5. Управление ослаблением возбуждения тэд

В схеме тепловоза 2ТЭ116У предусмотрены две ступени ослабления возбуждения ТЭД. Для этого предусмотрены два групповых контактора КМ8, КМ9 (КШ1 и КШ2) и резисторы шунтировки R25-R30. УОИ обеспечивает управление контакторами КМ8, КМ9 в зависимости от напряжения тягового генератора. Значения напряжения генератора, при котором происходит ослабление (U_{ТГ ОСЛ}) и усиление (U_{ТГ УСИЛ}) возбуждения ТЭД, сведены в таблицу 5.

В УОИ введены программные задержки, которые обеспечивают управление контакторами с интервалом не менее 10с. На время включения контакторов защита по боксованию отключается для исключения ложных срабатываний при неодновременной работе группового контактора.

На 1, 2 и 3 позиции КМ контакторы КМ8 и КМ9 всегда выключены.

Таблица 5

Позиция КМ	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Uтг осл, В	375	417	442	450	475	483	500	533	558	583	600	625
Uтг усил, В	270	300	318	324	342	348	360	384	402	420	432	450

6. Основные параметры электропередачи в режиме «тяга» уои задает внешние характеристики тягового генератора в соответствии с таблицей:

Таблица 6.

Позиция КМ	Частота вращения вала дизеля, об/мин	Напряжение холостого хода на ТГ, В	Отсечка по напряжению на выходе ТГ, В	Отсечка по току на выходе ТГ, А
1	350±6	110±5	110 ±5	2880 ±50
2	470 ±6	150±5	170 ±5	3240 ±50
3	590±6	205±5	350 ±5	3600 ±50
4	680±6	240±5	450 ±5	3960 ±50
5	735±6	270±5	500 ±5	4700 ±50
6	770±6	300±5	530 ±5	5200 ±50
7	790±6	320±5	540 ±5	5500 ±50
8	810±6	350±5	570 ±5	5750 ±50
9	820±6	370±5	580 ±5	5850 ±50
10	845±6	400±5	600 ±5	6120 ±50
11	875±6	425±5	640 ±5	6480 ±50
12	905±6	440±5	670 ±5	6900 ±50
13	940±6	460±5	700 ±5	6900 ±50
14	970±6	470±5	720 ±5	6900 ±50
15	1000±6	500±5	750 ±5	6900 ±50

где:

• № КМ - номер позиции контроллера машиниста;

• ТГ- тяговый генератор.

Процесс нагружения тягового генератора УОИ производит следующим образом. Система получает измеренные значения выхода реек ТНВД, напряжения и токов на выходе выпрямителя U2, частоты вращения вала дизеля.

Расчет заданной мощности ведется, исходя из соотношения:

Р_{полн.зад}= Р_сел + dP_рейки, где

Р_сел – нижнее фиксированное значение мощности, задается программно, как функция второго порядка от частоты вращения вала дизеля (n). Т.е. каждому значению n соответствует определенное значение заданной мощности.

dP_рейки=К(l_зад-l_изм), где

К – константа, l_зад – заданный в программе таблично для каждой позиции выход реек ТНВД для обеспечения нужного уровня мощности, l_изм – фактический выход реек.

Система, посредством регулирования тока возбуждения тягового генератора, регулирует напряжение на выходе выпрямительной установки, устанавливая его на заданный уровень. Заданное напряжение рассчитывается, исходя из соотношения:

U_зад = Р_{полн.зад}/I_ву, где I_ву – измеренный ток на выходе выпрямительной установки.

По рассогласованию заданного и измеренного напряжения изменяется и величина тока возбуждения.

При начале движения мощность на первой, второй позициях фиксирована, темп приращения мощности составляет 20 кВт/с для обеспечения плавного трогания поезда.

Далее, в зависимости от заданного номера позиции контроллера машиниста УОИ задаёт в ЭРД нужную частоту вращения. ЭРД начинает отрабатывать задание, выдвигая рейку ТНВД на подачу. Вместе с ростом частоты вращения УОИ увеличивает ток возбуждения тягового генератора, нагружая дизель по селективной характеристике, т. е. уровень задаваемой мощности определяется Р_сел, а dP_рейки= 0. После одновременного выхода дизеля на номинальную частоту вращения, соответствующую установленной позиции, и уровня мощности Р_сел, соответствующего этой частоте, УОИ включает программный регулятор рейки ТНВД.

