Силова верига в режим на реостатно спиране
Описание на електрически влакове и електрически локомотиви, разписание на влаковете, снимки
§ 4. Силова верига в режим на реостатно спиране
Реостатното спиране се основава на способността на тяговите двигатели да работят в генераторен режим, при който отделената от тях електрическа енергия се абсорбира в резистори. Има няколко начина за прилагане на реостатно спиране на електрически подвижен състав. Едно от тях е реостатно спиране с последователно възбуждане на тягови двигатели, извършено по-специално на партида електрически локомотиви ChS2T, произведени през 1965 г. (заводски тип 53E). Въпреки това, заедно с някои предимства (отсъствието на патоген, независимостта на спирачния процес от наличието на напрежение в контактната мрежа, възможността за използване на стартово оборудване за превключване на спирачните етапи), този метод на спиране има редица недостатъци, чийто ефект върху ефективността на реостатната спирачка, особено за пътнически електрически локомотиви, е много значителен (значителна продължителност на процеса на самозапускане).
Преценки, трудности при автоматизиране на спирачните режими, висока твърдост на спирачните характеристики). Наскоро, благодарение на използването на тиристорно импулсно управление, стана възможно да се създадат по-усъвършенствани реостатни спирачни системи с последователно възбуждане на двигатели (например на електрическия влак ER200).
Реостатната спирачна система с независим източник на енергия получи широко приложение в съвременния електрически подвижен състав; той елиминира недостатъците, присъщи на реостатното спиране с класическата последователна схема на възбуждане. В същото време най-рационална е системата с независимо възбуждане и включването на котви на тягови двигатели с отделни резистори (фиг. 7), което позволяваза извършване на бързо увеличаване на спирачната сила, осигурява лекота на регулиране и елиминира възможността за спиране на колелото (пълно приплъзване) или завъртането му в обратна посока. Последните два фактора са много важно предимство на веригата l в сравнение с други реостатни спирачни вериги и по-специално в сравнение с пневматичното спиране.
Нека разгледаме процесите на възникване, развитие и прекратяване на плъзгане по време на реостатно спиране с индивидуално включване на котвата на тяговия двигател към спирачния резистор и независимо възбуждане. Терминът "занасяне" не трябва да се отъждествява със задръстването на колоосите. Този ограничителен режим на използване ще бъде специално уточнен. В общия случай приплъзването, както и боксирането, се отнася до режими на прекомерно приплъзване, т.е. въртене на един или повече колооси с честота, която се различава от скоростта на движение на локомотива с повече от 2-2,5%.
Характеристика на разглежданата схема е пропорционалността на промяната на спирачната сила върху джантата на колелото на честотата на тяхното въртене при постоянна стойност на тока на възбуждане: с намаляване на скоростта на въртене спирачната сила на тази ос намалява и обратно. По този начин спирачната характеристика - зависимостта на теглителната сила от скоростта - е при постоянен ток на възбуждане права линия, излизаща от началото.
Ориз. Фиг. 7. Схема на свързване на котви на тягови двигатели към отделни резистори с независимо възбуждане в режим на реостатно спиране
Ориз. 8. Криви, характеризиращи промяната в силите на спиране и сцепление по време на плъзгане (плъзгане) на колоосите
Ориз. 9. Криви, характеризиращи промяната на скоростта на колоосите в процеса на развитие и прекратяване на плъзгането
Ориз. 10. Схема на силови вериги с реостатно спиране
Да приемем, че електрическият локомотив работи в режим на реостатно спиране, когато се движи със скорост 120 km/h, спирачната сила, реализирана върху джантата на всяко осб е 2 tf (точка Ao на фиг. 8). Ако силата на сцепление между колелата и релсите Hz е по-висока или равна на спирачната сила, спирачният режим протича стабилно без прекомерно приплъзване. Веднага щом HSC по някаква причина стане по-малко от спирачната сила W, например, намалее до 1,8 tf (точка B0), стабилността на режима се нарушава и скоростта на колоосите при същата скорост на движение на електрическия локомотив започва да пада, т.е. започва режимът на плъзгане. Интензивността на този процес зависи от разликата между силите на спирачката и съединителя. Спирачната сила върху ръба на колоосите по време на плъзгане с намаляване на честотата на нейното въртене се променя по правата линия A0 A\, докато силата на сцепление след появата на прекомерно приплъзване намалява с увеличаване на скоростта на плъзгане по кривата B0B [B2. Следователно процесът на юза ще се развие под действието на сили, чиято стойност се определя от ординатите между правата L0L1V2 и кривата SbB\B2 (например A\B\) - Както се вижда от фиг. 8, разликата между W и Hz първо се увеличава и след това намалява; при скорост на плъзгане от приблизително 70 km/h (точка B2) тези сили са в равновесие. В резултат на това плъзгане по-нататък
не се развива и процесът се стабилизира - в разглеждания случай при постъпателна скорост на електрическия локомотив 120 км/ч колоосът се върти със скорост 50 км/ч.
