ВОЗБУЖДЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРНОЯ БАТАРЕИ

 

Вспомогательный генератор получает первоначальное возбуждение от аккумуля­торной батареи с момента включения контактора КУ. От провода 202 ток идет на возбуж­дение вспомогательного генератора двумя параллельными ветвями: по одной через рези­стор R26 регулятора напряжения РН, а по другой через резистор R25, провод 156, рези­стор R29, провода 157 и 158, правые неподвижные и подвижные контакты РН и пере­мычку – в общий провод 162. От провода 162 ток поступает в шунтовую обмотку возбуж­дения ВГ, пройдя которую, уходит на минус аккумуляторной батареи по проводу 101 и т.д.

В процессе запуска дизеля напряжение вспомогательного ге­нератора превысит напряжение аккумуляторной батареи. Поэтому сразу же по окончании запуска начинается ее зарядка по следую­щей цепи: плюс ВГ, провод 150, предохранитель П150 на 100А, провод 166, диод Д4, провод 200, резистор зарядки батареи R21, провод 20, нож 1 рубильника ОБА, кабель 21, плюс батареи БА, 75 последовательно соединенных аккумуляторов, минус батареи, кабель 23, нож 2 рубильника ОБА, провод 24, шунт амперметра А2, провода 117 и 101, минус ВГ. Ве­личина тока зарядки контролиру­ется по амперметру А2.

После запуска все цепи управления и освещения питаются от вспомогательного генератора, который в дальнейшем работает как генератор с самовозбужде­нием. Диод Д4 не допускает раз­рядки батареи на вспомогатель­ный генератор в том случае, если напряжение последнего по каким-либо причинам станет ниже на­пряжения аккумуляторной батареи. Параллельно диоду Д4 подключен резистор R66, со­противлением 22 ком, предотвращающий пробой диода.

В схеме предусмотрена возможность зарядки батареи от постороннего источника тока, для чего на клеммнике К3, находящемся в высоковольтной камере, установлена ро­зетка Р3. Клеммы розетки через провода 21 и 23 (имеющие одинаковый номер с кабелями 21 и 23) и предохранители П21 и П23 соединены с плюсом и минусом батареи.

ДЕЙСТВИЕ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Из электротехники известно, что ЭДС (Е) генератора определяется по формуле

Е=СеФn, где

Се — постоянная величина, зависящая от конструктивного выполнения машины;

Ф — магнитный поток генератора;

n — скорость вращения якоря.

Т.к. якорь вспомогательного генератора имеет привод от коленчатого вала дизеля, то скорость вращения его меняется в зависимости от позиции, на которой работает дизель. Следовательно, меняется величина и в приведенной выше формуле. Однако для нормаль­ной работы электрических аппаратов, питающихся от вспомогательного генератора, тре­буется постоянство подводимого к ним напряжения. Для этой цели применен регулятор вибрационного типа. Он представляет собой автоматический реостат, переменное сопро­тивление которого включено в цепь обмотки параллельного возбуждения вспомогатель­ного генератора. С изменением величины этого сопротивления меняется ток возбуждения и магнитный поток Ф генератора, причем с увеличением скорости вращения якоря вспо­могательного генератор а его магнитный поток уменьшается, а с уменьшением числа обо­ротов — увеличивается. Произведение же этих величин — n и Ф, т.е. ЭДС (Е) генератора, остается примерно постоянным. Таким образом, при любых оборотах коленчатого вала дизеля напряжение на зажимах вспомогательного генератора поддерживается в пределах 115В.

Конструктивно регулятор напряжения тепловоза ЧМЭ-3 выполнен так же, как ре­гулятор напряжения типа СРН, применявшийся на отечественных тепловозах. Различие состоит лишь в том, что для более надежной работы регулятора он имеет две пары непод­вижных контактов и одну пару подвижных.

Подвижная и неподвижная катушки регулятора напряжения, соединенные после­довательно, подключены к плюсу и минусу вспомогательного генератора. Следовательно, протекающий по ним ток и магнитные потоки катушек прямо пропорциональны напряже­нию вспомогательного генератора.

При обесточенных катушках регулятора напряжения пружина поворачивает якорь регулятора так, что подвижные контакты прижимаются к правым неподвижным. При та­ком положении контактов вспомогательный генератор получает первоначальное возбуж­дение. В этом случае ток возбуждения наибольший, так как в цепь возбуждения введено наименьшее сопротивление.

