содержание      ..       1      2      ..

Электрические схемы тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ1 - часть 1

Каждый тепловоз, кроме дизеля, экипажа, вспомогательного оборудования, имеет передачу, т е. комплекс устройств, при помощи которых мощность, снимаемая с коленчатого вала дизеля, передается на колесные пары для создания силы тяги. Передача должна обеспечить: наибольшую силу тяги при тро-гании тепловоза с места (т. с. в тот момент, когда дизель развивает минимальную мощность); сохранение постоянной мощности дизеля независимо от условий движения тепловоза (при определенной частоте вращения коленчатого вала дизеля); автоматическое изменение силы тяги в зависимости от скорости движения тепловоза; отсоединение коленчатого вала дизеля от колесных пар для пуска дизеля и работы его без нагрузки; изменение направления движения тепловоза без реверсирования дизеля. Кроме того, передача должна иметь высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.) на всех режимах работы тепловоза и быть надежной в эксплуатации.

На тепловозах ТЭМ2 и ТЭМ1 применена электрическая передача, которая, помимо выполнения всех указанных требований, обеспечивает также электрический пуск дизеля, дистанционное управление агрегатами тепловоза, защиту оборудования от аварийных режимов, работу по системе двух единиц (на тепловозе ТЭМ2). При такой передаче вырабатываемая первичным двигателем—дизелем, механическая энергия преобразуется тяговым генератором в электрическую. Ток от генератора поступает в тяговые электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую. Вращающий момент от якорей тяговых электродвигателей передается на колесные пары тепловоза.

Все электрические машины, аппараты и приборы обоих тепловозов показаны на их принципиальных схемах электрооборудования (рис. 1 и 2 см. вкладку в конце книги). Принципиальные схемы электрической передачи тепловозов показаны на рис. 3. Тяговый генератор Г (рис. 3, а) питает током шесть тяговых электродвигателей I—6 с последовательным возбуждением, постоянно соединенных в две параллельные ветви. Каждая ветвь состоит из трех последовательно соеди-ненных тяговых электродвигателей. Подключение тяговых электродвигателей к тяговому генератору производится поездными контакторами П1 и П2.

Электрическая схема тепловоза ТЭМ2 предусматривает двухступенчатое ослабление возбуждения (ослабление поля) тяговых электродвигателей, для чего параллельно их обмоткам возбуждения через контакты контакторов ослабления возбуждения Ш1—Ш4 подключаются шунтирующие резисторы СШ1 и СШ2. На первой ступени ослабления возбуждения включены контакторы Ш1 и ШЗ, вследствие чего 48% тока нагрузки протекает по обмоткам возбуждения, а 52% — по шунтирующим резисторам. На второй ступени ослабления возбуждения дополнительно включаются контакторы Ш2 и Ш4. В этом случае по обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей протекает 25% тока нагрузки, а 75% идет по шунтирующим резисторам. Таким образом, коэффициент ослабления возбуждения первой и второй ступени равен соответственно 48% и 25%.

Тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя В после включения контактора КВ. В свою очередь возбудитель имеет независимое возбуждение от вспомогательного генератора ВГ и самовозбуждение. В обмотку параллельного возбуждения Ш1—Ш2 возбудителя ток поступает от плюса вспомогательного генератора через контакты контактора ВВ и резистор RI, а от плюса возбудителя — через резистор R2. Дифференциальная (противокомпаундная) обмотка 01—02 возбудителя, включенная в цепь тока нагрузки тягового генератора, позволяет осуществить автоматическое регулирование мощности тягового генератора при различных скоростях движения тепловоза.

При пуске дизеля тяговый генератор работает в режиме стартерного электродвигателя с последовательным возбуждением, получая питание от аккумуляторной батареи БА. Подключение тягового генератора к батарее производится пусковыми контакторами Д1 и Д2. Батарея является также источником питания всех потребителей при неработающем дизеле. Во время работы дизеля все цепи управления и освещения питаются от вспомогательного генератора. Блок выпрямителей ДЗБ предотвращает разрядку батареи на вспомогательный генератор. На тепловозах ТЭМ2 первого выпуска и на тепловозах ТЭМ1 эту задачу выполняет реле обратного тока вместе с контактором зарядки батареи Б.

Принципиальная схема электрической передачи тепловоза ТЭМ1 (рис. 3,6) отличается от вышеописанной тем, что при трогании с места все шесть тяговых электродвигателей соединены последовательно (включен контактор С). С увеличением скорости движения до 11 км/ч происходит автоматический переход с последовательного на послсдовательно-парал-лельное соединение тяговых электродвигателей (выключается контактор С и включаются контакторы СП1 и СП2). При дальнейшем увеличении скорости до 27 км/ч происходит переход на ослабленное возбуждение. Включаются контакторы Ш1 и Ш2, подключая параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей шунтирующие резисторы СШ1 и CШ2. Коэффициент ослабления возбуждения равен 42,5%.

