ЭПЛ / Лабораторная работа 3

Цель работы: изучить методику графического построения регулиро­вочной характеристики ТГ; сравнить теоретическую регулировочную характе­ристику с характеристикой, полученной опытным путем; осуществить коррек­тировку полученной характеристики с учетом особенностей возбудителей с расщепленными полюсами.

Общие сведения.

Регулировочная характеристика показывает, как нужно изменять напряжение генератора, в зависимости от тока генератора, чтобы получить гиперболическую зависимость.

Основная задача тепловозной передачи мощности - сохранение постоян­ной мощности первичного двигателя, т. е. дизеля, при изменяющейся внешней нагрузке тепловоза. Применительно к мощности ТГ, который является входным элементом электрической передачи мощности, это условие обеспечивается при постоянной мощности Р_г генератора:

P_Г=U_Г I_Г=const,

где U_Г, I_Г - напряжение и ток нагрузки генератора соответственно.

Напряжение ТГ определяется ЭДС и падением напряжения в его цепи:

U_Г=E_Г – I_Г;

E_Г=С_е Ф_Г n_Г,

где С_е – постоянная электрической машины;

Ф_Г – магнитный поток обмотки возбуждения ТГ;

n_Г – частота вращения якоря ТГ.

Во всех системах основным средством регулирования напряжения ТГ, является изменение магнитного потока возбуждения Ф_г. Необхо­димость регулирования вытекает из условий механического равновесия дизель-генераторной установки (ДГУ). При определенной частоте вращения вала дизе­ля тормозной момент ТГ должен быть равен моменту вращения на валу дизеля: М _Г = М_ДИЗ.

Обычно величина Р_В регулируется изменением тока I_В, причем последний изменяется за счет изменения напряжения возбудителя U_В, т. е. операция регу­лирования перенесена с ТГ на его возбудитель (В). Это связано с тем, что мощ­ность возбуждения возбудителя В значительно меньше его выходной мощно­сти: Р_В =0,01Р_Вых, поэтому изготовление специальных регулируемых машин экономически выгоднее изготовления специального регулируемого ТГ.

Для генераторов, в системе возбуждения которых действует единый маг­нитный поток, создаваемый несколькими обмотками возбуждения, невозможно получить характеристику потока Ф_Г = /(1_Г), обеспечивающего гиперболическую внешнюю характеристику ТГ. Такая характеристика получится, если в обмотке якоря машины суммируются две ЭДС, одна из которых постоянная по значе­нию, а вторая колеблется с изменением нагрузки ТГ. Система регулирования ТГ по такому принципу была впервые предложена профессором Я. М. Гаккелем и осуществляется посредством специальных возбудителей с поперечным рас­щеплением полюсов.

Для формирования характеристики возбудителей используют расщепле­ние их магнитного потока на две части, одна часть которого наводит в провод­никах обмотки его якоря постоянную составляющую возбудителя U_в1 а вторая — переменную Uв2

Учитывая, что напряжение на зажимах возбудителя и„ пропорционально току возбуждения ТГ:

U_В=I_В R_О.В.,

где R_О.В – сопротивление обмотки возбуждения ТГ.

Описание лабораторной установки.

Лабораторная установка состоит из двух двигателей, один из которых используется в качестве тягового генератора независимого возбуждения (на­пример, П42У). В качестве модели дизеля, приводящего во вращение якорь ТГ, применен общепромышленный асинхронный двигатель.

На панели лабораторного стенда расположены регулировочная рукоят­ка ЛАТРа, с помощью которой изменяют электрические параметры обмотки возбуждения ТГ, и приборы, необходимые для выполнения испытаний.

Таблица 3.1

Результаты измерения электрических параметров генератора

Ток нагрузки 1г, А	Напряжение ТГ иг, В, при токе Iв, А
	0,1	0,3	0,5	0,7
0	0	0	0	0
8	23	78	121	150
12	20	74	115	144
15	17	70	111	139
20	13	65	103	130

Таблица 3.2

Результаты измерения для построения регулировочной характеристики ТГ

Измеренная величина	Значение величины при токе Iг, А
	8	12	15	20
Uг, В		100	80	60
Iг,А	0,71	0,41	0,35	0,28