Многорежимный регулятор

Настройка регулятора изменяется посредством перемещения опоры 1 (см. рис. 3.12) измерительного органа. При этом сила сжатия пружины меняется, но жесткость цилиндрической пружины сохраняется и, следовательно, характеристика поддерживающей силы в зависимости от перемещения муфты переносится параллельно самой себе. При номинальной угловой скорости двигателя центробежная сила имеет наибольшую величину. Поэтому пружина должна иметь минимальную длину, т. е. опора 1 занимает самое нижнее положение. Поддерживающая сила F₁ при этом имеет наибольшую величину (линия A₁B₁ на рис. 3.12). Центробежные силы, соответствующие минимальной (z₂) и. максимальной (z₁) подаче топлива, изображены прямыми 0А₁ и 0В₁.

Для уменьшения угловой скорости необходимо переместить опору 1 вверх. При этом характеристика поддерживающей силы снижается до F₂ (линия А₂В₂), равновесные центробежные силы уменьшаются и их характеристики для предельных величин подачи топлива занимают положение прямых ОА₂ и ОВ₂. Статизм регулятора при снижении угловой скорости увеличивается, что видно из следующего.

При номинальной скорости степень статизма равна

,

где F_в1 – восстанавливающая сила; ω_ДА1, ω_ДВ1 – угловые скорости, соответствующие максимальной и минимальной подаче топлива при характеристике А₁ В₁ поддерживающей силы

При настройке на минимальную угловую скорость степень статизма равна

При снижении угловой скорости восстанавливающая сила возрастает вследствие увеличения угла между линиями центробежной и поддерживающей сил. Таким образом, степень статизма растет не только из-за уменьшения центробежной силы, но и вследствие увеличения восстанавливающей силы.

Нечувствительность регулятора прямого действия, пропорциональная силе сухого трения, увеличивается вследствие уменьшения центробежной силы. Нечувствительность гидромеханического регулятора, которая в основном зависит от мертвого хода муфты, возрастает при снижении угловой скорости приблизительно так же, как степень статизма, так как вследствие мертвого хода координата z меняется в некоторых пределах.

Крутизну поддерживающей силы выбирают по условиям устойчивой работы двигателя с регулятором при номинальной угловой скорости. Для повышения точности регулирования при пониженных угловых скоростях целесообразно уменьшить крутизну поддерживающей силы, т.е. жесткость пружины регулятора. Это может быть выполнено путем использования нескольких пружин различной жесткости, которые постепенно вступают в действие при опускании опоры (рис.3.13а), или применения пружины с переменным диаметром (рис. 3.13б). В первом варианте результирующая жесткость изменяется ступенями (рис. 3.14а). Во втором варианте при опускании опоры в первую очередь сжимаются и выводятся из действия витки большого диаметра, так что жесткость пружины плавно увеличивается вследствие уменьшения числа действующих витков и их диаметра (рис. 3.14б).

Двухрежимный регулятор.

Как уже указывалось, двухрежимные регуляторы применяются на дизелях, управление которыми осуществляется путем изменения положения реек топливных насосов. Таким образом, рейки топливных насосов должны быть связаны механически с приводом управления, положение которого определяется машинистом, и с исполнительным органом регулятора, причем эти связи не должны препятствовать работе каждого из указанных органов.

Простейшая кинематическая схема двухрежимного регулятора прямого действия изображена на рис. 3.15. Для поддержания малой скорости при холостом ходе служит пружина 3. При ограни­чении максимальной скорости вводится более жесткая пружина 2. Рычаг 6 шарнирно соединен с рейками топливных насосов (точка С), с муфтой 5 измерителя (точка А) и приводом управления (точка В). Схема изображена для случая, когда орган управления установлен в положение холостого хода, которому соответствует определенное положение привода, т. е. точки В. Если при работе без нагрузки момент сопротивления потерь или крутящий момент двигателя изменяется, отклонение угловой скорости меняет положение точки А при неподвижной точке В и подача топлива изменяется как в обычном регуляторе прямого действия. Величина поддерживаемой угловой скорости определяется силой нажатия пружины 3.

