содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

Регулятор мощности дизель-генератора типа Д49



Тяги управления подачей топлива устанавливаются регулятором мощности в положение, соответствующее включенной позиции контроллера, путем воздействия на возбуждение генератора. Регулятор мощности необходим, так как работа тепловозной силовой схемы имеет ряд особенностей. Основную долю мощности, отдаваемой дизель-генератором на нагрузку, устанавливает блок задания возбуждения БЗВ (см. рис. 83), определяя основную долю тока возбуждения генератора, соответствующую данной частоте вращения. Однако одному и тому же току возбуждения при данной частоте будет соответствовать лишь приблизительно постоянное напряжение генератора. Ток же генератора и его мощность при повышении скорости тепловоза (например, из-за движения под уклон) уменьшаются. Наоборот, при снижении скорости тепловоза (например, выход на подъем) ток генератора и его мощность возрастут. Для поддержания нагрузки дизеля примерно постоянной в первом случае необходимо увеличить ток возбуждения генератора. При этом его напряжение, отдаваемый ток, а следовательно, и мощность возрастут до требуемого значения. Во втором случае необходимо этот ток уменьшить.

Измерительным элементом регулятора мощности (см. рис. 85) является система дифференциальных рычагов, соединяющих в единую кинематическую цепь вал 6 управления подачей топлива, поршень управления затяжкой всережимной пружиной и золотник 12, являющийся суммирующим элементом. Этот золотник управляет через поршень 9 сердечником индуктивного датчика, включенного в систему управления нагрузкой. При установившемся режиме золотник 12 стоит в среднем по высоте положении, в котором он перекрывает канал управления поршнем 9. Любое повышение нагрузки (поворот вала против часовой стрелки) или уменьшение затяжки всережимной пружины 1 (перемещение поршня механизма управления вверх) приводит к смещению золотника 12 от среднего положения вниз. При этом дифференциальный поршень 9 пойдет вверх, вдвигая сердечник в катушку индуктивного датчика. Сопротивление датчика возрастет, ток возбуждения генератора уменьшится и нагрузка на дизель снизится ввиду уменьшения напряжения и тока тягового генератора. Вал 6 под действием регулятора частоты, выдерживающего заданную частоту, повернется в сторону уменьшения нагрузки и через дифференциальные рычаги вернет золотник вверх. В момент перекрытия золотником окна во втулке 11 поршень 9 остановится. Если нагрузка при этом окажется в точности соответствующей требуемому выдвижению тяг управления подачей топлива, механизм остановится-в этом положении. Если выявится несоответствие, золотник 12 окажется в положении, отличном от среднего, и вновь приведет в действие поршень 9, пока не наступит равновесный режим. При снижении нагрузки или увеличении затяжки пружины 1 процесс будет идти аналогично. Поскольку процесс

регулирования заканчивается только после возвращения золотника в одно и то же среднее положение перекрыши, то в результате действия регулятора каждому положению поршня затяжки пружины 1 будет соответствовать только одно равновесное положение вала 6, иными словами, каждой заданной частоте вращения дизеля будет соответствовать один определенный выход тяг управления подачей топлива. Таким образом, регулятор мощности по принципу действия является астатическим (без остаточной неравномерности) регулятором выдвижения тяг управления подачей топлива в зависимости от заданной частоты вращения.

Однако описанная схема регулятора мощности без дополнительных стабилизирующих звеньев была бы неработоспособна. Ввиду инерционности дизеля поршень серводвигателя 9 постоянно будет переходить за равновесное положение раньше, чем нагрузка достигнет требуемого значения. В результате процесс будет возобновляться то в сторону уменьшения, то в сторону увеличения нагрузки. Для устранения такой «раскачки» мощности в конструкцию регулятора мощности введена гибкая обратная связь по скорости перемещения поршня 9. Ее механизм состоит из подвижной втулки 11, удерживаемой в среднем положении двумя пружинами 13, дроссельной иглы 7, камеры В в серводвигателе и камеры Г, сообщающихся каналом 8. При увеличении внешней нагрузки поршень 9 со штоком 10, двигаясь, отсосет в камеру В масло из камеры Г и втулка 11, сместившись под действием разрежения, догонит золотник 12, перекроет окно его пояском и остановит поршень 9. Далее одновременно протекают два процесса: уменьшение подачи топлива регулятором частоты и определяемый им поворот вала 6 по часовой стрелке с перемещением золотника 12 вверх и перемещение втулки 11 вверх под действием нижней пружины 13 со скоростью, определяемой величиной открытия иглы 7, которая дросселирует масло, подсасываемое в камеру Г из масляной ванны регулятора. Настройка этой иглы подбирается так, чтобы в результате совместных перемещений всех узлов и с учетом инерции агрегата процесс регулирования нагрузки происходил с минимальными перерегулированиями и быстро затухал. Как видно из описанной схемы, процесс регулирования завершится лишь тогда, когда давление в камерах В и Г будет равно атмосферному, втулка 11 и золотник 12 остановятся в среднем положении. Таким образом, гибкая обратная связь не изменяет астатического закона регулирования выдвижения тяг управления подачей топлива.

