4 Внешняя характеристика генератора
Внешняя характеристика генератора Uг = f(Iг) имеет вид гиперболы и строиться по трем точкам с координатами (Iг.min ; Uг.max); (Iг.дл; Uг.дл); (Iг.max; Uг.min). Справа и сверху она ограничивается отрезками, соответствующими ограничениями по максимальному току и напряжению генератора.
Внешняя характеристика генератора показана на рисунке 2.
Рисунок 2 ‑ Внешняя характеристика генератора
5 Построение регулировочных характеристик передачи
Степень регулирования электрической передачи по скорости тепловоза характеризуется коэффициентом регулирования, представляющего собой отношение максимальной (конструкционной) скорости тепловоза к скорости продолжительного режима (расчетной),
(23)
Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей является наиболее простым и распространенным методом повышения диапазона регулирования электрической передачи по скорости тепловоза.
Первоначально определяем минимальное значение коэффициента ослабления возбуждения тяговых электродвигателей, необходимое для обеспечения работы электрической передачи во всем диапазоне скоростей движения, вплоть до конструкционной скорости. Величина этого коэффициента определяется по формуле
(24)
Подставляя численные значения, получаем
Коэффициент промежуточной ступени определяем по формуле
(25)
Таким образом
Скорость, до которой действует ограничение по сцеплению, а соответственно и ограничение по максимальному току рассчитываем по формуле
, (26)
.
Скорости переходов можно найти по формулам:
ослабления поля первой ступени
, (27)
ослабления поля второй ступени
(28)
Таким образом,
Задаваясь значениями скорости в диапазоне от 0 до V.max , строим регулировочные характеристики по формулам:
режим полного поля (ПП):
(29)
(30)
где V текущая скорость тепловоза, км/ч;
режим первой ступени ослабления возбуждения (ОП1):
(31)
(32)
режим второй ступени ослабления возбуждения (ОП2):
(33)
(34)
Регулировочные характеристики электрической передачи изображены на рисунке 3.
Рисунок 3 Регулировочные характеристики электрической передачи при постоянном соединении тяговых двигателей с двумя ступенями ослабления поля.
6 Разработка схемы регулирования мощности тягового генератора
Тяговое усилие и скорость тепловоза регулируются возбуждением тягового генератора и изменением частоты вращения вала дизеля. В качестве источника возбуждения тягового генератора применен однофазный синхронный генератор переменного тока СВ, напряжение которого выпрямляется в управляемом выпрямительном мосте УВВ и подается на обмотку возбуждения тягового генератора. Выпрямленное напряжение регулируется в управляемом выпрямительном мосте УВВ изменением момента открытия управляемых тиристоров, установленных в двух плечах моста.
Регулированием тока возбуждения тягового генератора предусматривается автоматическое поддержание постоянной мощности в рабочем диапазоне внешней характеристики, а также ограничения тока и напряжения тягового генератора при превышении максимально допустимых величин. Осуществляется это совместной объединенного регулятора дизеля, тахометрического блока задания БЗВ, узла обратной связи по току и напряжению выпрямителя ВУ генератора, селективного узла СУ и блока управления возбуждением БУВ.
Объединенный регулятор дизеля поддерживает установленную частоту вращения вала дизеля и совместно с индуктивным датчиком ИД и тахометрическим блоком БЗВ поддерживает заданную по позициям контроллера машиниста уровень мощности. Узел обратной связи по току и напряжению выпрямителя генератора состоит из трансформаторов постоянного тока ТПТ1 ТПТ4 и напряжения ТПН с выпрямительными мостами на выходе.
При выходе из строя системы автоматического регулирования возбуждения в электрической схеме предусмотрен аварийный режим, при котором переключателем шунтируются тиристоры управляемого моста УВВ и он работает как обычный неуправляемый выпрямительный мост.