При включении нагрузки машинист переводит орган управления в положение большей подачи топлива, что на схеме соответствует перемещению точки В вверх. Вследствие этого рычаг 6поворачивается относительно точки А против часовой стрелки, увеличивая подачу топлива. Угловая скорость двигателя растет, грузы расходятся и муфта поднимается до соприкосновения с диском 4. Пружина 2 настроена так, что дальнейший подъем муфты возможен лишь при превышении максимальной угловой скорости. Следовательно, при всех рабочих скоростях независимо от положения привода управления муфта неподвижна и регулятор не действует. Подача топлива задается положением привода управления. Если вследствие уменьшения или сброса нагрузки при некотором положении его скорость превысит максимальную, центробежная сила становится больше поддерживающей силы, муфта поднимается, сжимая обе пружины, и поворачивает рычаг 6 внаправлении уменьшения подачи топлива, поддерживая приблизительно постоянную скорость.

Таким образом, двухрежимный регулятор действует как регулятор холостого хода и как предельный. На рабочих режимах машинист рукояткой управления задает подачу топлива, а угловая скорость устанавливается в результате взаимодействия крутящего момента и момента сопротивления в точке равновесия.

Гидромеханические регуляторы действуют относительно медленно и использование их в качестве регуляторов безопасности недостаточно эффективно. Они применяются обычно в качестве многорежимных регуляторов, а для защиты от чрезмерной скорости часто предусматриваются дополнительные предельные регуляторы прямого действия, настраиваемые на угловую скорость выше номинальной.

Характеристики момента дизеля с многорежимным регулятором (рис. 3.16 а) представляют собой сетку регуляторных характеристик, число которых при ступенчатом управлении равно числу положений органа управления, а наклон определяется степенью статизма регулятора; при изодромном регуляторе они вертикальны. Регуляторные характеристики ограничиваются сверху внешней характеристикой дизеля, получаемой при предельном положении исполнительного органа регулятора. Работа дизеля под нагрузкой возможна в любой точке каждой из характеристик и определяется моментом сопротивления нагрузки (линия АВ), а также положением органа управления, которым задается угловая скорость; подачу топлива устанавливает регулятор.

Устойчивость работы зависит главным образом от параметров регулятора. Если орган управления установлен в положение номинальной скорости, а момент сопротивления пересекает внешнюю характеристику при меньшей скорости, регулятор достигает положения упора, а режим дизеля с нагрузкой устанавливается путем саморегулирования и устойчивость его работы зависит лишь от характеристик крутящего момента и момента сопротивления.

При двухрежимном регуляторе (рис. 3.16б) положение органа управления задает внешнюю или частичные характеристики дизеля, ограничивающиеся по скорости регуляторными характеристиками, наклон которых, как и в предыдущем случае, зависит от степени статизма.

Режим работы определяется также пересечением момента сопротивления АВ с одной из характеристик, но в этом случае положение органа управления задает подачу топлива, а угловая скорость зависит от момента сопротивления. Устойчивость работы определяется в этом случае характеристиками дизеля и нагрузки. Если орган управления задает подачу топлива больше, чем требуется по нагрузке (точка В), то регулятор уменьшает подачу топлива, и тогда устойчивость зависит от параметров регулятора.

Основные выводы и соотношения, приведенные выше, справедливы и для ГТУ. Однако необходимо учитывать и некоторые особенности работы и характеристик последних. К валу турбины одновальной ГТУ приложены момент сопротивления компрессора М_ки нагрузки М_с. Уравнение движения одновальной ГТУ можно написать в форме

,

где М_Т=f(х, n_д) – крутящий момент турбины; J – момент инерции вращающихся масс, связанных с валом турбины.

