2.5.5 Рекуперативный режим работы электровоза.

Все переключения в силовой цепи при переходе из тягового режима в режим торможения и наоборот, производятся тормозными переключателями QT1 (см. схему). При сборе силовой цепи в режиме торможения, якорь каждого тягового двигателя отключается от своей обмотки возбуждения и подключается последовательно со стабилизирующими сопротивлениями R10 к ВИП. Обмотки возбуждения всех тяговых двигателей соединяются последовательно. Сопротивление постоянной шунтировки Р3-Р1 в блоках R11 – R12 остаются включенными параллельно обмоткам возбуждения. Обмотка силового трансформатора с выводами а3, 5, х3 для питания выпрямленным напряжением обмоток возбуждения тяговых двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а3 – 5 – х3 составляет 172V. Включение и отключение обмоток возбуждения возбудителя, осуществляется электропневматическим контактором К1. Величины тормозного усилия прямо пропорционально току якоря и току возбуждения. Ток якоря Iя определяется формулой (1).

Iя = (Ем – Ет)/Рк (1)

где: Ем – ЭДС ТЭД;

Ет – ЭДС трансформатора;

Рк – сумма сопротивлений контура, по которому протекает ток якоря Iя;

Из формулы (1) видно, что регулировать тормозную силу (ток якоря 1я) можно двумя способами: изменением ЭДС двигателями Ем и изменением ЭДС трансформатора Ет. Сумма сопротивления контура величины постоянная, поэтому ею регулировать ток якоря невозможно. ЭДС двигателя Ем прямо пропорционально току возбуждения и скорости вращения якоря (скорости движения электровоза) и определяется формулой (2).

Ем = С·Ф·П (2)

Где: С- постоянный коэффициент машины;

Ф – магнитный поток;

П – скорость вращения якоря.

Из формулы (2) видно, что изменять ЭДС двигателя Ем можно путём изменения магнитного потока Ф, что машинист и делает, регулируя ток возбуждения вращением тормозной рукоятки КМЭ. Вращая тормозную рукоятку по часовой стрелке, увеличивают ток возбуждения, а следовательно, увеличивается ЭДС двигателя Ем и ток якоря 1я, соответственно увеличивается и тормозное усилие электровоза и уменьшается скорость движения. Уменьшение скорости приводит к уменьшению ЭДС двигателя (см. формулу 2) и к уменьшению тока якоря, т.е. тормозной силы (см. формулу 1). Для увеличения тормозной силы нужно снова увеличить ток возбуждения вращением тормозной рукоятки по часовой стрелке. Когда ток возбуждения станет максимальным по условиям нагрева обмоток возбуждения, ток якоря I увеличивают уменьшением ЭДС трансформатора Ет, передвигая рукоятку контроллера машиниста SМ1 в сторону уменьшения зоны регулирования. Из формулы (1) видно, что с уменьшением ЭДС трансформатора Ет ток якоря 1я возрастёт. Таким образом, в рекуперативном режиме работы электровоза, тормозное усилие регулируется в зоне высоких скоростей плавным изменением тока возбуждения, а в зоне малых скоростей – плавным изменением ЭДС вторичной обмотки тягового трансформатора. Осуществляется за счёт изменения угла открытия тиристоров ВИП. Открытие тиристоров производится с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых системой управления шкафом МСУД А-55 и подаваемых через выходные усилители импульсов ВУВ U3 на управляющие электроды тиристоров. Плавное регулирование противо – ЭДС инвертора производится с 4-й до 1-й зоны регулирования. Импульсы управления формируются системой авторегулирования инвертора, входящий в шкаф МСУД, обеспечивающий постоянство угла погасания б = в – γ. На всех зонах регулирования, кроме I – й ток рекуперации (ток якоря Iя) протекает навстречу ЭДС вторичных обмоток трансформатора, через тиристоры соответствующих плеч, открывающихся в отрицательный полупериод напряжения Uт на их анодах. В I- зоне предусматривается перевод тиристоров плеч 3, 4, 5, 6, из режима инвертирования в режим выпрямления с противовключением тяговых двигателей. При не зависимом питании обмоток возбуждения от тиристорного возбудителя достигается электрическое торможение до полной остановки. Это даёт возможность с большей точностью остановить поезд, а так же осадить состав назад.

Не допустимо при высоких скоростях движения собирать рекуперацию на низких зонах регулирования, т.к. при большой скорости возникает большая ЭДС двигателя Ем (см. формулу 2), а противодействовать ей будет малая ЭДС трансформатора, и возникает недопустимо большой ток якоря Iя (см. формулу 1).

Примечание:

1. Датчиками угла коммутации являются трансформаторы Т17 – Т20 с трансформаторами тока Т21, Т22.