6.6 Электрическое реостатное торможение

При реостатном торможении двигатели работают как генераторы с последовательным возбуждением и включаются на тормозные резисторы. В резисторах, полученная во время торможения электрическая энергия, превращается в тепловую энергию.

В начальный момент торможения двигатель начинает работать как генератор за счет остаточного магнитного потока, поэтому при переходе в генераторный режим изменяется направление тока в проводниках обмотки якоря по сравнению с направлением тока якоря в тяговом режиме (ЭДС сохранит свое направление). Этот ток создает электромагнитный момент, который будет направлен против направления вращения якоря, и будет являться тормозным моментом, стремящимся замедлить вращение якоря. Направление тока в обмотках возбуждения не меняется.

Параллельно включенные генераторы с последовательным возбуждением не дают устойчивого режима работы, поэтому при электрическом торможении применяют схему с перекрещиванием обмоток возбуждения, что дает устойчивую работу машин. На вагонах метро электрическая схема торможения с перекрещиванием обмоток представляет собой «циклическую» схему.

По этой схеме ток якорей первой группы генераторов протекает последовательно через обмотки возбуждения второй группы генераторов, а ток якорей второй группы генераторов протекает последовательно через обмотки возбуждения первой группы генераторов.

Если по каким-либо причинам возрастает напряжение на первой группе якорей, то эти якоря в первый момент создают в цепи больший ток, но поскольку путь тока лежит через обмотки возбуждения второй группы генераторов, то увеличение протекающего тока повлечет за собой увеличение напряжения на якорях второй группы генераторов. Таким образом, получится автоматическое выравнивание напряжений на зажимах групп генераторов.

Упрощенная схема включения групп двигателей при реостатном торможении показана на рис.121.

Рис.121 Упрощенная схема соединения групп двигателей при реостатном торможении

Однако, «циклическая» схема торможения при необходимости выравнивания режимов работы двигателей вагона дает это корректно в зоне 4%, установленным условием работы и разбросом характеристик двигателей.

Время показало, что в указанной зоне схема работает надежно. Утяжеление нагрузочных режимов вагонов, с оборудованием вагонов АРС, эксплуатация вагонов на линиях, имеющих открытые участки, показали и негативные стороны «циклической» схемы торможения.

Если в процессе электрического торможения по разным причинам (нарушение сцепления колесных пар, заклинивание двигателя, редуктора) произойдет падение ЭДС на одном из двигателей, то баланс в генераторном контуре 750+750=750+750 будет нарушен и в генераторном контуре возникнет ток большой величины до 1875А, определяемый как:

Этот ток мгновенно протекает по генераторному контуру, не может уравновесить обе группы двигателей и ввести их в одинаковый режим работы, травмируя двигатели и аппараты. При этом защита часто не срабатывает.

Такие случаи бывают достаточно регулярно, и обеспечивать их профилактику трудно. На вагонах метро 81-717.5М, 81-714.5М в каждое плечо цепи тормозного контура установили диоды, и указанное явление исчезло.