Если принять давление и температуру наружного воздуха постоянными, то М_к зависит только от угловой скорости и изменяется приблизительно пропорционально второй степени последней (рис. 3.17).

Если в трубопроводе, по которому подводится топливо к регулирующему органу (топливному клапану), давление поддерживается постоянным независимо от угловой скорости вала турбины, например, при наличии регулятора давления, то крутящий момент турбины при различных положениях регулирующего органа падает по мере увеличения угловой скорости (линии АВ, А₁В₁...). Если же при увеличении угловой скорости турбины пропорционально или более интенсивно растет давление топлива, то крутящий момент также возрастает (линии АС, А₁С₁...). Такие характеристики получаются, например, когда топливо поступает к топливному клапану от насоса, приводимого турбиной без промежуточного регулятора давления.

При холостом ходе (М_с =0) в первом случае возможность устойчивой работы ГТУ обеспечивается благодаря взаимному расположению характеристик С₂Е₂ и А₃В₃. Если момент турбины растет с увеличением угловой скорости, например по линии С₂Е₂, режим работы ГТУ может оказаться статически неустойчивым. При нагрузке в первом случае статическая устойчивость возможна даже при относительно неблагоприятной характеристике момента нагрузки, например, при М = сопst. Когда момент турбины растет при увеличении скорости, возможность устойчивой работы, в особенности при малых угловых скоростях, существенно зависит от наклона характеристики момента нагрузки и не всегда обеспечивается. Поэтому при характеристиках турбины вида СЕ, С₁Е₁,... автоматическое регулирование, как правило, применяется. При постоянном давлении топлива ГТУ может работать без регулятора. Однако нередко регуляторы используют и в этом случае для лучшей стабилизации скорости.

В ГТУ со свободной тяговой турбиной к валу компрессорной турбины приложен только момент сопротивления компрессора и условия устойчивой работы последнего зависят от характеристик турбины и компрессора.

Как правило, для турбокомпрессора предусматривается автоматическое регулирование угловой скорости. Режим тяговой турбины определяется характеристиками турбины, близкими по форме к линиям АВ, А₁В₁,..., и характеристикам момента нагрузки. Если момент нагрузки растет при увеличении угловой скорости, в регуляторе нет необходимости.

В системы автоматического регулирования ГТУ часто включают узлы ограничения максимальной температуры газов перед турбиной и мощности при низких, температурах наружного воздуха. Кроме того, для ГТУ требуется более точное, чем для дизеля, программное регулирование мощности в зависимости от угловой ско­рости для предотвращения опасности помпажных колебаний и т. п.

Если в процессе регулирования подача топлива увеличивается быстрее, чем угловая скорость компрессора, то температура газов перед турбиной может превысить допустимую. Поэтому в систему регулирования вводятся устройства, замедляющие перемещение регулирующего органа.

В системах автоматического регулирования газотурбовозов с электропередачей предусматривают, как правило, объединенное регулирование ГТУ и генератора. Регуляторы применяют многорежимные с дистанционным управлением от рукоятки контроллера машиниста. Число положений контроллера выбирается значительно больше, чем на тепловозах (20—30), так как резкое изменение режима работы ГТУ опасно. В ряде газотурбовозов при перемещении рукоятки контроллера одновременно с изменением настройки регулятора на более высокую угловую скорость увеличивается посредством второго дистанционного привода управления наибольшая подача топлива, поддерживаемая регулятором путем изменения возбуждения генератора. Для устранения опасности резкого увеличения подачи топлива при быстром перемещении рукоятки сразу на несколько положений, в контроллер вводят блокировки, препятствующие повороту сразу на несколько положений, или устройства, замедляющие поворот рукоятки.

Лекция 4

1. Характеристики тяговых аккумуляторных батарей.

2. Характеристики топливных элементов.

3. Характеристики комбинированных энергоустановок.

