3.18. Шахты холодильника

Охлаждающее устройство состоит из двух частей: собственно от­сека шахты холодильника с блоками радиаторных секций и мотор-вентиляторами охлаждения и части, которая образует продолжение дизельного помещения в зоне от дизеля до отсека шахты хо­лодильника. В этой части кузова, кроме оборудования охладителя, установлены мотор-компрессорная установка, мотор-вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки, бак про­тивопожарной пенной установки, санузел, задние песочные бунке­ры, элементы автоматики водяной и масляной систем.

Водовоздушное охлаждающее устройство (рис. 3.87) расположе­но в задней части тепловоза и является продолжением кузова и его составной частью. Боковые наружные стороны холодильной каме­ры не имеют обшивки. Каркас предназначен для установки коллек­торов и секций холодильника. В средней части холодильной уста­новки имеется арка с наклоненными боковыми стенками, обшитыми металлическими листами, в которых предусмотрены люки для ос­мотра мотор-вентиляторов, охлаждающих секций и коллекторов. Арка служит для прохода из одной секции в другую. Стенки арки являют­ся направляющими для потока воздуха. Мотор-вентиляторы вынима­ют через отверстия после снятия верхних жалюзи. По обе стороны арки на передней стенке холодильной камеры имеются два лючка для забора теплого воздуха из дизельного помещения в холодное время года. Мотор-вентиляторы 5 устанавливаются на опору 4. Диффузор 8 имеет плавный входной коллектор, улучшающий аэродинамику про­точной части холодильной камеры. Зазор между лопастями мотор-вентиляторов и диффузором должен быть в пределах 2—4 мм. В хо­лодильной камере по обе стороны от прохода установлено по 38 зуб­чато-пластинчатых секций радиаторов 2, которые крепятся к коллек­торам.

При работе тепловоза охлаждающее устройство обеспечивает нор­мальную работу дизеля независимо от режима его работы и тем­пературы окружающего воздуха.

332

Рис. 3.87. Водовоздушное охлаждающее устройство:

1 — коллектор; 2 — радиаторная секция; 3,7 — боковые и верхние жалюзи; 4 — опора мотор-вентилятора; 5

мотор-вентилятор; 6 — труба; 8 — диффузор

4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕ

4.1. Структурная и принципиальная схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М

Схема регулирования возбуждения тягового генератора представ­ляет собой замкнутую систему автоматического регулирования напря­жения, тока и мощности тягового генератора Г (рис. 4.1). Синхрон­ный подвозбудитель СПВ вырабатывает напряжение переменной ча­стоты, пропорциональное частоте вращения вала дизеля. Тахометри-ческий блок ТБ преобразует частоту напряжения синхронного под-возбудителя в пропорциональное ей напряжение и передает сигнал задания в амплистат.

Сигналы обратной связи, пропорциональные напряжению тягово­го генератора и токам тяговых электродвигателей, поступают от транс­форматоров постоянного напряжения ТПН и постоянного тока ТПТ в селективный узел СУ. В селективном узле формируется результирую­щий сигнал отрицательной обратной связи, поступающий в амплис­тат в виде тока управления.

В амплистате алгебраически суммируются магнитодвижущие силы, создаваемые встречно направленными сигналами задания и управления. Суммарный сигнал подмагничивания соответствует выходному напря­жению амплистата и в свою очередь определяет возбуждение возбудите­ля В и тягового генератора. Такая схема регулирования создает селектив­ную (вспомогательную) характеристику генератора. Для получения не­обходимой гиперболической внешней характеристики тягового генера­тора дополнительную коррекцию в амплистат вносит индуктивный дат­чик ИД, преобразующий механическое перемещение штока сервоприво­да регулятора частоты вращения дизеля Д в электрический сигнал. Регу­лятор частоты вращения реагирует на отклонение мощности дизеля от

334

Питание АВ, ИД, ТПТ, ТПН

Механическая связь Электрическая связь

тпн

Рис. 4.1. Структурная схема электропередачи:

Д — дизель; Г — генератор; 1—6 — двигатели тяговые; ТПТ — трансформа­тор постоянного тока; ТПН — трансформатор постоянного напряжения; В — возбудитель; СПВ — подвозбудитель; ИД — датчик индуктивный; АВ — ам-плистат; ТБ — тахометрический блок; СУ — селективный узел; ТР — трансформатор распределительный; СТ — трансформатор стабилизирующий

заданной. Стабилизирующий трансформатор СТ служит для обеспече­ния устойчивой работы схемы. Сигнал от стабилизирующего трансфор­матора поступает в амплистат только во время переходного процесса, когда изменяется напряжение возбудителя.

