Электровоз 2ЕЛ5. Цепи тяговых двигателей в
режиме рекуперативного торможения
Тяговые двигатели в режиме рекуперативного торможения работают как
генераторы постоянного тока с независимым возбуждением.
Рекуперативное торможение осуществляется путем инвертирования
постоянного тока тяговых двигателей, работающих генераторами, в
переменный ток промышленной частоты.
Все переключения в силовой цепи при переходе из
режима тяги в режим рекуперативного торможения и наоборот производится
переключателями А11 -QT1, A12 - QT1. При переходе в режим
рекуперативного торможения якорь каждого тягового двигателя отключается
от своей обмотки возбуждения и подключается к ВИП последовательно с
диодами блока U11 и блоком резисторов R10.
Блок резисторов R10 предназначен для обеспечения большей электрической
устойчивости рекуперативного торможения, а также для улучшения
распределения тока между параллельно включенными якорями тяговых
двигателей.
Блок диодов U11 предназначен для предотвращения появления контурных
токов при переходе в режим рекуперативного торможения на высоких
скоростях.
Для защиты, резисторов от токовых перегрузок предусмотрена панель реле
напряжения А6. При срабатывании реле контроля напряжения KV01, KV02
панели А6 разбирается схема электрического торможения.
В блоках силовых аппаратов А11, А12 установлены панели защиты тяговых
двигателей от кругового огня А27 (при срабатывании реле контроля
напряжения KV01 панели отключается контактор К1, обесточивая обмотки
возбуждения двигателей).
Обмотки тягового трансформатора с выводами а3 - х3 и выпрямительная
установка возбуждения U3 образуют двухполупериодного выпрямления со
средней нулевой точкой для питания обмоток возбуждения тяговых
двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а3 - х3 составляет
172 В.
Тормозными переключателями A11 - QT1, A12 - QT1 обмотки возбуждения
тяговых двигателей каждой секции соединяются между собой
последовательно. Резисторы R1, R2 выводами Р0, Р3 остаются подключенными
параллельно обмоткам возбуждения как и в режиме тяги.
Сбор силовой схемы питания обмоток возбуждения завершается включением
контактора К1.
Ток возбуждения измеряется амперметром РА2, установленным в кузове
секции электровоза.
Обратная связь по току с системой регулирования обеспечивается с помощью
датчика тока Т15.
От тока перегрузки цепи возбуждения защищены с
помощью реле КА8, от токов короткого замыкания при пробое плеч ВУВ - с
помощью реле КА7. При срабатывании реле КА7 отключается контактор К1,
при срабатывании реле КА8 отключается главный выключатель QF1.
Контроль замыкания цепей возбуждения на корпус осуществляет реле
контроля "земли" KV5, при включении которого загораются индикаторы ВУВ
на блоке сигнализации А23 над пультом машиниста в соответствии с
рисунком 20.
Для снижения уровня радиопомех и коммутационных перенапряжений обмотка
а3 - х3 тягового трансформатора соединена с корпусом электровоза через
конденсаторы С15, С16.
4.5
Электровоз 2ЕЛ5. Регулирование тормозной силы в
режиме рекуперативного торможения
При работе электровоза в режиме рекуперативного торможения в зоне
высоких скоростей тормозная сила регулируется плавным изменением тока
возбуждения тяговых двигателей, а в зоне средних и малых скоростей -
плавным изменением напряжения ВИП, работающих в инверторном режиме.
Алгоритм управления тиристорами ВИП приведен в таблице 1.
Изменение тока возбуждения осуществляется за счет изменения угла
открытия тиристоров выпрямительной установки возбуждения U3.
Тиристоры открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых
шкафом МСУД и подаваемых через выходные усилители импульсов
выпрямительной установки возбуждения на управляющие электроды
тиристоров.
Подробное описание устройства и принципа работы выпрямительной установки
возбуждения дано в техническом описании электронного оборудования ИДМБ.
661142.010.РЭ5 (3ТС.001.013.РЭ5).
Тормозная сила в четвертой зоне регулируется плавным изменением тока
возбуждения, который по мере снижения скорости движения электровоза
должен увеличиваться для поддержания заданной тормозной силы. При
достижении наи-большего тока возбуждения дальнейшее поддержание заданной
тормозной силы осуществляется плавным уменьшением напряжения ВИП.
Плавное регулирование напряжения ВИП производиться с середины четвертой
зоны (ар=90°эл) до первой зоны. В четвертой зоне тиристоры плеч 1, 2, 7,
8 открываются с углом опережения р. Импульсы управления формируются
системой авторегулирования инвертора, входящей в шкаф МСУД,
обеспечивающий постоянство угла запаса 5 = в - у при токе якоря более
400А. При меньших токах осуществляется регулирование инвертора с
постоянным углом опережения р.
Информация об угле коммутации у поступает от датчиков Т21 - Т24.
Регулирование в четвертой зоне осуществляется изменением фазы открытия
тиристоров плеч 3 и 4, начиная с угла а=90°эл.
Ток двигателей в начале полупериода протекает через тиристоры плеч 1, 8
(или 2, 7). В момент подачи управляющего импульса на тиристоры плеч 3
(или 4) происходит коммутация тока с тиристоров плеч 1 (или 2) на
тиристоры плеч 3 (или 4). В дальнейшем ток до конца полупериода будет
протекать через тиристоры плеч 3, 8 или 4, 7.
Переход на регулирование в третьей зоне осуществляется подачей импульсов
с углом опережения B на тиристоры плеч 3, 8 и 4, 7 и закрытием
тиристоров плеч 1, 2. Регулирование осуществляется изменением фазы
открытия тиристоров плеч 5, 6. По окончании регулирования в третьей зоне
выполняется синхронный перевод нагрузки с тиристоров плеч 5, 6, 7, 8 в
тиристоры плеч 1, 2, 5, 6. Последние открываются с углом опережения р,
обеспечивая переход во вторую зону регулирования.
Во второй зоне изменением фазы открытия тиристоров плеч 3, 4 производят
дальнейшее уменьшение напряжения ВИП.
При переходе на первую зону управляющие импульсы снимаются с тиристоров
плеч 1, 2, а на тиристоры плеч 5, 6 подаются импульсы, регулируемые по
фазе. При уменьшении фазы ар до pi/2 рекуперация прекращается, а
при дальнейшем уменьшении угла ар начинается режим торможения
противовключением, когда тяговый двигатель развивает тяговый момент,
соответствующий направлению движения НАЗАД и электровоз начинает
потреблять энергию из сети. Торможе-ние противовключением обеспечивает
возможность остановки поезда и осаживания его назад, при необходимости.
В режиме рекуперативного торможения при автоматическом управлении
напряжения ВИП ограничивается 3.5 зонами (верхняя граница - середина
четвертой зоны).
Форма напряжения на выходе ВИП приведена на рисунке 8.