Тепловоз Советский патент 1934 года по МПК B60L11/02 B60L15/20 H02P7/68 

При установленной подаче топлива и опр еделенном числе оборотов, дизель тепловоза развивает определенную по стоянную мощность. Поддержание этого режима работы дизеля требует от электрической передачи тепловоза работы с постоянной мощностью при разных профилях пути. Это требование сводится к необходимости получения на генераторе тепловоза постоянного про изведения из силы тока на напряжение: jE Jg const. При уменшении силы

тока J, напряжение Е, для удовлетворения этому требованию, должно возрастать. Однако, в результате насыщения генератора и его возбудителя, возрастание j ограничено определенным пределом а, которому соответствует определенная сила тока При спадании силы тока (в результате увеличения скорости тепловоза) ниже этого значения / j напряжение генератора Е остается на определенном уровне Е и тяговые двигатели тепловоза продолжают работать уже при постоянном подведенном к ним напряжении.

Если применяемые на тепловозе тяговые двигатели имеют сериесное возбуждение, то потребляемая ими при работе с постоянным напряжением сила тока

(21в)

падает с увеличением скор сти; при этом с уменьшением силы тока падает и мощность тягового двигателя.

Следовательно, при увеличении скорости выше величины, соответствующей значению ff ц,, мощность тепловоза падает и тепл«1еоз (напр, типа Э-ЭЛ-2) при малых .скоростях имевший мощность более мощности однотипного паровоза (например, Э), при больших скоростях уступает последнему в мощности.

Устранить этот недостаток можно ослаблением возбуждения тягового двигате-я. На советских теплозах регулировка генератора на постоянную мощность ( . cost), равно как и ослабление возбуждения тяговых двигателей производятся вручную.

Предлагаемым изобретением предполагается осуществить регулирование воздуждения тягового двигателя . в зависимости от профиля пути совершенно автоматически тем, что в цепи шунтовой обмотки компаундного тягового двигателя располагают вспомогательный возбудитель, кинематически связанный с осью тепловоза и служащий для автоматического уменьшения силы тока в шунтоьой обмотке при увеличении скорости тепловоза и, тем самым, для поддержания силы тока нагрузки, примерно постоянной. Этим самым была бы досгиг,ч/та -юставленная цель, именно- поддэржание постоянной мощ юсти генератора. и д:-1зеля при работе на больших скоростях, т. е. при п едельном значении напряжения генгратора,

Схема электрической передачи тепловоза, составляющего предмет настоящего авторского свидетельсва, изображена на фигурах 1-4, согласно четырем рлзл-)чным формам выполнения.

Генератор 1 обычной конструкции, .приводимый первичным двигател2м (например, дизелем) тепловоза, имеет обмотку возбуждения 3, питаемую т- ком от возбудителя 2, на одном валу с генератором или установленного отдельно от него и при води-юго во зра1цение от того же дизеля или от оси локомотива. Возбудитель :. и.меет обмотку 8 независимого в-з буждения, питаемую от аккумуляторной батареи 10, о- мотку 9 возбуждения, питаемую самим возбудит1лем 2, обмотки 6 и 7 возбуждения, включенные последов-тельно с обмот кой J, и обмотку 5 возбужде 1ия, демотвующую против обмотки 6 и питаемую от цепи генератора 1. В цепи обмотки 8 расположен минимальный автомат 11, в силовой цепи выключатель 17 тягового двигателя (или двигателей), а в цепи возбуждения генератора выключатель 23 (фиг. 4).

Тяговый двигатель 12 имеет обмотки 19-последовательного и 14 параллельного возбуждения. В цепи обмотки 14 параллельного возбуждения расположен вспомогательный возбудитель 13, кинематически связанный с осью тепловоза, или, что то же самое, с осью двигателя 12; на чертеже упомянутая кинематическая связь показана условно пунктиром. Возбудитель 13 имеет обмотку возбуждения 15, питаемую от силовой цепи.

По первому варианту (фиг. 1) обмотка 15 включена параллельно с сопротивлением 20; обмотка же 5 возбуждения возбудителя 2 включена параллельно с сопротивлением 18; последовательно с обмоткой 15 включен регулировочный реостат 16.

По второму варианту (фиг. 2) обмотка 15 включена параллельно с якорем возбудителя 13; в этом варианте обмотка 5 включена параллельно с якорем двигателя 12.

