Выбор типа передачи
Передачей в машинах называют устройство (механизмы) для передачи механического движения от одного объекта к другому. Передача движения, как правило, осуществляется с изменением значения и направления скорости движения, усилия или крутящего момента с преобразованием вида движения. Различают механические, электрические, гидравлические и пневматические передачи.
Передачу в приводе силового оборудования тепловоза называют тяговой передачей. К тяговой передаче относятся устройства, соединяющие вал дизеля с ведущими колесными парами тепловоза. Тяговая передача должна обеспечивать возможность изменения силы тяги и скорости тепловоза в широких пределах при работе дизеля с постоянной или переменной частотой вращения вала, использование полной мощности дизеля в широком диапазоне скоростей движения, возможность изменения направления движения тепловоза и пуска дизеля без нагрузки. Передача должна обладать высоким к.п.д. на основных режимах работы тепловоза, а также иметь по возможности малые габаритные размеры, массу и стоимость.
Электрические передачи нашли наиболее широкое распространение на тепловозах различной мощности. В тепловозостроении применяются электрические передачи постоянного, переменно-постоянного и переменного тока. Они используются в силовой передаче и для привода вспомогательного оборудования.
Передача постоянного тока (рис.4а ) состоит из тягового генератора Г и тяговых двигателей Д, представляющих собой машины постоянного тока. Такие передачи наиболее просты, не имеют промежуточных преобразователей, обладают высоким к. п. д. и хорошими регулировочными качествами. Однако наличие щеточно-коллекторного аппарата в машинах постоянного тока снижает надежность работы и увеличивает трудоемкость обслуживания передачи, особенно на тепловозах большой мощности. Поэтому такие передачи применяются на тепловозах при секционной мощности до 2200 кВт.
Передача переменно-постоянного тока (рис. 4, б) состоит из тягового генератора Г, представляющего собой синхронный генератор переменного тока, и тяговых двигателей Д постоянного тока. Для преобразования переменного тока в постоянный между генератором и двигателями включена выпрямительная установка ВУ. Передача имеет более высокую эксплуатационную надежность, но общий к. п. д. ее несколько ниже, чем передачи постоянного тока. Такие передачи применяют на тепловозах секционной мощностью 1470 – 4400 кВт.
В
перспективе намечается применение на
тепловозах передач переменного тока
(рис. 4, в),
в которых и генератор, и тяговые двигатели
представляют собой машины переменного
тока. Для нормальной работы таких
двигателей требуется одновременное
регулирование напряжения и частоты
переменного тока. Поэтому между
генератором и двигателями включается
преобразователь частоты ПЧ.
Такие передачи предполагается
устанавливать на тепловозах мощностью
4400 кВт
в секции и более.
Для проектируемого тепловоза принимаем передачу переменно-постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями. (см. рис. 4, б).
Структурная схема передачи
ДВС-СГ-ВУ-ТЭД-ОР-КП
где: ДВС(лист1, 10) – двигатель внутреннего сгорания;
СГ– синхронный генератор;
ВУ–выпрямительная установка;
ТЭД (лист1, 13) – тяговый электродвигатель;
ОР – осевой редуктор;
КП – колесная пара.
Передача переменно-постоянного тока по сравнению с гидравлической передачей более экономична и надёжна.
По сравнению с электрической передачей постоянного тока она обладает рядом преимуществ:
высокая эксплуатационная надежность;
уменьшение массы генератора при увеличении ее надежности из-за отсутствия щеточно-коллекторного аппарата;
сокращение дорогостоящих материалов: меди и электротехнической стали при изготовлении тягового генератора.