Электрическое оборудование электровоза

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Уральский железнодорожный техникум»

(ГАПОУ СО «Уральский железнодорожный техникум», ГАПОУ СО «УрЖТ»)

Методическая разработка раздела

образовательной программы

по устройству электровоза

«Электрическое оборудование электровоза»

Выполнила: учитель истории

Столяр Денис Сергеевич

2023 года

Электрическое оборудование

Способы пуска двигателей в ход

1. Прямой. Когда к двигателю прикладывается напряжение Uн в момент пуска равное номинальному. Так как в момент пуска Е = 0, а сопротивление обмотки якоря очень мало, то при подаче Uн тяговый двигатель будет потреблять огромный ток, в десятки раз превышающий номинальное значения тока Iн. Поэтому, прямой пуск ТЭД на локомотивах не применяется.

2. Реостатный. Применяется на локомотивах постоянного тока. В момент пуска все двигатели соединяются последовательно, и последовательно с ними соединяется реостат. По мере разгона ток в двигателях уменьшается, поэтому для поддержания среднего значения тока реостат по секционно выводят (выключают). Как только реостат будет полностью выведен, для дальнейшего разгона двигатели соединяют последовательно - параллельно и снова выводят реостат.

Достоинства:

• Не дорогая пускорегулирующая аппаратура.

• Простая схема исполнения.

Недостатки:

• Способ не экономичный, требует больших потерь энергии в пусковых сопротивлениях.

• Малое число ходовых позиций.

1. Трансформаторный. Применяется на электроподвижном составе переменного тока. Питание ТЭД осуществляется от силового трансформатора, вторичная обмотка которого составлена из нескольких секций. В момент пуска напряжение на ТЭД подается от одной секции и далее, по мере разгона поезда, число секций будет увеличиваться – увеличивая напряжение на ТЭД.

Достоинства:

• Способ экономичен и теоретически все позиции могут быть ходовыми.

Недостатки:

• Способ дорогостоящий – из-за использования силового трансформатора.

1. Тиристорный. Возможна плавная регулировка напряжения, соответственно исключены броски тока. Поезд будет более плавно разгонятся и будет более экономичен. Применяется на современных локомотивах. Напряжение, подаваемое на ТЭД, плавно регулируется за счет изменения времени отпирания тиристоров – импульсное регулирование.

Способы регулирования частоты вращения ТЭД

Основной способ регулирования частоты вращения ТЭД осуществляется за счет изменения напряжения, питающего двигатель. При достижении номинального напряжения на ТЭД, дальнейший разгон электровоза осуществляется за счет изменения магнитного потока (уменьшение магнитного поля полюсов, или ослабление возбуждения).

n = (U – IяRя) / СФ

Для этого параллельно обмотке возбуждения ТЭД подключаются резисторы ослабления поля, при этом:

1. Если ослабление поля происходит на высоких позициях контроллера, то Ф уменьшается в меньшей степени, чем увеличивается ток якоря Iя, поэтому Мвр увеличивается, что обеспечивает дальнейший разгон электровоза.

2. Если производить ослабление поля на низких позициях, то Ф уменьшается в большей степени, чем увеличивается Iя, поэтому Мвр в этом случае уменьшится и приведет к замедлению электровоза.

Реверсирование тяговых двигателей

Существует два способа реверсирования двигателей постоянного тока:

1. За счет изменения направления тока в обмотке якоря.

2. За счет изменения направления тока в обмотке возбуждения.

На ВЛ-80с для реверсирования ТЭД применяется только 2-й способ, так как падение напряжения на обмотке возбуждения значительно меньше, чем на обмотке якоря, поэтому раствор между разомкнутыми контактами реверсора рассчитывается на меньшее напряжение, что приводит к снижению габаритов реверсора.

Виды электрического торможения, контроток

Для применения электрического торможения на электровозах переменного тока используют свойство обратимости электрических машин. Для этого обмотки возбуждения всех ТЭД ГПI – ГПVIII отключают от обмоток якорей I - VIII, затем все обмотки возбуждения соединяют последовательно и подключают на регулируемое напряжение от тягового трансформатора Тр. Одновременно с этим каждую обмотку якоря подключают к потребителю электроэнергии:

• е сли в качестве такого потребителя будут использованы резисторы Rт – то будет осуществлено реостатное торможение;

• если обмотки якорей ТЭД подключить через инвертор и трансформатор к контактной сети и потребителями энергии будут другие электровозы – получим рекуперативное торможение.

Д ля создания тормозной силы при электрическом торможении отключают цепь якоря от источника электрического тока и включают в нее тормозной резистор Rт. Причем, сохраняется направление вращения якоря. Обмотки возбуждения (катушки главных полюсов) подключаются через регулирующее устройство к источнику электрической энергии. При этом в обмотке якоря по правилу «Правой руки» наводится ЭДС под действием которой протекает ток Iя. Также этот ток зависит и от сопротивления тормозного резистора Rт и якоря rя, т.е.

Iя = E|(Rт + rя)

На проводники обмотки якоря по правилу «Левой руки» начинает действовать тормозной момент. Таким образом, тормозную силу электровоза можно регулировать, либо уменьшая сопротивление резистора, либо увеличивая ток возбуждения (магнитный поток Ф). На электровозах ВЛ-80^с и ВЛ-80^т в основном применяют регулирование тока возбуждения, управляя блоками выпрямительных установок ВУВ-60. Также, при скорости менее 35 км/час уменьшают сопротивление тормозного резистора Rт.

Существует также возможность электрического торможения контротоком, то есть если во время движения электровоза на выбеге переключить реверсивную рукоятку в положение «Назад» и набрать первую позицию. При этом направление вращающего момента ТЭД и направление тягового усилия изменяется на противоположное.

Тогда изменится направление тока в обмотках возбуждения, а противо-ЭДС ТЭД и ЭДС трансформатора (напряжение, подаваемое на двигатель) будут иметь одинаковое направление и ток по обмотке якоря увеличивается до двойного значения, так как ТЭД становятся генераторами, включенными последовательно с трансформатором.

Величина тока в ТЭД, напряжение на коллекторе быстро превысят допустимые пределы, нарушается нормальная коммутация, возникают вспышки электрической дуги на коллекторах машин, переходящие в круговой огонь, и переброс на корпус. До срабатывания защиты машины получают тяжелые повреждения, поэтому такая схема торможения возможна лишь при полной потере тормозов на составе для предотвращения крушений или аварий.