Ведение поезда с применением электрического торможения.

Общие рекомендации по применению

электрического торможе­ния.

Все современные грузовые отечественные электровозы, оборудованы системой электрического торможе­ния, что обеспечивает большую гибкость управления поездами на спусках, облегчает труд машинистов, снижает износ бандажей колес электровозов, тормозных колодок вагонов и электровозов, а при применении рекуперативного торможения дает экономию электро­энергии, на отдельных горных участках до 10—15 %; повышение на­пряжения в сети приводит к росту скорости движения поездов, а также наличие резервного тормоза повышают безопасность движения. Электрическое торможение электровоза позволяет вести поезд по спуску более равномерно и с большей скоростью. При использо­вании пневматических тормозов на спусках скорость поезда сильно изменяется (например, от 30—40 км/ч в момент отпуска тормозов до 70—80 км/ч при начале повторного торможения). Снижение скорости до 30—40 км/ч и ниже в большинстве случаев вызвано тем, что перед повторным торможением приходится выжидать неко­торое время, пока полностью зарядятся автотормоза, а за это время скорость поезда резко возрастает.

Правильно применяя электрическое торможение, можно весь спуск пройти с весьма незначительными колебаниями скорости (в пределах 60—70 км/ч), имея в резерве заряженные автотормоза состава. Техническая скорость при этом значительно повышается (на 15—20 %). Тормозная сила, созда­ваемая электровозом при электрическом торможении, сравнительно невелика (40—50 тс), однако в большинстве случаев ее вполне достаточно для поддержания равномерной скорости движения поезда на спусках. Одновременно применять электрическое торможение электровоза и пневматические тормоза состава приходится лишь на очень крутых спусках при больших массах поездов

Электрическое торможение нельзя применять при наличии записи в Журнале технического состояния электровоза «Рекуперация не работает», а также если при приемке электровозов ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11 выявлена разность токов возбуждения секций свыше 20 А на любой позиции контроллера.

При движении с поездом, прежде чем собирать цепи электриче­ского торможения, машинист учитывает также следующее:

- какова загрузка вагонов в головной части состава (порожние вагоны, платформы ограничивают возможность сильного торможения в кривых участках);

- напря­жение сети;

- расстояние до тяговой подстанции;

Если в Журнале технического состояния электровоза была сде­лана запись, указывающая на единичный случай срыва электри­ческого торможения, это еще не свидетельствует о неполадках в цепях или о плохом состоянии двигателей. В отдельных случаях срыв может произойти вследствие ошибочных действий машиниста (или одиночного резкого изменения напряжения в контактной сети при рекуперации). Все же если такая запись была сделана, то сбор цепей электрического торможения выполняют очень внимательно при полностью заряженных автотормозах; первый раз электриче­ское торможение по возможности включают на участке с однородным спуском, чтобы .не было лишних факторов, отвлекающих маши­ниста. В начальный момент сбора цепей торможения скорость не должна превышать 55—60 км/ч, чтобы в случае срыва торможения можно было привести в действие автотормоза и не дать скорости возрасти сверх допустимой. Вообще скорость следования с примене­нием электрического торможения должна быть ниже предельно установленной по автотормозам на 4—5 км/ч, с тем чтобы при срыве этого вида торможения своевременным применением автотормозов не допустить превышения допустимой скорости.

Рекуперативное торможение.

Одним из самых сложных вопросов, возникающих перед маши­нистом как в момент перехода на рекуперацию, так и во время ее применения,— это имеются ли другие электровозы или электро­поезда на участке, работающие в режиме тяги. Ведь тяговые двига­тели образуют тормозной момент лишь тогда, когда есть потребители рекуперируемой энергии. Если потребителя нет, то тока в цепи не будет и тормозной момент у двигателя не возникнет. На некоторых участках тяговые подстанции не имеют спе­циальных устройств для преобразования или гашения избыточной энергии, возвращаемой в сеть рекуперирующими электровозами, и если на данном участке нет электровозов, потребляющих энергию, то применять электрическое торможение трудно.Высокое напряжение в сети часто указывает, что на участке нет потребителей (других электровозов или электропоездов) или они берут малую нагрузку, однако этот признак не всегда точен. Поэтому не рекомендуется собирать цепи рекуперации при напряжении в сети выше 3800 В, в противном случае режим рекуперации можно создать лишь завышая напряжение на тяговых двигателях сверх допустимых значений.