По третьему варианту (фиг. 3) обмотка 15 включена параллельно с якорем двигателя 12; обмотка 5 включена так же, как и по варианту 2; тяговый двигатель не имеет сериесной обмотки. ,По четвертому варианту (фиг. 4) обI моткз 15 включена последовательно с i обмоткой 5 и цепь этих обмоток приключена параллельно к якорю двигателя, I Обмотки дополнительных полюсов I электрических машин обозначены чеI рез 4--у генератора, 22-у тягового I двигателя и 21-у вспомогательного возбудителя.

Работа электрической установки протекает следующим образом. В начале пуска согласно действующие обмотки 14 и 19 возбуждения тягового двигателя 12 создают наибольший возможный магнитный поток; поэтому двигатель 12 имеет максимальную силу тяги; с разгоном те-. пловоза начинает вращаться возбудитель 13 и ослабляет ток в обмотке 14; этим самым сила тяги по мере разгона будет уменьшаться; при желании можно сде, лать так что на больших скоростях ток в обмотке 14 изменит свое направление. Такое действие возбудителя 13, по соображениям авторов, должно существенно Изменить форму характеристики I силы тяги и устранить существующие в тепловозах ограничения по возбуждению. Таким образом, при большей нагрузке (трогание с места, ход на подъем) двигатель 12, работая на малых скоростях, будет развивать максимальный вращаюший момент; при больших скоростях i момент двигателя соответственно уменьшается; при ходе тепловоза по уклону электрическая энергия, генерируемая двигателем 12, при желании может быть передана в генератор без какихлибо особых переключений; при этом дизель может быть использован в качестве компрессора по известной системе; этим самым дается возможность осуществить на тепловозе торможение, как бы аналогичное торможению „контрпаром. Предлагаемая схема электрической передачи, по мнению авторов, обладает следующими преимуществами:

1) достигнута полная автоматичность изменения силы тяги при изменении мощности дизеля (осуществляемой изменением подачи горючего (при всех режимах работы тепловоза; 2) кривая силы тяги имеет более благоприятный вид, чем у тепловозов иных систем, электровозов и паровозов; 3) увеличен коэфициент полезного действия тепловоза за счет уменьшения потерь на возбуждение и за счет улучшения, коэфициента полезного действия .дизеля, так как здесь у дизеля число оборотов можно изменять-соответственно нагрузке, вследствие чего он работает в благоприятных условиях; 4) регулирование при езде осуществляется исключительно изменением подачи топлива в .дизель без наблюдения за измерительными приборами; 5) имеет место максимальная сила тяги при трогании тепловоза с места; при перегрузке тепловоз может остановиться, не причиняя вреда генератору и двигателю и не затрачивая большой мощности; 6) электричеекая цепь не нуждается в автоматах и предохранителях; 7) ездовое положение определяется переводом дизеля с холостого хода на рабочий; 8) отсутствие условий буксования двигателя .и его сгорание; 9) отсутствие на коллекторе искрения, так как сила тока генератора ограничена определенным значением; 10) незначительность первоначальных затрат вследствие отсутствия в схеме автоматов и предохранителей, замены ездового контроллера простым регулиро вочным реостатом, простого реверсирования, укорочения проводки (так как отсутствует необходимость заводить провода в автоматы и пр.).

Предмет изобретения.

1.Тепловоз с электрической передачей, у которого каждый из тяговых электродвигателей снабжен согласно действующими обмотками последовательного и параллельного возбуждения, отличающийся тем, что включенный в цепь параллельного возбуждения каждого тягового электродвигателя 12 вспбмогательный возбудитель 13 кинематически связ .н с осью тягового электродвигателя или с осью тепловоза и служит для уменьшения силы. тока в обмотке параллельного возбуждения при увеличении скорости тепловоза.

2.Форма выполнения тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка возбуждения возбудителя 13 включена параллельно с электрическим сопротивлением 20, находящимся в силовой цепи тягового электродвигателя 12 (фиг. 1).

3.Форма выполнения тепловоза по п 1, отличающаяся тем, что обмотка возбуждения возбудителя 13 включена параллельно с якорем возбудителя 13 (фиг. 2).

4.Форма выполнения тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка возбуждения возбудителя 13 включена параллельно с якорем тягового электродвигателя 12 (фиг. 3).

5.Форма выполнения тепловоза по п. 4, отличающаяся тем, что в цепь обмотки возбуждения возбудителя 13 включена размагничивающая обмотка 5 возбудителя 2 генератора I, питающего тяговый электродвигатель 12 (фиг. 4). к авторскому свидетельству А. Л. Jr« ;-i7711 Гера и И. И. Муржина

иЛ Ji

С&ИГ.4

UoiwJ

J. JW. .

fcm