TAP270BS / ТЭП70БСРЭ

ТЕПЛОВОЗ ТЭП70 БС. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

тоты вращения дизеля, мощности тепловоза производится перемещением рукоятки контроллера с первой по пятнадцатую позиции. При этом, из БУ-МСУ передается в электронный регулятор заданное значение частоты вращения вала дизеля.

Регулирование параметров дизеля и электропередачи осуществляется автоматичес-

ки электронным регулятором дизеля и микропроцессорной системой тяговой электропередачи (см. п.4.11.10.11).

При этом, кроме перечисленных выше сигналов Системой контролируются:

-температура воды и масла дизеля;

-реле защиты тягового генератора и выпрямительной установки от внутренних коротких замыканий – пробое плеча РМ2;

-целостность предохранителей выпрямительной установки ВУ1. При перегорании одного предохранителя – появляется информация, при перегорании двухиз системы поступает сигнал на отключение КВГ1 и снятие нагрузки;

-состояние изоляции высоковольтных цепей/

Если параметры указанных защит выходят за допустимые, а также, если поступает команда на перевод схемы в режим электрического тормоза, нагрузка снимается. Во время движения в режиме “Тяга” Система обеспечивает:

-автоматическое управление групповыми контакторами ослабления возбуждения тяговых электродвигателей КШ1 и КШ2. При этом постоянно контролируются процессы включения и отключения КШ1 и КШ2 с выдачей на ДМ(1) аварийных сообщений в случае их нештатного функционирования;

-постоянный контроль за токораспределением тяговых электродвигателей.

своевременное обнаружение режима буксования и его устранение.

4.11.10.10.Система автоматического регулирования тяговой электропередачи и

вспомогательного генератора.

Система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора выполняет следующие основные функции:

-поддерживает постоянной нагрузку (мощность) дизеля при изменении тока тяговых электродвигателей на каждой фиксированной частоте вращения вала дизеля ( позиции контроллера машиниста ) путем регулирования тока возбуждения ( напряжения ) тягового генератора;

-ограничивает максимальные значения напряжения и тока тягового генератора, изменяет величину ограничения максимального ( пускового ) тока в зависимости от частоты враще-

ния вала дизеля по заданной характеристике, обеспечивающей наиболее благоприятное расположение пусковых характеристик тепловоза;

-изменяет величину нагрузки ( мощности ) дизеля в зависимости от частоты вращения его вала, в соответствии с характеристикой, которая обеспечивает минимальные удельные расходы топлива.

В результате внешняя характеристика генератора, выражающая зависимость напряжения генератора Uг от его тока Iг ( рис. 104) имеет три явно выраженные участка:

-участок ограничения напряжения АБ;

-участок постоянной мощности БВ;

-участок ограничения максимального тока ВГ.

Система автоматического регулирования вспомогательного генератора выполняет следующие основные функции:

-поддерживает напряжение 2600 В на выходе выпрямителя энергоснабжения при

частоте вращения вала дизеля 0,7 nном. (шестой позиции контроллера машиниста);

-увеличивает напряжение на выходе выпрямителя энергоснабжения с 2600 В до

3000 В пропорционально увеличению частоты вращения вала дизеля с 0,7 nном. до

0,8 nном.;

-поддерживает напряжение 3000 В при изменении нагрузки (тока)

энергоснабжения в диапазоне от 0,8 nном. до nном.;

-снимает возбуждение с вспомогательного генератора при срабатывании защиты по току нагрузки.

Зависимость напряжения на обмотке собственных нужд Uсн вспомогательного генератора и напряжения на выходе выпрямительной установки энергоснабжения, Uэс в функции от частоты вращения вала дизеля nдиз., представлены на рис. 105.

4.11.10.11.Структурная схема САР тяговой электропередачи и вспомогательного

генератора

Структурная схема САР приведена на рис.106. Регулирование тяговой электропере-

дачи осуществляется блоком управления БУ-МСУ микропроцессорной системы управления тепловоза (МСУ-ТЭ), который управляет блоком возбуждения тягового генератора БВГ1,

включенным на выходы обмотки собственных нужд, который регулирует ток возбуждения тягового генератора А-Г1.

ТЕПЛОВОЗ ТЭП70 БС. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Рисунок 104 –Внешние характеристики тепловоза ТЭП70БС с выключенной системой энергоснабжения

ТЕПЛОВОЗ ТЭП70 БС. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Напряжение статорных обмоток тягового генератора А-Г1 выпрямляется неуправ-

ляемой выпрямительной установкой ВУ1 и в режиме тяги через поездные контакторы КП1 – КП6 подается на тяговые электродвигатели ЭТ1 – ЭТ6, а в режиме электрического

тормоза через тормозной переключатель ТП и контактор КП7 на последовательно соединен-

ные обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, якори которых через тормозной переключатель и поездные контакторы включаются на тормозные резисторы Rэт1 – Rэт6.