Принципиальная схема тяговой электропередачи. Для передачи мощности от дизеля к колесным парам и регулирования тяговой мощ­ности на тепловозе применяется электропередача постоянного тока. Принципиальная схема тяговой электропередачи (рис. 4.2) каждой секции одинакова.

Тяговый генератор Г постоянного тока с независимым возбужде­нием питает шесть параллельно соединенных тяговых электродвига­телей 1—6 последовательного возбуждения. Электромеханические характеристики электродвигателей последовательного возбуждения в рабочем диапазоне скоростей имеют вид гиперболы, что позволяет осуществить автоматическое регулирование возбуждения тягового генератора при помощи сравнительно несложных и надежных в эксп­луатации электрических аппаратов. Тяговые электродвигатели вклю­чаются поездными контакторами Ш—П6.

Для увеличения диапазона использования полной мощности тяго­вых электродвигателей применяются две ступени ослабления возбуж­дения. Контакторы ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2 включают

335

g | ^L ПР g g ^L . JnB2 < Г^Лгез < f~-J

ON

Рис. 4.2. Принципиальная схема тяговой электропередачи

резисторы ослабления возбуждения СШ1, СШ2 параллельно обмот­кам возбуждения ОВ электродвигателей 1—6. Сигналы для срабаты­вания контакторов ВШ1, ВШ2 поступают от реле ослабления возбуж­дения РП1, РП2, катушки напряжения которых включены через регу­лировочные резисторы СРПН1, СРПН2 на напряжение тягового гене­ратора, а токовые — через резисторы СРПТ параллельно обмоткам добавочных полюсов тягового генератора.

Направление движения тепловоза изменяется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения ОВ тяговых электродвига­телей при помощи электропневматического переключателя ПР (ревер­сора). Система возбуждения тягового генератора совместно с объеди­ненным регулятором дизеля обеспечивает автоматическое поддержа­ние постоянства мощности в рабочем диапазоне внешней характери­стики, ограничение тока и напряжения генератора.

Независимая обмотка возбуждения тягового генератора питается от возбудителя постоянного тока В. Возбудитель имеет две обмотки возбуждения: независимую и размагничивающую. Независимая об­мотка включена на выпрямленное напряжение амплистата АВ (маг­нитного усилителя). В амплистате осуществляется алгебраическое суммирование и усиление сигналов задания и обратной связи. Сиг­нал задания, пропорциональный частоте вращения вала дизеля, по­ступает в обмотку задания 03 амплистата от бесконтактного тахомет-рического блока ТБ, питающегося от синхронного подвозбудителя СПВ. Дополнительный сигнал задания поступает в регулировочную обмотку ОР от индуктивного датчика ИД через выпрямительный мост. Сигналы обратной связи по напряжению и току тягового генератора поступают в селективный узел от трансформатора постоянного на­пряжения ТПН и трансформаторов постоянного тока ТПТ. В селек­тивном узле формируется результирующий сигнал обратной связи, поступающий в обмотку управления ОУ амплистата.

Комплексное противобоксовочное устройство тепловоза обеспечивает получение динамических жестких характеристик генератора, т.е. неизмен­ность его напряжения при боксовании одной или нескольких колесных пар, а также своевременное обнаружение боксования и его прекращение с наименьшими потерями силы тяги тепловоза. Уравнительные соединения ПВ1—ПВЗ предназначены для улучшения противобоксовочных свойств тепловоза и представляют собой полупроводниковые диоды, включенные

337

попарно между обмотками возбуждения тяговых электродвигателей. При боксовании одного из электродвигателей в его обмотку возбуждения по­ступает дополнительный ток от небоксующего двигателя, что повышает жесткость характеристики боксующего двигателя и стабилизирует режим боксования, не давая ему перерасти в «разносное».

Структурная и принципиальная схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ116

Тепловоз 2ТЭ116 выполнен с электропередачей на переменно-по­стоянном токе (рис. 4.3). Переменное шестифазное напряжение тяго­вого генератора Г выпрямляется установкой ВУ и подается на шесть параллельно соединенных тяговых двигателей, приводящих тепловоз в движение. К тяговому генератору электродвигатели подключаются с помощью шести электропневматических поездных контакторов П1—П6, которые позволяют разрывать цепи электродвигателей, что­бы предотвратить самопроизвольное движение тепловоза от остаточ­ного магнетизма при работе генератора на холостом ходу, а также быстро отключить неисправный электродвигатель. Кроме того, тяго­вый генератор обеспечивает питание переменным током асинхрон­ные электродвигатели вентиляторов охлаждения.