На ряде участков с большой неравномерностью движения поездов во избежание возникновения перенапряжений на коллекторах двигателей машинисты применяют рекуперативное торможение при последовательно-параллельном соединении якорей и высоких ско­ростях движения (до 80 км/ч). Это снижает экономичность тормо­жения, несколько повышается нагрев якорей двигателей, но в значи­тельной мере исключает возможность появления круговых огней и перебросов дуги по изоляторам кронштейнов щеткодержателей.

Рекуперативное торможение нельзя применять в случае выклю­чения хотя бы одного из тяговых двигателей или мотор-вентиляторов, а также при повреждении защитных аппаратов (быстродействую­щих контакторов, автоматических выключателей управления, вен­тилей электрического торможения).

Время работы с током возбуждения свыше 300 А не должно превышать 40 мин во избежание превышения допустимой темпера­туры нагрева обмотки якоря преобразователя.

Режимы рекуперации.

Схемы соединения якорей при электрическом торможении машинист выбирает в зависимости от скорости движения.

- при движении с малой скоростью (примерно 15—30 км/ч) э.д.с. якорей невелика даже при значительном токе возбуждения, поэтому для получения достаточной суммарной э.д.с. якоря соединяют последовательно;

- при средних скоростях движе­ния (25—60 км/ч) применяют последовательно-параллельное соединение якорей;

- при скоростях выше 55 на ВЛ10, ВЛ11— параллельное.

При последовательном соединении напряжение на якорях невысокое (до 500 В) и по коммутации тока якорей двигателей ограничений нет даже при неблагоприятном соотношении токов якоря Iя и возбуждения Iв (Iя/Iв> 4). Это соотно­шение наступает при верхнем диапазоне скорости (т. е. 25—30 км/ч), поскольку при небольшом токе возбуждения Iв э.д.с. и ток якорей достаточно велики за счет высокой частоты их вращения.

При движении со средними скоростями соединяют последова­тельно по четыре якоря в каждой цепи, э.д.с. каждого из них в зави­симости от скорости движения и тока возбуждения (т. е. от положе­ния тормозной рукоятки контроллера) может находиться в пределах 800—1000 В. В этом случае нежелательное соотношение токов Iя/Iв = 4 может быть достигнуто при движении в диапазоне высших скоростей, т. е. 45—55 км/ч.

На параллельном соединении соотноше­ние токов якоря и возбуждения не должно превышать значения, рав­ного 3; оно возникает при скоростях выше 65 км/ч, а при низком на­пряжении в контактной сети до начала рекуперации может быть и при меньших скоростях. Это соотношение опасно тем, что так же, как при ослабленном возбуждении в режиме тяги, магнитное поле реак­ции якоря «теснит» поле главных полюсов, создаваемое током Iв. В результате напряжение между некоторыми коллекторными пла­стинами достигает предельных значений (38—40 В), при которых возникает устойчивое искрение. Поскольку при параллельном соеди­нении э.д.с. якоря достигает 1700—2000 В, искрение может перейти в круговой огонь с перебросом дуги на остов двигателя (обычно по изоляторам кронштейнов щеткодержателей). Во избежание этого приходится переходить на более низкие позиции тормозной рукоятки, при этом падает сила торможения и может возникнуть необходимость в подтормаживании состава.

Примененная на электровозах схема с противовозбуждением генераторов преобразователей обеспечивает практически неизмен­ным ток рекуперации Iр при мгновенных колебаниях напряжения сети Uc:

IP=(E-UC)/ΣR.

Эта стабилизация обеспечивается за счет почти одновременного автоматического колебания э.д.с. якорей Е при колебаниях напря­жения сети, чем поддерживается постоянство силы торможения электровоза. Только в том случае, когда происходит резкое умень­шение числа потребителей энергии (срабатывание БВ на соседнем электровозе, моторном вагоне), это может привести к завыше­нию Е, т. е. перенапряжению на двигателях. Следовательно, при нали­чии на участке небольшого числа потребителей рекуперацию при параллельном соединении и высоком напряжении следует применять осторожно.