Описание силовой схемы вагона Ем

Рис. 6.7. Силовая схема вагона Ем

Работа тяговых электрических машин в ходовом режиме

В тяговом режиме повышение частоты вращения тяговых двигателей возможно при уменьшении величины пускового сопротивления R, перегруппировки тяговых двигателей из последовательного соединения групп в параллельное, а также за счёт ослабления магнитного потока Ф (ослабление поля).
В момент пуска двигателя скорость вращения якоря равна нулю:

Противо-ЭДС = 0

(противо-ЭДС – это та же самая Е, т.е. ЭДС индукции).

Для ограничения тока силовой цепи и возможности регулирования скорости вращения применяются пусковые резисторы общим сопротивлением 4,96 Ом. Поскольку суммарное активное сопротивление всех обмоток одного двигателя равно 0,13 Ом, то сопротивление всей силовой цепи:

0,13 Ом • 4 + 4,96 Ом = 5,48 Ом.

Следовательно, в момент пуска тяговых двигателей ток силовой цепи определяется по закону Ома:

825 В : 5,48 Ом = 150 А.

(в отсутствие пуско-тормозных сопротивлений ток тяговых двигателей в момент их пуска определялся бы исходя из суммарной величины сопротивлений четырёх двигателей и подведённого к ним напряжения:

825 В : (0,13 Ом • 4) = 1587 А,

что является совершенно недопустимым для ДК-108 по условиям их эксплуатации).

По мере разгона уменьшение величины сопротивления производится с помощью реостатного контроллера под контролем РУТ, что приводит к увеличению тока, следовательно – к увеличению силы Ампера, вращающего момента и скорости:

âR ð áI_я ð áM_вращ. ð áV

После полного вывода пускового сопротивления производится переключение групп тяговых двигателей с последовательного соединения на параллельное, что в дважды увеличивает напряжение на двигателях; однако, во избежание резкого динамического удара в цепь каждой из групп двигателей вновь вводится ПТС по 1,21 Ом. Затем происходит вывод вновь введённых сопротивлений с помощью РК под контролем РУТ.

Ослабление поля тяговых двигателей производится после полного вывода ПТС путем шунтирования обмоток возбуждения. При этом, параллельно обмоткам возбуждения подключается цепь, состоящая из реостата ослабления поля и индуктивного шунта. Величина магнитного потока обмотки возбуждения тяговых двигателей пропорциональна величине тока, протекающего по обмотке возбуждения.

Если шунтирующая цепь отключена, то

I_я=I_ов

При включении контактора шунтировки КШ полный ток якоря I_я разветвляется на две параллельные цепи:

I_я=I_ов + I_ш

Уменьшение величины магнитного потока приводит к уменьшению противо-ЭДС, а значит - к увеличению тока якоря двигателя, следовательно - к увеличению крутящего момента на валу двигателя, и скорости движения:

âФ ð âЕ ð áI ð áM_вращ. ð áV

Ослабление поля численно характеризуется коэффициентом К:

К = (I_я:I_ов) • 100%

Чем меньше ток обмотки возбуждения по сравнению с током якоря, тем сильнее (глубже) ослаблено поле, тем меньше К.

Работа тяговых электрических машин в тормозном режиме

Условия перехода электрической машины в режим генератора:

• наличие магнитного потока (Ф)
• скорость вращения должна быть более критической
• сопротивление цепи должно быть менее критического

Если электрическую машину, раскрученную до скорости больше критической, замкнуть на нагрузку (комплект резисторов пуско-тормозных сопротивлений), то такая машина перейдет в режим генератора, и она будет вырабатывать электрическую энергию. Поле в электрической машине создаётся с помощью дополнительных подмагничивающих обмоток и, отчасти, за счёт некоторой остаточной намагниченности остова и сердечников полюсов.

Ток, протекающий по ПТС, вызывает их нагрев. Таким образом, кинетическая энергия, обретённая во время разгона, в тормозном режиме превращается в электрическую, а затем – в тепловую, которая рассеивается в пространство с помощью пуско-тормозных сопротивлений.

При больших скоростях начала торможения поле генераторов следует существенно уменьшать (до 31%) во избежание превышения ЭДС генераторов сверх нормы (750 В). По мере снижения скорости ЭДС уменьшается и для сохранения постоянства тормозного тока и, как следствие, тормозного эффекта необходимо усиливать поле вплоть до 100% (это происходит на первых шести позициях реостатного контроллера), а затем переходить к реостатному торможению с уменьшением ПТС от 3,33 Ом до 0,203 Ом. При скорости менее 10 км/ч электрический тормоз становится неэффективным ввиду малой ЭДС, и автоматически включаются пневматические тормоза от вентиля регенерации № 1 для полной остановки.

На вагонах метро применяется перекрестная схема реостатного торможения, преимущества которой обеспечивают:

• электрическую устойчивость
• возможность плавного изменения тормозного тока
• хорошее распределение нагрузки между всеми генераторами

Недостатком перекрестной схемы является то, что при разрыве цепи полностью пропадает тормозной ток.

Схемы управления вагона Ем

Понятие поездного провода

Поездным проводом следует считать провод, который проходит через весь состав – от первого вагона до последнего и имеет соединение в электроконтактной коробке автосцепки. Каждому поездному проводу присваивается свой номер. У каждого провода – своё назначение. Например, 10 Пр объединяет аккумуляторные батареи всех вагонов, т. о. все батареи вагонов подключаются параллельно; 1 Пр – провод ходового режима, в кабине управления через главный вал КВ на него подаётся напряжение, а на каждом вагоне к нему подключены катушки вентилей линейных контакторов ЛК-1 и ЛК-3, а также катушка реле реверсирования РР.

Вообще, проводом следует считать такой участок электрической схемы, который не имеет никаких элементов, кроме собственно проводников, и на всём протяжении которого в данный момент времени один и тот же потенциал.

Примечание. Электрические схемы вагона изображаются в том состоянии, когда высокое напряжение отсутствует, на поездные провода напряжение не подано, следовательно, все индивидуальные аппараты выключены; РК – на 1 позиции, переключатель положений – на позиции ПС, реверсор – в положении «вперёд».

Рис. 6.8. Силовая схема вагона Ем