Рассмотрим примеры схем
реостатного торможения с независимым возбуждением, применяемые на ЭПС.
Электровоз ВЛ80С имеет реостатный тормоз с питанием обмоток возбуждения от тягового
трансформатора через управляемый выпрямитель. Система автоматического регулирования
тормозной силы обеспечивает указанные выше законы регулирования. При скоростях
30-35 км/ч производится ступенчатое уменьшение величины тормозного резистора
для расширения зоны эффективности реостатного тормоза. Обмотки возбуждения
соединены последовательно для выравнивания нагрузок ТД, якоря имеют
индивидуальные тормозные резисторы, следовательно, система мало чувствительна к
юзу.
На пассажирских электровозах ЧС2Т, ЧС6, ЧС200 применяется реостатное торможение с возбуждением ТД от ступени тормозного резистора. Первоначальное возбуждение осуществляется от аккумуляторной батареи, а затем переводится на тормозной резистор. Достоинства те же, что и у ВЛ80С, плюс малое потребление электроэнергии. Недостаток – высокая скорость исчерпания эффективности – порядка 60 км/ч, так как нет вывода ступеней тормозного резистора. На электровозах ЧС7 эта проблема решена и скорость окончания рекуперации составляет около 20 км/ч.
В случае отсутствия
потребителя рекуперируемой электроэнергии электропоезда ЭТ2 и их аналоги имеют
замещающий реостатный тормоз с независимым возбуждением ТД от вращающегося
преобразователя через управляемый выпрямитель. Регулирование тормозной силы
осуществляется посредством тока возбуждения. Недостаток схемы такой же, как и у
реостатного дотормаживания – склонность к юзу.
5.7. Реверсивное торможение (торможение противовключением).
Реверсирование ТД последовательного возбуждения, находящегося в режиме тяги без отключения от КС приводит к своеобразному режиму торможения, называемому реверсивным. ТД при этом переходит в генераторный режим, причем его ЭДС суммируется с напряжением КС – ТД превращается в генератор последовательного возбуждения, включенный последовательно с КС и работающий на пусковые резисторы. Уравнение электрического равновесия имеет вид
U + СФV = (Rт + Rд)I,
откуда
.
Из формулы следует, что реверсивное торможение можно осуществлять до остановки, так при V = 0 ток ТД, а следовательно и тормозная сила не равны нулю. Если в момент остановки ТД не отключить от сети, то он изменит направление вращения. Из рисунка следует, что этот вид торможения устойчив.
Предположим, что в
режиме тяги скорости V соответствует ток I1. В случае реверсирования тягового двигателя произойдет
изменение направление тока тягового двигателя и скорости V
будет соответствовать уже ток I2. Поскольку
наклон скоростной характеристики к оси тока в тормозном режиме значительно
меньше, чем в тяговом режиме, то I2 > I1. Как известно, пересечение скоростной
характеристики для безреостатной позиции тяговых двигателей постоянного тока
лежит за пределами допустимых токов. Следовательно, реверсивное торможение
осуществимо без опасности повредить ТД только на низких скоростях движения с использованием
реостатныхпозиций.
Реверсивное торможение предусмотрено только на электровозах ВЛ85, ВЛ65. Здесь роль пусковых резисторов играет тяговый трансформатор, и переход к этому торможению происходит без дополнительных переключений в силовой цепи из режима рекуперации. На остальных типах ЭПС реверсивное торможение следует рассматривать как аварийное при скоростях не более 25 км/ч.
Достоинством этого вида торможения является возможность тормозить до остановки.
Недостатками – возможность применения только на малых скоростях с опасностью повреждения ТД и значительное потребление электроэнергии из КС.
5.8. Рекуперативное торможение.
Вначале рассмотрим общие вопросы осуществления рекуперативного торможения. Для того, чтобы начался процесс рекуперации (отдачи электроэнергии в контактную сеть) необходимо выполнить три условия:
1. Перевести ТЭД в генераторный режим – как правило, изменить направление тока возбуждения.
2. Суммарная ЭДС ТД должна быть выше напряжения КС. Если суммарная ЭДС ТД окажется ниже напряжения КС, то ТД перейдут в тяговый режим.
3. На участке должен быть потребитель вырабатываемой электроэнергии. При отсутствии потребителя произойдет повышение напряжения на токоприемнике выше допустимого, что может привести к повреждению силового оборудования.
Возможны следующие
случаи осуществления рекуперативного торможения:
- на другой подвижной состав, находящийся в режиме тяги (а);
- на энергосистему (б);
- на балластный резистор (в).
Наиболее выгодным случаем является рекуперация на одной фидерной зоне. при этом наблюдаются наименьшие потери электроэнергии.
На практике баланс рекуперируемой и возвращаемой электроэнергии встречается крайне редко. При неодновременном пуске-торможении может наблюдаться недостаток или избыток рекуперируемой электроэнергии. При недостатке электроэнергии происходит ее компенсация за счет тяговых подстанций. При избытке рекуперируемой электроэнергии возможна передача ее части на соседнюю фидерную зону на участках постоянного тока, так как возможен переток электроэнергии через распределительное устройство (РУ) тяговой подстанции. Рассмотрим условие, при котором такой процесс возможен.
При протекании тока рекуперации по тяговой сети в ней неизбежны потери: во-первых, мощности на нагрев проводов и рельсов; во-вторых, напряжения. Для того, чтобы осуществить передачу электроэнергии рекуперации на соседнюю фидерную зону, необходимо "запереть" ТП, т.е. уровень напряжения в контактной сети вблизи тяговой подстанции должен превысить напряжение холостого хода ТП.
Расчеты показывают, что на каждые 10 км двухпутного участка приходится падение напряжения до 1000 В. Величина падения зависит от величины тока, типа контактной подвески, наличия пунктов параллельного соединения контактной сети главных путей и состояния рельсовых цепей. Так как наиболее часто на ТП выпрямительные агрегаты имеют напряжение холостого хода 3500 В, то рекуперация на соседнюю фидерную зону возможна, если рекуперирующий электровоз находится на расстоянии не более 6 км от ТП.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.