Напряжение Uтэд, подводимое к двигателю, можно изменять, регулируя магнитный поток тягового генератора или изменяя схему соединения тяговых двигателей.
Принцип регулирования скорости движения на основе изменения схемы соединения тяговых двигателей осуществлен на ряде серий тепловозов старой постройки ТЭМ1, ТЭ2, также на опытной партии ТЭМ2. Возможные схемы соединения тяговых электродвигателей шестиосного тепловоза ТЭМ2 показаны на . 59. При последовательном соединении двигателей к каждому из них подводят напряжение Uтэд = Ur/m, где m — число двигателей, соединенных последовательно.
Четыре схемы соединения двигателей, приведенные на . 59, дают такое же количество ступеней регулирования напряжения Uтэд, подводимого к двигателю: при последовательном соединении Uтэд = Ur/6, при последовательно-параллельном Uтэд = Ur/3 и Uтэд = Ur/2, при параллельном — Uтэд = Ur.
Переключение двигателей возможно тремя способами: коротким замыканием, с разрывом цепи и замыканием по схеме моста. На тепловозах использовался только первый способ, не требующий дополнительного оборудования и характеризующийся относительно небольшим снижением силы тяги при переключении. На электровозах в разной степени применяют все три способа переключения тяговых электродвигателей.
Второй способ регулирования напряжения, подводимого к тяговым двигателям Uтэд — путем изменения напряжения главного генератора. Как отмечалось ранее, изменение сопротивления движению поезда приводит к изменению скорости движения тепловоза и снижению частоты вращения якоря тягового двигателя.
Силу тока I тягового двигателя можно определить с помощью следующего равенства:
I = (Uтэд - се∙nтэд∙Ф)/ΣRя, А.
Из формулы следует, что, например, снижение частоты вращения якоря nтэд приведет к увеличению значения тока нагрузки I двигателя и, соответственно, тягового генератора Ir. Благодаря гиперболической форме внешней характетики тягового генератора в этом случае пропорционально увеличению тока нагрузки уменьшится его напряжение Ur. Таким образом, изменение скорости движения тепловоза с электрической передачей автоматически приводит к регулированию напряжения Ur и Uтэд.
60. Схема регулирования магнитного потока тягового электродвигателя тепловоза шунтированием обмотки возбуждения
Напряжение тягового генератора Ur также можно регулировать изменением частоты вращения коленчатого вала дизеля тепловоза:
Ur
Еr = се∙nе∙Ф,
где nе — частота вращения вала дизеля, об/мин.
Изменяя положение рукоятки контроллера машиниста и тем самым регулируя частоту вращения коленчатого вала дизеля nе, машинист обеспечивает ступенчатое изменение величины Ur. Этим способом обычно пользуются в период трогания с места и разгона тепловоза с электрической передачей.