К электрохимическим аккумуляторным батареям, используемым на транспортных средствах, предъявляют следующие требования:

– высокая удельная энергоемкость;

– минимальный саморазряд;

– высокий КПД при заряде и разряде;

– малое внутреннее сопротивление;

– широкий диапазон рабочих температур;

– минимум токсичных газовыделений;

– взрыво- и пожаробезопасность в эксплуатации;

– простота в обслуживании;

– механическая прочность, и надежность,

– длительный срок службы и хранения;

– минимальные массогабаритные и стоимостные показатели и др.

Тяговые аккумуляторные батареи (ТАБ) – весьма сложная электрохимическая система с непрерывно меняющимися параметрами. За период разряда аккумуляторов в них происходит распад исходных и образование новых химических соединении, перераспределение плотностей электролита, газовыделение и т.д. Поэтому параметры ТАБ могут изменяться в функции времени, режима разряда, температуры и пр.

В условиях эксплуатации ТАБ работают в неустановившихся прерывистых режимах разряда (а при наличии рекуперативного торможения – и кратковременных подзарядов) с изменяющимся значением разрядного (зарядного) тока. В связи с этим аналитические выражения, связывающие параметры ТАБ (ток, время разряда, емкость, напряжение батареи и др ), найти весьма сложно, их можно получить только для конкретных типов аккумуляторов и определенных режимов и условий их работы в неудобной для практического применения форме. Поэтому для ТАБ целесообразно пользоваться схемой замещения и графическими зависимостями.

Наиболее общей является схема замещения ТАБ, показанная на рис. 4.1, а, где Е_ТАБ – ЭДС ТАБ, изменяющаяся в функции степени разряженности Q_р аккумуляторов; R₀– активное сопротивление ТАБ, зависящее от степени разряженности аккумуляторов и температуры t электролита, L_ТАБ– собственная индуктивность ТАБ, имеющая тенденцию к снижению при высокочастотных импульсных режимах разряда вследствие поверхностного эффекта; R₁C₁,…, R_mC_m – цепи, характеризующие ЭДС поляризации аккумуляторов и ее изменение (значение ЭДС зависит от степени разряженности ТАБ и температуры электролита, а характер и скорость ее изменения – от тока i_ТАБ); R_p– сопротивление, характеризующее процесс саморазряда аккумуляторов и зависящее от времени разряда, температуры электролита и срока службы аккумуляторов. Пользоваться такой схемой весьма трудно, но на ее основании можно определить расчетную схему замещения батареи для каждого характерного режима разряда.

Электродвижущаяся сила ТАБ большинства известных электрохимических аккумуляторов не зависит от температуры электролита и окружающей среды и за время полного разряда батареи снижается на 10…15 % от начальной величины.

Значением R₀ в ряде случаев можно пренебречь ввиду его малости ( Ом на элемент). Однако, если сопротивление нагрузки соизмеримо или меньше R₀, этот параметр необходимо учитывать, так как он в большой мере обусловливает КПД разряда и заряда аккумуляторов. Для всех типов ТАБ сопротивление R₀ увеличивается с возрастанием степени разряженности батареи и снижением температуры электролита.

В импульсном режиме ТАБ пульсация ее выходного напряжения определяет полное внутреннее сопротивление, модуль которого

,

где , и – активное, индуктивное и емкостное сопротивления ТАБ.

Индуктивное сопротивление обусловлено геометрией ТАБ и пространственной ориентацией токопроводящих элементов, образующих контуры с индуктивностью 0,2…1 мкГн на один элемент. Емкостное сопротивление определяется процессами поляризации электролита. Падение напряжения на сопротивлении называется ЭДС поляризации, составляющей 3…10 % от Е_ТАБ. Время полного установления ЭДС поляризации достигает нескольких десятков секунд. Однако практически при токах ТАБ свыше 200. А уже через 1 с отклонение ЭДС поляризации от установившегося значения не превышает 3…5 %.

Следует учитывать явление непрерывного саморазряда ТАБ, происходящего вследствие выделения кислорода на положительном электроде и из за конечного значения сопротивления изоляции. За первые сутки хранения в заряженном состоянии при температуре окружающей среды 20 °С за счет саморазряда запасенная энергия ТАБ уменьшается приблизительно на 5 %. При дальнейшем хранении скорость саморазряда падает

Для ТАБ наиболее важными являются внешние характеристики при различных значениях степени заряженности Q (рис.4.2). Эти характеристики конкретного типа ТАБ не зависят от режима разряда. Энергия, отдаваемая ТАБ, напротив, обусловлена режимами разряда.

Она в общем случае определяется согласно

, а при –

Отношение полезной энергии , отданной батареей за время ее полного разряда, к начальному запасу энергии есть КПД разряда ТАБ:

,

где – потери энергии на внутреннем сопротивлении батареи.

Поскольку при любом разрядном токе степень заряженности аккумуляторной батареи с течением времени падает, то внешние характеристики ТАБ целесообразно давать в пространственной системе координат (см. рис. 4.3).

Полезная мощность батареи является функцией разрядного тока и формы его кривой, степени разряженности, температуры электролита и определяется выражением

. (4.1)

На рис. 4.4 представлены зависимости при различной степени заряженности для ТАБ типа 72ЭЖНТ-160У2.Дифференцируя (1.1) и приравнивая результат нулю, получим предельный максимальный пусковой ток, соответствующий наибольшей мощности

.

Так как по мере разряда батареи уменьшается ЭДС и возрастает внутреннее сопротивление, то максимальный пусковой ток следует вычислять для Q = 20…25 %. Например, для батареи указанного типа максимальный пусковой ток не должен превышать 420 А.

В отличие от ТАБ, позволяющих аккумулировать электрическую энергию для последующей отдачи её потребителю, топливные элементы предназначены только для получения электрической энергии в процессе реакции окисления. Также как и ТАБ батареи топливных элементов (БТЭ) сравниваются по внешним характеристикам U_БТЭ(I_БТЭ). Внешняя характеристика имеет падающий характер, причем значение динамического сопротивления обусловливается удельным расходом реагентов (топлива и окислителя , если это не кислород воздуха) и реализуемой мощностью.

В рабочем диапазоне тока нагрузки внешняя характеристика ЭУ этого типа может быть аппроксимирована уравнением

,

где – напряжение ЭУ при ; – коэффициент жесткости внешней характеристики ЭУ, определяемый динамическим сопротивлением и соответствующий удельному расходу топлива . Указанные характеристики представлены на рис.4.5 кривыми (предельная ) и (частичная ).

Чтобы исключить превышение допустимой нагрузки на единичный элемент БТЭ и вместе с тем обеспечить необходимый диапазон изме­нения тока , применяют последовательно-параллельное переключение элементов или их групп. Тогда, если ЭУ содержит всего п элементов, то внешние характеристики и (рис.4.5) соответствуют их последовательному соединению: , характеристики (предельная, ) и (частичная, ) – параллельному соединению элементов в т ветвей с п/т последовательно включенными элементами в каждой ветви: .

На рис.4.6 представлены зависимости энергоустановки с топливными элементами. Здесь кривые , соответствуют характеристикам , на рис.4.4; прямые и суть ограничения мощности в функции , , . При переключении элементов с последовательного на параллельное соединение кривые , (рис.4.5) соответствуют внешним характеристикам , (см. рис.4.4).

Функциональная связь в БТЭ между параметрами , , t для случаев и в трехмерном пространстве состояний изображается (рис. 4.7) поверхностями и .

Таким образом, внешние характеристики БТЭ – и зависимости варьируют только с изменением параметров управления, а именно: (или ), п, т в интервале токов нагрузки в течение времени все ограничения внешних характеристик остаются неизменными, т.е. они инвариантны количеству запасенной или израсходованной энергии.