При регулировании тяговой электропередачи БУ-МСУ выполняет следующие функции:

1.Осуществляет регулирование внешней характеристики тягового генератора с использованием следующих сигналов:

-по частоте вращения вала дизеля от регулятора дизеля, который получает сигнал от датчика частоты вращения;

-по мощности дизеля от регулятора дизеля, который получает сигнал от датчика положения рейки топливных насосов;

-по току генератора от датчика тока ИТ1;

-по напряжению генератора от датчика напряжения.

Первые два сигнала образуют уставку системы, а остальные сигналы обратных связей.

2.Задает мощность тягового генератора в зависимости от частоты вращения вала дизеля с учетом вычета мощности расходуемой на энергоснабжение поезда.

3.По сигналам с датчиков тока ИТ2 – ИТ7 измеряет токи тяговых электродвигателей ЭТ1 – ЭТ6, определяет момент возникновения, обеспечивает защиту по боксованию колесных пар в режиме тяги, а при работе тепловоза в режиме электрического тормоза обеспечивает защиту от юза.

4.По сигналу об отключении тягового электродвигателя с ОМ1 – ОМ6 снижает мощность генератора.

5.По сигналам, от датчиков скорости ДС1-ДС2 обеспечивает защиту от разносного боксования.

Рисунок 106 – Структурная схема САР тяговой электропередачи и энергоснабжения поезда

ТЕПЛОВОЗ ТЭП70 БС. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

6.При работе тепловоза в режиме электрического тормоза по сигналу с датчика тока ИТ8 регулирует ток возбуждения тяговых электродвигателей ЭТ1 – ЭТ6.

Наряду с функциями по регулированию тяговой электропередачи, БУ-МСУ обеспе-

чивает прием и обработку сигналов, определяющих режимы работы электрической схемы,

управляет контакторами ослабления поля тяговых электродвигателей КШ1 и КШ2.

Регулирование вспомогательного генератора осуществляется блоком управления БУ-МСУ, который через управляемый блок возбуждения БВГ, управляет возбуждением вспомогательного генератора А-Г2. Напряжение каждой статорной обмотки генератора энергоснабжения выпрямляется неуправляемыми выпрямителями ВУ1.3, включенные последовательно, с которых напряже-ние через контактор энергоснабжения КЭ и межвагонные соединения подается в высоковольтную сеть отопления поезда.

При регулировании вспомогательного генератора БУ-МСУ выполняет следующие функции:

1.При работающем дизеле с включением ключа энергоснабжения ВкЭ устанавливает частоту вращения вала дизеля близкой к 0,7 nном., соответствующей шестой позиции контроллера машиниста, после чего включает контактор энергоснабжения поезда КЭ.

2.По сигналу с датчика тока U3 выпрямителя ВУ1.3 измеряет ток энергоснабжения и отключает контактор энергоснабжения при превышении тока 220 А, обеспечивая тем самым защиту по току энергоснабжения.

3.По сигналу с датчика тока ИТ3 контролирует ток в обмотке возбуждения вспомогательного генератора.

4.Через БВГ по сигналам с датчиков напряжения U1 и U2 выпрямителя ВУ1.3

измеряет суммарное напряжение на выходе выпрямителей ВУ1.3 и с учетом значения тока энергоснабжения, измеряемого датчиком тока U3, определяет мощность генератора энерго-

снабжения А-Г2 на которую понижается селективная мощность тягового генератора А-Г1. 5.Задает напряжение на выходе обмотки энергоснабжения в функции от частоты

вращения вала дизеля, которые поддерживаются БВГ через регулирование тока возбуж-

дения вспомогательного генератора А-Г2.

4.11.10.11.1.Описание работы САР тяговой электропередачи (см. листы 4,6,8)

Рассмотрим работу САР тяговой электропередачи при управлении мощностью тягового генератора с учетом того, что на обмотке собственных нужд вспомогательного генератора А-Г2 уже поддерживается трехфазное напряжение.

При установке рукоятки контроллера машиниста КМ на первую позицию на БУ МСУ подается код соответствующий первой позиции КМ по которой из БУ-МСУ

подается питание на электропневматические вентили поездных контакторов КП1 – КП6,

после включения которых при наличии сигналов от вспомогательных контактов контакторов КП1 – КП6, БУ-МСУ включает контактор возбуждения КВГ1 тягового генератора А-Г1. Обмотка возбуждения А-Г1 подключается на выход блока возбуждения тягового генератора БВГ, который включен на выходы трехфазной обмотки собственных нужд вспомогательного генератора А-Г2, после чего БВГ, регулирует напряжение на выходе тягового генератора А-Г1, а, следовательно, на выходе выпрямительной установки ВУ1,

регулируя тем самым мощность тягового генератора, что обеспечивает требуемое нагружение дизеля.

