Регулирование частоты вращения якоря тягового двигателя

 

Как отмечалось, для ограни­чения пускового тока в цепь обмоток якорей вводят сопротивле­ние (пусковые резисторы) Причем, чем больше сопротивление, тем меньше частота вращения якоря. Постепенно выводя резисторы, увеличивают частоту вращения, т.е. скорость электропоезда.

Несмотря на то, что скорость действительно увеличивается, та­кой способ нельзя считать регулированием. Это — вынужденная мера, применяемая только при пуске, очень неэкономичная, так как связана с большим расходом электроэнергии из-за потерь на нагрев резисторов.

Частоту вращения регу­лируют изменением подводимого напряжения (электропоезда ЭР2) или изменением магнитного потока двигателей (электропоезда ЭР2, ЭР2Т, ЭД2Т).

На электропоездах ЭР2 применяют два соединения тяговых дви­гателей: последовательное и параллельное, при котором напряже­ние на двигателях повышается в два раза. На электропоездах с элек­трическим торможением тяговые двигатели имеют только после­довательное соединение. Частота вращения якорей увеличивается за счет ослабления возбуждения.

Для этого параллельно обмоткам возбуждения подключают шунтирующую цепь, в которую входят контактор, индуктивный шунт и регулировочные резисторы (шесть ступеней) Поэтому че­рез обмотки возбуждения будет протекать не весь якорный ток, а его часть. Другая часть тока будет протекать через регулировоч­ные резисторы шунтирующей цепи.

Вначале вводится максимальное сопротивление, затем резисто­ры закорачивают, уменьшая сопротивление цепи и отводя боль­ший ток с обмоток возбуждения в данную цепь. При этом значи­тельно увеличивается ток в обмотках якорей, возрастают вращаю­щий момент и, следовательно, скорость поезда. Такой способ рань­ше называли «ослаблением поля», теперь — «ослаблением воз­буждения», что ближе к истине.

Оказывается, что при включении шунтирующей цепи магнит­ный поток обмоток возбуждения уменьшается всего на несколько процентов (остается приблизительно па том же уровне). Ток якоря увеличивается в гораздо большей степени. В результате достигает­ся действительно ослабление возбуждения (а не поля), так как реа­лизуется не весь возможный магнитный поток, а лишь часть его.

В момент перехода с полного возбуждения на ослабленное уменьшается величина магнитного потока главных полюсов и, поскольку скорость электропоезда еще не успела измениться, сни­зится и суммарная здс. Это при ведет к увеличению тока якорей, т.е. мощности, развиваемой тя­говыми двигателями. Ток будет воз­растать до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежней величи­ны, т.е. пока не наступит равновесие между эдс якоря и приложенным на­пряжением контактной сети.

Поэтому ослабление возбужде­ния сопровождается увеличением тока якоря при сохранении величи­ны магнитного потока. Возрастает сила тяги моторного вагона, а зна­чит, скорость электропоезда. С рос­том скорости ток двигателя и магнитный поток будут уменьшаться.

Степень ослабления возбуждения обычно выражают в процентах — это отношение тока возбуждения к току якоря. Так, для электропоезда ЭД2Т эти величины составляют: 43,4%» — на втором положении контроллера машиниста: 28.1% — на третьем положении и 18,5% — на четвертом. На других сериях поездов эти величины близки к указанным.

 

Реверсирование

 

Реверсированием называют процесс изменения направления вращения якоря двигателя. Это происходит за счет изменения направления тока в обмотке возбуждения. Одновременно становятся противоположными полярность главных полюсов и направление вращающего момента. Можно реверсировать и саму обмотку якоря, что также приведет к изменению направления вращения. Однако целесообразнее переключать обмотку возбуждения, так как она находится под меньшим напряжением. Кроме того, переключающий аппарат можно выполнить с меньшими габаритами за счет более компактной изоляции. Одновременное переключение направления тока в обеих обмотках не приведет к изменению направления вращения якоря.

 

 

Переключающий аппарат, называемый реверсом, имеет два положения: «Вперед» и «Назад». В первом замкнуты его контакты В1 и В2 (рис 2.5), а Н1 и Н2 разомкнуты, во втором замыкаются Н1 и Н2, а размыкаются В1 и В2.

 

Рис. 272.

 

Электрическое торможение

 

Согласно принципа работы двигателя и генератора можно установить, что электрическая машина может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.

Если к электрической машине подвести электроэнергию из сети, то она будет работать как двигатель.

Если, наоборот, вращать якорь электрической машины (в данном случае кол.парой), то электрическая машина будет работать как генератор, который стремится затормозить вал первичного двигателя (кол.пары), то есть создает тормозящий момент противоположный вращающему усилию колесной пары, который зависит от тока, отдаваемого генератором и магнитного потока.

 

Когда силы движущегося поезда обеспечивают вращение якорей двигателя с такой скоростью, что суммарная ЭДС двигателей становится выше напряжения контактной сети-получаем рекуперативное торможение с отдачей электрической энергии в контактную сеть.

При электрическом торможении на низких скоростях, эдс меньше напряжения контактной сети - реостатное торможение.