Тема №5 «Характеристики тормозного режима подвижного состава»

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить принцип работы тягового электродвигателя (ТЭД) постоянного тока подвижного состава (ПС) в режиме торможения, практическое ознакомление с методикой расчета удельной равнодействующей тормозной силы ПС, практическое ознакомление с методикой расчета допустимой скорости ПС на заданном уклоне по тормозной задаче.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Самостоятельно ознакомиться с теоретическими положениями, подготовиться к решению задач по данной тематике. На занятии получить от преподавателя номер варианта. Затем решить задачу. Для того, чтобы задание считалось сделанным, студент должен сдать преподавателю задачу и ответить на его вопросы о ее ходе решения на базе приложенного теоретического материала.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Виды торможения двигателей постоянного тока

Электрические двигатели, как правило, используют не только для вращения механизмов, но и для их торможения. Электрическое торможение позволяет быстро остановить механизм или уменьшить его частоту вра­щения без применения механических тормозов.

Различают три вида электрического торможения двигателей постоянного тока:

1) рекуперативное торможение – генера­торное торможение с отдачей электрической энергии в сеть;

2) динамическое или реостатное торможение – генераторное торможение с гашением выработанной энергии в реостате, подключенном к обмотке якоря;

3) электромагнитное тормо­жение – торможение противовключением.

Во всех указанных режимах электромагнитный момент М воздействует на якорь в направлении, противоположном и, т.е. является тормозным.

1. Рекуперативное торможение

Двигатель с параллельным возбуждением переходит в режим рекуперативного торможения при увеличении его частоты вращения и выше n₀ = U/c_eФ. В этом случае ЭДС машины становится больше напряжения сети и ток, согласно I_а = (E - U)/ΣR_а, изменяет свое направление, т.е. двигатель переходит в генераторный режим. В этом режиме машина создает тормозной момент, а выработанная электрическая энергия отдается в сеть и может быть полезно использована.

В машине с параллельным возбуждением (рис. 1, а) механические характеристики генераторного режима являютсяпродолжением механических характеристик двигательного режима в область отрицательных моментов (рис. 1, б). Поэтому переход из двигательного режима в генераторный может происходить автоматически, если под действием внешнего момента якорь будет вращаться с частотой n > n₀. Можно перевести машину в генераторный режим и принудительно, если перевести ее на работу с характеристики 1 на характеристику 2, уменьшив n₀,путем увеличения магнитного потока (тока возбуждения) или снижения напряжения, подводимого к двигателю. В этом случае некоторой частоте вращения и соответствует на характеристике 1 двигательный режим (точка А), а на характеристике 2 – режим рекуперативного торможения (точка В).

Рис.1. Схема и механические характеристики машины постоянного тока в двигательном и генераторном режимах

Двигатели с последовательным возбуждением не могут переходить в режим рекуперативного торможения. При необходимости рекуперативного торможения схему двигателей в тормозном режиме изменяют, превращая двигатели в генераторы с независимым возбуждением.

Двигатели со смешанным возбуждением могут автоматически переходить в генераторный режим, что обусловило их применение в троллейбусах, трамваях и других устройствах с частыми остановками, где двигатель должен обладать мягкой механической характеристикой.