17.3. Пуск, регулирование скорости и торможение тяговых двигателей

Электрические схемы управления тяговыми двигателями позволяют осуществлять следую­щие основные операции: пуск тяговых двигателей; изменение частоты вращения; электриче­ское торможение; изменение на­правления вращения.

Для повышения экономично­сти пуска при наличии двух электродвигателей на электро­возе их можно в первую поло­вину пуска соединить последо­вательно, а во вторую — парал­лельно. Такой способ пуска называется двухступенчатым или последовательно-параллельным.

На рис. 17.2,б представлены пусковые схемы при последо­вательно-параллельном пуске двух тяговых двигателей. В пер­вой схеме два двигателя соединены последовательно, во вто­рой — параллельно. Следует отметить, что потери энергии в реостате при этом способе пуска составляют 33 %' от полу­ченной из сети энергии против 50 % при одноступенчатом па­раллельном пуске (рис. 17.2,а). В случае применения на элек­тровозе четырех или шести двигателей, как правило, также применяют двухступенчатый пуск.

При работе электровоза возникает необходимость движе­ния с различными (по крайней мере двумя) скоростями (дви­жение с составом, маневрирование на разминовках и т. п.).

Из основного уравнения для двигателей постоянного тока

следует, что регулирование скорости двигателя возможно пу­тем изменения либо напряжения U_c на его зажимах, либо его магнитного потока Ф.

Наиболее удобным и экономичным является регулирование напряжения на зажимах двигателей путем их последователь­ного и параллельного соединения. В электровозах с двумя тя­говыми двигателями можно получить две ступени скорости (при последовательном и параллельном соединении двигате­лей), не связанные с потерями в реостате. Эти ступени обычно называют ходовыми. В электровозах с четырьмя тяговыми дви­гателями можно получить три ходовые ступени скорости.

Регулирование скорости путем изменения магнитного по­тока обычно осуществляется в сторону повышения скорости движения, т. е. при помощи так называемого ослабления поля двигателя. Ослабление поля или уменьшение магнитного потока двигателя производится либо шунтированием обмотки возбуж­дения сопротивления, либо отключением части витков последо­вательной обмотки.

Электромеханические характеристики тягового двигателя при ослабленном поле приведены на рис. 17.1.

Механическое торможение поезда, осуществляемое обычно при помощи нажатия тормозных колодок на бандажи колес, ведет к более или менее быстрому износу трущихся поверхно­стей. В настоящее время на карьерных электровозах кроме механического торможения применяют также электрическое. Достоинством электрического торможения является отсутствие износа колодок и бандажей. Основное распространение в элек­трической тяге на постоянном токе получило электрическое рео­статное (динамическое) торможение. Во время реостатного тор­можения поезд, движущийся под влиянием собственной массы вниз по уклону или под влиянием сил инерции в период замед­ления, заставляет вращаться тяговые двигатели, которые в этом случае работают в качестве генераторов. При этом ток их проходит через некоторое нагрузочное сопротивление, нагревая его. Таким образом, живая сила поезда расходуется, превра­щаясь в тепло, и поезд замедляет свое движение.

При реостатном торможении, как правило, используются пусковые реостаты с добавлением в случае необходимости до­полнительных ступеней.