Раздел 5 Регулирование скорости эпс

5.1 Регулирование скорости при релейно-контакторной системе управления

Управление тяговыми электродвигателями (ТЭД) состоит из следующих основных операций: пуска в ход; изменения скорости движения; электрического торможения; изменения направления движения (реверсирования).

При наличии на ЭПС нескольких ТЭД в случае повреждения в одном из них обычно предусматривается возможность сохранить управление транспортным средством.

Электрические аппараты связаны с ТЭД и между собой цепями, которые составляют силовую схему.

Скорость (км/ч) электрического подвижного состава с ТЭД по­стоянного тока

, (5.1.1)

где U_m — напряжение сети, приходящееся на один двигатель; I — ток в якоре;

r_дв — сопротивление обмоток цепи якоря двигателя; R_n— сопротивление пускового реостата; С — постоянная величина (зависит от параметров ТЭД, передаточного числа редуктора и диа­метра ведущих колес); Ф — магнитный поток возбуждения.

Следовательно, скорость можно регулировать изменением на­пряжения U_дв, сопротивления R_u и возбуждения магнитного пото­ка Ф.

Регулирование скорости при помощи сопротивлений неэконо­мично, так как связано с большими потерями энергии в реостатах. Поэтому такой способ регулирования скорости применяют только при пуске. Достоинством способа является возможность осущест­вления достаточно плавного регулирования, начиная с нуля и до скорости выхода на естественную характеристику.

Регулирование скорости изменением напряжения возможно осу­ществлять, например, при помощи тиристорно-импульсного преоб­разовательного устройства.

При наличии на ЭПС нескольких ТЭД иногда применяют пере­группировку ТЭД с последовательного на параллельное соедине­ние во время пуска. В этом случае потери энергии в пусковых рео­статах за время пуска снижаются примерно в два раза [34]; полу­чается удобная дополнительная безреостатная характеристика для движения ЭПС с малой скоростью; существенно снижается расход электроэнергии при эксплуатации.

Скоростные характеристики при различных группировках дви­гателей можно построить с помощью (5.1.1). Если к напряжению сети U_n подключить т двигателей последовательно, то при = 0 на каждом из них напряжение U_m=U_n/m и скорость

(5.1.2)

Заменим СФ в (10.2) согласно (10.1), тогда при U_дв=U_дв.н и = 0 получим

(5.1.3)

где — скорость при номинальном напряжении на зажимах двигателя.

Характеристика силы тяги F(I) мало зависит от напряжения на двигателях, т. е. ее можно принять одинаковой для обеих груп­пировок. Известны следующие способы перегруппировки ТЭД: пол­ным отключением силовой цепи; коротким замыканием одной груп­пы двигателей, шунтированием одной группы двигателей; шунтиро­ванием обеих групп двигателей; по мостовой схеме. Эти способы достаточно подробно рассмотрены в [9]. Для современного ЭПС ГЭТ с высокими динамическими показателями все способы пере­группировки, кроме последнего, неудовлетворительны, так как при перегруппировке снижается больше чем в два раза пусковая сила тяги и сам процесс занимает время порядка 0,5—0,7 с. Если учесть, что время реостатного пуска составляет всего 3—4 с, то время перегруппировки значительно, что существенно снижает среднее уско­рение электроподвижного состава.

Перегруппировка по мостовой схеме проходит в одну позицию, занимает 0,15—0,2 с и может выполняться без потери силы тяги. Поэтому такой способ перегруппировки, а также регулирование возбуждения тягового двигателя на ЭПС ГЭТ применять целесо­образно.