Выход реек ТНВД исправного дизеля и регулятора, соответствующий Р_сел, однозначно меньше выхода реек, соответствующего Р_{полн.зад}. Величина dP_рейки – определяет необходимый уровень добавления мощности, снимаемой с дизеля. Вместе с увеличением мощности (за счет увеличения тока возбуждения генератора) растет измеренное значение выхода реек, и в тот момент, когда заданное и измеренное значение реек совпадут, заданный уровень мощности будет достигнут.

Если темп изменения (приращения) Р_сел определяется только n, то темп изменения dР_рейки определяется величиной рассогласования (l_зад-l_изм), чем меньше рассогласование, тем меньше темп приращения мощности для избежания перерегулирования. Темпы приращения мощности варьируются в пределах 5- 20кВт/с. Необходимо отметить, что для каждой позиции введено программное ограничение приращения мощности dР_рейки. Наименьшее значение dР_рейки не может быть меньше 0, максимальное значение приведено в таблице 7. Таким образом, уровень полной мощности для каждой позиции не может иметь значение ниже селективного уровня для этой позиции.

Если при нагружении дизеля из ЭРД приходит сигнал ограничения подачи топлива по давлению наддува, система начинает снижать уровень dР_рейки с темпом 10 кВт/с. При снятии ограничения, dР_рейки начинает расти с темпом, определяемым рассогласованием (l_зад-l_изм).

Значение параметров выхода реек и мощности для каждой позиции приведены в Таблице 7. Необходимо отметить, что при понижении позиции контроллера, уровень мощности снижается не как функция частоты вращения, а как функция позиции КМ.

Таким образом, УОИ отвечает за уровень селективной характеристики тепловоза и за поддержания заданного значения выхода реек ТНВД. Уровень полной мощности при заданном выходе реек должна обеспечить настройка электронного регулятора.

Таблица 7

Позиция КМ	Частота вращения вала дизеля,об/мин	Мощность на выходе ВУ,Рсел,кВт	Заданный выход рейки, код.ед	Ориентировочный уроень полной мощности Рполн, кВт	Ограничение приращения мощности dР кВт
1	3506	120	620	120	0
2	470 6	220	685	220	0
3	5906	325	765	325	0
4	6806	415	1008	570	300
5	7356	581	1140	780	300
6	7706	700	1275	970	400
7	7906	780	1320	1080	350
8	8106	855	1389	1190	400
9	8206	900	1400	1230	450
10	8456	1010	1467	1360	450
11	8756	1160	1560	1550	500
12	9056	1330	1670	1740	500
13	9406	1540	1770	1920	500
14	9706	1700	1860	2080	500
15	10006	1900	2000	2230	500

Р _сел – нижнее фиксированное значение мощности тягового генератора, задается, как функция частоты вращения вала дизеля, датчик положения реек топливных насосов исключен из контура регулирования;

Р _полн - мощность тягового генератора при включении датчика положения в контур регулирования мощности.

В режиме «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ» система МСУ-ТП обеспечивает:

• при управлении контроллером машиниста, имеющим 8 тормозных позиций, после сборки схемы предварительное торможение в течение 6 с с усилием ~ 4 т.с. для одной секции тепловоза, затем в зависимости от позиции контроллера ограничение скорости движения поезда (1 поз. ~ 75км/ч., 2 поз. ~ 70км/ч, 3 поз. ~ 60км/ч, 4 поз. ~ 50км/ч, 5 поз. ~ 40км/ч, 6 поз. ~ 30км/ч, 7 поз. ~ 20км/ч., 8 поз. ~ 0км/ч – с максимальной эффективностью) с выполнением ограничений по току возбуждения и токам якорей тяговых электродвигателей;

• замещение электрического тормоза пневматическим при отказах и срабатывании защит, снижении эффективности на скорости движения менее 10 км/час.

• перевод дизеля на повышенную частоту вращения для обеспечения требуемого охлаждения тяговых электродвигателей, при включении - 470 об/мин.