ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ И СИЛОВОЙ
ЦЕПИ ВАГОНА ЛМ-68
47. Общие сведения
Электрические цепи вагонов должны обеспечить: пуск тяговых
электродвигателей;
регулирование ,скорости движения вагона за счет изменения сопротивлений
пусковых реостатов, соединения тяговых двигателей (с 'последовательного
на параллельное) и ослабления их возбуждения;
электрическое реостатное торможение двигателей с переводом их на
генераторный режим и автоматическим наложением (при истощении служебного
электродинамического тормоза) пневматического тормоза и в экстренных
случаях рельсового электромагнитного тормоза;
отключение (неисправной группы двигателей и движение вагона при
оставшихся исправных двигателях;
движение вагона с выключенными двигателями по инерции (выбег);
изменение направления движения (реверсирование) всех или одной группы
тяговых двигателей путем изменения направления тока в якорях;
защиту силовой цепи от перегрузок и коротких замыканий; сигнализацию при
срабатывании защиты; независимое от контактной сети питание цепей
управления с автономной защитой;
экстренное торможение, в котором одновременно участвуют
электродинамический, механический с пневматическим приводом .и рельсовый
электромагнитный тормоза;
защиту электрических цепей вагона от грозовых разрядов; автоматическое
затормаживание вагона при потере водителем (бдительности при управлении;
аварийное торможение вагона при исчезновении напряжения в контактной
сети или перегорании предохранителя в цепи независимых обмоток
возбуждения двигателей (переключение питания последовательных обмоток
возбуждения двигателей на аккумуляторную батарею).
Пуск тяговых двигателей и регулирование частоты вращения их валов
осуществляют изменением сопротивления ступеней пусковых реостатов,
включенных последовательно с якорями машин. Плавность пуска и ускорение
зависят от числа
ступеней реостатного контроллера. По мере разгона
поезда пусковые реостаты постепенно выводят по ступеням. При выключении
ступени происходит рост пускового тока, .который начинает уменьшаться до
вывода следующей ступени. Изменение тока, а следовательно, и силы тяги
происходит согласно заранее заданным расчетным данным. Среднее значение
пускового тока и определяет ускорение поезда при пуске. Плавность пуска
зависит не только от числа ступеней, предусмотренных в схеме, и
применяемой аппаратуры, но и от способа управления двигателями. При
непосредственной схеме управления большое влияние на характер пуска
оказывает квалификация водителя, выключающего при помощи контроллера
пусковые реостаты. При автоматическом управлении выключение отдельных
ступеней пусковых реостатов происходит в зависимости от тока,
протекающего но цепи двигателей, и не зависит от водителя.
Автоматическая система управления может обеспечить заданное ускорение
при плавном пуске и разгоне поезда, повышение скорости сообщения. При
непосредственном управлении увеличение ускорения приводит к толчкам,
нарушающим плавность пуска. При равных условиях автоматическая система
управления позволит снизить расход электрической энергии в период пуска
и обеспечить ранний выход на автоматическую характеристику.
При наличии на вагоне нескольких тяговых двигателей регулирование
скорости движения может быть осуществлено за счет изменения соединения
двигателей. Имеют место так называемые двухступенчатый и одноступенчатый
пуски. При двухступенчатом на первой ступени пуска все двигатели
соединены последовательно, затем параллельно или
параллельно-последовательно (два двигателя соединены
постоянно-последовательно). Подобные системы являются экономичными,
позволяют иметь (промежуточные безреостатные
позиции с меньшей скоростью движения поезда гори последовательном
соединении двигателей, однако управление поездом три этом сложнее.
Широкое распространение получило одноступенчатое соединение двигателей,
при котором двигатели на весь период пуска и движения вагона соединены
между собой параллельно-последовательно. Последнее существенно упрощает
схему, что особое значение имеет при автоматическом управлении поездом.
Обычно схемой предусмотрен пуск и разгон поезда при различных значениях
ускорения в зависимости от состояния пути. Предусматривается также и
маневровый режим, при котором пуск, разгон и движение поезда
осуществляются с наименьшими ускорением и скоростью.
Для дальнейшего увеличения частоты вращения якоря (скорости движения
вагона) в силовых цепях предусмотрены различные варианты ослабления
возбуждения. Последнее может быть осуществлено за счет включения
добавочного рези-стора последовательно в цепь независимых обмоток
возбуждения, отключения независимых обмоток и включения добавочного
резистора параллельно цепи последовательных обмоток «возбуждения.
Степень ослабления возбуждения определяется тяговыми расчетами. Следует,
однако, учесть, что сильное ослабление возбуждения осложняет коммутацию
тока из-за возрастающего влияния реакции якоря. Возникающее при этом
искрение щеток может перекрыть соседние пластины коллектора и вызвать
круговой огонь на коллекторе (и выход двигателя из строя. Как правило,
ослабление возбуждения не должно превышать 50—60% намагничивающей силы
обмоток возбуждения. В вагоне ЛМ-68 наибольшее ослабление возбуждения
равно 43% основного.
Тяговые двигатели постоянного тока обладают
способностью переходить в генераторный режим, при этом изменяется
направление тока в якоре. При переводе двигателя в генераторный режим
(механическая энергия вагона (преобразовывается тяговыми двигателями в
электрическую и теряется в подключенных резисторах. Эта энергия в зимнее
время может использоваться для отопления салона вагона.
Кроме реостатного торможения, существует рекуперативное торможение,
предусматривающее возврат этой энергии в -сеть. В этом случае
вырабатываемое напряжение должно быть выше напряжения контактной сети.
Кроме того, на участке движения поезда, рекуперирующего электроэнергию,
должен находиться поезд, потребляющий электроэнергию. На случай
отсутствия такого поезда предусматривают установку балластных резисторов
на подстанциях или на вагоне с возможным замещением рекуперативного
торможения реостатным. Схема вагона ЛM-68 не предусматривает
рекуперативное торможение. Переход двигателей последовательного
возбуждения в генераторный режим происходит замедленно, так как
первоначальное возбуждение генератора зависит от остаточного магнетизма
магнитных полюсов. Для ускорения процесса возбуж-дения на главных
полюсах тяговых двигателей устанавливают катушки подмагничивания,
подключаемые к контактной сети (двигатели ДК-255, ДК-257А и ДК-258А).
На (Вагоне ЛМ-68 установлены двигатели смешанного возбуждения. Наличие у
них независимой обмотки, подключенной
к контактной сети, особо благоприятно влияет на ускорение возбуждения, а
следовательно, и повышение эффективности электрического торможения (при
переходе двигателя в генераторный режим). Наличие последовательной
обмотки обеспечивает электрическое торможение вагона при исчезновении ;
напряжения в контактной сети, правда, менее эффективное.
Однако последнее не является опасным, так как
схемой ваго-на ЛМ-68 предусмотрено в этом случае автоматическое
приведение в действие механического тормоза с пневматическим приводом.