При включении тягового двигателя в сеть последовательно с обмоткой якоря включается пусковой реостат. При отсутствии пускового реостата в первый момент, когда якорь неподвижен, ток, потребляемый двигателем, /= и/г^, где г в - сопротивление обмоток двигателя.

Так как сопротивление гдв мало (0,18 Ом), ток, потребляемый из сети, был бы во много раз больше допустимого. От такого тока могли бы пострадать обмотка якоря, коллектор, щетки. Поэтому последовательно с обмоткой якоря О Я (рис. 45) и обмоткой возбуждения ОБ приходится включать пусковой реостат сопротивлением г, что дает возможность снизить пусковой ток до допустимого значения.

В этом случае начальный пусковой ток в цепи якоря

Как только якорь начнет вращаться, в его обмотке будет наводиться э.д.с. Согласно правилу правой руки наведенная э.д.с. Е будет направлена против приложенного к тяговому двигателю напряжения и, следовательно, против тока в обмотке якоря.

При вращении якоря тягового двигателя с включенным пусковым реостатом потребляемый из сети ток

По мере увеличения частоты вращения якоря э.д.с. будет расти, и, если не уменьшать сопротивление пускового реостата, ток, потребляемый двигателем, будет падать. Так как при пуске и разгоне вагона следует поддерживать наибольший допустимый для двигателей ток, сопротивление пускового реостата следует по мере разгона уменьшать.

Если ток во время разгона окажется больше максимально допустимого, то может возникнуть боксование колес.

Чтобы сила тяги была наиболее постоянной во время пуска, пусковые реостаты должны иметь большое число ступеней (секций), отключаемых по мере разгона. Если число ступеней мало, то при отключении каждой из них значительно меняется ток, что приводит к резкому изменению силы тяги, и возникающий толчок вызывает неприятные ощущения у пассажиров.

Наиболее экономичен режим пуска, при котором вагон быстро набирает полную скорость: при этом меньше расход электроэнергии на нагрев пусковых реостатов, так как они в течение меньшего времени находятся под током.

Во время пуска секции реостата постепенно замыкаются накоротко (выводятся) специальными выключателями, называемыми контакторами.

Для увеличения числа ступеней пускового реостата при минимальном числе контакторов в процессе пуска применяют параллельное и смешанное соединение отдельных секций. Это позволяет добиться довольно плавного изменения общего сопротивления секций реостата в цепи тяговых двигателей. На рис. 46 приведен пример соединения секций реостата при пуске тяговых двигателей.

Очередность замыкания и размыкания контакторов 1, 2, 3 и 4, определяющая комбинацию соединения секций пускового реостата, поясняется таблицей включения контакторов (табл. 1). Кружок, поставленный в клетке таблицы, показывает, что на данной ступени регулирования соответствующий контактор включен. В последней графе таблицы поясняется порядок выведения секций пускового реостата. Знак «+» указывает на последовательное соединение секций, а знак «II» - на параллельное.

Как видно из табл. 1, благодаря применению последовательнопараллельного соединения секций удается при четырех контакторах получить семь ступеней регулирования сопротивления пускового реостата. Максимальное сопротивление реостата подбирают таким, чтобы пусковой ток не превышал допустимое значение и двигатель при этом создавал требуемый пусковой момент (требуемую силу тяги при пуске).

На рис. 47, а и б показана реостатная характеристика 1, по которой осуществляется пуск двигателя. По мере возрастания частоты вращения якоря развиваемый им пусковой момент М и ток 1 постепенно уменьшаются. Когда ток и пусковой момент уменьшатся до минимальных допустимых значений (соответственно 1 . и -'Чшп /> выводят первую секцию пускового реостата. При этом ток и пусковой момент резко возрастают и снова достигают максимально допустимых значений.

Таблица 1

Пусковые характеристики тягового двигателя п (/) (а) и п (М) (б)
Рис. 47. Пусковые характеристики тягового двигателя п (/) (а) и п (М) (б)

После выведения первой секции пускового реостата пуск производится по реостатной характеристике 2, расположенной выше характеристики 1. Когда ток и пусковой момент уменьшаются до минимальных значений, выводится вторая секция реостата; ток и пусковой момент снова возрастают до максимальных значений, и пуск осуществляется по реостатной характеристике 3.

Постепенное выведение секций пускового реостата осуществляется до тех пор, пока двигатель не начнет работать по естественной, или, как ее еще называют, автоматической характеристике 4.

В процессе пуска происходят некоторые колебания тока и пускового момента (силы тяги), однако при большом числе ступеней эти колебания не оказывают вредного влияния на работу подвижного состава. Можно считать, что пуск тягового двигателя происходит при некотором среднем значении момента, при котором он развивает постоянное ускорение в процессе пуска.

Естественную характеристику называют автоматической, потому, что при работе по ней тяговый двигатель автоматически изменяет развиваемый им вращающий момент и частоту вращения в зависимости от изменения момента сопротивления. В процессе же пуска при работе на реостатных характеристиках вращающий момент двигателя может регулироваться независимо от момента сопротивления и обычно бывает больше него.

Развиваемый тяговым двигателем при пуске вращающий момент зависит от включенного в цепь якоря сопротивления и от скорости его выведения: чем больше вращающий момент двигателя по сравнению с моментом сопротивления, тем большее ускорение развивает двигатель и тем быстрее заканчивается процесс пуска.

По окончании пуска реостат полностью выводится из цепи, так как он рассчитан на кратковременную работу.

Контрольные вопросы 1. Для чего предназначен пусковой реостат?

2. Что представляет собой пусковой реостат?

3. Для чего пусковой реостат имеет большое число ступеней?

Работа тягового двигателя | Электропоезда метрополитена | Регулирование частоты вращения якоря тягового двигателя и изменение направления его вращения

Рекомендуемый контент: