунной проставкой 3 на две неравные части (рис. 9.1, а). На одной из них 2, имеющей меньшие размеры (насыщенной), расположены магнитные мостики в виде вырезов на сердечнике. На полюсе размещена независимая (параллельная) обмотка возбуждения НВ, охватывающая обе части полюса, и дифференциальная ДВ, охватывающая только вторую часть. Результирующая э. д. с, индуктируемая в простой волновой обмотке якоря, равна алгебраической сумме э. д. с, индуктируемых потоками каждой части полюса:По дифференциальной обмотке протекает ток тягового генератора. Независимая обмотка возбуждения ПВ имеет двойное питание: от вспомогательного генератора ВГ, напряжение которого поддерживается постоянным, и якоря возбудителя (рис. 9.1, б). Основным является питание от вспомогательного генератора, вследствие чего э. д. с., создаваемая в якоре потоком ненасыщенной части / полюса, почти не зависит от нагрузки (рис. 9.2). Электродвижущая сила Е> создается в якоре вследствие взаимодействия м. д. с. независимой и дифференциальной обмоток. При токе генератора, равном нулю), поток в части 2 полюса создается только независимой обмоткой (см. рис. 9.1, а). С увеличением тока генератора поток уменьшается, так как
Рис. 9.1. Растепленный полюс возбудителя (а) и схема возбуждения тяговогогенератора (б)
М.Д.Е. дифференциальной обмотки противоположна м. д. с. независимой обмотки. При равенстве м. д. с. обеих обмоток поток равен нулю. Если ток генератора продолжает увеличиваться, то магнитный поток меняет свое направление, так как преобладает поток дифференциальной обмотки. Характер изменения электродвижущей силы Ei показан на рис. 9.2. В результате суммирования получается требуемая характеристика возбудителя £„(/г), которая определяет внешнюю характеристику тягового генератора.
Регулирование напряжения тягового генератора при использовании возбудителя с поперечным расщеплением полюсов. Такое регулирование применено на тепловозах ТЭЗ и ТЭ7. Возбудитель В имеет шесть полюсов, четыре из которых являются ненасыщенными, а два с уменьшенной площадью сечения в верхней части сердечника (магнитные мостики) - насыщенными. На них расположены параллельная ШВ и дифференциальная ДВ обмотки, м. д. с. которых направлены встречно (рис. 9.3 и 4.4, б).
Обмотка ШВ через резистор R2 подключена на напряжение возбудителя. Обмотка ДВ присоединена параллельно обмотке добавочных полюсов ДП тягового генератора, поэтому протекающий по ней ток пропорционален току генератора (равен 1/30 - 1/50 ).
На ненасыщенных полюсах В находится основная обмотка независимого возбуждения HB, питаемая током от вспомогательного генератора ВГ. Электродвижущая сила, создаваемая этой обмоткой, не зависит от нагрузки. Магнитодвижущая сила обмотки КВ действует согласно с м. д. с. независимой обмотки и служит для компенсации размагничивающего действия реакции якоря.
Практически можно считать, что магнитные системы ненасыщенных и насыщенных полюсов В не зависят друг от друга. При малых токах генератора направление магнитного потока насыщенных полюсов определяется м. д. с. параллельной обмотки и возбудитель работает как шестиполюсный генератор (рис. 9.4, а). При увеличении тока тягового генератора м. д. с, создаваемая обмоткой ДВ, возрастает и в определенный момент становится больше м. д. с. обмотки ШВ. При этом полярность насыщенных полюсов изменяется и возбудитель работает как двухполюсный генератор (рис. 9.4, 6) с поперечным (радиальным) расщеплением каждого полюса на три части.
Якорь возбудителя имеет простую волновую обмотку, поэтому в первом случае э. д. с. обмотки якоря определяется суммой э. д. с. от потоков ненасыщенной и насыщенной систем, а во втором - их разностью. В результате возбудитель имеет такую же характеристику, как и возбудитель с продольным растеплением полюсов (см. рис. 9.2). Настройка систем возбуждения производится резисторами R1 и R2 (см. рис. 9.1, б и 9.3).
Таким образом, автоматическое регулирование возбуждения тягового генератора с использованием возбудителей с расщепленными полюсами создает его внешнюю характеристику необходимой формы (см. рис. 1.3) па участках ограничения мощности (бв) и ограничения напряжения (вг). Участок ограничения напряжения образуется, естественно, благодаря тому, что при высоких значениях напряжения магнитная система генератора насыщается и дальнейшее возрастание напряжения резко замедляется.
Для создания участка ограничения максимального тока (аб) в системе возбуждения с возбудителем В с поперечным расщеплением полюсов применена тахометрическая схема, включающая ограничительную обмотку 0/3, расположенную на ненасыщенных полюсах, тахогенератор Т2 и вентиль В2 (см. рис. 9.3). Тахометрическую схему в ряде книг называют узлом автоматического регулирования тока узел АРТ. На каждой позиции контроллера Т2 имеет определенное напряжение.