Процесс управления тяговым генератором по току нагрузки

Процесс управления тяговым генератором по току нагрузки

Изучив работу и характеристики амплистата, трансформаторов постоянного тока и напряжения, а также селективного узла, рассмотрим процесс управления генератором по току нагрузки, т. е. процесс получения его селективной характеристики. Как уже отмечалось, автоматическое управление генератором по току нагрузки на каждой позиции контроллера должно обеспечивать ограничение пускового тока в процессе разгона, ограничение мощности и ограничение максимального напряжения. На характеристике амплистата (см. рис. 28) указаны характерные точки А, Б, Г, Д, соответствующие таким же точкам на селективной характеристике генератора (см. рис. 37), а в табл. 3 приведены параметры для этих точек '. В момент трогания поезда ток генератора достигает для данной позиции контроллера максимального значения, так как при невращающихся якорях ТЭД противо-э.д.с. отсутствует. Напряжение генератора при этом равно падению напряжения на обмотках ТЭД и в силовых проводах. На характеристике генератора этому падению напряжения соответствует наклонная линия ОА.

В процессе разгона в связи с увеличением противо-э.д.с. ток, потребляемый ТЭД, уменьшается:

1 =-п-=-п-. (14)

"д. "дв где иы - подводимое к двигателям напряжение, В; £д, - противо-э.д.с. двигателя, В; Сдв - постоянная двигателя, В/(ВбХ Хоб/мин); Ф - магнитный поток полюса двигателя, Вб;

п - частота вращения двигателя, об/мин;

Лдв - сопротивление обмоток двигателя, Ом.

1 Приведенные параметры генератора и амплистата ориентировочные и не могут использоваться при настройке схемы.

Из приведенного выражения также видно, что для поддержания тока во время разгона неизменным необходимо увеличивать напряжение пропорционально скорости движения. Это н осуществляется в процессе автоматического управления генератором.

При снижении тока, потребляемого ТЭД, уменьшается ток в рабочих обмотках ТПТ и, следовательно, ток в управляющей обмотке амплистата, поскольку в этом режиме управляющая обмотка питается током через селективный узел только от цепи рабочих обмоток ТПТ (см. п. 3.8). Это увеличивает ток выхода амплистата, т. е. ток возбуждения возбудителя и, в конечном счете, напряжение генератора и обеспечивает ограничение тока генератора в процессе разгона. Точнее, ток генератора будет несколько уменьшаться, но лишь настолько, чтобы обеспечить повышение тока выхода амплистата (тока возбуждения возбудителя и генератора).

Процесс ограничения пускового тока заканчивается в точке Б. Вследствие большой крутизны характеристики амплистата при сравнительно небольшом уменьшении тока генератора (тока в управляющей обмотке амплистата) напряжение генератора резко возрастает. Из табл. 3 видно, что поддержание неизменным пускового тока (точнее, уменьшение его с 6600 до 6000 А, т. е. на 10 %) достигнуто за счет увеличения напряжения с 20 до 335 В (в 16,8 раза).

В процессе разгона в связи с резким увеличением напряжения мощность генератора возрастает, дости-

Таблица 3. Параметры амплистата и тягового генератора в характерных точках характеристики на 15-й позиции контроллера

(/^х=700 А)

Точки

А

/оу> А

/р, А

/г, А

и,, В

А

-30

1,46

0,2

Б

-10

1,42

4,0

Г

1,22

11,0

Д

1,28

10,0

гая в точке Б значения, определяемого уставкой объединенного регулятора для каждой позиции контроллера. Дальнейшее увеличение скорости движения тепловоза должно происходить при постоянной мощности генератора. В этот момент к питанию управляющей обмотки амплистата «подключается» и цепь рабочих обмоток ТПН. Теперь уже ток генератора не будет поддерживаться неизменным, а начнет уменьшаться с увеличением скорости движения тепловоза. В соответствии с рассмотренным выше (см. п. 3.8) третьим - управляющим - свойством селективного узла напряжение генератора будет изменяться обратно пропорционально току его нагрузки (примерно прямолинейный участок БГ селективной характеристики генератора на рис. 37). Пределы изменения параметров генератора и ампли-стата при работе в области ограничения мощности видны из табл. 3.

Для поддержания постоянной мощности генератора необходимо, чтобы произведение его тока и напряжения было постоянным, т. е. чтобы график зависимости напряжения от тока выражался гиперболической кривой. Полученная в результате автоматического управления генератором по току нагрузки примерно прямолинейная характеристика БГ, естественно, отличается от гиперболической. Однако это отличие сравнительно небольшое. Гиперболическую характеристику, как будет показано ниже, получают за счет дополнительного автоматического управления дизель-генераторной установкой по мощности при помощи объединенного регулятора.

Когда в результате снижения тока генератора падение напряжения на резисторе СБТТ станет меньше падения напряжения на управляющей обмотке амплистата, цепь рабочих обмоток ТПТ «отключится» от питания управляющей обмотки амплистата. Теперь эта обмотка будет питаться лишь током от цепи рабочих обмоток ТПН.

Вследствие уменьшения реакции якоря и падения напряжения в якорной цепи при снижении тока нагрузки генератора напряжение его будет иметь тенденцию возрастать. Повышение напряжения генератора будет увеличивать ток в управляющей обмотке амплистата и уменьшать ток выхода амплистата. В результате этого и происходит ограничение напряжения генератора (линия ГД на рис. 28). При уменьшении тока генератора от 2870 А до нуля ток выхода амплистата снизится с 11 до 10 А и благодаря этому снижению напряжение генератора поддерживается в пределах 700-720 В (см. табл. 3).

Некоторое изменение напряжения в области его ограничения, так же как и некоторое изменение пускового тока в области ограничения тока, обусловливается статической ошибкой системы автоматического управления тяговым генератором. Она неизбежна, так как в процессе управления током или напряжением генератора должен изменяться ток выхода амплистата. Чем круче характеристика амплистата (т. е. чем больше его коэффициент усиления), тем меньше статическая ошибка в областях ограничения тока и напряжения и тем ближе характеристика генератора в области ограничения мощности приближается к прямолинейной.

Таким образом, автоматическое управление тяговым генератором по току нагрузки с ограничениями пускового тока, мощности и максимального напряжения обеспечивается селективным узлом совместно с ампли-статом, трансформаторами постоянного тока и напряжения.

Предыдущая Оглавление Следующая