Не секрет, что тепловозы работают на солярке, которая сгорает в дизельном двигателе. Дизель вращает главный генератор (он же тяговый генератор), а эта выработанная им электроэнергия затем питает тяговые электродвигатели.
Однако судя по вашим вопросам, есть некое несоответствие между массой и размерами одного генератора и шестью тяговыми электромоторами. И было бы конечно куда уместнее, если бы на такие вопросы отвечали авторы специализированных ж/д каналов на Дзене.
Рассмотрим этот вопрос на примере советского пассажирского односекционного тепловоза ТЭП70. И как можно видеть на схеме в разрезе, генератор у него действительно один, причём он относительно небольшой. А вот тяговых электродвигателей у него шесть, и при этом их размеры и масса в сумме явно превышают размеры и массу одного генератора.
И это действительно странно. Я раньше даже и не задумывался над этим, пока вы не спрашивали. Если бы один тяговый генератор весил столько же, скольку суммарно весят все шесть тяговых электромоторов, то было бы всё логично.
Но начнём с дизельного двигателя. Он весит 17 тонн, а его мощность 2942 кВт (4000 л.с.). И вот как раз в случае с тяжёлым дизелем ни у кого вопросов не возникает. Он с турбонаддувом, и его коленвал разгоняется до скорости 1000 об/мин.
Что же касается тяговых электродвигателей ЭД-121А, то они коллекторные постоянного тока, и мощность каждого составляет 411 кВт. Соответственно с шести таких моторов общая мощность составляет 2446 кВт, что немного меньше, чем у дизеля.
Но при этом масса одного такого мотора довольно внушительная и составляет 2950 кг. А все шесть весят 17,7 тонны. Т.е. почти столько же, сколько и весит дизель.
Однако эти электродвигатели запитываются от тягового генератора. Он трёхфазный синхронный, соответственно он вырабатывает переменный ток. И чтобы питать им электромоторы постоянного тока, это напряжение выпрямляется на выпрямительной установке.
Другое дело, что сам генератор ГС-501А со своей активной электрической мощностью 2190 кВт весит всего лишь 6 тонн. Это на 11 тонн меньше, чем весит дизель и чем весят суммарно все тяговые электродвигатели.
И как удалось выяснить, конструктивно трёхфазные синхронные машины при той же мощности гораздо компактнее, чем аналогичные коллекторные машины. Также нужно отдельно отметить, что этот главный генератор вырабатывает ток частотой 100 Гц. Это связано с числом пар полюсов на роторе, коих шесть.
Аналогичный по мощности коллекторный генератор постоянного тока весил бы около 10 - 12 тонн. Так вот, чтобы сэкономить на меди и стали разработчики решили установить компактный трёхфазный генератор переменного тока.
Другое дело, что выпрямительная установка на кремниевых лавинных вентилях для него тоже прилично весит и дорого стоит. Так что экономия сомнительная.
Плюс ко всему на массу тяговых электромоторов влияет ещё и массивный корпус, который спроектирован под редуктор. Корпуса электродвигателей приходится делать массивными, потому что при вхождении в зацепление ведущей шестерни и ведомого зубчатого колеса колёсной пары тепловоза возникают большие радиальные усилия. И чтобы их отрабатывать корпус электродвигателя приходится делать повышенной прочности.
Генератор же никаких чрезмерных радиальных усилий на себе не испытывает. И поэтому его корпус максимально облегчён.
Все эти факторы вместе как раз и приводят к тому, что тяговый генератор оказывается довольно небольшой по сравнению с шестью тяговыми электродвигателями.