Внешняя характеристика комбинированной энергоустановки (КЭУ) сочетанием источников энергии, когда используют два различных типа ТАБ, обусловлена их свойствами и представляет собой нелинейную функцию нагрузки ТЭД и времени работы привода в режимах тяги и рекуперативного торможения. Поэтому определяющим критерием при оценке подобной энергоустановки остается обеспечение максимального пробега электромобиля при наиболее рациональном использовании запасенной энергии.

В КЭУ со вторым сочетанием источников, где пусковой источник – ТАБ, а тяговый – теплоэлектрический преобразователь (ТЭП), аккумуляторная батарея работает непродолжительное время, имеет сравнительно небольшой запас энергии и обеспечивает в основном требуемую динамику разгона электромобиля, а его общий пробег за транспортный цикл осуществляется за счет энергии ТЭП, у которого способы пополнения запаса энергии (топлива) и влияние режимов на внешние характеристики не являются определяющими показателями. Иначе: внешние характеристики КЭУ обусловлены как типом применяемых источников и их режимами в течение транспортного цикла электромобиля, так и соответствующим сочетанием свойств и характеристик каждого из них.

Внешние характеристики двух указанных типов КЭУ приведены на рис. 4.8 и 4.9 (для упрощения характеристики ТАБ показаны линейными).

На рис. 4.10 и 4.11 внешние характеристики ТАБ и КЭУ показаны для моментов начала иконца цикла. В рабочем интервале токов характеристики пускового источника и ; тяговых источников: аккумулятора и , теплоэлектрического преобразователя . При выборе пускового источника следует обеспечивать выполнение условия . Запас по току ( ) должен быть таким, чтобы при пуске электромобиля на зажимах КЭУ было необходимое напряжение , соответствующее ординатам точек (рис. 4.8 и 4.9). Тогда внешние характеристики КЭУ суть кривые , в момент и кривые , в момент .

На рис. 4.8 и 4.9 приведены также зависимости Р_эу(I_эу), соответствующие началу и концу транспортного цикла.

В СТПЭ с КЭУ источники энергии могут питать ТЭД одновременно или поочерёдно. При одновременной работе (рис. 4.10а) один из источников энергии (здесь ТЭП) функционирует непрерывно при постоянной мощности генератора . Требуемая в течение времени пуска и разгона максимальная мощность достигается суммированием мощности и разрядной мощности аккумуляторной батареи , обеспечивая энергию расходуемую на разгон подвижного состава до установившейся скорости . По окончании разгона в момент времени ТАБ отключают; поддержание постоянной скорости движения в течение времени осуществляется за счет части мощности генератора , обусловливая расход энергии . В момент подвижного состава переводят в режим выбега в течение времени . Далее за время идет процесс торможения. Энергия , которую дает генератор, расходуется на подзаряд батареи: за время – за счет мощности , а за время , – за счет мощности .

При поочерёдной работе источников (рис. 4.10б) в течение времени работает только ТАБ и при достижении скорости включают второй источник, а батарею отключают. Мощность за время расходуется как на поддержание заданной скорости, так и на подзаряд ТАБ, а за время — только на восстановление запаса энергии батареи.

Для КЭУ с пусковым (ТАБ) и тяговым (ТЭП) источниками, работающими одновременно, предельная внешняя характеристика в трехмерном пространстве (,,) соответствует поверхности (рис. 1.57). Здесь отрезки соответствуют напряжению .

1. Системы возбуждения тяговых генераторов. Требования к характеристикам генераторов.

2. Системы возбуждения при выпуклых характеристиках генератора.

3. Системы возбуждения при гиперболических характеристиках генератора.

4. Совместная работа теплового двигателя и генератора.