Скорость тепловоза и тяговое усилие регулируется возбуждением тягового генератора и изменением частоты вращения вала дизеля, за­даваемой позицией контроллера машиниста. Для расширения диапа­зона скоростей тепловоза, при которых используется полная мощность дизеля, существуют примерно две ступени ослабления поля возбуж­дения тяговых электродвигателей: на 60 и 37 % (ОП-1 и ОП-2). Ос­лабление поля осуществляется подключением резисторов СШ1—СШ6 параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей с помощью групповых контакторов ВШ1 и ВШ2. Переход на ослабленное поле и обратно происходит автоматически с помощью реле перехода РП1 и РП2, включающих и отключающих групповые контакторы ВШ1 и ВШ2. Направление движения тепловоза зависит от изменения направ­ления тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей пере­ключением контактов реверсора ПР.

В качестве источника возбуждения тягового генератора применен однофазный синхронный генератор переменного тока СВ, напряже­ние которого выпрямляется в управляемом выпрямительном мосте

338

БЗВ

Д L

42

Рис. 4.3. Структурная схема электропередачи тепловоза 2ТЭ116

УВВ и подается на обмотку возбуждения тягового генератора. Вы­прямленное напряжение регулируется в управляемом выпрямитель­ном мосте УВВ изменением момента открытия управляемых венти­лей (тиристоров), установленных в двух плечах моста.

Регулированием тока возбуждения тягового генератора пре­дусматривается автоматическое поддержание постоянной мощности в рабочем диапазоне внешней характеристики, а также ограничение тока и напряжения тягового генератора при превышении максимально до­пустимых величин. Осуществляется это совместной работой 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 заданный по пози­циям контроллера уровень мощности. Узел обратной связи по току и напряжению выпрямителя генератора состоит из трансформаторов постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 и напряжения ТИН с выпрямитель­ными мостами на выходе.

Выходные напряжения узла обратной связи подаются на по­тенциометры ССУ 1 селективного узла СУ. На потенциометры СИД ин­дуктивного датчика ИД и ССУ2 селективного узла напряжение подается от блока БЗВ. Напряжение задания с потенциометров ССУ2 и СИД срав­нивается в селективном узле с напряжениями узла обратной связи по­тенциометров ССУ 1 и подается в виде сигнала рассогласования в блок управления возбуждением БУВ. Последний формирует и подает управ­ляющие импульсы на тиристоры управляемого выпрямительного моста УВВ, определяя момент и продолжительность времени открытия моста, а тем самым и величину тока в обмотке возбуждения генератора.

Для компенсации падения напряжения в цепи обмотки возбужде­ния возбудителя при возрастании тока возбуждения применена схема подпитки возбудителя током узла коррекции, состоящего из трансфор­матора ТК и выпрямительного моста. 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.

340

Кроме того, электрической схемой предусмотрены для электрообо­рудования электропередачи следующие защиты:

65535. выпрямительной установки ВУ от токов внешнего короткого за­ мыкания или перегруза в тяговом режиме;

65535. выпрямительной установки ВУ от внутренних коротких замыканий;

65535. выпрямительной установки и тяговых электродвигателей при выходе из строя электродвигателей вентиляторов;

65535. комплексное противобоксовочное устройство для защиты тяго­ вых электродвигателей при боксовании колесных пар. Оно позволяет получить жесткие динамические характеристики генератора, т.е. не­ изменность его напряжения при боксовании одной или нескольких колесных пар, а также своевременное обнаружение боксования и его прекращение с наименьшими потерями силы тяги тепловоза;

65535. тяговых электродвигателей от перегруза при выходе из строя од­ ного из них; электрооборудования при пробое силовой цепи на клопус.

4.2. Общие сведения об электрических машинах

Расположение электрического оборудования на тепловозе 2ТЭ116. Размещение основного электрооборудования на тепловозе 2ТЭ116 показано схематично на рис. 4.4. Главная рама и кузов тепловоза опи­раются на две трехосные тележки, на которых установлены тяговые электродвигатели 23, имеющие опорно-осевую подвеску, валы их яко­рей связаны шестернями с осями колесных пар. В нишах под рамой по обеим сторонам тепловоза расположены аккумуляторные отсеки 29. В них установлена аккумуляторная батарея 48ТН-450, осмотр и де­монтаж которой производятся снаружи тепловоза. Внутри кузова теп­ловоза находятся дизель-генератор 1А-9ДГ, основное и вспомогатель­ное электрооборудование. Дизель-генератор состоит из дизеля 32 и тягового генератора 24, установленных в центральной части дизель­ного помещения на общей поддизельной раме. Якорь синхронного генератора приводится во вращение непосредственно от коленчатого вала дизеля через муфту пластинчатого типа. На специальных лапах станины генератора установлены и закреплены возбудитель 27и стар­тер-генератор 43. Якори их также приводятся во вращение коленча­тым валом дизеля посредством привода распределительного вала ди­зеля и валопроводов. Над дизель-генератором на крыше кузова

341

10 11 12 13

±_L \ L.

