- Схемы соединения тяговых машин последовательного возбуждения при реостатном торможении
Последовательное соединение (рис. 4.13).
Преимущества:
- одинаковая нагрузка тяговых машин;
- одновременное регулирование тока во всех тяговых машинах за счет изменения сопротивления общего тормозного резистора;
- возможность применения тяговых машин с номинальным напряжением на коллекторе 750 В, что близко к оптимальному.
Недостатки:
- При реостатном торможении допускается повышение напряжения на тяговой машине в 1,2—1,5 раза. Поэтому число последовательно соединенных тяговых машин в режиме электрического торможения не должно быть больше отношения напряжения сети к номинальному напряжению тягового двигателя, иначе суммарное напряжение на тяговых машинах может доходить до 6 кВ.
Рис. 4.13. Последовательное соединение тяговых машин при реостатном торможении
2. При юзе одной колесной пары теряется тормозная сила всех последовательно соединенных тяговых машин.
Схема применяется на электропоездах ЭР22, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭТ2 и ЭД2.
Параллельное соединение (рис. 4.14, а).
Характеристики тяговых машин не могут быть абсолютно одинаковы. Пусть ЭДС вращения тяговой машины больше Е2 на величину ΔΕ = = Εγ — Е2. Эта разность создаст контурный ток
, который приведет к увеличению разности ЭДС вращения:
В результате контурный ток будет возрастать, увеличивая нагрузку первой машины и уменьшая ток во второй:
Следовательно, параллельная работа генераторов с последовательным возбуждением неустойчива.
Если сцепление колес с рельсами не нарушится, то рост тока ΔI будет происходить до тех пор, пока в менее нагруженной машине ток I 2 не упадет до нуля, а затем не изменит своего направления (рис. 4.14, б).
При этом ЭДС Е2 изменит свое направление, а контурный ток будет возрастать, стремясь к току короткого замыкания:
Рис. 4.14. Параллельное соединение тяговых машин при реостатном торможении: а — возникновение контурного тока; б — перемагничивание одной машины при сохранении сцепления; в — переход одной машины в моторный режим с обратным вращением при потере сцепления; г — перекрестное соединение тяговых машин
Если машина с большим током полностью потеряет сцепление, то ее вращение прекратится, но по ее обмоткам будет протекать ток ΔΙ. Поэтому она перейдет в моторный режим и будет вращаться вхолостую в обратном направлении (рис. 4.14, в), так как при переходе в режим электрического торможения направление тока в ее обмотке возбуждения было изменено, как об этом уже было сказано в п. 4.3.1.
Перекрестное соединение.
Устойчивая работа реостатного торможения при параллельном включении тяговых машин достигается при перекрестном соединении якорей и обмоток возбуждения (рис. 4.14, г).
Перекрестно-петлевая схема (рис. 4.15).
Особенности этой схемы заключаются в следующем.
- Переход на перекрестно-петлевое соединение осуществляется из параллельного соединения тягового режима (рис. 4.15, а), которое обычно предшествует электрическому торможению. Для этого в одной из параллельных цепей обмотки возбуждения включены впереди обмоток якоря.
- Направление остаточных ЭДС Е0 (рис. 4.15, б) таково, что при подключении тормозного резистора самовозбуждение тяговых машин происходит без реверсирования обмоток якорей или возбуждения (рис. 4.15, в). Совместно с п.1 это сводит к минимуму время сбора схемы торможения.
Рис. 4.15 Перекрестно-петлевая схема реостатного торможения: а — параллельное соединение тягового режима; б — направления остаточных магнитных потоков и ЭДС; в — реостатное торможение; г — вариант изображения перекрестно-петлевой схемы
- Перекрестно-петлевая схема обеспечивает выравнивание токов, также как и перекрестная, отличаясь от нее только тем, что в одной из цепей обмотки возбуждения включены впереди якорей (рис. 4.15, г).
- В режиме реостатного торможения рабочее заземление силовой цепи не требуется. Включение защитного заземления между двумя последовательно соединенными якорями позволяет снизить в два раза максимальное напряжение относительно корпуса.
Схема применяется на вагонах метро Е, 81-717-714.