В качестве тяговых электродвигателей на электровозах постоянного тока в основном применяют двигатели с последовательным возбуждением. Они менее чувствительны к колебаниям напряжения в контактной сети и обеспечивают более равномерное распределение нагрузки при их параллельном включении, чем электродвигатели других систем возбуждения.
Тяговые электродвигатели рассчитаны на номинальное напряжение 1500 В.
Рис. 98. Схемы включения тяговых электродвигателей шестиосного электровоза.
а — последовательное; б — последовательно-параллельное; в — параллельное; 1 — пусковой резистор; 2 — якорь тягового электродвигагеля; 3 — обмотка возбуждения
Размеры тяговых электродвигателей ограничены шириной железнодорожной колеи и диаметром движущих колес по кругу катания DK, который также нельзя значительно увеличивать (у электровозов обычно DK ≤ 1250 мм). Вместе с тем мощности тяговых электродвигателей непрерывно возрастают, достигая у современных грузовых электровозов 750—800 кВт, а у пассажирских — до 1050 кВт. Поэтому «вписать» такие электродвигатели в ограниченные размеры очень трудно. Приходится наиболее полно использовать конструкционные материалы и последние достижения техники и технологии (применение изоляции повышенной теплостойкости и влагостойкости, высококачественной меди для обмоток и коллекторов, наилучших марок электрографитизированных щеток и т. д.). Даже при самых тяжелых режимах работы электровоза на коллекторах электродвигателей не должно возникать значительного искрения под щетками и тем более кругового огня. Для улучшения коммутации тяговые двигатели выполняют с добавочными полюсами, а у наиболее мощных машин в последнее время предусматривают дополнительно компенсационную обмотку.
Скорость движения электровоза можно регулировать изменением напряжения, подаваемого на тяговые двигатели, или изменением соотношения тока якоря и тока возбуждения.
Рис. 99. Токоприемник П-3 электровозов постоянного тока:
1,5 — валы; 2 — основание; 3, 6, 8 — пружины; 4 — амортизатор; 7 — полоз; 8 — привод; 10, 11 — рамы; 12 — изолятор
Напряжение регулируют включением последовательно с тяговыми электродвигателями резисторов и переключением самих тяговых двигателей в различные группы соединений. В последнее время выполнены работы по применению импульсного регулирования напряжения. Регулирование напряжения с помощью резисторов является неэкономичным из-за потерь электрической энергии в резисторах, а поэтому их включают обычно лишь кратковременно, в период разгона электровоза на реостатных позициях. При втором способе электродвигатели включаются последовательно, последовательно-параллельно и параллельно (рис 98). Если напряжение в контактной сети составляет 3000 В, указанные три схемы включений дают на зажимах электродвигателей для шестиосных электровозов соответственно напряжение 500, 1000 и 1500 В. При импульсном регулировании напряжения используются управляемые полупроводниковые вентили-тиристоры.
Изменение соотношения токов якоря и возбуждения в тяговых электродвигателях достигается путем включения параллельно обмотке возбуждения главных полюсов шунтирующего сопротивления. Изменяя величину этого сопротивления, можно получить несколько ступеней скорости движения электровоза.
Основным аппаратом, с помощью которого машинист управляет электровозом, является контроллер машиниста, установленный в каждой кабине управления. Главная рукоятка контроллера служит для переключения тяговых электродвигателей с одной схемы соединения на другую и изменения величины пусковых сопротивлений. С помощью реверсивной рукоятки изменяется направление движения электровоза (ток в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей изменяет направление). Чтобы предотвратить ошибки машиниста при управлении электровозом, рукоятки контроллера механически сблокированы между собой.
Контроллер машиниста непосредственно не связан с силовой цепью электровоза. Все переключения в силовой цепи осуществляются приборами, имеющими электропневматические или электромагнитные приводы, связанные низковольтными электрическими цепями g контроллером. Такая система управления, называемая косвенной, дает возможность изолировать все устройства, находящиеся под высоким напряжением, и позволяет осуществлять управление с одного поста несколькими локомотивами путем параллельного соединения их цепей управления.
На электровозах ЧС200 и ЧС6 управление тяговыми электродвигателями осуществляется с помощью клавишей.
Включение и выключение вспомогательных машин, получающих ток от контактной сети, производится кнопками, установленными в кабине машиниста.
Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Наиболее распространенный тип токоприемника представлен на рис. 99. В основании 2 укреплены валы 1 и 5 нижних подвижных рам 11, которые шарнирно соединены с верхними подвижными рамами 10, образуя замкнутую рычажно-шарнирную конструкцию. Управление токоприемником электропневматическое. Для подъема его необходимо подать сжатый воздух в цилиндр пневматического привода 9. При этом привод сжимает опускающую пружину 6 и освобождает валы U 5. При выпуске сжатого воздуха из цилиндра пружина 6, преодолевая сопротивление пружин 3 и 5, поворачивает вал 1 и опускает токоприемник. Амортизаторы 4 смягчают удар верхних рам об основание.
Все электровозы имеют по два токоприемника, из них один запасной. В некоторых случаях, например при гололеде, электровоз работает одновременно на двух токоприемниках.
Цепи тяговых двигателей от коротких замыканий и перегрузок защищают быстродействующий выключатель, дифференциальные реле и реле перегрузки.
Вспомогательные машины электровоза (мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, мотор-генератор и генератор тока управления) приводятся в действие электродвигателями постоянного тока, работающими от контактной сети.
18332 просмотров 