4.11.10.11.2.Мощность тягового генератора А-Г1 на выходе выпрямительной уста-

новки ВУ1 задается программно БУ-МСУ в функции от фактической частоты вращения вала дизеля в соответствии с установленной для тепловоза нагрузочной характеристикой и фак-

тическими условиями работы дизель – генератора. При этом нагружение дизеля тяговым генератором при переводе рукоятки контроллера машиниста КМ со второй позиции на пятнадцатую производится плавно по селективной характеристике в функции от частоты вращения вала дизеля и при достижении заданной частоты вращения мощность тягового генератора повышается в соответствии с сигналом от датчика положения рейки, который поступает через электронный регулятор дизеля. БУ-МСУ непрерывно считывает и обрабатывает сигналы с контроллера машиниста, по которым определяет номер задаваемой позиции КМ, сигналы с измерительных преобразователей тока ИТ1, ИТ4 - ИТ10 и

напряжения ИН1. По этим сигналам контролируются максимальные значения тока и напряжения на выходе выпрямительной установки ВУ1 для заданной позиции КМ, а также как произведение тока тягового генератора Iтг на заданное напряжение Итгз выпрямительной установки вычисляется мощность тягового генератора А-Г1, сигнал с датчика частоты вращения вала дизеля nо , сигнал с положения рейки датчика регулятора дизеля для корректировки мощности тягового генератора по свободной мощности дизеля.

При регулировании мощности тягового генератора без включения энергоснабжения поезда БУ-МСУ реализует следующий алгоритм нагружения дизель – генератора.

При установке контроллера машиниста на первую позицию БУ-МСУ через блок возбуждения БВГ задает напряжение тягового генератора А-Г1 при котором мощность на выходе выпрямительной установки ограничивается величиной 80 кВт, а для обеспечения плавного трогания изменение заданной мощности осуществляется с темпом 20 кВт/с.

ТЕПЛОВОЗ ТЭП70 БС. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

В процессе регулирования значения напряжения и тока тягового генератора ограничиваются максимальными значениями напряжения и тока для заданной позиции КМ.

При переводе контроллера машиниста с первой на вторую позицию мощность тяго-

вого генератора ограничивается величиной 200 кВт. Далее при переводе КМ на более высо-

кую позицию заданная мощность вычисляется как функция от частоты вращения вала дизеля.

Рассмотрим работу системы автоматического регулирования при переводе контроллера машиниста с первой позиции на 15-ю.

При трогании тепловоза напряжение тягового генератора равно напряжению на обмотках якорей тяговых электродвигателей и на соединительных проводах, при этом ток тягового генератора ограничивается БУ-МСУ на уровне 7200 А (точка Г на рис.107).

По мере разгона тепловоза растет противо э.д.с. тяговых электродвигателей, которая стремится уменьшить ток тягового генератора. В свою очередь в соответствии с ростом частоты вращения вала дизеля БУ-МСУ через возбуждение тягового генератора нагружает дизель, увеличивая напряжение тягового генератора, ограничивая при этом ток тягового генератора на уровне 7200 А. Поэтому трогание и начало разгона тепловоза происходит при практически постоянном токе и тяговом усилии.

С увеличением напряжения тягового генератора в режиме ограничения максимального тока при достижении максимальной мощности тягового генератора,

определяемой нагрузочной характеристикой дизеля на номинальной частоте вращения

(точка В) дальнейшее увеличение напряжения тягового генератора ведется БУ-МСУ в режиме поддержания постоянной мощности тягового генератора для 15 позиции контроллера машиниста. С этого момента по мере разгона тепловоза уменьшается ток тяговых электродвигателей и регулирование напряжения на выходе тягового генератора происходит по кривой ВБ. Когда напряжение тягового генератора, вследствии дальнейшего разгона тепловоза, увеличится до максимально допустимой величины равной 800 В для 15

позиции контроллера машиниста точка Б, то при дальнейшем увеличении скорости тепловоза ток тягового генератора уменьшается, а напряжение поддерживается БУ-МСУ на уровне 800 В.

Таким образом система автоматического регулирования тяговой электропередачи обеспечивает следующие режимы управления тяговым генератором: поддерживает постоянной ток генератора при трогании, поддерживает постоянное напряжение генератора при максимальной скорости движения тепловоза, поддерживает постоянную мощность генератора в рабочем диапазоне скоростей движения тепловоза.

При этом для полного использования свободной мощности дизеля на фиксированной позиции контроллера машиниста в режиме поддержания постоянной мощности тягового генератора в рабочем диапазоне скоростей движения тепловоза на МСУ-ТЭ подается сигнал с электронного регулятора дизеля – сигнал с датчика положения рейки топливных насосов высокого давления, по которому МСУ-ТЭ корректирует уставку мощности тягового генератора.

Всреднем положении индуктивного датчика мощность генератора будет регулироваться по кривой БВ.

Впроцессе работы тепловоза на 15 позиции контроллера машиниста электронный регулятор дизеля поддерживает номинальную частоту вращения вала дизеля и выдает в БУ-МСУ сигнал по свободной мощности дизеля, который через БВГ задает и регулирует уставку мощности тягового генератора, в результате чего реальное регулирование происходит по кривой (см. рис. 107 ) близкой к кривой постоянной мощности БВ.

Внешняя характеристика тепловоза с включенной системой энергоснабжения

показана на рисунке 107.