Устойчивость коммутации
Тяговые двигатели получают питание от тяговой сети. Следовательно, при резких изменениях напряжения в тяговой сети изменяется напряжение на зажимах тяговых двигателей. Так, скачкообразное повышение напряжения имеет место, если рядом с потребляющим энергию подвижным составом произойдет отключение другого ПС. При этом толчок напряжения будет тем выше, чем более удален ПС от тяговой подстанции.
Частота вращения двигателя при повышении напряжения не может измениться мгновенно. Поэтому при повышении питающего напряжения, возрастает ток двигателя. Причем это возрастание тем выше, чем более жесткая характеристика двигателя. Как следует из рис., пр небольшом повышении напряжения сети с U1// до U2// при жестких характеристиках наблюдается значительное увеличение тока (ΔI//).
При таком же увеличении напряжения U1/ до U2/ на двигателях с мягкими характеристиками увеличение тока ΔI/ будет незначительно и намного меньше, чем у двигателей с жесткими характеристиками. При увеличении тока свыше двойного часового нарушается коммутация двигателя, т.к. он не рассчитан на работу с такими токами.
Кроме этого, для нормальной коммутации необходимо, чтобы магнитный поток дополнительного полюса в определенных пределах был пропорционален току якоря. Если в двигателе происходит чрезмерный толчок тока, эта пропорциональность нарушается из-за отставания магнитного потока дополнительного полюса, вызванного наличием вихревых токов. Следовательно, с точки зрения надежности коммутации для электрической тяги, которая не может работать без толчков напряжения, наиболее приемлемым является двигатель последовательного возбуждения, имеющий мягкие характеристики.
Воздействие на энергосистему
Мощность тяговой подстанции постоянна,
поэтому желательно, чтобы ПС потреблял
постоянную мощность
Если двигатель обладает жесткими
характеристиками (двигатель параллельного
возбуждения), то при увеличении силы
тяги скорость практически не меняется.
Следовательно, потребляемая мощность
увеличивается пропорционально увеличению
силы тяги.
У двигателей с мягкими характеристиками
(посл. Возб) увеличение силы тяги
сопровождается почти пропорциональным
уменьшением скорости, вследствие чего
потребляемая мощность увеличивается
в меньшей степени, чем у двигателей
параллельного возбуждения. В пределе,
если двигатель обладает чисто
гиперболической характеристикой,
которая определяется выражением
,
нагрузка двигателя постоянна при любых
условиях движения.
Следовательно, с точки зрения системы электроснабжения наиболее предпочтительными являются мягкие характеристики. Как показывают расчеты, мощность тяговой подстанции при мягких характеристиках может не превышать 1,5 средней потребляемой, в то время как при применении двигателей параллельного возбуждения мощность ТП должна превышать эту мощность в 3 – 4 раза.
Регулирование скорости и рекуперация
С этой точки зрения двигатели параллельного и согласно-смешанного возбуждения имеют преимущества по сравнению с двигателем последовательного возбуждения. Изменяя магнитный поток параллельной обмотки возбуждения, можно тем самым регулировать скорость в широких пределах. Одним из основных преимуществ этих двигателей является автоматический переход в генераторный режим, что позволяет легко осуществлять рекуперативное торможение.