2 Выбор схемы соединения тяговых электродвигателей

Основными факторами, определяющими выбор схемы соединения двигателей, являются схема управления их работой, коэффициент регулирования генератора К_г и максимальная скорость тепловоза при которой еще используется полная мощность его дизель-генератора V^_max .

К_г = (1,41,6). (13)

Скорость максимального использования мощности современных тепловозов для грузового движения:

V^_max= V_max .

откуда

V^_max= 145 км/ч.

Выбираем параллельную схему соединения тяговых электродвигателей. Параллельное соединение предпочтительней последовательного, так как оно обеспечивает лучшее использование сцепного веса и большую надежность. Кроме того, такое соединение дает значительные преимущества в отношении боксования колесных пар, то есть улучшает тяговые свойства тепловоза.

На рисунке 1 изображена силовая схема соединения и управления тяговых электродвигателей.

Рисунок 1  Схема соединения тяговых электродвигателей

Данный тепловоз выполнен на переменно-постоянном токе. Переменное шестифазное напряжение тягового синхронного генератора СГ выпрямляется установкой ВУ и подается на шесть параллельных тяговых электродвигателей, приводящих тепловоз в движение. К тяговому генератору электродвигатели подключаются с помощью шести электропневматических поездных контакторов КП1  КП6, которые позволяют разрывать цепи электродвигателей для предотвращения самопроизвольного движения тепловоза от остаточного магнетизма при работе на холостом ходу, а также быстрого отключения неисправного электродвигателя.

Тяговое усилие и скорость тепловоза регулируются возбуждением тягового генератора и изменением частоты вращения вала дизеля, задаваемой позицией контроллера машиниста. Для расширения диапазона скоростей тепловоза, при которых используется полная мощность дизеля, существует две ступени ослабления поля возбуждения тяговых электродвигателей.

Ослабление поля осуществляется в две ступени при помощи подключения резисторов Рш1  Рш6 параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей и групповых контакторов КШ1 и КШ2. Направление движения тепловоза зависит от изменения направления тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей переключением контакторов реверсора Р.

3 Определение основных параметров электрических машин

Максимальное напряжение в силовой цепи принимают ниже установленного максимума, учитывая возможные перенапряжения в переходных процессах. Для тепловозов с параллельным соединением тяговых электродвигателей к генератору

U_{г max} = 700  750 В. (14)

Принимаем максимальное напряжение главного генератора проектируемой передачи U_{г max} = 700 В.

Определяем напряжение на выходе выпрямительной установки и ток тягового генератора в продолжительном режиме.

Напряжение и ток на длительном режиме

(15)

(16)

где Р _гн  мощность генератора при минимальном токе, кВт;

(17)

Таким образом,

Р_гн = 1991  0,96 = 1911,36 кВт,

Максимальный пусковой ток принимают, исходя из перегрузочной способности электрических машин

I_{г max} = (1,31,5) I_гн (18)

Принимаем

I_{г max} = 1,4  4095,74 = 5734,036 А.

Минимальное напряжение и ток генератора

(19)

(20)

где P_г  мощность генератора при максимальном токе, кВт,

P_г = N_дг  _max. (21)

P_г = 1991  0,94 = 1871,54 кВт,

Максимально допустимый ток по условиям коммутации

I_{г ком}  2I_{г н} , (22)

I_{г ком} = 2  4977,4 = 8191,48 А.

Длительная мощность, соответствующая номинальному режиму работы электродвигателя, кВт