ФОРМИРОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА

ФОРМИРОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА

Характеристика генератора, определяемая работой системы автоматического регулирования возбуждения без связи с объединенным регулятором дизеля ОРД (отключена обмотка ИД или зашунтирован резистор СИД) называется селективной.

Формирует ее селективный узел, который выбирает сигналы обратной связи по току и напряжению тягового генератора, сравнивает их с сигналами задания и подает в управляющую обмотку МУ блока БУВ в виде сигнала рассогласования (см. рис. 6). Такая схема дает возможность автоматически пропускать в управляющую обмотку МУ сигнал рассогласования, определяемый током 777 Г при ограничении пускового тока, током 77777 при ограничении максимального напряжения, а также сумма токов ТПТ и ТПН при ограничении постоянной мощности генератора.

Уровень селективной характеристики задается блоком БЗВ, напряжение которого пропорционально частоте вращения вала дизеля, и снимается в виде сигнала задания с потенциометра ССУ2. Поэтому формирование ее и работа селективного узла аналогичны для всех позиций и рассматриваются для номинального режима на 15-й позиции контроллера.

При включении тягового режима в первоначальный момент ток возбуждения тягового генератора будет определяться только сопротивлением в цепи обмотки возбуждения возбудителя. Это связано с тем, что пока ток и напряжение генератора не успели возрасти, выходные токи трансформаторов ТПН и ТПТ также малы и сигнал рассогласования не поступает в управляющую ■обмотку МУ блока БУВ. Угол регулирования будет минимальным, и тиристоры будут открыты в начале полупериода питающего напряжения. При этом ток возбуждения будет наибольшим, а напряжение должно было бы резко возрасти. В этот момент якоря тяговых электродвигателей неподвижны, сопротивление их обмоток очень мало, поэтому происходит быстрое увеличение тока в цепи тяговых электродвигателей. Одновременно из-за сильного подмагничивания сердечников ТПТ быстро увеличивается их ток выхода. Через выпрямительные мосты ток ТПТ, пропорциональный наиболее нагруженной в данный момент паре тяговых электродвигателей, подается на потенциометры обратной связи селективного узла ССУ1. На потенциометре между точками Р1-Р8 образуется падение напряжения, часть которого с/р3_Р8, в качестве сигнала обратной связи по току подается в канал 1 для сравнения с сигналом задания с/рю-рэ потенциометра ССУ2. Так как ток выхода ТПТ значительно больше, чем ток выхода 777//, то потенциал точки Р1 значительно больше потенциала точки Р9 узла ССУ7 и сигнал по напряжению не может попасть в селективный узел. В какой-то момент увеличения тока в тяговых двигателях сигнал обратной связи по току с7р3_р8 станет больше сигнала задания 77рю-р9- Разделительный диод Д1 открывает канал 1, и в управляющую обмотку МУ блока БУВ поступает сигнал рассогласования. Каналы 1/ и III участия в работе в это время не принимают, так как сигналы обратной связи по мощности и напряжению меньше сигналов задания и разделительные диоды Д2 и ДЗ, включенные в эти каналы, заперты.

Сигнал рассогласования канала 1 вызовет увеличение угла регулирования тиристоров выпрямительного моста УВВ, в результате чего ток возбуждения и напряжение тягового генератора уменьшаются. Возрастание тока начинает идти менее интенсивно. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение не снизится до величины, необходимой для поддержания заданного максимального тока нагрузки, обеспечивающего необходимую силу тяги при трогании тепловоза. Максимально заданный ток при трогании ограничивается подбором сигнала обратной связи по току с7Рз_р8 таким образом, чтобы в точке Д внешней характеристики генератора (см. рис. 5) происходило ограничение тока нагрузки. Очевидно, что при заданном постоянном сигнале задания е/рю-рэ можно менять сигнал рассогласования и ограничиваемый ток, изменяя с7р3_Р8. При сдвиге регулировочного пояска от точки РЗ к точке Р1 на ССУ 1 снимаемое напряжение е/р3_Р8 увеличивается, сигнал рассогласования также увеличивается, а ограничиваемый ток нагрузки уменьшается. При сдвиге регулировочного пояска от точки РЗ к точке Р8, наоборот, ограничиваемый ток нагрузки увеличивается.

Когда якоря тяговых электродвигателей приходят во вращение и тепловоз трогается с места, на зажимах электродвигателей растет противо-э. д. с. Ток в силовой цепи, пропорциональный разности напряжения генератора и противо-э. д. о, начинает уменьшаться. Одновременно будет уменьшаться ток выхода от трансформатора ТПТ и сигнал рассогласования. В связи с этим угол регулирования а будет уменьшаться, увеличивая ток возбуждения и напряжение тягового генератора. Так как элементы автоматической схемы регулирования имеют большие коэффициенты усиления, то даже незначительное уменьшение нагрузки и сигнала рассогласования уменьшает угол регулирования а, увеличивая ток возбуждения. Этому же способствует подпитка возбудителя от трансформатора коррекции ТК- Поэтому при малой частоте вращения якорей тяговых электродвигателей, когда величина противо-э. д. с. небольшая, увеличение напряжения как бы поддерживает ток в тяговых электродвигателях. В результате автоматическая схема регулирования возбуждения, изменяя ток управляющей обмотки МУ блока БУВ и ток возбуждения, поддерживает примерно постоянный пусковой ток генератора по прямой ГД внешней характеристики.

