Почему на тепловозах нельзя применять контрток. Электродинамическое торможение

Что произойдет, если на ходу переключить тяговые электродвигатели для работы в противоположном движению тепловоза направлении, или, как говорят, дать контрток? Ведь на паровозах применяют контрпар в качестве тормозного средства. Нельзя ли на тепловозах в необходимых случаях производить торможение с помощью контртока?
Рассмотрим изменения в работе электрических машин тепловоза в случае применения контртока. При нормальной работе электрической передачи локомотива электродвижущие силы тяговых электродвигателей направлены против подводимого к ним напряжения от тягового генератора, т. е. имеют противоположное направление электродвижущей силе генератора. Величина тока генератора будет прямо пропорциональна разности этих э. д. с.
Если на ходу произвести реверсирование тяговых электродвигателей, то изменится направление тока в их обмотках возбуждения. Легко определить по правилу правой руки, что индуктируемая ими э. д. с. также станет противоположной по направлению. Значит, теперь электродвижущие силы тяговых электродвигателей и генератора будут иметь одинаковое направление. Тяговые электродвигатели превратятся в генераторы, включенные последовательно с тяговым генератором. Ток двигателей и генератора будет пропорционален сумме их электродвижущих сил и резко возрастет. Нужно иметь еще в виду, что на тепловозах применяются тяговые электродвигатели последовательного возбуждения. Весь ток двигателей проходит по обмоткам их возбуждения. Поэтому с увеличением тока тяговых электродвигателей будет непрерывно расти их э.д.с. до тех пор, пока не наступит магнитное насыщение полюсов. Электродвигатели стремятся развивать наибольшую э. д. с. и, следовательно, создавать максимальный ток.
Величина тока в двигателях и генераторе, напряжение на их коллекторах быстро превысят допустимые пределы, нарушится нормальная коммутация электрических машин. Неизбежно возникнут вспышки электрической дуги на коллекторах машин, переходящие в круговой огонь, и перебросы на корпус.
Обычно в этих случаях срабатывают защитные устройства тепловоза, однако электрические машины успевают получить тяжелые повреждения. Поэтому применение контртока на тепловозах совершенно недопустимо.
Можно ли заставить тяговые электродвигатели работать в качестве генераторов и с их помощью производить торможение тепловоза? Да, можно, используя свойство обратимости электрических машин постоянного тока. Однако для этого тепловоз необходимо снабдить специальным оборудованием. Новый вид торможения должен быть предусмотрен уже при разработке самой схемы электрической передачи.
У нас в стране созданы опытные тепловозы с электродинамическим торможением. При таком торможении якоря тяговых электродвигателей отключаются от генератора и в их цепи вводятся специально установленные на тепловозе резисторы — тормозные реостаты. Электродвигатели переводятся в генераторный режим и создают тормозное усилие на колесных парах тепловоза. Вырабатываемая ими электрическая энергия поглощается в реостатах. В период торможения осуществляется независимое возбуждение тяговых электродвигателей от генератора. Изменение тормозного усилия производится путем регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей с помощью контроллера машиниста, который специальной рукояткой переключается на тормозной режим.
При этом ток возбуждения тяговых электродвигателей ограничивается таким образом, чтобы э. д. с. двигателей находилась в допустимых по коммутации пределах. Благодаря ограничению э. д. с. и резисторам в цепи якорей тяговых двигателей ток их также не выходит за допустимые значения. Электродвигатели в тормозном режиме развивают большую мощность, значительно превышающую мощность дизеля. Для поглощения такого количества электрической энергии требуются специальные реостатные устройства с интенсивным принудительным охлаждением. В процессе торможения дизель продолжает работать, так как тяговый генератор используется для питания током обмоток возбуждения тяговых электродвигателей.
Применение электродинамического торможения позволяет намного реже пользоваться пневматическими тормозами. В результате уменьшается износ тормозных колодок, обеспечиваются высокие тормозные усилия, особенно при больших скоростях движения, снижается опасность юза колесных пар. Тепловозы с электродинамическим торможением за счет более устойчивого режима торможения, исключающего перегрев тормозных колодок, допускают более высокие скорости движения поездов на уклонах. При этом достигается как увеличение средней скорости движения поездов, так и заметная экономия топлива.
Широкое внедрение электродинамического торможения является важным средством дальнейшего улучшения технико-экономических показателей перспективных тепловозов.

В начало статьи
<< Назад --------------------------------- Дальше >>