С возрастанием напряжения вспомогательного генератора ток от плюса ВГ потечет по проводу 150 через резистор R24, провод 153, неподвижную катушку РНП, перемычку, подвижную катушку РНС, провод 154, резистор R23 и по проводу 101 уйдет на минус ВГ. Протекающий по катушкам ток создает магнитные потоки, направление которых подоб­рано так, что подвижная катушка притягивается к неподвижной. С ростом напряжения вспомогательного генератора увеличивается и притяжение катушек. Когда напряжение вспомогательного генератора станет равным 115В, сила притяжения катушек возрастет настолько, что якорь регулятора, преодолевая усилие пружины, повернется влево. Под­вижные контакты отойдут от правых неподвижных и займут среднее положение. Теперь ток в обмотку возбуждения ВГ поступает только через резистор R26, т.е. сопротивление в цепи возбуждения ВГ увеличивается. Соответственно уменьшаются ток возбуждения, магнитный поток и напряжение вспомогательного генератора. Ток в катушках РН также уменьшится, сила притяжения катушек ослабнет, и пружина вернет якорь регулятора в первоначальное положение, т.е. подвижные контакты снова будут прижаты к правым не­подвижным. В дальнейшем этот процесс многократно повторяется. Следовательно, при работе дизеля на малых и средних оборотах подвижные контакты вибрируют возле пра­вых неподвижных контактов.

При дальнейшем увеличении числа оборотов коленчатого вала дизеля и напряже­ния ВГ сила притяжения катушек возрастет настолько, что якорь регулятора займет край­нее левое положение, при котором подвижные контакты прижаты к левым неподвижным контактам. Тогда ток, пройдя по резистору R26, частично пойдет в обмотку возбуждения ВГ, а большей частью от провода 161 через подвижные и левые неподвижные контакты, провода 159 и.160, второй столбик корректирующего резистора R29, провод 161, резистор R28 и провод 101 уйдет на минус вспомогательного генератора. Ток возбуждения вспомо­гательного генератора уменьшается, снижается напряжение на его зажимах. При даль­нейшей работе дизеля на больших оборотах подвижные контакты вибрируют возле левых неподвижных контактов.

Резистор R27, подключенный к точкам а и б играет в регуляторе напряжения роль обратной связи. Когда протекающий по катушкам регулятора ток возрастает, потенциал точки а будет больше потенциала точки б, т.е. часть тока, пройдя по неподвижной ка­тушке РНП, потечет от точки а через резистор R27 к точке б и далее по шунтовой обмотке уйдет на минус ВГ. Уменьшение тока в подвижной катушке РНС немного ослабит ее маг­нитный поток, т.е. резкого притяжения подвижной катушки к неподвижной не произой­дет.

Наоборот, если протекающий по катушкам ток уменьшится, то потенциал точки б превысит потенциал точки а. Через резистор R27 ток потечет в обратном направлении и будет уходить на минус ВГ через подвижную катушку, магнитный поток которой (а зна­чит, и сила притяжения, катушек) мгновенно увеличится. Тем самым несколько задержи­вается перемещение якоря с подвижными контактами под действием пружины.

Таким образом, применение резистора R27 в качестве обратной связи позволяет уменьшать амплитуду колебаний подвижных контактов регулятора, одновременно увели­чивая частоту этих колебаний. Величина напряжения вспомогательного генератора изме­няется в небольших пределах и практически может считаться постоянной. Конденсаторы С3 и С4 служат для уменьшения искрения между контактами во время работы регулятора.

ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДИЗЕЛЯ

 

Скорость вращения коленчатого вала дизеля изменяется в пределах от 350 до 750 об/мин за счет изменения затяжки всережимной пружины регулятора числа оборотов. Ре­гулятор через систему рычагов перемещает рейки топливных насосов, увеличивая или уменьшая подачу топлива в цилиндры дизеля.

Затяжка всережимной пружины осуществляется электродвигателем (сервомо­тором) СМД регулятора числа оборотов. Степень затяжки всережимной пружины уста­навливается при помощи двух реле сервомотора — РСМД1 и РСМД2 и концевого выключа­теля ОВ. для включения реле РСМД1 и РСМД2 использу­ются реле управления РУ1, РУ2 и РУ3. Выключение реле РСМД1 и РСМД2 производит концевой выключатель регулятора числа оборотов.

