Все вспомогательные машины приводятся в действие электрическими
двигателями. Подход к выбору двигателей по роду тока и напряжения
различен для электровозов постоянного и переменного тока.
На электровозах постоянного тока питание двигателей вспомогательных
машин можно осуществить тремя способами: каждый двигатель подключить
к контактной сети; соединить, например, по два двигателя
последовательно; питать двигатели от специального преобразователя,
понижающего напряжение.
Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. В
первом случае к двигателям подводится наибольшее напряжение, что
усложняет
и удорожает двигатели, затрудняет их коммутацию и пуск. Во втором
случае условия коммутации и пуска более благоприятны, но при выходе
из строя одного двигателя или приводимой им машины перестает
работать и другая машина. Применение специального преобразователя
напряжения усложняет электровоз, повышает его стоимость, увеличивает
потери энергии в преобразователях, но позволяет использовать
электродвигатели, выполненные на оптимальное напряжение.
Двигатели вспомогательных машин на электровозах постоянного тока
получают напряжение обычно непосредственно от контактной сети; при
этом принимают некоторые специальные меры: увеличивают диаметр
коллекторов, включают в цепь демпферные и пусковые резисторы. В
качестве привода вспомогательных машин используют электродвигатели
последовательного возбуждения, обладающие большой перегрузочной
способностью и надежностью. Во время работы электровоза вентиляторы
и генераторы управления в отличие от компрессоров действуют
непрерывно и их размещают на одном валу с приводным
электродвигателем.
На электровозах переменного тока можно выбрать напряжение
переменного тока, наиболее благоприятное для электродвигателей
вспомогательных машин. Для этого в тяговом трансформаторе, кроме
вторичных обмоток, питающих выпрямительные установки,
предусматривают еще одну, к которой подключены потребители
вспомогательных цепей электровоза, в том числе двигатели
вспомогательных машин.
Вспомогательные машины отечественных электровозов переменного тока
приводятся в действие трехфазными короткозамкнутыми асинхронными
двигателями. Они наиболее просты по конструкции, дешевы и надежны в
эксплуатации.
Рис. 78. Схема, поясняющая устройство
расщепителя фаз
Для работы асинхронного двигателя нужно иметь трехфазный
переменный ток, в то время как в контактную сеть подводится энергия
однофазного переменного тока. Поэтому на электровозе однофазный
переменный ток необходимо преобразовать в трехфазный, для чего
используют специальную электрическую машину - асинхронный
расщепитель фаз (рис. 78).
Так же как и трехфазный асинхронный двигатель, расщепитель фаз
состоит из статора и ротора, выполненного в виде "беличьей клетки".
В пазы статора укладывают три обмотки (три фазы), соединенные в
"звезду". Две фазы а и b, расположенные под углом 120°, образуют
двигательную обмотку, а фаза с - генераторную. Двигательную обмотку
соединяют со вспомогательной обмоткой трансформатора (однофазная
цепь).
Однофазный переменный ток, проходя по двигательной обмотке, образует
пульсирующий магнитный поток. Такой поток не может создать
начального вращающего момента, и ротор расщепителя фаз остается
неподвижным. Для того чтобы он начал вращаться, его нужно
предварительно раскрутить.
На э. п. с. применяют два способа пуска расщепителя фаз: асинхронный
и с помощью специального разгонного двигателя. На отечественных
электровозах используют асинхронный пуск с подключением пускового
резистора. Расщепители фаз вначале запускают на холостой ход без
нагрузки. Для этого обмотки а и Ь подключают к однофазной сети и
контактором К соединяют генераторную фазу с одним концом со
вспомогательной обмоткой трансформатора через резистор R. В
результате этого магнитные потоки обмоток а, b, с оказываются
сдвинутыми по фазе. Сдвиг по фазе достаточен для создания вращающего
магнитного потока, и ротор расщепителя фаз начинает вращаться. Как
только ротор достигнет установленной частоты вращения, специальное
реле отключит пусковой резистор. После этого вращающий момент
образуется так же, как в любом трехфазном асинхронном двигателе,
если одну его обмотку отключить после достижения установленной
частоты вращения. Магнитный поток, создаваемый вращающимся ротором,
и пульсирующий магнитный поток, создаваемый двигательной обмоткой,
складываясь, вызывают в генераторной обмотке э. д. с. Эта э. д. с.
сдвинута примерно на 90° относительно напряжения в двигательной
обмотке. В результате создается трехфазная система линейных
напряжений, подаваемых на асинхронные двигатели привода
вспомогательных машин.
Расщепитель фаз используют не только как генератор трехфазного тока,
но одновременно и как однофазный двигатель. На удлиненный конец его
вала насаживают якорь генератора управления.
На некоторых электровозах переменного тока часть вспомогательных
машин приводят в движение двигателями постоянного тока. Например, на
электровозе ВЛ80Т установлено четыре таких двигателя. Два из них
(серводвигатели) осуществляют поворот вала групповых переключателей,
два других приводят в действие вспомогательные компрессоры (см. рис.
74). Двигатели вспомогательных компрессоров питаются от
аккумуляторной батареи, и их включают в работу, когда на электровозе
необходим сжатый воздух, а напряжения в контактной сети нет.
Серводвигатели при нормальной работе электровоза получают питание от
генератора управления или от специальных выпрямительных установок,
питающих цепи управления.
