II. Реостатная система управления (рсу)

Для ограничения пускового тока последовательно с тяговыми двигателями включают реостат, сопротивление которого снижают по мере разгона двига­теля. При двух или более двигателях применяют группировку (рис. 19.8, а),

т. е. пуск осуществляют сначала при последовательном соединении двигателей, а затем переходят на параллельное или смешанное соединение. Для изменения направления движения изменяют направление тока в обмотках якоря или главных полюсов. Скорость вращения двигателя

, (19.3)

где I – ток двигателя; R_o6, R - сопротивление обмоток якорей двигателя и реостата; Ф – магнитный поток; с_е – постоянная.

Рис. 19.8. Схемы группировки двигателей электровоза для регулиро­вания скорости его движения:

а – при двух двигателях; б – при четырех двигателях; R – пусковой реостат;

Ml – М4 – двигатели

Как видно из (19.3), скорость движения можно регулировать изменением U, Ф, R. Регулирование реостатом невыгодно из-за больших потерь, поэтому на электровозах устанавливают не регулировочные, а пусковые реостаты, рас­считанные на кратковременное включение. Регулирование производят или группировкой двигателей, т. е. изменением U, или ослаблением магнитного поля Ф.

На электровозах с двумя тяговыми двигателями возможны последователь­ное и параллельное соединения (рис. 19.8, а). При последовательном соедине­нии скорость при одном и том же значении тока якоря примерно равна поло­винному значению скорости при параллельном соединении. На электровозах с четырьмя двигателями можно получить три соединения: последовательное, последовательно-параллельное и параллельное (рис. 19.8, б).

Регулирование скорости изменением магнитного потока осуществляют ослаблением поля, что, как следует из (19.3), ведет к повышению скорости. Коэффициент ослабления поля

, (19.4)

где Iω_o.п – ампервитки обмотки возбуждения при ослабленном поле;

Iω_п.п – то же при полном поле.

Рассмотренные два способа регулирования скорости имеют ограниченные возможности по глубине регулирования, поэтому нередко применяют комби­нированный способ – изменение группировки двигателей и ослабление поля.

Рис. 19.9. Схемы включения двигателей электровоза: а – в двигательном режиме; б, в, г – в режиме реостатного торможения

На электромеханической характеристике каждой ходовой ступени скорости, а также каждой ступени ослабления поля соответствует отдельная кривая.

На электровозах применяют электрическое торможение: генераторное и противовключением (противотоком). Генераторное торможение возможно с работой двигателей на реостат (реостатное, или динамическое, торможение) или с отдачей энергии в сеть (рекуперативное торможение). На шахтных элек­тровозах применяют только реостатное торможение, при котором тяговые двигатели, отключенные от сети, переходят на генераторный режим и расхо­дуют энергию на нагрев реостата R_T (рис. 19.9, б). Торможение может осуществляться при последовательном самовозбуждении (наиболее распро­страненный способ), при независимом и при смешанном возбуждении тяговых двигателей. При последовательном самовозбуждении переход тягового двига­теля с двигательного (рис. 19.9, а) на генераторный режим после отключения его от сети (рис. 19.9, б) происходит благодаря полю остаточного магнетизма. Чтобы не размагнитить двигатель, ток в обмотке возбуждения должен сохра­нить первоначальное направление, для чего производят переключение концов обмотки возбуждения. При этом в генераторном режиме ток якоря меняет направление.

При параллельной работе двух двигателей на реостат возможно появление уравнительных токов, т. е. один из двигателей работает как генератор, а дру­гой – как двигатель. Чтобы этого не было, применяют перекрестную схему соединения (рис. 19.9, в) или же более совершенную перекрестно-петлевую схему (рис. 19.9, г).

В процессе реостатного торможения по мере снижения скорости движения постепенно выводят ступени реостата, поддерживая примерно постоянный тормозной ток. При малой скорости даже при полностью выведенном тормоз­ном сопротивлении практически исчезает э. д. с. двигателя, а вместе с ней и тормозная сила. Окончательная остановка поезда или удержание его на спуске должны осуществляться колодочными тормозами.

Торможение противовключением осуществляется постановкой реверсивной рукоятки в положение «назад» при движении электровоза «вперед» (колеса могут иногда действительно вращаться «назад»). Торможение сопровождается броском тока, величина которого зависит от напряжения на зажимах двигате­лей и от силы сцепления колес с рельсами. Торможение противовключением на угольных шахтах весьма эффективно и не столь опасно, как это обычно считают. Этим методом можно пользоваться, соблюдая меры предосторож­ности: только на первых реостатных позициях при последовательно соединен­ных двигателях, в случае, когда коэффициент сцепления мал, например, при откатке контактными электровозами на угольных шахтах с загрязненными рельсами. Применение этого вида торможения на аккумуляторных и контакт­ных электровозах на рудных шахтах недопустимо. Инструкциями по эксплуатации разрешается торможение противовключением только в экстренных случаях.