Принцип работы электрического торможения. Электрическое торможение (ЭТ) на тепловозах с электрической передачей может быть сравнительно легко осуществимо. В этом случае тяговые электродвигатели переводятся в генераторный режим работы. Полученная при торможении электрическая энергия рассеивается в виде тепла в тормозных резисторах и частично используется для питания агрегатов собственных нужд, например для привода электродвигателей вентиляторов, охлаждающих тормозные резисторы. Электрическое торможение дает возможность увеличить скорость движения на спусках, а следовательно, обеспечить более экономичное ведение поезда; минимально использовать пневматические тормоза (ПТ), что снижает износ тормозных колодок и бандажей колесных пар тепловоза и вагонов; повысить безопасность движения поездов (наличие двух тормозов ЭТ и ПТ); реализовать более высокие тормозные усилия, ограниченные по условиям сцепления колес с рельсами, благодаря лучшим противогазным свойствам.
Электрическое торможение обладает рядом преимуществ по сравнению с ПТ. Это и плавность торможения, быстрота действия, возможность регулирования тормозного усилия и независимость его от воздействия окружающей среды. Регулирование скорости движения поезда ПТ при высоких скоростях малоэффективно в связи с резким уменьшением тормозной силы. Длительность работы ЭТ не ограничена, что особенно важно при работе на затяжных спусках. Электрическое торможение обеспечивает подтормаживание поезда для поддержания заданной скорости, и снижение скорости до значений (20-:30 км/ч), при которых становится эффективным ПТ.
Увеличение скорости движения пассажирских поездов повышает значение ЭТ как эффективного экстренного тормоза. На ряде участков железных дорог с затяжными спусками, как, например, на БАМе, без ЭТ нельзя обеспечить нормальную эксплуатацию.
Применение ЭТ на тепловозах требует дополнительного оборудования, усложняющего конструкцию тепловоза. Это несколько ограничивает широкое использование его на тепловозах. Пассажирские тепловозы ТЭП70, грузовые 2ТЭ121 и экспортные тепловозы УЗОО и ТЭ114 оборудованы ЭТ. Кроме того, построены опытные тепловозы 2ТЭ116, 4ТЭ10С и маневровые ТЭМ2 с ЭТ.
Следует отметить, что хотя ЭТ обладает рядом преимуществ, основным тормозом безопасности является поездной ПТ, так как он сохраняет работоспособность при обрывах, нарушениях управления и др. Применение ЭТ предусматривается на всех перспективных магистральных тепловозах.
Регулирование тормозной силы и системы электрического торможения. При ЭТ электродвигатели отключаются от тягового генератора. Обмотки якорей подключаются к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения - к источнику питания. В качестве источника питания (возбудителя) используется тяговый генератор, т. е. тяговые электродвигатели при ЭТ имеют независимое возбуждение. Это обеспечивает гибкость управления скоростью движения при плавном регулировании тормозной силы в широком диапазоне ее изменения. Тормо-
Рис. 12.4. Тормозные характеристикитепловоза: ПТ -■ предварительное торможение; 1п - 12п - позиции тормозного контроллерашая сила чаще всего регулируется магнитным потоком, т. е. изменением напряжения генератора путем регулирования частоты вращения вала дизеля или изменения тока возбуждения возбудителя. Г большинстве случаев напряжение тягового генератора регулируют за счет изменения тока возбуждения при неизменной частоте вращения (неизменной позиции контроллера). Тормозная сила может регулироваться также изменением сопротивления тормозного резистора, но это требует дополнительных переключающих аппаратов. Такой способ регулирования использован на тепловозах ТЭМ2.
Тормозные характеристики тепловоза (рис. 12.4) представляют собой зависимость тормозной силы от скорости движения В(и). Тяговый электродвигатель в тормозном режиме, так же как и в тяговом, имеет ряд ограничений, которыми определяются пределы регулирования тормозных сил. Такими ограничениями являются: максимальный ток возбуждения 1„ , который определяется условиями нагревания катушек главных полюсов; максимальный тормозной ток 1« , ограничиваемый нагреванием обмотки якоря электродвигателя; коммутация 1„ V, сцепление колес с рельсами. Работая но предельным характеристикам, получаем наибольшую эффективность электрического тормоза, но при ведении поезда используются меньшие значения тормозной силы (регулировочные характеристики).
Регулировочные характеристики могут иметь различный вид в зависимости от того, какой параметр ЭТ выбран в качестве регулируемого. Для остановочного торможения удобно использовать характеристики с постоянным усилием, так как можно задавать значение замедления поезда независимо от скорости движения. Такие характеристики согласуются с характеристиками ПТ состава. При подтормаживании на спусках необходимо обеспечить устойчивое поддержание скорости поезда. В этом случае можно использовать характеристики регулирования по току возбуждения и тормозной силе.
