На вагонах метрополитена нашло широкое применение электрическое торможение. Тяговые двигатели при электрическом торможении работают в режиме генераторов, преобразующих кинетическую энергию движущегося вагона в электрическую. Эта энергия гасится в тормозных реостатах, в качестве которых используются пусковые реостаты (поэтому их называют пускотормозными).

Поясним, как возникает тормозная сила в тяговых двигателях, работающих в режиме электрического торможения. В режиме тяги (см. рис. 43, а) якорь при показанных направлениях магнитного потока и тока в его обмотке согласно правилу левой руки будет вращаться против часовой стрелки. В режиме выбега двигатели отключены от контактного рельса, ток в обмотке якоря отсутствует, но направление остаточного магнитного потока и направление вращения якоря сохраняются.

При электрическом торможении (см. рис. 43, б) направление вращения якоря и направление магнитного потока также сохраняются. Применяя правило правой руки, легко установить, что направление тока в обмотке якоря противоположно тому, что было в тяговом режиме. Этот ток создает тормозную силу, стремящуюся остановить якорь.

Тормозной ток пропорционален э.д.с., которая, в свою оче-РеДь, зависит от магнитного потока и частоты вращения якоря.

В тяговом режиме двигатель соединен с контактным рельсом (РИс. 52, а). При отключении тягового двигателя от контактного Рельса (рис. 52, б) в обмотке якоря наводится э.д.с. Если затем тяговый двигатель просто замкнуть на резистор (рис. 52, в), то подвившийся ток 1 размагнитит двигатель и реостатное торможение станет невозможным (магнитный поток равен нулю).

Чтобы направление тока в обмотке возбуждения при реостатном торможении соответствовало направлению тока в ней при тяговом режиме и происходило не размагничивание, а усиление магнитного потока, тяговый двигатель включают по схеме, изображенной на рис. 52, г. Благодаря наличию остаточного магнитного потока двигателя в обмотке его якоря индуцируется первоначально неболь шая э.д.с., в замкнутой цепи возникает относительно небольшой ток, который протекает по обмотке возбуждения в том же направлении, что и при тяговом режиме. Вследствие этого остаточный магнитный поток возрастает и вызывает увеличение э. д. с. в обмотке якоря и тока в цепи. Таким образом происходит процесс самовозбуждения машины, при котором ток в цепи быстро нарастает.

Сначала, пока магнитная система машины не насыщена, вместе с током быстро растет и магнитный поток. Однако когда насыщение магнитопровода начинает сказываться, магнитный поток растет медленнее тока и наконец наступает момент, когда э.д.с., индуцируемая в обмотке якоря, уравновешивается падением напряжения в сопротивлении цепи. Это соответствует установившемуся значению тормозного тока.

В процессе реостатного торможения с уменьшением частоты вращения якоря тягового двигателя будет уменьшаться создаваемое им напряжение, а следовательно, ток и развиваемый им тормозной момент (тормозная сила). Чтобы поддержать тормозную силу на определенном уровне по мере уменьшения скорости движения, необходимо постепенно уменьшать сопротивление реостата, подключенного к тяговому двигателю.

На рис. 53 жирной линией показан ступенчатый переход с одной характеристики на другую при выключении отдельных секций тормозного реостата для получения постоянного тормозного момента в процессе уменьшения частоты вращения якоря двигателя. Как видно из характеристик, тормозной момент Мг с уменьшением частоты вращения снижается. Это обстоятельство приводит к невозможности полностью остановить поезд, так как при малых скоростях исчезнет э.д.с. тягового двигателя, работающего в генераторном режиме, и прекратится прохождение тока, а следовательно, исчезнет тормозной эффект. Поэтому окончательную остановку поезда осуществляют пневматическим тормозом. Тяговые двигатели вагона При реостатном торможении включаются только параллельно, однако включение машин по схеме, указанной на рис. 54, а, устойчивой работы двигателей в тормозном режиме не обеспечило бы. Так, если по какой-либо причине увеличится ток /, в одном из параллельно включенных тяговых двигателей, работающих в генераторном режиме, то это вызовет увеличение э.д.с. Еу Одновременно уменьшаются ток /2 и э.д.с. Е2 второго двигателя.

Схемы переключения тягового двигателя на реостатное торможение
Рис. 52. Схемы переключения тягового двигателя на реостатное торможение

Это продолжается до тех пор, пока ток второй машины не упадет до нуля, после чего он изменит свое направление. При этом изменится полярность второй машины и вместо параллельного включения двух генераторов образуется замкнутый контур, в который оба генератора будут включены последовательно без какого-либо внешнего сопротивления (рис. 54, б). Такое включение генераторов представляет собой, по сути дела, их короткое замыкание, поэтому по замкнутому контуру начнет проходить большой ток, который вызовет круговой огонь по коллектору и повреждение колесных пар.

Таким образом, параллельно включенные генераторы с последовательным возбуждением не в состоянии работать устойчиво, т. е. поддерживать постоянство токов и э.д.с.

Для обеспечения устойчивой работы тяговых двигателей, работающих в генераторном режиме, их обмотки возбуждения включают с перекрещиванием, например по двойной циклической схеме (рис. 54, в). При перекрещивании обмоток ток якоря одного генератора проходит через обмотку возбуждения другого генератора. Благодаря этому всякое случайное возрастание тока в цепи одного генератора вызовет усиление магнитного потока, а следовательно, и э. д.с. в другом генераторе, что обеспечит автоматическое выравнивание э.д.с. и токов в этих генераторах.

Схемы параллельного включения генераторов
Рис. 54. Схемы параллельного включения генераторов

Большим преимуществом электрического торможения является значительно меньшая склонность к заклиниванию колес (юзу) при больших значениях тормозной силы, чем при механическом торможении, и способность к самоосвобождению колес от юза. Если тормозной момент превзойдет максимально допустимое по условиям сцепления значение, то начавшееся скольжение колес вызовет резкое снижение частоты вращения якоря двигателя, работающего в генераторном режиме. При этом уменьшатся э.д.с. двигателя и создаваемая им тормозная сила, в результате через некоторое время снова восстановится нормальное сцепление колес с рельсами. Поэтому при электрическом торможении существенно уменьшается опасность юза, и он, как правило, проявляется в форме частичного проскальзывания колес по рельсам без резкой потери сцепления, как, например, при механическом торможении.

1. В каком режиме работают машины постоянного тока при 2. Поясните, как возникает тормозная сила в тяговых двигателях.

3. Каким образом тормозная сила поддерживается на определенном уровне?

4. По какой схеме включаются тяговые двигатели в режиме электрического торможения? Почему?

Для питания сжатым воздухом магистралей пневматической сети' электропоезда применяют одноступенчатые двухцилиндровые компрессоры, приводом которых являются четырехполюсные электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением типа ДК-408А или ДК-410. Последовательное возбуждение обусловливает наиболее простую схему включения электродвигателя, большие пусковые моменты и высокую перегрузочную способность.

Мощность электродвигателя определяют исходя из подачи компрессора и давления, на которое он рассчитан. Конструкции электродвигателя компрессора и тягового двигателя аналогичны.

Электродвигатель компрессора имеет следующие характеристики:

Мощность на валу, кВт..........................................................................3,7

Напряжение, В........................................................................................750

Частота вращения якоря, об/мин.......................................................... 1500

Контрольные вопросы электрическом торможении?

Регулирование частоты вращения якоря тягового двигателя и изменение направления его вращения | Электропоезда метрополитена | Мотор-компрессоры

Рекомендуемый контент: