Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 30

У тепловозов 2ТЭ10Л система регулирования возбуждения тягово­го генератора и возбудителя обеспечивает ограничение тока и напряже­ния тягового генератора и не допускает его перегрузки, переключает на тягу свободную мощность дизеля и таким образом обеспечивает пол­ное использование мощности дизеля при переменных нагрузках. У теп­ловозов серии 2ТЭ10Л (постройки 1968—1970 гг.), 2ТЭ10В и 2ТЭ10М благодаря замкнутой системе регулирования тягового генератора по току нагрузки на его мощность не оказывают влияния температура об­моток и гистерезис магнитной цепи, а напряжение не изменяется при боксовании, чем снижается склонность к боксованию.

Электрическая передача тепловозов 2ТЭ10Л обеспечивает гипер­болическую характеристику тягового генератора и тяговую характе­ристику тепловоза только на высоких позициях контроллера и на ус­тановившихся режимах работы. В эксплуатации внешняя характерис­тика тягового генератора этих тепловозов отклоняется от гиперболи­ческой формы, из-за большой инерционности индуктивного датчика ве­лика продолжительность переходного процесса (до 30 с), что не поз­воляет своевременно корректировать ток возбуждения тягового гене­ратора соответственно переменной внешней нагрузке. В результате происходит отклонение мощности от установленной величины до ± 10%.

Для полного использования мощности дизеля на средних и высо­ких скоростях движения используется, как известно, управление не только генератором, но и тяговыми электродвигателями путем регули­рования их возбуждения. С увеличением ослабления возбуждения тя­говых двигателей возрастает ток тягового генератора, что позволяет использовать его полную мощность при высоких скоростях движения. Однако степень ослабления возбуждения ТЭД принимают не более 25% из-за ограничений по коммутации и возможности образования круго-

74

вого огня на коллекторе. Изменение возбуждения производится авто­матически при срабатывании реле переключения РП1 и РП2. Ступен­чатое изменение возбуждения не позволяет избежать толчков силы тяги и возникновения боксования.

Если при боксовании изменится возбуждение тяговых электродви­гателей, то боксование еще более возрастет. Для предотвращения это­го на тепловозах 2ТЭ10Л происходит разрыв цепи ослабления возбуж­дения при включении реле боксования. Исследования показывают, что плавное ослабление возбуждения ТЭД позволяет избежать толчков силы тяги и возникновения по этой причине боксования, повысить ско­рость движения на равнинном профиле пути и увеличить массу поезда

на 20- 25%.

Причинами возникновения боксования могут быть не только недо­статки противобоксовочных систем электрической передачи, но и не­равномерное распределение нагрузок движущих осей на рельсы под влиянием вращающего момента тяговых двигателей, которое достига­ет 2—3 т на ось. При движении по подъему первая колесная пара не только разгружена, но и движется по мокрым или загрязненным рель­сам, испытывает повышенное сопротивление от подачи песка. В резуль­тате второй локомотив при двойной тяге в голове развивает на 10 — 15 % большую силу тяги относительно первого.

4.4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОВОЗОВ НА ИХ МОЩНОСТЬ И СИЛУ ТЯГИ

Тепловозы одной и той же серии, работающие в одинаковых усло­виях, имеют существенные расхождения тяговых характеристик, мощ­ности и топливной экономичности вследствие различия их техниче­ского состояния. Они возникают в результате нормативных допусков на ремонт тепловозов, допускаемого износа в период пробега между периодическими видами ремонта, изменения состояния, например, от образования нагара в цилиндрах дизеля, а также в результате рассог­ласования звеньев системы управления дизель-генераторов и др.

Существенные потери мощности и силы тяги могут возникать при расхождении мощностей агрегатов, параллельно работающих на об­щую нагрузку (различная секционная мощность двух- и трехсекцион-ных тепловозов, тяговых генераторов и тяговых двигателей). Расхож­дение цилиндровой мощности дизеля, параметров топливной аппара­туры, нестабильность тепловых параметров и разброс скоростных ха­рактеристик тяговых двигателей также влияют на степень реализации мощности тепловозов.

Неравномерность распределения токов, а значит, и нагрузок между тяговыми электродвигателями, параллельно работающими на общую нагрузку, происходит также в результате разброса их скоростных ха­рактеристик (допускается ±5 % при полном возбуждении) и разницы

.    75

в диаметрах колесных пар. При этом возникает боксование, перегрев перегруженных двигателей, происходит снижение силы тяги теплово­за и к.п.д. тяговой передачи.

При расхождении параметров обмоток возбуждения тяговых элект­родвигателей происходит отклонение от средних значений токов яко­рей и соответственно вращающих моментов движущих колес. Напри­мер, исследования тепловозов ТЭ10 показали, что такие отклонения могут достигать 15 % при полном и до 20—25 % при ослабленном возбуждении. На распределение токов между ТЭД оказывает влияние также разброс сопротивлений обмоток якорей, расхождение кривых намагничивания.

Таким образом, в эксплуатации при малых скоростях движения возможны перегрузки тяговых машин по току и боксования тепловоза, при высоких скоростях — по напряжению. Для защиты от перегрузок применяют специальные системы возбуждения генераторов и различ­ные устройства, которые, как было показано, не всегда обеспечивают надежную защиту.

Для полного использования мощности и силы тяги тепловозов при высоком уровне эксплуатационной надежности и экономичности в ши­роком диапазоне изменения нагрузок, скоростей движения, атмосфер­ных условий и параметров звеньев энергосиловых систем тепловозов предпринимают конструктивные решения проблемы регулирования и управления работой дизель-генераторов. Необходима такая система регулирования режимов их работы, которая автоматически реагиро­вала бы на изменение любой мощности — дизеля, тягового генератора и вспомогательных нагрузок. Существующие системы регулирования серийных тепловозов удовлетворяют в той или иной мере этим требо­ваниям, но при условии поддержания высокого уровня технического состояния.