14 151617

18

19 20 21 22 23

30 31 32 33 34 35 36 \ \ lli \

Рис. 4.4. Расположение электрооборудования на тепловозе 2ТЭ116:

1 — буферный фонарь; 2 — локомотивная сигнализация АЛСН; 3 — прожектор; 4 — электропневматический клапан ЭПК; 5 — электродвигатель вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки 1МТ; б — выпрямительная установка ВУ; 7 — электродвигатель вентилятора выпрямительной установки ВВУ; 8 — управляемый выпрямитель возбуждения УВВ; 9 — электродвигатель вентилятора кузова; 10 — вентиль отклю­чения ряда топливных насосов BOTH; 11 — вентиль аварийной остановки дизеля; 12 — реле давления масла РДМ1—РДМ4; 13 — антенна радиостанции; 14 — клеммник освещения; 15 — термореле воды и масла ТВВ, ТРМ; 16 — терморегулятор воды О-2В; 17—терморегулятор масла О-2М; 18 — мотор-вентилятор холодильной камеры 1MB—4MB; 19 — приемные катушки локомотивной сигнализации; 20 — пульт управления тепловозом; 21 — правая высоковольтная камера; 22 — центральная высоковольтная камера; 23 — тяговые электродвигате­ли; 24 — тяговый генератор; 25 — дизельная клеммная коробка; 26 — вентиль включения жалюзи вентилятора кузова ВВК; 27— возбудитель; 28 — регулятор дизеля; 29— отсеки аккумуляторной батареи; 30 — электро­двигатель вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки 2МТ; 31 — электропневмати­ческие вентили: разгрузочный компрессора, вызова помощника, песочниц, фильтра непрерывного действия; 32 — дизель; 33 — электродвигатель водяного насоса; 34 — вентили боковых и верхних жалюзи 1 MB—2MB; 55 — электродвигатель компрессора ЭКТ; 36 — розетки параллельности аккумуляторных батарей; 37 — межтепло­возные розетки; 38 — задние буферные фонари; 39 — вентили боковых и верхних жалюзи ЗМВ—4MB; 40 — шкаф холодильной камеры; 41, 42 — электродвигатели топливного насоса ТН и маслопрокачивающего насоса МН; 43 — стартер-генератор СТГ; 44 — левая высоковольтная камера; 45 — радиостанция

установлен вентилятор с электродвигателем 9 для вентиляции дизель­ного помещения.

В передней части дизельного помещения находятся шкаф сило­вой выпрямительной установки (> тягового генератора, шкаф управ­ляемого выпрямительного моста возбудителя 8, куда встроен и диод зарядки батареи, электродвигатели вентиляторов охлаждения вып­рямительных шкафов 7 и тяговых электродвигателей передней те­лежки 5.

Управление тепловозом осуществляется с пульта 20 в кабине ма­шиниста. На нем размещены необходимая командная аппаратура (тум­блеры, кнопки, автоматы и т.п.), измерительные приборы, аппаратура защиты и сигнализации. Тепловоз приводится в движение и управля­ется с помощью штурвала контроллера. Направление движения теп­ловоза изменяется рукояткой реверсивного механизма контроллера. Для экстренной остановки поезда и дизеля в аварийной ситуации пре­дусмотрена кнопка аварийного режима.

В отделении холодильной камеры установлены мотор-вентилято­ры 18, электродвигатель компрессора 35 и электродвигатель вентиля­тора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки 30.

В кабине машиниста (рис. 4.5) находятся также блоки управления радиостанцией и системы локомотивной сигнализации АЛСН.

Расположение электрооборудования на тепловозе 2ТЭЮМ. Тяго­вый генератор 30 (рис. 4.6) установлен на поддизельной раме. Двух­машинный агрегат 2 расположен под полом между аппаратными (высоковольтными) камерами и приводится во вращение от вала тя­гового генератора через передний распределительный редуктор. От переднего конца вала дизеля через задний распределительный редук­тор и клиноременную передачу приводится во вращение якорь синх­ронного подвозбудителя 38. Аккумуляторная батарея установлена в четырех аккумуляторных ящиках 35, расположенных под полом по обеим сторонам дизеля. Основная электрическая аппаратура управ­ления расположена в двух аппаратных камерах 25 и 29. На настиле рамы тепловоза под левой аппаратной камерой расположен стабили­зирующий трансформатор 28. Управление тепловозом осуществляется с пульта управления 20 в кабине машиниста. На пульте расположены необходимые измерительные приборы, а также кнопки и тумблеры

