2. Выбор основных решений

ПО СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОМ

На современном электроподвижном составе постоянного тока применяют ступенчатое, дискретное регулирование напряжения на тяговых электрических двигателях (ТЭД) с помощью контакторных систем управления [1 – 3]. Плавное регулирование на основе использования импульсных (широтного или частотного) методов на магистральных электровозах в настоящее время не применяется из-за высокой стоимости электрического оборудования, особенно полупроводниковых преобразователей, и усиления мешающего влияния на линии связи и автоблокировки.

Ступенчатое контакторное регулирование скорости основано на использовании перегруппировок двигателей для получения двух, трех экономических ступеней с напряжением, меньшим или равным номинальному. Дополнительные экономические ступени регулирования получают за счет использования ослабления возбуждения. Для возможности более плавного перехода от одной экономической ступени к другой при пуске электровоза применяют реостатные ступени, работа на которых не может быть длительной.

В силу простоты управления и достаточной надежности контакторные системы ступенчатого регулирования широко используются на электропод­вижном составе постоянного тока несмотря на имеющиеся у них технические недостатки: неэкономичность реостатного пуска; недостаточное число экономических ступеней регулирования; скачкообразное приращение силы тяги; постоянное последовательное соединение двух и более двигателей, ухудшающее тяговые свойства; невозможность повышения напряжения контактной сети для сокращения потерь в ней.

Одним из основных вопросов при разработке систем управления электрическим подвижным составом постоянного тока является выбор числа группировок двигателей. Решение этого вопроса тесно связано с построением всей электрической схемы электровоза, в частности – с числом движущих осей в одной тележке и в секции.

Как правило, на существующих электровозах постоянного тока применяют два или три соединения тяговых двигателей. Меньшее число группировок увеличивает потери на пусковых сопротивлениях, большее приводит к значительному усложнению силовой схемы электровоза и управления его тяговым электрооборудованием и имеет практический смысл при увеличении числа движущих осей локомотива.

При выполнении данного раздела студент на основании изложенного выше, а также учитывая методы регулирования силы тяги и скорости движения, применяемые на электровозе-образце, должен выбрать и обосновать способы управления тяговым приводом на проектируемом электровозе, используя рекомендации работ [1 – 3]. При выборе способов управления тяговым приводом проводится обоснование числа группировок тяговых двигателей. Необходимо определить максимальные значения напряжения на тяговом двигателе на всех группировках, результаты представить по форме табл. 2.1.

Немаловажное значение для разработки системы управления ЭПС имеет способ перегруппировки, который определяет не только построение схемы силовых цепей, но и вид электрических аппаратов, а также характер протекания переходных процессов. Существующие способы перегруппировок тяговых двигателей подробно рассмотрены в работах [1, 2], где выполнено сравнение этих способов с точки зрения экономичности и тяговых качеств электровоза, а также осуществлен анализ процессов, протекающих при перегруппировках.

Таблица 2.1

Параметры соединений тяговых двигателей проектируемого электровоза

Вид соединения	Число двигателей, соединенных		Напряжение на двигателе Uд, В
	параллельно m	последовательно р
Последовательное (С)*
Последовательно-параллельное (СП)
Параллельное (П)

Примечание: * – для всех серий электровозов кроме ВЛ11.

При выполнении курсовой работы для перегруппировок тяговых двигателей рекомендуется использовать следующие способы: вентильный и шунтированием двигателей переходным сопротивлением. Мостовой способ перегруппировки, хотя и признан экономичным, однако применяется на пассажирских электровозах и электропоездах при четырехосных моторных вагонах, а метод короткого замыкания следует признать нецелесообразным [2].

В соответствии с выбранными способами управления тяговым приводом должна быть выполнена упрощенная схема силовой цепи электровоза, учитывающая число группировок тяговых двигателей, способы перегруппировки, регулирование при помощи пускового реостата и ослабления магнитного поля тяговых двигателей.