Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 16

Включение пусковых резисторов, различные схемы соединения дви­гателей и характеристики источников питания также влияют на про­цессы боксования и восстановления сцепления. Включение в силовую цепь пусковых резисторов уменьшает общую жесткость тяговой харак­теристики, и поэтому локомотивы с реостатным пуском обладают ухуд­шенными тяговыми характеристиками на реостатных позициях по сравнению с ходовыми. Как известно, тяговые двигатели последова­тельного возбуждения обладают хорошими противобоксовочными свойствами: с увеличением частоты вращения боксующей колесной пары при постоянном напряжении на зажимах ТЭД автоматически по­вышается противоз.д.с., снижаются ток нагрузки и сила тяги, что ведет к прекращению боксования. Однако при боксовании одной ко­лесной пары происходит увеличение напряжения на зажимах ТЭД и снижение его на остальных, соединенных последовательно. Жесткость тяговой характеристики боксующей оси дополнительно уменьшается вследствие перераспределения напряжения между тяговыми электро­двигателями пропорционально угловым скоростям их якорей. Ско­рость боксующей колесной пары и падение тока возрастают с увеличе­нием числа ТЭД, соединенных последовательно. Таким образом, боксо-вание одной колесной пары при последовательном соединении ТЭД вызывает изменение силы тяги всех колесных пар.

При параллельном соединении двигателей последовательного воз­буждения боксование колесной пары не оказывает существенного воз­действия как на изменение напряжения двигателя боксующей колес­ной пары, так и остальных — небоксующих и, таким образом, не вы­зывает изменения характеристик двигателя, и возникшее боксование быстрее гасится, а сцепление восстанавливается. Например, при испы­тании английского электровоза, движущегося со скоростью 32 км/ч, для прекращения боксования потребовалось снизить силу тяги на 13 % при параллельном, на 31 % при последовательно-параллельное и на 57 % при последовательном соединении двигателей. Электровозы од­нофазного тока и магистральные тепловозы с постоянным параллель­ным соединением ТЭД имеют более высокие коэффициенты сцепления по сравнению с электровозами постоянного тока.

У тепловозов с электрической передачей на боксование влияет ха­рактеристика источника питания двигателей (внешняя характеристи­ка тягового генератора). Так как внешняя характеристика близка к гиперболе, то при боксовании колесной пары ток генератора и сила тя­ги изменяются незначительно. Однако тяговые электродвигатели вза­имно зависимы через общий источник питания, и поэтому боксование колесной пары вызывает изменение тока ТЭД в параллельных цепях. С ростом скорости боксующей колесной пары происходит увеличение силы тяги в других цепях тяговых электродвигателей, что приводит к боксованию других колесных пар. Таким образом, гиперболическая форма внешней характеристики тягового генератора влияет на возник­новение боксования всех колесных пар при параллельном соединении

39

ТЭД. Внешняя характеристика выпрямительной установки электрово­зов переменного тока падающая. Кроме того, напряжение на зажимах тяговых электродвигателей зависит от нагрузки. При боксовании ко­лесной пары снижается потребляемый ток преобразователя, возраста­ет напряжение параллельно включенных тяговых двигателей, снижает­ся жесткость тяговой характеристики ТЭД боксующей колесной пары, возрастает сила тяги других колесных пар, что в конечном счете приво­дит к разносному боксованию. Так, при боксовании одной колесной па­ры в часовом режиме электровоза ВЛ80Т жесткость характеристики снижается с 0,96 до 0,4, т. е. почти в 2,5 раза. Тяговые двигатели после­довательного возбуждения с мягкими характеристиками и индивиду­альный привод являются причиной интенсивного боксования отдель­ных колесных пар.

В СССР и за рубежом совершенствуют электрические силовые цепи и характеристики ТЭД для повышения использования силы сцепле­ния и предупреждения боксования. Повышение жесткости тяговых ха­рактеристик даже при разбросе нагрузок колесных пар увеличивает силу тяги по сцеплению не менее чем на К) %. Повышение жесткости достигается применением независимого и смешанного возбуждения двигателей, а также шунтирования якорей ТЭД резисторами. Послед­ний способ вызывает повышенную неравномерность распределения токов между параллельно включенными двигателями.

При электрическом спаривании колесных пар у параллельно вклю­ченных ТЭД одна часть обмоток возбуждения включена в цепь якоря своего двигателя, а другая — в цепь другого. Уменьшение тока яко­ря у двигателя боксующей колесной пары вызывает уменьшение маг­нитодвижущей силы (м.д.с.) половины обмоток своего ТЭД и половины обмоток параллельно включенного двигателя. При уменьшении м.д.с. у двигателя небоксующей колесной пары увеличивается ток, в том чис­ле и в спаренной обмотке двигателя боксующей колесной пары, умень­шается реакция его якоря, возрастают возбуждение ТЭД и жесткость тяговой характеристики. Недостаток этого метода в значительном рас­хождении тяговых нагрузок двигателей даже при малом разбросе их характеристик. Этот недостаток устраняют уравнительными соедине­ниями между якорями параллельных групп двигателей.

Большое внимание уделяется противобоксовочным устройствам, снижающим силу тяги при боксовании. Датчики обнаружения боксо­вания подают сигнал на включение и выключение исполнительным ме­ханизмам, которые производят переключения в электрической схеме. вызывающие уменьшение силы тяги ниже силы сцепления. При пре­кращении боксования производятся переключения на рабочую схему

Момент начала боксования обнаруживают по отклонению угловой скорости боксующей колесной пары или углового ускорения. Чувствительность датчиков обнаружения первого типа определяется избыточной скоростью скольжения колесной пары, при которой про­исходит включение исполнительного механизма. Избыточность ско-40