Криви фиг. 9 илюстрира развитието на приплъзването във времето под действието на силите, представени по-горе. Скоростта намалява доста рязко до около 80 км/ч (в рамките на 3 s). Освен това процесът се забавя и плавно се превръща в стабилно приплъзване. Режимът на плъзгане ще продължи до промяна на външните условия - силатасъединител или спирачна сила (ток на възбуждане). Да приемем, че 12 s след началото на буксуването (точка B2 на фиг. 9), пясъкът започва да се подава под колелата, поради което силата на сцепление нараства от 0,9 tf (точка B2 на фиг. 8) до 1,25 tf (точка Dg). Под въздействието на положителна разлика между силите на сцепление и спиране започва увеличаване на скоростта на използващата двойка колела, т.е. намаляване на скоростта на плъзгане. След около 23 секунди от началото на подаването на пясък, плъзгането спира.
При механично (пневматично) спиране силата на сцепление при условия на плъзгане се променя по същия закон като при реостатно спиране. Спирачната сила обаче не пада, а се увеличава, тъй като с намаляване на скоростта на въртене се увеличава силата на триене между колелото и обувката при постоянно налягане в спирачните цилиндри. Следователно, разликата W-Tsc непрекъснато се увеличава (пунктирани криви на фиг. 8), процесът на плъзгане се развива все по-интензивно и завършва с блокиране на колелата в случай на механично спиране вече след 3 s (виж фиг. 9). При реостатно спиране заглушаването е физически невъзможно.
В режим на тяга котвите на двигатели 3 и 4 (виж фиг. 3) са свързани към отделни секции MS на резистори 050 и 051, а котвите на групи двигатели 1, 2 и 5, 6 са свързани към секции AI. В последния случай, за да се осигури газовото съпротивление на веригата с последователно свързване на две арматури към общ резистор, средните точки на всяка група двигатели и резистори са свързани с изравнителен проводник. Възбуждащите намотки на всичките шест двигателя са свързани последователно и се захранват от независим източник - статичен тиристорен възбудител, свързан от своя страна към част (MP секция) на спирачните резистори на двигатели 3 и 4.
Преходът от режим на теглене към режим на реостатно спиране може да се извърши навсяка позиция на контролера, включително етапите на затихване на възбуждането. След подаване на команда за включване на спирачката се извършва следното превключване в схемата на захранващата верига: контактите за затихване на възбуждането (ако са включени) и реостатните контакти се отварят, след което валът на груповия превключвател се завърта в положение Т, съответстващо на режима на спиране. Контактите на този ключ осигуряват свързването на котвите на тяговите двигатели към съответните секции на резисторите и последователното свързване на намотките на възбуждане.
Арматурите на тяговите двигатели 1 и 2 (фиг. 10) са свързани към секцията AI на резистора 050 чрез контактори 27 и 35 (вижте фиг. 3) - Веригата между средната точка Q2 на арматурите и изхода F на резистора (изравняваща връзка) е затворена от контактора 43. Арматурата на тяговия двигател 3 е свързана към секцията MS на резистор 050 от контактори 23 и 49, а арматурата на двигателя 4 към секцията MS резистор 051 - от контактори 51, 21 и 50. Котвата на двигатели 5, 6 са свързани към секцията AI на резистор 051 чрез контактори 25, 34, 36. Изравнителната връзка е затворена от контактор 44. Потенциалното намаляване на спирачните резистори 0 50, 051 до нивото на земния потенциал се осигурява чрез затваряне на контактор 54, който свързва към земята (проводник 197) точка/резистор 050 (проводник 013), точка М на резистор 050 (проводник 013, контактор 23, проводник 042) и точка М на резистор 051 (проводник 042, контактори 21 и 51, проводник 010). Точка/резистор 051 е свързан към заземителен проводник 197 (проводникът, свързващ захранващата верига към земята) постоянно през
1> :: верижна котва на всеки тягов двигател включен транс-: ; : мри постоянен ток 025-030, сигналът от който, про-:: ; ток на котвата на триона, влиза в блока за автоматизация, както и ;: : - реле за претоварване 031-036.
последователно свързани възбудителни намотки тя-. . двигателизатваря както следва: от изхода D , . друг възбудител 170 чрез реле за претоварване 181, indi-', , . :.l-ти електропневматичен контактор 171, въздушна намотка -. : № 064 двигател 4, реверсивни контакти 071, контактори - ' . -Ch контакти на реверс 071, намотки на възбуждане на двигателя-: 6, контактор 53, контакти на реверс 070, намотки на въздух-, ::; ia двигатели 2 и /, контактор 52, намотка на възбуждане: h: la 3, контакти на реверс 070, контактор 33, шунт 121, през земния проводник 197;; при E възбудител 17 0.." включването на патогена 170 към изводите P на спирачните резистори-050 и 051 се осигурява чрез включване, съответно, con-; ..в 172 и 173. Контактор 174 включва възбудителя на
• Tslno свързани в режим на спирачни генератори up-. и батерии. Тази схема е предназначена за • захранване на възбудителни намотки с напрежение 100—110 V в
::ти момент на спиране. В режим на реостатно отчитане на спирачките амперметри 865 (866) контролират входящия ток. sfya и амперметри 863 (864) - ток на възбуждане.