344

22

40 39 38 37 36 35 34 33

3 4 5 67 891011121314151617181920 21

32 31

Рис. 4.5. Расположение оборудования в кабине машиниста: 1 — стеклоочиститель; 2 — горловина бака для воды на обмыв стекол; 3 — люк; 4 — прожектор; 5 — светофор локомотивной сигнализации; б — вен­тиляторный люк; 7, 8— амперметры зарядки батарей тягового генератора; 9, 10— тумблеры трогания на подъеме и ограничения буксования; 11 —вольт­метр тягового генератора; 12 — рукоятка включения воды для обмыва стекол; 13 — указатель повреждений; 14 — манометр «Воздух в тормозных цилинд­рах» ; 15 — электроманометр масла; 16 — тумблер включения электромано­метра масла; 17—кнопка аварийной остановки дизеля; 18 — манометр «Воз­дух в уравнительном резервуаре»; 19 — электроманометр воды; 20 — тумб­лер включения электротермометра воды; 21 — манометр «Воздух в питатель­ной магистрали»; 22 — лампа освещения пульта; 23 — скоростемер; 24 — панель управления тепловозом; 25 — кран машиниста; 26 — кнопка маневро­вой работы; 27—кран вспомогательного тормоза; 28 — клапан тифонов; 29 — блокировочное устройство тормоза; 30 — трехходовой кран тормозной сис­темы; 31 — панель тумблеров; 32 — педаль песочницы; 33 — штурвал кон­троллера; 34 — ключ реверсора; 55 — автомат «Управление общее»; 36 — автомат «Калорифер»; 37—пульт радиостанции; 38 — люк отопительно-вен-тиляционной установки; 39 — электроплитка; 40 — бытовой холодильник; 41 — ящик для инструмента

345

346

Рис. 4.6. Расположение электрооборудования на тепловозе 2ТЭ10М:

1 — приемные катушки АЛСН; 2 — двухмашинный агрегат; 3 — ящик дешифратора и усилителя АЛСН; 4 — электродвигатель отопительно-вентиляционного агрегата; 5 — прожектор; б—локомотивный светофор; 7—элек­тропневматический клапан ЭПК; 8 — громкоговоритель радиостанции; 9 — электродвигатель вентилятора кузо­ва; 10— световой номер; 11 — блокировка валоповоротного устройства; 12 — реле сброса нагрузки; 13 — реле остановки дизеля; 14 — коробка распределительная «Д» на дизеле; 15 — комбинированное реле давления; 16 — электропневматические вентили открытия жалюзи; 17—тяговый электродвигатель; 18 — буферный фонарь; 19 — пульт управления радиостанцией; 20 — пульт управления тепловозом; 21 — скоростемер; 22 — переговорное устройство; 23 — кнопка маневровой работы; 24 — антенно-согласующее устройство радиостанции; 25 — правая аппаратная камера; 26, 27— блоки радиостанции; 28 — трансформатор стабилизирующий; 29 — левая аппарат­ная камера; 30 — тяговый генератор; 31 — электродвигатель маслопрокачивающего насоса; 32 — разъемы пожар­ной сигнализации; 33 — электродвигатель топливоподкачивающего насоса; 34 — коробка распределительная «К» на дизеле; 55 — аккумуляторные ящики; 36 — датчики пожарной сигнализации; 37 — объединенный регулятор дизеля; 38 — синхронный подвозбудитель; 39, 40 — датчики-реле Т35; 41 — коробка распределительная; 42 — электропневматический клапан песочницы задней тележки; 43 — розетка межтепловозного соединения; 44 — задний красный буферный фонарь; 45 — задний белый буферный фонарь

управления тепловозом. На задней стенке кабины машиниста уста­новлены блоки радиостанции 2б и 27, блок переговорного устрой­ства 22, автоматические выключатели. Под полом кабины размещены ящик дешифратора и усилителя АЛСН 3 и блок питания радиостан­ции. На средней секции тепловоза вместо кабины машиниста уста­новлен тамбур с проставкой, в котором расположен упрощенный пульт управления и другое оборудование, необходимое для проведения ре­остатных испытаний секции и перемещения ее по деповским путям. Для управления тепловозом в двух- и трехсекционном исполнении на заднем листе рамы крайней секции, а также на переднем и заднем листах средней секции имеются розетки межтепловозных соедине­ний 43 и розетки параллельного включения аккумуляторных батарей.