На тепловозах, имеющих передачу переменно-постоянного тока, в качестве возбудителя используется тяговый синхронный генератор СГ, к которому через выпрямительную установку ВУ со стороны постоянного тока подключаются главными контактами контактора 177 обмотки возбуждения двигателей 1'-6', соединенные последовательно (рис. 12.5). Якорь каждого электродвигателя включается на отдельный тормозной резистор ЯТ. Рассмотрим цепь питания якоря электродвигателя 1: плюсовые щетки якоря 1. главные контакты контактора П1, резистор 1?77, контакты тормозного переключателя 77/, минусовые щетки якоря 1. В качестве тормозных резисторов используются резисторы большой мощности типа ЛСО, выполненные из фехралевой лепты. Силовая схема из тягового режима в тормозной переводится переключателем 771 в обесточенном состоянии. Питание обмотки возбуждения тяговогогенератора, как и в тяговом режиме, происходит от возбудителя через управляемый выпрямитель. В режиме электрического торможения тяговый генератор работает на 13-й позиции контроллера машиниста при токах больше 500 А с тем, чтобы обеспечить подачу достаточного количества воздуха в тяговые электродвигатели для их охлаждения. При токах, меньших 500 А, работа генератора происходит на 11-й позиции. Этим обеспечивается устойчивая работа синхронных электроприводов. Для защиты тяговой цепи от замыкания на землю используется реле заземления. Тормозные резисторы защищены от перегрузки максимальным реле, настраиваемым на ток срабатывания (1,2-1,25)/,,. Срабатывание этих защитных реле приводит к отключению электрического тормоза и замене его пневматическим.
Управление торможением осуществляется от крана машиниста, имеющего две рукоятки: главную, управляющую давлением в тормозной магистрали, и вспомогательную, управляющую тормозной уставкой. Тормозная уставка представляет собой переключаемое кулачковое контактное устройство типа контроллера, имеющее нулевое и пять рабочих положений, в том числе положение экстренного торможения. С помощью тормозной уставки дается сигнал на включение электрического тормоза и регулируется тормозное усилие. Главная и вспомогательная рукоятки связаны зубчатой передачей и храповиком. При повороте главной рукоятки одновременно поворачивается и вспомогательная. Тем самым производится пневматическое торможение состава и электрическое торможение локомотива. Если поворачивать вспомогательную рукоятку, то будет меняться значение уставки, а давление в тормозной магистрали будет оставаться постоянным, так как храповое устройство не позволит поворачиваться главной рукоятке, при этом будет осуществляться электрическое торможение.
На каждом положении вспомогательной рукоятки тормозная сила поддерживается постоянной (см. рис. 12.4). При экстренном торможении включается последняя ступень, и процесс тормо-
Рис. 12.5. Схема силовой цепи при электрическом торможении для тепловозов с передачей переменно-постоянного тока
Рис. 12.6. Структурная схема управления тяговым генератором при электрическомторможении для 2ТЭ116М: СГ- тяговый генератор; 1-6-якоря тяговых электродвигателей; ВУ выпрямительная установка; ЯТІ - Р.Т6 тормозные резисторы; ТІ1ТІ - ТПТ5- трансформаторы постоянного тока; 1'-■ 6' обмотки возбуждения тяговых электродвигателей; СУ - селективный узел; БЗВ - блок задания; ИД индуктивный датчик; УВМ узел выделения максимального тока; СП- статический преобразователь; ФУ - фазосдвигающее устройство; БГІ, БГ2 - блокннг-геиераторы; УВВ управляемый выпрнмнтель; СВ-синхронный возбудитель; БУВ - блок управления возбуждением; ОРД объединенный регулятор дизеляжения происходит по ограничительным кривым. Управление торможением производится автоматической системой управления тягового генератора в тормозном режиме (рис. 12.6).
Сигнал по тормозному току 1ял подается в селективный узел СУ при помощи трансформаторов постоянного тока Г/777 - 77777 через узел выделения максимального тока УВМ. Сигнал по току возбуждения двигателей 1В1 также поступает в СУ при помощи ТПТ5. При электрическом торможении СУ несколько изменяется по сравнению с СУ для тягового режима. Сигнал задания по частоте вращения вала дизеля подается от блока задания возбуждения БЗВ. Сигнал задания по току возбуждения двигателей подается в СУ через датчик давления в тормозной магистрали. Сигнал задания поступает также от тормозной уставке, соответствующей позиции вспомогательной рукоятки; определяет тормозную силу В.
285
⇐ | Передача мощности тепловоза 2ТЭ121 | | Рудая К. И., Логинова Е. Ю. Тепловозы. Электрическое оборудование и схемы. Устройство и ремонт | | Передача мощности переменного тока | ⇒