Тема 31. Система ослабления возбуждения тяговых электродвигателей

1. Увеличение позиций контроллера для повышения мощности дизель - генераторной установки.

Скорость движения тепловоза зависит от соотношения двух сил – силы тяги локомотива и силы сопротивления движению. Сила тяги тепловоза с электрической передачей прямо пропорциональна вращающему моменту на валах якорей тяговых электродвигателей (ТЭД), значение которого определяют по формулe:

где, С м – постоянная величина, зависящая от конструктивного исполнения машины;

    Ф – магнитный поток машины;

    I – ток нагрузки.

В свою очередь, ток нагрузки I, проходящий по обмоткам электродвигателя:

            …. (4)

где, U – напряжение, подведенное к электродвигателю;

    Е д – противо-э.д.с, наводимая в якорной обмотке электродвигателя;

    R д – сопротивление обмоток электродвигателя.

В тот момент, когда поездные контакторы включены, а якори тяговых электродвигателей (ТЭД) еще не начали вращаться, противо-э.д.с. в якорных обмотках отсутствует, и по цепи протекает наибольший ток. Так как тяговые электродвигатели тепловоза имеют последовательное возбуждение, то весь ток нагрузки проходит и по обмоткам возбуждения, создавая большой вращающий момент, что позволяет получить наибольшую силу тяги при трогании тепловоза с места.

Пока сила тяги превышает силу сопротивления движению, скорость увеличивается. Одновременно увеличивается частота вращения якорей тяговых электродвигателей (ТЭД), т.е. растет противо-э.д.с, наводимая в якорных обмотках двигателей. Это приводит к снижению тока нагрузки, а значит, к уменьшению силы тяги. Поэтому для дальнейшего увеличения скорости необходимо увеличивать напряжение, подводимое к тяговым электродвигателям, т.е. э.д.с. тягового генератора.

Из формулы Е = С_Е Ф n видно, что э.д.с. генератора прямо пропорциональна магнитному потоку генератора и частоте вращения его якоря. Для увеличения э.д.с. тягового генератора машинист переводит главную рукоятку контроллера с 1-ой на последующие позиции, повышая тем самым мощность дизель-генераторной установки. При этом, помимо увеличения частоты вращения коленчатого вала дизеля, растет и возбуждение тягового генератора.

На 2-ой позиции включается реле РУ4, катушка которого подключена параллельно катушке реле РУ1. На 3-ей и 4-ой позициях включено реле РУ2, а начиная с 5-ой позиции включено реле РУ3. Замыкающие контакты РУ41, РУ23 и РУ32 этих реле поочередно выводят резисторы R81, R82 и часть резистора R83, включенные в цепь независимого возбуждения возбудителя. Возрастание тока в независимой обмотке возбудителя и одновременное увеличение частоты вращения его якоря приводят к увеличению напряжения на зажимах возбудителя, что в свою очередь вызывает возрастание тока, протекающего по независимой обмотке возбуждения тягового генератора. Следовательно, э.д.с. и напряжение тягового генератора растут как за счет увеличения частоты вращения якоря, так и за счет большего магнитного потока. Соответственно увеличивается напряжение, подводимое к тяговым электродвигателям. Согласно формуле (4) при этом увеличивается ток в силовой цепи, а значит, и сила тяги тепловоза становится больше.