ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОВОЗА

Предложение относится к железнодорожному транспорту, а точнее к тепловозам с электропередачей переменно-постоянного тока [1].
Известны и широко применяются тепловозы с электропередачей, содержащей дизель-генератор с выходной обмоткой трехфазного переменного тока, соединенной в звезду и подключенной к выпрямителю, выходные клеммы которого соединены с тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения [2].
Их недостаток связан с неэффективной защитой от боксования, поскольку при проскальзывании любой из колесных пар понижают напряжение на всех двигателях воздействием на систему возбуждения генератора.
Этот недостаток устранен в тепловозе 2ТЭ116К, где для каждого тягового двигателя предусмотрен отдельный управляемый выпрямитель. Но при этом сильно усложняется преобразовательное оборудование; такие электропередачи с выпрямителями на тиристорах не получили распространения. Однако, к настоящему времени отработаны эффективные микропроцессорные системы обнаружения боксования с указанием боксующей оси [3].
В качестве прототипа может быть принята электрическая передача тепловоза, содержащая приводимый от дизеля генератор переменного трехфазного тока, обмотки которого соединены с включенными параллельно тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения, причем на каждом электродвигателе установлены датчики, соединенные с блоком обнаружения боксования [4].
Недостаток прототипа связан с низкой эффективностью защиты от боксования, поскольку при обнаружении проскальзывания одной колесной пары уменьшают выходное напряжение генератора и соответственно напряжение на всех тяговых двигателях и силу тяги тепловоза.
Техническое решение по данной полезной модели заключается в повышении эффективности защиты от боксования.
Это достигается за счет того, что последовательно в цепь каждого тягового двигателя включен контактор, управляющий вход которого подключен к выходу блока обнаружения боксования, а общая точка электродвигателя и контактора в каждой параллельной цепи посредством дополнительного диода соединена с нулевой точкой обмоток генератора.
Сущность предложенной полезной модели иллюстрируется на примере ее конкретного исполнения на фиг. 1.
Электропередача содержит синхронный генератор 1 с фазными обмотками A, B, C, имеющими общую нулевую точку 0. Генератор 1 находится на одном валу с дизелем 2. Обмотки генератора подключены к выпрямителю 3, а выходные клеммы последнего соединены с тяговыми двигателями 4, которые включены в идентичные параллельные цепи. В каждой из них предусмотрен контактор 5, а общая точка каждого контактора и двигателя 4 посредством диода 6 подключена к нулевой точке обмотки генератора 1. Эта точка соединена на соответствующее заземляющее устройство 7.
На каждом тяговом двигателе 4 или на приводимой им оси установлен датчик 8 и выходы всех датчиков 8 подключены к блоку 9 обнаружения боксования. Количество входов и соответственно выходов этого блока равно числу тяговых двигателей; каждый выход датчика 9 подключен к выходу управления соответствующего контактора 5.
Электропередача работает следующим образом. Дизель 2 приводится во вращение генератором 1, который вырабатывает переменное 3-фазное напряжение. Оно преобразуется выпрямителем 3 и питает двигатели 4; нормально контактор 5 выключен, так что под действием выпрямленного напряжения каждый двигатель 4 работает с током I, развивая вращающий момент.
з
На фиг. 1 указаны потенциалы φ в цепях двигателей для наиболее интенсивного режима U=750 B. При этом диоды 6 находятся под обратным напряжением. Если один из двигателей 4 начинает боксовать, то на соответствующем выходе блока 9 появляется сигнал, отключающий контактор 5 в цепи боксующего двигателя. При этом ток двигателя будет протекать через диод 6 к нулевой точке генератора 1; напряжение на боксующем двигателе снижается в два раза, что вызывает снижение тока и вращающего момента. В результате боксование быстро прекращается и блок 9 включает контактор, восстанавливая напряжение на двигателе. При этом режим работы других двигателей не меняется, что обеспечивает защиту от боксования с минимальной потерей силы тяги тепловоза.
На базе данной полезной модели возможны усовершенствования, например, в провод, соединяющий диоды 6 и 0 генератора 1, можно включить резистор, что уменьшает ступень снижения напряжения.
Эффективность полезной модели определяется тем, что ликвидация избыточного проскальзывания колесной пары осуществляется только на двигатель, связанный с боксующей колесной парой.
Источники информации
1. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель - поездам. Под ред. А.И. Тищенко. М.: Транспорт, 1976
2. Филонов С.П. Тепловозы 2ТЭ10М, ЗТЭ10М. М.: Транспорт, 1986
3. Грищенко А.В. Микропроцессорные системы автоматического регулирования электропередачи тепловозов. М.: Маршрут, 2004
4. Тепловоз ТЭП-80. КТЗ. Раздел "Электропередача". 1995