5.2. Способы регулирования тормозного усилия (Вт)

При ЭТ ТЭД отключается от генератора, обмотки якорей их подключаются к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения – к источнику питания (тяговому генератору), т.е. при ЭТ ТЭД имеет независимое возбуждение.

Рис. 5.2. Принципиальная схема включения ТЭД в тормозном режиме

В общем случае тормозное усилие ( ) можно регулировать:

1. – Изменением магнитного потока ТЭД (регулиров. напряжения);

2. – Изменением величины (этот способ значительно усложняет схему, поэтому практически не применяется (исп. на ТЭМ2).

Тормозное усилие в основном регулируется , которое осуществляется:

– изменением частоты вращения дизеля ( );

– изменением силы тока возбуждения возбудителя (при неизменной рукоятке КМ).

Тормозная характеристика тепловоза – это зависимость .

ТЭД в тормозном режиме имеет ряд ограничений, которыми определяются пределы регулирования тормозных усилий. Это:

1. Длительный ток якоря ТЭД (тормозной ток I_Т ). Величина этого тока ограничена нагревом тормозных резисторов и якоря двигателя;

2. Длительный ток возбуждения ТЭД;

3. Минимальная реактивная ЭДС ТЭД. Это ограничение может быть выражено в виде max допустимой величины произведения тока якоря на частоту вращения ТЭД ( );

4. Ограничение по сцеплению. Оно не является постоянным, а может изменяться в зависимости от состояния рельсового пути и погодных условий;

5. Ограничение по конструкционной скорости.

Рис. 5.3. Область тормозных режимов ТЭД

На рис. 5.3. изображены предельные характеристики при постоянном сопротивлении .

– гипербола, соответствующая величине мощности на выводах ТЭД.

– прямая линия из начала координат, т.к. при изменяется пропорционально скорости движения.

Тормозной момент на валу ТЭД:

(5.1)

где – констр. постоянная машины.

(5.2)

где – постоянный коэффициент, зависящий от типа машины.

Противо – ЭДС двигателя гасится за счет падения напряжения на тормозных резисторах и обмотках якорной цепи.

(5.3)

где – тормозной ток, А;

– сопротивление тормозного резистора и обмоток двигателя, включенных в цепь тормозного тока.

Из уравнения (5.3)

или (5.4)

Тогда уравнение тормозного момента можно написать в виде:

или (5.5;5.6)

.

Таким образом, при неизменном токе возбуждения и магнитный поток есть величина постоянная, причем max значение ограничено нагревом главных полюсов.

– уравнение прямой линии, проходящей через начало координат, угол зависит от . Частота расположения прямых при увеличении возрастает из-за насыщения магнитной цепи.

При постоянном тормозном токе обратнопропорционален частоте его вращения, следовательно – гипербола. Уменьшение тока увеличивает в квадратичной зависимости частоту расположения гиперболы.

5.3. Характеристики электрического тормоза

Чтобы получить тормозную характеристику тепловоза, т.е. зависимость тормозной силы на ободе движущихся колес от скорости движения воспользуемся следующими соотношениями:

(5.7)

где – передаточное отношение тягового редуктора;

– число ТЭД на тепловозе;

– диаметр колес;

– КПД тягового редуктора.

Подставив в (5.7) значение из (5.5) и 5.6) получим:

(5.8)

(5.9)

При работе по предельным характеристикам ЭТ действует с наибольшей эффективностью. Но при ведении поезда часто бывает необходимым использование ЭТ в частичных режимах. Для этих целей служат регулировочные характеристики, вид которой зависит от того, какой параметр ЭТ выбран в качестве регулируемого.

Каждая зависимость соответствует постоянному значению регулируемого параметра.

При остановочном торможении наиболее удобны характеристики постоянства тормозного усилия . С их помощью машинист может задавать величину замедления поезда независимо от скорости.

Для характеристики и величины существенно меняются с изменением , что не удобно.

Рис. 5.4. Регулировочные тормозные характеристики

При подтормаживании на спусках важно обеспечить устойчивое поддержание скорости поезда. Поддержание постоянной скорости на спусках переменного профиля требует вмешательства машиниста и в случае и (тем более ).

В последнее время появились САР скорости. Скорость на спуске задается при помощи рукоятки управления, а автоматически устанавливается от величины уклона.

Цепи якорей последовательно включенных ТЭД присоединяют к отдельному нерегулируемому тормозному резистору . Обмотки возбуждения соединены между собой последовательно и получают питание от ТГ, ко-

Рис. 5.5. Тормозные характеристики ЭТ с автоматическим поддержанием скорости

Рис. 5.6. Принципиальная схема ЭТ с узлом автоматического поддержания заданной скорости поезда на спуске

торый работает в зоне больших токов и малых напряжений (т.е. в неустойчивой зоне, следовательно, тормозные характеристики могут быть нестабильными). Поэтому пусковая обмотка ТГ используется как противокомпаундная, следовательно результирующая М.Д.С. ТГ определяется двумя встречно-направленными М.Д.С., на которые остаточный магнетизм влияет гораздо меньше.

М.Д.С. регулировочной обмотки возбудителя РР-Р определяется алгебраической суммой напряжений и тахогенератора . устанавливается машинистом в зависимости от требуемой скорости.

При езде с заданной скоростью , по регулировочной обмотке не протекает ток, а М.Д.С. независимой и параллельной обмоток действуют согласно.

Если скорость увеличится, то > , и по РР-Р пойдет ток, М.Д.С. действует согласно с М.Д.С. Ш и Н обмоток (следовательно увеличится) до тех пор, пока не станет равно .

Если скорость уменьшится, то и уменьшится, т.к. в регулировочной обмотке (при > ) М.Д.С. направлена встречно.