4.4.3. Електричне гальмування

Двигуни постійного струму, в тому числі і тягові, мають властивість зворотної роботи, тобто можуть працювати як генератори. При цьому кінетична і потенціальна енергія поїзда перетворюється в електричну. Одержана енергія переходить в теплову в резисторах або повертається в контактну мережу. В залежності від цього відбуваються три види елект­ричного гальмування: реостатне, рекуперативне і змішане.

За реостатного гальмування тягові двигуни відключають від контакт­ної мережі і включають на гальмові резистори. Перевагою цього способу гальмування є незалежність гальмового процесу від наявності напруги в контактній мережі. Застосовуються дві системи реостатного гальмування: з самозбудженням двигунів і з незалежним збудженням. У першому випад­ку обмотки збудження двигунів з'єднані послідовно з обмотками їх якорів. Щоб здійснити перехід з тягового режиму в гальмовий, реверсором міня­ють місцями початок і кінець обмоток збудження. В двигунах виробляється електричний струм. Проте самозбудження протікає повільно і потрібний певний час для створення необхідної гальмової сили. Щоб прискорити са­мозбудження в обмотки подається додаткова напруга. Реостатне гальму­вання з незалежним збудженням дозволяє регулювати гальмування у відповідності зі зміною напруги незалежного джерела додаткової напруги.

В електровозах змінного струму реостатне гальмування здійснюється за такими ж принципами, як і на електровозах постійного струму. На еле­ктровозах ВЛ80^т і ВЛ80^с застосовують схему реостатного гальмування з незалежним збудженням тягових двигунів.

За рекуперативного гальмування енергія, що рекуперується електро­возом, може споживатися електровозами, які працюють на одній ділянці в тяговому режимі. Якщо таких електровозів немає або необхідна їм енергія менше тієї, що рекуперується, то збиткова енергія через спеціальні інвертори, які установлюються на тягових підстанціях, направляється в енергосистему. Рекуперативне гальмування на електровозах змінного струму, на відміну від рекуперації на електровозах постійного струму, су­проводжується процесом інвертування, тобто перетворення генерованого тяговими двигунами постійного струму в змінний, бо в контактній мережі, куди він має подаватись, протікає змінний струм. Інвертування — це про­цес зворотний випрямленню. Виходячи з цього, випрямний пристрій на електровозах змінного струму, зібраний з тиристорів, що управляються, можна використовувати як інвертор.

Застосування рекуперації дає великий ефект. На окремих ділянках із крутими спусками може бути збережено до 20% тягової електроенергії, крім того, відпадає необхідність витрачати енергію для підгальмовування поїзда на спуску.

На електровозах і електропоїздах іноді застосовується змішане елект­ричне гальмування, яке поєднує реостатне і рекуперативне гальмування.

Порівняно з пневматично-механічним гальмуванням електричне сприяє зменшенню експлуатаційних витрат на заміну гальмових колодок і ремонт гальмової системи рухомого складу, автоматизації управління гальмовими процесами.

Разом з тим за електричного гальмування посилюється зосереджений силовий вплив локомотива і передніх вагонів поїзда на колію, що приводить до руйнування її на ділянках гальмування, а при перевищенні розрахунко­вих гальмових сил в голові поїзда може призвести до витиснення легковаго­вих вагонів. Деякі види електричного гальмування не можуть використову­ватись для екстренного гальмування. Його використовують переважно для плавного підгальмовування і регулювання швидкості руху поїзда на спусках.