Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОСЛАБЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств железнодорожного транспорта, а именно к способу ослабления возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока большой мощности на локомотивах.

Известен способ включения и выключения ослабления возбуждения тяговых электродвигателей на электровозах постоянного тока ВЛ11 и ВЛ11^м. Для перевода тяговых электродвигателей с полного на ослабленное возбуждение тормозную рукоятку контроллера машиниста устанавливают на позиции ослабления поля тяговых электродвигателей ОП1, ОП2, ОП3 или ОП4. После включения соответствующих контакторов параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей подключаются резисторы и двухкатушечные индуктивные шунты. В результате на первой позиции ослабления поля ОП1 в силовой цепи 75% тока обмоток якорей тяговых электродвигателей начинает протекать по их обмоткам возбуждения, а 25% - через резисторы и катушки индуктивных шунтов. Предусмотрено еще три позиции ослабления поля - ОП2 (55%), ОПЗ (43%) и ОП4 (36%) (Э.С.Вохмянин, В.Ю.Чумаков. Электрические схемы электровозов ВЛ11 и ВЛ11^м. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - с.138-140).

Недостатком известного способа является то, что включение и выключение контакторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей происходит одновременно и возможны рывки электровоза и нежелательные переходные процессы в электрической схеме. Это может привести к повреждению электрических машин и аппаратов. Также, из-за рывков и толчков, возможны повреждения и в экипажной части электровоза.

Известен способ включения и выключения ослабления возбуждения тяговых электродвигателей на тепловозах ТЭП60 с тяговым генератором постоянного тока, принятый за прототип. От тягового генератора получают питание шесть параллельно включенных тяговых электродвигателей. Плавное изменение в заданных пределах передаточного отношения передачи, т.е. получение требуемого диапазона изменения вращающего момента и частоты вращения тяговых электродвигателей, осуществляется путем автоматического регулирования магнитных потоков (токов возбуждения) тягового генератора и тяговых электродвигателей. Ток возбуждения тягового генератора изменяется при помощи специальной системы автоматического регулирования. Магнитный поток тяговых электродвигателей, выполненных с последовательным возбуждением, изменяется в зависимости от тока якоря.

Кроме того, предусмотрены две ступени ослабления возбуждения тяговых электродвигателей (60±3% и 37±2%), которые включаются поочередно при помощи резисторов СШ1…СШ6 и групповых электропневматических контакторов КШ1…КШ6, подключающих резисторы параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей. Включение и отключение контакторов ослабления возбуждения КШ1…КШ6 происходит автоматически под действием реле перехода РП1 и РП2. Настройку реле перехода выполняют таким образом, чтобы срабатывание их происходило на участке внешней характеристики генератора, близком к ограничению напряжения (Б.Н.Морошкин «Электрическое оборудование тепловоза ТЭП60», Москва, «Транспорт», 1987, с.22-24, с.51-53).

Недостатком известного способа является то, что включение и выключение контакторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей происходит одновременно и возможны рывки тепловоза и нежелательные переходные процессы в электрической цепи тяговый генератор - тяговый электродвигатель. Это может привести к повреждению электрических машин и аппаратов. Также, из-за рывков и толчков, возможны повреждения и в экипажной части тепловоза.

Технический результат изобретения заключается в замедлении по времени процесса перехода всех тяговых электродвигателей на ослабленное поле и обратно, что приводит к снижению ударных нагрузок на тяговый генератор, тяговые электродвигатели, тепловой двигатель (газотурбинный двигатель, дизель) и на экипажную часть локомотива.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе ослабления возбуждения тяговых электродвигателей локомотива, заключающемся в том, что поочередно включают или отключают ступени ослабления поля тяговых электродвигателей в количестве не менее двух, в каждой ступени ослабления поля тяговых электродвигателей производят включение или отключение ослабления поля другого и последующего тягового электродвигателя с замедлением по времени на величину времени не менее срабатывания предыдущего контактора шунтировки поля для снижения ударных нагрузок на тяговый генератор, тяговые электродвигатели, тепловой двигатель и экипажную часть локомотива.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. На фиг.2 представлена электрическая схема включения катушек контакторов шунтировки ослабления поля.

Способ ослабления возбуждения тяговых электродвигателей реализуется при помощи электрической тяговой системы локомотива, которая содержит не менее двух тяговых электродвигателей 1 и 2 соответственно с обмотками возбуждения 3 и 4, которые последовательно подключены к тяговым электродвигателям 1 и 2 через контакты реверсивного переключателя в одном направлении:

- для первого тягового электродвигателя 1 через его контакты 5 и 6;

- для второго тягового электродвигателя 2 через его контакты 7 и 8.

В другом направлении:

- для первого тягового электродвигателя 1 через его контакты 9 и 10;

- для второго тягового электродвигателя 2 через его контакты 11 и 12.

Параллельно обмоткам возбуждения 3 и 4 через контакторы 13 и 14 шунтировки поля первой ступени соответственно тяговых электродвигателей 1 и 2 подключены резисторы 15 и 16 шунтировки поля первой ступени, а через контакторы 17 и 18 шунтировки поля второй ступени соответственно тяговых электродвигателей 1 и 2 подключены резисторы 19 и 20 шунтировки поля второй ступени. Количество ступеней шунтировки поля тяговых электродвигателей может быть различным.

Способ ослабления возбуждения тяговых электродвигателей электропередачи локомотива реализуется следующим образом.

При следовании локомотива в одном направлении замыкают контакты 5, 6, 7, 8 реверсивного переключателя. Обмотка возбуждения 3 и 4 тяговых электродвигателей 1 и 2 получают питание, тяговые электродвигатели 1 и 2 вращаются. При движении локомотива включают или отключают поочередно первую, вторую и другие (если они предусмотрены) ступени ослабления возбуждения (поля) тяговых электродвигателей 1 и 2, причем в каждой ступени ослабления поля тяговых электродвигателей 1 и 2 производят включение или отключение ослабления поля другого и последующего тягового электродвигателя с замедлением по времени на величину времени не менее срабатывания предыдущего контактора шунтировки поля. Так, при включении первой ступени ослабления поля включают для тягового электродвигателя 1 контактором 9 шунтировки поля резистор 15 шунтировки поля, а для тягового электродвигателя 2 - контактором 14 шунтировки поля, катушка 23 которого включена через блок-контакты 22 контактора 13 шунтировки поля тягового электродвигателя 1, включают резистор 16 шунтировки поля, что обеспечивает включение ослабления поля второго тягового электродвигателя 2 с замедлением по времени на величину времени срабатывания контактора 13 шунтировки поля с катушкой 21 для первого тягового электродвигателя 1. Аналогично происходит включение второй ступени ослабления поля и отключение второй и первой ступеней ослабления поля, а также включение и отключение ступеней ослабления поля в обратном направлении движения локомотива. За счет временной задержки включения и выключения ослабления поля система регулирования успевает отработать условие постоянства мощности до и после перехода. Предлагаемый способ ослабления возбуждения тяговых электродвигателей локомотива позволяет снизить ударные нагрузки на тяговый генератор, тяговые электродвигатели, тепловой двигатель и экипажную часть. Особенно это важно при больших мощностях локомотива.

Указанный способ проверен на опытном газотурбовозе ГТ1-001 мощностью 8300 кВт.