7.4. Ограничение характеристик рекуперативного тормоза

Как и в режиме тяги, при управлении электровозом необходимо выполнить определенные условия, чтобы не допустить аварийных ре­жимов.

7.4.1. Ограничение по максимальной скорости.

Это ограничение определяется конструкционной скоростью элек­тровоза и показано на рис. 7.3 в виде горизонтальной линии на уровне V_к (см.задание).

7.4.2. Ограничение тормозного режима по сцеплению колеса с рельсом, это ограничение по своей природе не отличается от анало­гичного в тяговом режиме, но срыв сцепления приводит не к боксованию, а к юзу.

Нарушение сцепления наступает в том случае, когда тормозное усилие превышает силу сцепления колеса с рельсом.

Предельные значения тормозного усилия для электровоза определит выражение:

кН, (7.8)

где ψ_кт~ расчётный коэффициент сцепления колеса с рельсом в режиме электрического торможения;

р - масса электровоза (см. 2.6), т;

q- ускорение свободного падения.

Расчётный коэффициент сцепления в тормозном режиме принимают на 20% меньше, чем в тяговом /3/:

ψ_кт =0,8 ψ_к (7.9)

где ψ_к – см. (4.2).

Задаются скоростью движения V и по формуле (7.9) с учётом (4.2) определяют ψ_кт . Подставляют найденное значение в (7.8), определяя B_max. Расчётные .значения ψ_кт и B_max для ряда скоростей заносят в табл. 7.2.

По данным табл. 7.2 наносят ограничения по сцеплению на харак­теристики тормозного режима (рис. 7.3) сначала на B=f(V), а затем, переносят на характеристики V =f(I_p). Для этого проводят горизонталь из точек пересечения ограничения по сцепле­нию с. характеристиками B=f(V) позиций регулирования до пересечения с соответствующими характеристиками V =f(I_p) так, как это показано на рис. 7.3.

Таблица 7.2

Расчетные значения ограничений по тормозному усилию

V, км/ч	0	5	10	20	40	60	80	100
ψкт
Bmax, кН

7.4.3. Ограничение по максимальному току возбуждения.

Как показано в /13/, максимальный ток в обмотках возбуждения можно принять с допущениями для рекуперативного режима:

I_{ов max} =1,1I_дн А, (7.10)

где I_дн - см. (3.1).

Так как в расчётах использован возбудитель НБ-436Б, то для проектируемого электровоза с учётом максимального тока возбужде­ния не всегда можно использовать все 15 позиций регулирования тормозного режима. По другому говоря, ограничение по I_{во max} для конкретного типа возбудителя связано о возможным ограничением количества позиций регулирования.

Для определения числа возможных позиций регулирования необходи­мо в соответствии с (7.1) и (7.3) вычислить максимальное значение Э.Д.С. генератора возбудителя:

В, (7.11)

где I_{ов max} - см. (7.10); остальные составляющие см. (7.1).

Затем на характеристиках Е_r =f(N) рис. 7.2 провести горизонталь, соответствующую Е_{r max} , до точки пересечения с характеристикой I_р=0 А. Опустить из этой точки вертикаль, до пересече­ния с осью абсцисс, которая и определит возможное количество по­зиций регулирования тормозного режима. Например, как это показано на рис. 7.2, при Е_{r max} = 45 В без ограничения можно использо­вать лишь II позиций. Если же Е_{r max} > 45 В можно использо­вать все 15 позиции.

Следует отметить, что максимальный ток возбуждения I_{ов max} выбирается, в частности, из соображений отсутствия перегрева об­мотки возбуждения при 40-минутном режиме её работы /З/. Поэтому при более кратковременном режиме в нашем примере машинист мог бы использовать 12-ю и последующие позиции регулирования.

7.4.4. Ограничение по условиям коммутации

Как и в режиме тяги, в режиме рекуперативного торможения необхо­димо не допустить такого соотношения между током якоря и током воз­буждения, которое привело бы к аварийному режиму по условиям ком­мутации.

Минимальное соотношение между 1р и 1ов определяется из выраже­ния /3/:

, (7.12)

где β_min – см. задание.

Именно такое соотношение рассматривается как ограничение по коммутации для параллельного соединения (П) якорей тяговых двигателей.

При пониженном напряжении на коллекторе, что характерно для СП и С соединений, допускается соотношение, являющееся ограничением по коммутации для указанных соединений якорей двигателей:

(7.13)

Расчет ограничений B=f(V) и V=f(I_р) осуществляется в следующем порядке:

• задаются группировкой якорей, например, П - соединением, а значит и I_р /I_{ов min} в соответствии с (7.12) или (7.13);

• задаются током якоря, например 1р=300А;

• по формуле (7.12) или (7.13) вычисляют I_{ов min} А;

• по рис. 3.1 для I_{ов min} определяют значение C_vФ В/км/ч;

• по формуле (7.6) с учётом (7.7) находят значение V км/ч;

• по формуле (7.5) вычисляют В кН;

• заданные и расчётные данные заносят в табл. 7,3;

- повторяют расчёты последовательно для 1р=400, 500, 600А;

- повторяют расчёту для СП и С соединений.

По данным табл. 7.3 на характеристики B=f(V) и V=f(I_р) наносятся ограничения по коммутации (см. рис. 7.3).

Таблица 7.3

Расчётные данные ограничений тормозного режима по коммутации

Iр, А

Соединение якорей двигателей

П(Iр /Iов min =1/ βmin)

СП(Iр /Iов min =4)

С(Iр /Iов min =4)

Iовmin А

CvФ, В/км/ч

V, км/ч

В, кН

Iовmin А

CvФ, В/км/ч

V, км/ч

В, кН

Iовmin А

CvФ, В/км/ч

V, км/ч

В, кН

300

400

500

600

По данным табл. 7.3 на характеристики B=f(V) и V=f(I_р) наносятся ограничения по коммутации (см. рис. 7.3).