На тепловозах ТЭМ2 и ТЭМ1 применена машинная система автоматического регулирования мощности тягового генератора, для чего используется специальный возбудитель с продольно расщепленными полюсами (рис. 4, а). Каждый из четырех главных полюсов возбудителя имеет сердечник, набранный из листов электротехнической стали и разделенный по длине латунной прокладкой 1 на две части — ненасыщенную НН и насыщенную Н. На сердечнике укреплены две катушки. Катушка обмотки параллельного возбуждения 1Ш—1Ш2намотана из изолированного провода и охватывает обе части сердечника. Катушка дифференциальной обмотки 01—02 выполнена из полосовой меди и охватывает только насыщенную часть сердечника.

Обмотка параллельного возбуждения Ш1—Ш2 (рис. 4, б) питается как от вспомогательного генератора ВГ, так и от самого возбудителя В. Основная часть тока поступает в эту обмотку от вспомогательного генератора, напряжение которого

поддерживается постоянным. Величина сопротивления резистора R1, включенного в эту цепь, меняется только при переводе штурвала (главной рукоятки) контроллера с одной позиции на другую (см. с. 27). Следовательно, при неизменной позиции контроллера, т. е. определенном сопротивлении резистора R1, магнитный поток Ф1, создаваемый обмоткой параллельного возбуждения, изменяется незначительно.

обеих обмоток будут одинаковы (в этом случае э. д. с. Е2 равна нулю). Дальнейшее возрастание тока нагрузки приведет к тому, что результирующий магнитный поток изменится по направлению, т. е. насыщенная часть полюса изменит полярность, и направление э. д. с. Е2 изменится на противоположное. Это вызовет соответствующее уменьшение общей э. д. с. Е возбудителя.

Таким образом, с ростом тока нагрузки уменьшаются общая э. д. с. Е возбудителя и напряжение на его зажимах. В результате снижается ток, поступающий от плюса возбудителя в независимую обмотку HI—Н2 тягового генератора, а значит, уменьшаются магнитный поток генератора, его э. д. с. и напряжение. Так как снижение напряжения на зажимах тягового генератора происходит практически одновременно с ростом тока нагрузки и в обратно пропорциональной зависимости, то произведение этих двух величин, т. е. мощность генератора остается примерно постоянной.

При уменьшении нагрузки размагничивающее действие дифференциальной обмотки ослабевает, напряжение возбудителя растет, увеличивается ток возбуждения тягового генератора, повышаются его э. д. с. и напряжение.

Отметим, что диамагнитная прокладка 2 сердечника якоря, обладающая большим магнитным сопротивлением, не позволяет магнитному потоку Ф2 дифференциальной обмотки замыкаться через сердечник якоря, ненасыщенную часть полюса и станину, что приводило бы к нарушению регулирования мощности тягового генератора.

Па рис. 4, в показана предельная внешняя характеристика тягового генератора, т. с. графическое изображение зависимости напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки, соответствующая 8-й позиции контроллера. Она состоит из трех участков. Участок 1—2 — это зона ограничения мощности генератора по току (в этой зоне происходит разгон тепловоза после трогания его с места). Участок 2—3 благодаря возбудителю имеет гиперболическую форму и является наиболее выгодным с точки зрения использования мощности дизеля. Участок 3—4 обусловлен ограничением мощности генератора по напряжению.

Основная электрическая аппаратура тепловозов (реверсор, контакторы, реле и т. д.) установлена в их аппаратных камерах (рис. 5, а и б). Все автоматические выключатели-предохранители, тумблеры, кнопки, контрольно-измерительные приборы и сигнальные лампочки размещены на пультах управления. На тепловозе ТЭМ2 на пульте управления установлена панель плавких предохранителей Пр1—Пр5. Некоторые электрические аппараты (электропиевматические вентили, термореле, реле давления масла и т. д.) установлены в машинном отделении, шахте холодильника и непосредственно на дизеле.

На всех схемах черными (залитыми) кружочками показаны клеммы реек в аппаратных камерах, а светлыми кружочками — в пульте управления. Клеммы всех реек обозначены дробью, числитель которой показывает номер рейки, а знаменатель — номер клеммы при отсчете слева направо или сверху вниз.

