По струму навантаження

Керування по збурюючій дії. Такий принцип керування (рисунок) застосований на тепловозах ТЭ3, ТЭМ2, ТЭМ1, ЧМЭ3 та ін. Тут об'єктом керування є тяговий генератор, регулятором ‑ збудник із спеціальною системою розщеплених полюсів і нелінійною характеристикою (тобто застосована електромашинна САУ). Основною збурюючою дією для тягового генератора є струм навантаження; сигнал по струму навантаження поступає в диференціальну обмотку збудника. Вузлом підсумовування сигналів є система збудження збудника. Керованою величиною є напруга тягового генератора.

Разом з простотою, великою швидкодією, високою динамічною стійкістю САУ тягових генераторів по збурюючій дії мають істотні недоліки: вплив температури обмоток і гістерезису електрических машин, а також напруги допоміжного генератора на напругу і потужність тягового генератора; неможливість здійснення тільки за рахунок такої системи керування обмеженням струму і напруги тягового генератора; складність налаштування характеристики тягового генератора.

Керування комбінованим методом. Досконалішим є комбінований метод керування тяговим генератором по струму навантаження, що поєднує керування по збурюючій дії і по відхиленню керованої величини застосовується на сучасних тепловозах типу ТЭ10, а також 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7 та ін. Об'єктом керування тут також є тяговий генератор, регулятором на тепловозах типу ТЭ10 (рисунок) ‑ магнітний підсилювач (амплистат збудження), на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7 та ін. (рисунок) ‑ керований випрямляч збудження. Основною збурюючою дією для тягового генератора є струм його навантаження, сигнал від якого подається у вузол підсумовування сигналів через трансформатори ТПТ. Вузлом підсумовування сигналів на тепловозах типу ТЭ10 є обмотки керування амплистата і селективний вузол на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7 та ін. ‑ селективний вузол. Керована величина ‑ напруга тягового генератора, сигнал по відхиленню керованої величини подається у вузол підсумовування сигналів через трансформатор постійної напруги ТПН (цей сигнал служить головним зворотним зв'язком в замкнутій системі керування).

У вузлі підсумовування сигналів сигнали силового тягового кола (по струму і напрузі тягового генератора) порівнюються з сигналами задання, що отримуються від безконтактного тахометричного блока і індуктивного датчика об'єднаного регулятора (на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7, та ін. (безконтактний тахометричний блок називають "блоком задання збудження"). Сигнал, що отримується від безконтактного тахометричного блоку (блоку задання збудження), пропорційний частоті обертання валів дизеля і служить для керування потужністю генератора по частоті обертання якоря (ротора). Сигнал від індуктивного датчика об'єднаного регулятора служить для керування дизель-генератором по потужності. В результаті порівняння сигналів силового тягового кола з сигналами задання виробляється сигнал розузгоджен­ня. На тепловозах типу ТЭ10 сигнал розузгодження визначає результуюче підмагнічувння магнітного підсилювача (амплистата збудження), а на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7 та ін. ‑ величину струму в обмотці керування магнітного підсилювача блоку БУВ, який керує зміною кута керування тиристорами керованого випрямляча збудження УВВ (БВГ для ТЭП70). Наприкінець, на усіх перерахованих тепловозах сигнал розузгодження в цій САУ визначає струм збудження тягового генератора і його напругу. Залежність напруги тягового генератора від струму навантаження, яка визначається автоматичним керуванням по струму навантаження, без зв'язку з об'єднаним регулятором називається селективною характеристикою.

Рисунок. Структурна схема комбінованого методу автоматичного керування тяговим генератором тепловозів типу ТЭ10 по струму навантаження:

Г ‑ тяговый генератор; В ‑ збуджувач; СПВ ‑ синхронний підзбуджувач; ВГ ‑ допоміжний генератор; ТПН ‑ трансформатор постійної напруги; ТПТ1-4 ‑ трансформатори постійного струму; УВМ ‑ вузол виділення максимального сигналу; ТС ‑ стабілізуючий трансформатор; СУ ‑ селективний вузол; УСС ‑ вузол підсумовування сигналів; ИД РМ ‑ індуктивний датчик регулятора; БТ ‑ безконтактний тахометричний блок.

Рисунок. Структурна схема комбінованого методу автоматичного керування тяговим генератором тепловозів 2ТЭ116, ТЭМ7, ТЭП70 і ін. по струму навантаження:

Г ‑ тяговый генератор; СВ(В) ‑ синхронний збуджувач; ВУ ‑ випрямляюча установка; УВВ(БВГ)— керований випрямляч збудження; БУВ ‑ керування випрямлячем; СтГ – стартер-генератор; БСт(БСК) ‑ блок стабілізації; ТК(ТрК) ‑ трансформатор корекції; БЭВ ‑ блок задання збудження; СУ ‑ селективний вузол; ИД РМ ‑ індуктивний датчик регулятора; ТПН (ТрПН) ‑ трансформатор постійної напруги; ТПТ1-4 (ТрПТ 1-3) ‑ трансформатори постійного струму; УВМ ‑ вузол виділення максимального сигналу.

Розглянуті вище (див. рисунки) структурні схеми відносяться до тепловозів з динамічною жорсткою характеристикою тягового генератора по напрузі. Тут в порядку деякого уточнення потрібно відмітити, що чотири трансформатори постійного струму ТПТ1-4 подають в САУ через вузол виділення найбільшого сигналу УВМ сигнал, пропорційний найбільшому струму ТЭД небоксующих колісних пар. На тепловозах без динамічної жорсткої характеристики тягового генератора один трансформатор постійного струму подає в САУ сигнал, пропорційний сумарному струму усіх ТЭД (струму генератора).

Замкнута САУ тягових генераторів вказаних тепловозів виключає вплив сторонніх чинників на зовнішню характеристику тягового генератора (температура обмоток збудження, гістерезис та ін.), відрізняється стабільністю в роботі і гнучкістю в налаштуванні, забезпечує обмеження пускового струму і максимальної напруги генератора.