Как уже было сказано, на каждой из позиций контроллера основную долю нагрузки задает электрическая схема тепловоза, а регулятор мощности объединенного регулятора догружает дизель-генератор, обеспечивая стабилизацию отдаваемой мощности в широком диапазоне изменения параметров нагрузки. Если на тепловозной характеристике в координатах «частота вращения

дизеля — мощность дизеля» каждая такая мощность отображается точкой на кривой, то на внешней характеристике генератора в координатах «ток — напряжение»

(рис. 86) она представляется в виде кривой сложной формы (кривая АБВГ). Участок кривой А Б выпадает из тепловозной характеристики, так как здесь дизель работает с переменной мощностью ниже требуемой ввиду ограничения тягового генератора по напряжению. На этой ветви регулятор мощности выводит сердечник индуктивного датчика на упор максимальной нагрузки и выключается из работы. Начиная с точки Б, выход тяг управления подачей топлива (поворот вала 6 на рис. 85) становится равным требуемой величине для данной частоты вращения дизеля и регулятор мощности вступает в работу, поддерживая с ростом тока приблизительно постоянную мощность дизеля. На стороне нагрузки эта мощность выражается формулой Р = UI, что дает на участке Б В в координатах I—U отрезок гиперболы. Когда ток достигает предельного значения, в работу вступает схема ограничения по току. При работе на участке ВГ мощность дизеля от точки Б к точке Г вновь падает, этот участок выпадает из общей тепловозной характеристики, а регулятор мощности также выводит индуктивный датчик на упор максимальной нагрузки и выключается из работы. Ломаная линия ДЕЖИ —это график нагрузки, задаваемой системой управления тепловоза без учета сигнала индуктивного датчика. Для каждой частоты вращения дизеля эта линия занимает свое положение, но сохраняет форму. Она для разных тепловозов различна. Например, на некоторых тепловозах участок ДИ представлен отрезком прямой. На тепловозах 2ТЭ116 и ТЭП70 она имеет показанную на рисунке трехзвенную форму.

Регулятор, схема которого показана на рис. 85, имеет механизм отключения регулятора мощности. Этот механизм состоит из золотника 22 и управляющего им электромагнита МР5. Через золотник 22 масло из напорной магистрали регулятора поступает к золотнику 12 регулятора мощности. При включении магнита МР5 золотник 22 перемещается вниз и соединяет напорную линию регулятора мощности со сливом. В этом случае поршень 9 быстро переходит в крайнее верхнее положение, устанавливая максимальное сопротивление индуктивного датчика. При этом мощность дизель-генератора резко падает до определенного значения, так как она переходит с участка БВ (рис. 86) на участок ДЕЖИ. Механизм отключения используется в общей тепловозной

системе защиты от боксования. Для быстрого прекращения бок-сования колесных пар необходимо резко сбросить подаваемую на тяговые электродвигатели мощность. Реле боксования тепловоза, во-первых, включает МР5, сбрасывая этим мощность дизель-генератора с кривой БВ на линию ДЕЖИ и, во-вторых, путем дополнительного переключения в схеме тепловоза понижает скачком и линию ДЕЖИ на определенную величину. При прекращении боксования реле отключается, мощность дизель-генератора вначале скачком возвращается до уровня ДЕЖИ, а затем плавно (в работу вступает регулятор мощности с его стабилизирующей обратной связью) повышается до соответствующей точки гиперболы ВВ.

Рис 86. Внешняя характеристика тягового генератора тепловоза с электропередачей:
АБ — участок ограничения по напряжению; БВ — участок постоянной мощности («гипербола мощности»),
ВГ — участок ограничения по току; ДЕЖИ — линия мощности, задаваемой схемой управления тепловоза при отключенном регуляторе мощности

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..