На принципиальной схеме электрооборудования тепловоза ТЭМ2 (см. рис. 1), кроме машин, аппаратов и приборов, показан также ряд штепсельных разъемов и сборных клеммных коробок. Штепсельные разъемы Р2—Р7, устанавливаемые на тепловозах ТЭМ2 с № 1500, расположены между аппаратной камерой и пультом управления и служат для соединения электрических аппаратов с цепями управления. Там же находится и применявшийся ранее штепсельный разъем Р1. Внутри пульта управления размещен штепсельный разъем контроллера машиниста. Штепсельные разъемы ШР1 и ШР2 переносных пультов (см. с. 46) находятся соответственно внутри основного (со стороны машиниста) и вспомогательного (со стороны помощника машиниста) пультов управления.

Клеммные коробки № 2 и № 6 расположены над передним и задним стяжными ящиками автосцепок в отсеках главной рамы тепловоза. Коробки № 3 и № 5 находятся на главной раме с правой стороны (первая — под кабиной машиниста между розетками РРИ и РВТ, вторая — над передней тележкой). Коробка № 4 укреплена с левой стороны тепловоза возле топливного бака. На стенке, отделяющей шахту холодильника от машинного отделения, установлены коробки № 7 (над карданным валом привода главного вентилятора) и № 11 (над фильтрами тонкой очистки масла). Коробка № 9 поставлена на главной раме у фильтров грубой очистки масла. Коробки № 12 и № 13 установлены на потолке кабины машиниста с левой и правой стороны (возле вентиляторов кабины).

Для удобства пользования принципиальные схемы электрооборудования тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ1 представлены в книге в заводском исполнении. Подробные сведения об электрооборудовании тепловозов содержатся в книге «Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2» под редакцией Е. Ф. Сдобникова (М., «Транспорт», 1978). Основные технические данные электрических аппаратов приведены в приложениях 1—4.

I. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2
Пуск дизеля

Перед пуском дизеля штурвал контроллера устанавливают на нулевую позицию, а реверсивную рукоятку — в положение «Вперед» или «Назад». Для пуска дизеля необходимо включить: рубильник аккумуляторной батареи РБ, автомати-

ческие выключатели (автоматы) АВ1 («Топливный насос»), АВ2 («Масляный насос»), АВЗ («Управление общее») на пульте управления и тумблер В27 («Пуск—остановка дизеля») на пульте управления, после чего происходит автоматический запуск дизеля.

Рис. 6. Цепи управления пуском дизеля тепловоза ТЭМ2

Возбуждение вспомогательного генератора и зарядка аккумуляторной батареи

Первоначальное возбуждение вспомогательный генератор получает от аккумуляторной батареи с момента окончания пуска.

После выключения пусковых контакторов размыкающий контакт контактора Д2 между проводами 111 и 112 (см. рис. 6) соберет цепь питания катушки реле РУ17. При включении реле РУ17 ток от плюса аккумуляторной батареи через замыкающий контакт реле РУ17 (рис. 7) и провод 104 приходит к регулятору напряжения PH и далее через контакты регулятора PH и провод 116 поступает в обмотку параллельного возбуждения Ш1—Ш2 вспомогательного генератора, пройдя которую, уходит на минус батареи по проводу 117, клемме Ш2 регулятора, токовой катушке PH, клемме Я2, проводу 118 и т. д. В якорной обмотке вспомогательного генератора наводится э. д. с., напряжение на его зажимах практи-чески мгновенно возрастет до величины 75 В±3% и в дальнейшем поддерживается на таком уровне регулятором напряжения.

Изменения в цепях возбуждения вспомогательного генератора. На тепловозах ТЭМ2 до № 1500 в схеме использовался только один замыкающий контакт реле РУ17 между проводами 136 и 104.

Провод 136 присоединяли к подвижному силовому контакту контактора КТН, а по проводу 104 ток поступал к регулятору напряжения. С тепловоза № 1500 замыкающий контакт реле РУ17, через который ток поступает в обмотку параллельного возбуждения вспомогательного генератора, подключен к проводу 810.

На тепловозах последнего выпуска (начиная с 1977 г.) вместо регулятора напряжения типа ТРН-1А, схема которого показана на рис. 7, ставят, бесконтактный регулятор напряжения БРН (см. рис. 1). В связи с этим схема включения блокировочных контактов реле РУ17 вновь изменена. Через замыкающий контакт реле РУ17 между проводами 855 и 104 (116) ток поступает непосредственно в регулятор БРН (по проводу 104) и в обмотку параллельного возбуждения вспомогательного генератора ВГ (по проводу 116). Замыкающий контакт реле РУ17 между проводами 136 и 805 (см. рис. 6) шунтирует контакты А6 главного барабана контроллера, замкнутые только на нулевой позиции штурвала, обеспечивая питание катушки блок-магнита БМ на всех рабочих позициях.

Размыкающий контакт реле РУ17 между проводами 150 и 883 позволяет производить запуск дизеля только при выключенном реле РУ17.

содержание      ..       1      2     ..

///////////////////////////////////////