Система возбуждения тягового генератора на тепловозе 2ТЭ116
Электрическая передача предусматривает отбор
мощности от дизеля, поэтому основным условием экономичной работы
тепловоза при электропередаче является постоянство нагрузки дизеля в
возможно большем диапазоне изменения тяговой нагрузки. Эта постоянная
мощность на выходе выпрямителя определяется формулой Pd — IdUd — const.
Зависимость напряжения на выходе выпрямителя от тока нагрузки U = (Id)
называется внешней характеристикой (рис. 164). В данном случае для Р =
const рабочий ее участок БВГ имеет вид гиперболы, а характе-ристику
называют гиперболической. В рабонем диапазоне нагрузок тяговых
двигателей мощность, определяемая в каждой точке гиперболической кривой
как произведение тока на напряжение, будет постоянной.
Ток нагрузки изменяется при движении поезда в соответствии с изменением
сопротивления движению и определяется суммарным током в тяговых
электродвигателях. Следовательно, для сохранения постоянства мощности
дизеля необходимо изменять напряжение на выходе выпрямителя, а, в
конечном счете, напряжение тягового генератора, подаваемое на
выпрямитель, обратно пропорционально току нагрузки.
Как известно, напряжение генератора Ur связано с электродвижущей силой
(э. д. с.) следующей зависимостью: UT = Ет — lTRt. В свою очередь Ет =
СФП, где С — постоянный для данной машины коэффициент, зависящий от
конструкции машины; Ф — магнитный поток возбуждения; п — частота
вращения ротора.
Отсюда следует, что с учетом малого сопротивления обмоток статора RT и
незначительных потерь ITRr в них напряжение Ur близко к значению э. д.
с. £г и прямо пропорционально магнитному потоку возбуждения Ф и частоте
вращения ротора п. Магнитный поток возбуждения генератора Ф создается
при прохождении тока по обмотке возбуждения и определяется
намагничивающей силой FB — IBwB.. При постоянном числе витков обмотки
возбуждения wB магнитный поток можно регулировать изменением тока
возбуждения /в. Следовательно, регулирование напряжения генератора
сводится к изменению частоты вращения п ротора и тока возбуждения /в.
Частота вращения ротора генератора изменяется в точном соответствии с
частотой вращения вала дизеля, которая задается переводом контроллера с
нулевой до 15-й позиции. Ток возбуждения изменяется системой возбуждения
генератора, в которой различают силовую цепь, питающую обмотку
возбуждения генератора, и систему автоматического регулирования
возбуждения, управляющую работой силовой цепи возбуждения.