В точке Г внешней характеристики мощность генератора достигает номинальной величины, п дальнейшее поддержание пускового тока становится невозможным, так как наступает ограничение по мощности дизеля. В этой точке характеристики увеличение напряжения и уменьшение тока генератора приводят к тому, что падение напряжения с/Р1_Р8 и с/Р9_Р8 и потенциалы точек Р1 и Р9 на ССУ1 выравниваются. Составляющие токов г'.гт и гти, поступающие в этом случае одновременно на потенциометр Р1- Р9, образуют суммарный сигнал по току и напряжению 1/РЗ-р8. превышающий сигнал задания £/pi_P4 на ССУ2 по мощности, п разделительный диод открывает канал 1/. Одновременно из-за уменьшившегося падения напряжения от тока 1тт на потенциометре УР1^Р8 уменьшается сигнал обратной связи по току с/РЗ_Р8. Сигнал задания по току 1/Р)о-Рд становится больше него, и разделительный диод закрывает канал 1. С этого момента ограничение тока заканчивается и в обмотку управления МУ поступает сигнал рассогласования по мощности.

Поддержание постоянной мощности генератора Рт= f/r/r= const на участке БГ характеризуется гиперболой, определяемой в каждой точке произведением тока на напряжение. Селективный узел позволяет поддерживать не произведение, а сумму тока и напряжения. При этом характеристика получается не гиперболическая, а прямолинейная.

В самом деле, по мере увеличения скорости тепловоза напряжение генератора растет, а ток уменьшается. Если у точки Г доля тока 1ти, поступающая на потенциометр PI-Р9, мала, а доля тока tTT велика, то в дальнейшем эти величины токов обратной связи перераспределяются. Составляющая гт„ увеличивается, а составляющая im уменьшается. Суммарный же сигнал обратной связи в одинаковой степени зависит от каждого из них. Поэтому, если уменьшение составляющей iTT компенсируется увеличением составляющей 1тн, ток рассогласования в обмотке МУ будет изменяться незначительно, Следовательно, при уменьшении тока генератора напряжение увеличивается почти по линейной зависимости. Для более точной компенсации одной величины другой и поддержания линейной зависимости необходимо поддерживать потенциалы точек 1 и 9 ССУ1 близкими друг к другу. С этой целью необходимо добиваться при реостатных испытаниях, чтобы потенциалы их при номинальной мощности селективной характеристики (приблизительно в средней части) были равны.

При незначительном разбросе параметров серийно выпускаемых трансформатором ТПТ и ТПН наклон линейной (селективной) характеристики зависит в основном от положения точки Р5 потенциометра. Очевидно, что при сдвиге регулировочного пояска потенциометра от точки Р5 в сторону точки ~Р9 сопротивление на участке Р5-Р9 уменьшается, а на участке Р5-Р1 увеличивается. Соответственно и доля тока, поступающего от трансформатора ТПН, в каждой точке характеристики будет больше. Это значит, что для создания прежнего сигнала рассогласования требуется меньший ток от трансформатора ТПН, который получится при меньшем напряжении генератора, т. е. наклон характеристики уменьшится. При сдвиге регулировочного пояска потенциометра от точки Р5 к точке Р1, наоборот, наклон характеристики увеличится.

Процесс ограничения мощности при увеличении скорости тепловоза происходит до точки Б характеристики генератора. В этой точке ток 1тн становится настолько большим, что сигнал обратной связи по напряжению с/р9_р8 на ССУ1 превышает сигнал задания [/р5_р9 на ССУ2 и разделительный диод отрывает канал 1//. В этот момент потенциал точки Р9 на ССУ1 становится больше потенциала в точке Р1 и составляющая тока не будет поступать на потенциометр Р1-Р9. Суммарный сигнал по току и напряжению уменьшается, и разделительный диод Д2 закрывается, отключая канал 1/ по ограничению мощности.

Участок АБ характеристики соответствует ограничению напряжения. В самом деле, при дальнейшем увеличении напряжения генератора увеличивается сигнал обратной связи по напряжению. Сигнал рассогласования, поступающий в управляющую обмотку МУ, будет увеличивать угол регулирования а тиристоров-й!.:."гя'.:итс.- У ВВ. в результате чего ток возбуждения и напря-■ " . ' . ■ • . ;.-:еньшаются. Дальнейшее возрастание напря-: . . .":ть менее интенсивно и повлечет еще 'большее-

• . - ; ... : ^гулирования а. Эти величины как бы контро-; и увеличение напряжения происходит на не-

.: . , н :.. , иначе говоря, происходит ограничение напряжения генератора.

Величину ограничиваемого напряжения изменяют перемещением регулировочного пояска Р5 на потенциометре РЗ-Р9 С СУ2. Это сделано потому, что потенциометром Р8-Р9 на ССУ1 устанавливается (при настройке электрической схемы регулирования возбуждения) величина напряжения генератора и сигнал обратной связи по напряжению в номинальном режиме. В дальнейшем эти величины являются основной (базой) для сравнения с другими величинами при регулировании.

При передвижении регулировочного пояска Р5 на потенциометре задания ССУ2 к точке РЗ, напряжение £/р5_р9 увеличивается. Следовательно, для включения канала 1// необходим больший сигнал обратной связи по напряжению, а это возможно только при большем напряжении генератора. При смещении регулировочного пояска Р5 к точке Р9 общей минусовой шины ССУ2 напряжение задания уменьшается, уменьшая ограничиваемое напряжение генератора.

Как видно из вышеизложенного, схема селективного узла тепловоза 2ТЭ116 позволяет осуществлять независимую регулировку отдельных участков внешней характеристики, что делает более удобным процесс настройки схемы тепловоза при реостатных испытаниях.

Предыдущая Оглавление Следующая