Системы импульсного управления тяговыми двигателями постоянного тока, страница 4

Изменение возбуждения при помощи контактора, включаю­щего резистор R_ш, шунтирующий обмотку возбуждения, осуще­ствляется так же, как и в тяговом режиме. Однако если в тяго­вом режиме для поддержания неизменного тока якоря необходи­мо снижать напряжение двигателя, т. е. уменьшать γ, ослабляя возбуждение, а при его усилении увеличивать γ, то в случае . ре­куперации следует увеличивать γ при ослаблении возбуждения и уменьшать γ при его усилении.

Регулирование возбуждения отдельным прерывателем осуще­ствляется по той же схеме, что и при тяговом ре­жиме. Различие заключается лишь в том, что при рекуперации при перезарядке коммутирующего конденсатора прерывателя тиристор ТЗ запирается, а при непроводящем состоянии прерыва­теля может быть открыт в любой заданный момент, что позволяет регулировать средний ток возбуждения.

Возможно также использование совместного регулирования напряжения и возбуждения (рис. 1.10). При реку­перации ток в цепи обмотки возбуждения и резистора R_шравен току якоря во время проводящего состояния прерывателя. В пе­риоды же его непроводящего состояния ток в цепи обмотки воз­буждения и резистора R_шподдерживается лишь за счет падения напряжения в резисторе R1 Если бы не было диода Д1, в эти периоды вообще не было бы тока в цепи обмотки возбуждения и резистора R_ш. Следовательно, в противоположность тяговому режиму при увеличении коэффициента γ средний ток возбуждения увеличивается, а при уменьшении — уменьшается. Такое авто­матическое регулирование возбуждения является желательным, гак как при высоких скоростях, т. е. при малых γ, тяговые ма­шины должны работать с ослабленным возбуждением, а по мере уменьшения скорости целесообразно усиливать его для того, что­бы замедлить снижение э. д. с. рекуперирующих машин.

Реостатное торможение.

Импульсное управление дает возмож­ность осуществлять также плавное реостатное торможение без изменения сопротивления тормозного резистора #_т в процессе регулирования (рис. 1.11). Процессы при реостатном и рекупе­ративном торможении почти аналогичны. Различие заключается лишь в том, что при рекуперации вся система работает на сеть приблизительно постоянного напряжения, а при реостатном тор­можении — на резистор, напряжение на котором пропорциональ­но току.

Рис.  1.11. Принципиальная  схема  реостатного  торможения  без  изменения    со­противления тормозного резистора RТ в процессе регулирования

При схеме рис. 1.11, а благодаря большой мощности вход­ных фильтров L_фС_ф, применяемых на электропоездах, можно принять, что ток i_Tрезистора R_Tостается неизменным в течение всей длительности Т импульса. Этот ток равен току _я тяго­вых машин, умноженному на (1- γ).

Следовательно, ток резистора равен ,a напряжение на резисторе при его сопротивлении R_Tравно Напряжение в цепи тяго­вых машин равно напряжению на резисторе во время (1- γ)Т непроводящего состояния прерывателя П и нулю за время γТ его проводящего состояния. Следовательно, среднее напряжение тяговых машин равно ,  а с другой стороны, это на­пряжение приблизительно пропорционально скорости vдвиже­ния электропоезда. Поэтому при схеме реостатного торможения (см. рис. 1.11, а) для поддержания неизменного тока тяговых машин необходимо изменять величину (1- γ) приблизительно пропорционально.

Если реостатное торможение сочетается с рекуперативным и предназначено для обеспечения электрического торможения при отсутствии нагрузки в тяговой сети, целесообразно применить схему рис. 1.11, б. При этой схеме в случае отсутствия нагрузки в тяговой сети тяговые машины легко перевести с рекуперативно­го торможения на реостатное путем замыкания контактора К. Для ускорения этого перехода вместо контактора могут быть при­менены тиристоры. В течение непроводящего состояния прерыва­теля средний ток I_т резистора R_Tравен току I_д тяговых машин, а среднее напряжение I_дR_т. В течение остальной части периода ток и напряжение на резисторе равны нулю. Напряжение в цепи тяговых машин равно напряжению тормозного резистора во вре­мя непроводящего состояния прерывателя, а остальное время — нулю.

Следовательно, среднее напряжение тяговых машин равно не , как в предыдущем случае, а . Поэтому при схеме рис. 1,11, б неизменный тормозной ток обеспечивается при изменении (1- γ) приблизительно пропорционально v.

При реостатном торможении, как и при рекуперативном, на­ибольшая скорость ограничивается наибольшим допустимым на­пряжением тяговых машин при наименьшем токе возбуждения. Наименьшая скорость определяется при частотно-импульсном уп­равлении наибольшей допустимой частотой, а при широтно-импульсном управлении - наименьшей длительностью непроводя­щего состояния прерывателя. Для снижения наименьшей воз­можной скорости при реостатном торможении можно закорачи­вать тормозной резистор при малых скоростях.

Сопротивление R_Tтормозного резистора должно быть не меньше отношения наибольшего допустимого напряжения тяго­вых машин к тормозному току, соответствующему наибольшей скорости торможения при этом напряжении. Может быть ис­пользован и резистор большего сопротивления за счет уменьше­ния коэффициента заполнения импульсов. В отличие от реостат­ного торможения при контакторном управлении при импульсном управлении торможение может быть осуществлено при сопротив­лении   R_т,   большем   критического.

Если сопротивление R_Tтормозного резистора меньше критиче­ского, происходит обычное реостатное торможение без участия им­пульсного преобразователя. При неизменном сопротивлении тор­мозного резистора по мере снижения скорости будет уменьшаться ток тягового двигателя, а следовательно, и тормозная сила.

Импульсное регулирование тормозного процесса возможно лишь при сопротивлении R_т, большем критического. В этом случае, как и при рекуперативном торможении, в периоды проводящего со­стояния прерывателя ток двигателя и нагрузочного дросселя воз­растает, а во время непроводящего состояния прерывателя этот ток уменьшается, благодаря чему сумма э. д. с. тяговой машины и э. д. с. самоиндукции дросселя обеспечивает протекание тока в тормозном резисторе.

Тормозную силу и скорость электропоезда можно регулировать как при рекуперативном, так и при реостатном торможении, из­меняя частоту замыкания прерывателя частотно-импульсного пре­образователя или длительность проводящего состояния прерыва­теля широтно-импульсного преобразователя.

При реостатном торможении могут быть использованы такие же системы регулирования возбуждения тяговых машин, как и при рекуперативном. Принцип действия этих систем при реостат­ном торможении не отличается от принципа действия рассмот­ренных выше систем возбуждения при рекуперативном тормо­жении.