Концевой выключатель смонтирован в отдельном корпусе и состоит из восьми контактных пальцев, двух контактных колец и валика с кулачком и диском. Палец 15 вме­сте с рычагом 12 прикреплен к текстолитовому кубику 5, на котором укреплен стержень с роликом 4. Рычаг 12 может поворачиваться на оси 9, установленной в скобе 10. Каждый палец своим основанием 14, приклепанным к скобе, входит в кольцевой паз 11, сделанный на изоляционной панели 7, и укрепляется в нем болтом 13. Переднее 3 заднее 8 контакт­ные кольца собраны из четырех медных сегментов, укрепленных на ввернутых в панель колонках 6.

                                                                                                                Таблица 4

Пози­ция	Пальцы, замкну­тые с пе­редним кольцом	Разомкну­тые пальцы	Пальцы, замкну­тые с задним кольцом	Пози­ция	Пальцы, замкну­тые с пе­редним кольцом	Разомк­нутые пальцы	Пальцы, замкну­тые с задним кольцом
0 и 1	2-8	1	–	5	6-8	5	1-4
2	3-8	2	1	6	7-8	6	1-5
3	4-8	3	1-2	7	8	7	1-6
4	5-8	4	1-3	8	–	8	1-7

К корпусу сзади прикреплена втулка 17, в которую вставлен валик 16. На переднем конце валика насажен на шпонке и укреплен гайкой текстолитовый кулачок 1, к которому приклепан стальной диск 2. С противоположной стороны к валику приварен поводок 18, которым он связан с кулачковым валом регулятора числа оборотов.                      

В кольцевом пазу между диском и кулачком находятся ролики контактных паль­цев, диск имеет вырез, через который находящиеся в пазу ролики могут выбегать на на­ружную поверхность диска.                                                                              

 Если ролик находится в кольцевом пазу, то его палец замкнут с передним (на схеме верхним) кольцом, к кото­рому присоединен провод 87. Если ролик находится в вырезе диска, то его палец занимает среднее поло­жение между кольцами. Если ролик выбегает на наружную поверхность диска, то его палец замыкается с задним (на схеме нижним) коль­цом, к которому присоединен про­вод 81.

 На нулевой и 1-й позициях контроллера первый ролик нахо­дится в вырезе диска, а его палец занимает среднее положение ме­жду кольцами. Остальные семь ро­ликов находятся внутри диска, т.е. их контактные пальцы соединены с передним кольцом. На рис. они по­казаны замкнутыми. При переходе с одной позиции на другую ролики поочередно будут выбегать из внутреннего паза на наружную по­верхность диска, а их пальцы будут размыкаться с передним кольцом и замыкаться с задним (табл.4).

На 8-й позиции контроллера первые семь роликов перейдут на внешнюю поверх­ность диска, т.е. их контактные пальцы замкнутся с задним кольцом (на рис. они показаны разомкнутыми). Восьмой ролик будет находиться в вырезе диска, а его контактный палец займет среднее положение между кольцами.

Увеличение скорости вращения коленчатого вала дизеля происходит, начиная со 2-й позиции контроллера. На этой позиции замыкается палец КМ3 главного барабана кон­троллера, соединяющий провода 202 и 222, т.е. получит питание катушка реле РУ1. От ка­тушки реле РУ1 ток уходит на минус вспомогательного генератора по проводу 119, через контакты ПСМЕ1, провод 100 и т.д.

При включении реле РУ1 собирается цепь: провод 202, размыкающий контакт РУ31, провод 69, размыкающий контакт РУ21, провод 71, замыкающий контакт РУ11, провод 76, второй контактный палец концевого выключателя, замкнутый с передним кольцом, провод 87, замыкающий контакт РУ52 (реле РУ5 включено), провод 82, катушка реле РСМД1, провод 105, общий минус. Реле РСМД включается, обеспечивая питание якорной обмотки сервомотора СМД по цепи: провод 202, резистор R17, провод 84, замы­кающий, контакт РСМД11, провод 89, обмотка якоря сервомотора СМД, провод 46, раз­мыкающий контакт РСМД22, провод 105, общий минус. Обмотка возбуждения сервомо­тора постоянно подключена к плюсовому проводу 202 через резистор R32 и провод 92. Поэтому якорь сервомотора СМД начинает вращаться в сторону увеличения подачи топ­лива и через двухступенчатый редуктор, кулачковый вал регулятора числа оборотов и систему рычагов усиливает затяжку всережимной пружины. Обороты коленчатого вала растут. Когда кулачковый вал регулятора числа оборотов повернется на 40° (обороты ко­ленчатого вала при этом достигнут значения, соответствующего 2-й позиции контрол­лера), ролик второго контактного пальца выйдет в вырез диска, т.е. цепь на катушку реле РСМД1 разрывается.

После выключения этого реле якорь сервомотора останавливается, прекращая за­тяжку всережимной пружины.

На 3-й позиции контроллера размыкается палец КМ3 и замыкается палец КМ4 главного барабана контроллера, т.е. выключается реле РУ1 и включается реле РУ2. От провода 202 через размыкающий контакт РУ31, провод 69, замыкающий контакт РУ21, провод 72, размыкающий контакт РУ12, провод 77 и третий контактный палец концевого выключателя вновь собирается цепь на катушку реле РСМД1. Далее процесс увеличения скорости вращения коленчатого вала протекает, как описано выше, до тех пор, пока ролик третьего пальца не выйдет в вырез, т.е. пока этот палец не разомкнется с передним коль­цом.

При переводе главной рукоятки контроллера на последующие позиции реле РУ1, РУ2 и РУ3 включаются в различных сочетаниях, что приводит к соответствующему изме­нению скорости вращения коленчатого вала дизеля (табл.5).

                                                                                                                  Таблица 5

Позиция	Включены реле			Скорость вращения коленчатого вала	Позиция	Включены реле			Скорость вращения коленчатого вала
0 и 1	-	-	-	350	5	-	-	РУ3	510
2	РУ1	-	-	380	6	РУ1	-	РУ3	560
3	-	РУ2	-	420	7	-	РУ2	РУ3	660
4	РУ1	РУ2	-	460	8	РУ1	РУ2	РУ3	750+10

 

Для уменьшения скорости вращения коленчатого вала главную рукоятку контрол­лера машиниста переводят на любую низшую позицию. Например, при переводе рукоятки контроллера с 8-й на 7-ю позицию выключается реле РУ1, создавая своим размыкающим контактом цепь на катушку реле РСМД2: провод 202, замыкающий контакт РУ31, провод 70, замыкающий контакт РУ22, провод 74, размыкающий контакт РУ14, провод 85, седь­мой контактный палец концевого выключателя, замкнутый с задним кольцом, провод 81, катушка реле РСМД2, провод 105, общий минус.

При включении реле РСМД2 от провода 202 ток пойдет в якорную обмотку элек­тродвигателя СМД через замыкающий контакт РСМД21 и размыкающий контакт РСМД12, т.е. направление тока в ней изменится на противоположное. Следовательно, якорь сервомотора начнет вращаться в обратную сторону. Затяжка всережимной пружины регулятора числа оборотов уменьшается, что приводит к уменьшению подачи топлива в цилиндры дизеля. Когда скорость вращения вала дизеля понизится до значения, соответ­ствующего 7-й позиции, ролик седьмого контактного пальца выйдет в вырез диска, т.е. палец разомкнется с задним кольцом, выключив реле РСМД2. Якорь электродвигателя СМД останавливается. При переводе главной рукоятки контроллера на последующие низшие позиции включение реле РУ1, РУ2 и РУ3 происходит в обратном порядке.

Быстрая остановка сервомотора на отдельных позициях достигается применением так называемого режима электродинамического торможения. С выключением реле РСМД1 и РСМД12 разрывается цепь на обмотку якоря СМД. Так как якорь по инерции еще продолжает вращаться в магнитном поле, в его обмотке наводится ЭДС (сервомотор работает в генераторном режиме). В этот момент якорная обмотка сервомотора замкнута накоротко через контакты РСМД12 и РСМД22. Поэтому по ней начинает протекать ток, создающий тормозной момент, который приводит к быстрой остановке якоря.

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 930; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!