Для обеспечения изменения силы тяги и скорости локомотива, требуется регулирование тока нагрузки и напряжения генератора. Максимальные возможные значения тока и напряжения зависят от тяговых параметров локомотива — сцепного веса, мощности теплового двигателя, максимальной скорости движения и от параметров тяговых электродвигателей. Зависимость между мощностью, напряжением и током генератора определяется равенством

,

где Р_г – полезная мощность генератора; Р_д = Р_е-Р_вн – мощность на валу генератора, называемая далее «свободной» мощностью теплового двигателя; Р_е – эффективная мощность на валу теплового двигателя; Р_вн = (0,05 ÷0,07) Р_е – мощность, расходуемая на вспомогательные нужды; η_г = 0,92 ÷0,95 – КПД генератора.

Если пренебречь изменением вспомогательной нагрузки и КПД генератора, которые относительно мало меняются при постоянной мощности теплового двигателя, то предельная по мощности теплового двигателя зависимость U_г(I_г) изображается равнобокой гиперболой ВС (рис. 5.1а). Она соответствует свободной мощности теплового двигателя при номинальном режиме, который, как правило, является предельным.

Максимальное значение тока генератора определяется максимальным током тяговых двигателей, который в свою очередь зависит от предельной по сцеплению колес с рельсами силы тяги. Так как коэффициент сцепления немного снижается при увеличении скорости движения, предельный по условиям сцепления ток генератора уменьшается при повышении напряжения и может быть изображен линией АВ (см. рис. 5.1а).

Максимальное значение напряжения генератора должно быть достаточным для обеспечения максимальной скорости движения поезда. Для наибольшего использования мощности теплового двигателя желательно, чтобы максимальная рабочая скорость могла быть реализована при полной мощности теплового двигателя, что соответствует некоторой точке С линии ограничения по мощности. Тогда ограничение по максимальному напряжению генератора может быть изображено горизонтальной линией CD, так как напряжение большее, чем в точке С, не требуется.

Линия ABCD представляет собой предельную внешнюю характеристику генератора, которую можно использовать при задан­ных тяговых параметрах локомотива. Зависимость Р_д(I_г) свободной мощности теплового двигателя от тока генератора, соответствующая предельной внешней характеристике генератора, изображена на рис. 5.1 б. Полная мощность теплового двигателя может быть использована в диапазоне изменения тока от I_{г мин} (при максимальной скорости движения) до I_{г макс} (при наибольшей силе тяги).

Практически возможны также ограничения характеристики по режиму работы электропередачи. Как известно, в условиях эксплуатации коэффициент сцепления колеблется в широких пределах. Режим максимального тока при полной мощности является для генератора наиболее тяжелым по коммутации. Следует добиваться, чтобы ограничение по коммутации не препятствовало полному использованию сцепного веса локомотива при любых условиях сцепления.

Максимальные значения тока по линии ВА реализуются при трогании поезда в течение короткого времени. Длительный ток, допускаемый по нагреванию тяговых двигателей и генератора в течение неограниченного времени, меньше максимального и соответствует некоторой точке Н на характеристике (см. рис. 5.1а).

В современном теплоэлектрическом подвижном составе, как правило, электропередача выполняется так, чтобы возможность полного использования тяговых параметров была обеспечена и ограничения по режиму ее работы были за пределами ограничений по тяговым параметрам. В некоторых локомотивах вследствие напряженных нагрузок электропередачи или для снижения веса последней максимальное напряжение ограничивается режимами электропередачи. При этом полная мощность теплового двигателя не может быть использована при больших скоростях.

При построении характеристик генератора иногда удобно пользоваться не напряжением генератора, а его ЭДС:

,

где R_г – сопротивление последовательных обмоток генератора.

В этом случае можно пользоваться также величиной электромагнитной мощности

, (5.1)

где η_мг = 0,97…0,98 – коэффициент, учитывающий магнитные и механические потери в генераторе.

Предельная внутренняя характеристика Е_г(I_г) генератора представлена на рис. 5.1а линией B₁