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 кругового огня на коллекторе. Изменение возбуждения производится автоматически при срабатывании реле переходов 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.
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 трехсекционных 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 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.
При практически неизбежной разнице технических состояний тепловозов происходит отклонение их мощности и тяговых свойств от паспортных тяговых характеристик, принимаемых для расчета норм массы поездов и расчета их движения.
По данным ВНИИЖТа, расхождение мощностей дизель-генераторных установок тепловозов, измеренных до и после профилактических ремонтов, составляет 4–5 %, а партия эксплуатируемых тепловозов имела либо заниженную на 30–50 %, либо завышенную на 10–15 % мощность.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.