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 производятся переключателями А11 - QT1, А12 - 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 A11, A12 установлены панели А27 для защиты от юза при рекуперации - (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 схему двухполупериодного выпрямления со средней нулевой точкой для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а3 – х3 составляет 172В.

Тормозными переключателями А11 - QT1, А12 - QT1 обмотки возбуждения тяговых двигателей M1 - М4 соединяются между собой последовательно. Резисторы R1, R2 выводами Р0, РЗ остаются подключенными параллельно обмоткам возбуждения как и в режиме тяги.

Сбор силовой схемы питания обмоток возбуждения завершается включени­ем контактора К1.

Ток возбуждения измеряется амперметрами РАЗ, РА4 установленными в кабинах машиниста.

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 U3 - 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 блоках сигнализации А57 или А58 над пультом машиниста в соответствии с ри­сунком 13.

Для снижения уровня радиопомех и коммутационных перенапряжений об­мотка а3 – х3 тягового трансформатора соединена с корпусом электровоза через конденсаторы С15, С16.

4.5.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 электродвигателей, а в зоне средних и малых скоростей - плавным изменением напряжения U1, U2(BИП), работающих в инверторном режиме. Ал­горитм управления тиристорами ВИП - в соответствии с таблицей 1.

Изменение тока возбуждения осуществляется за счет изменения угла открытия тиристоров выпрямительной установки возбуждения U3.

Тиристоры открываются с помощью управляющих импульсов, вырабаты­ваемых блоком управления А96 (МСУД - Н) и подаваемых через выходные уси­лители импульсов выпрямительной установки возбуждения на управляющие электроды тиристоров.

Примечание - Подробное описание работы выпрямительной установки воз­буждения см. в ИДМБ.661142.012РЭ5 (ЗТС.001.015РЭ5).

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 наи­большего тока возбуждения дальнейшее поддержание заданной тормозной силы осуществляется плавным уменьшением напряжения U1, U2 (ВИП).

Плавное регулирование напряжения U1, U2 (ВИП) производиться с сере­дины четвертой зоны (α _Р = 90 °эл.) до первой зоны. В четвертой зоне тиристоры плеч 1, 2, 7, 8 открываются с углом опережения β. Импульсы управления форми­руются системой авторегулирования инвертора, входящей в блок управления А96 (МСУД - Н), обеспечивающий постоянство угла запаса δ (разность угла опереже­ния β и угла коммутации γ) при токе якоря более 400 А. При меньших токах осу­ществляется регулирование инвертора с постоянным углом опережения β.

Информация об угле коммутации γ поступает от датчиков Т21 - Т24.

Регулирование в четвертой зоне осуществляется изменением фазы открытия тиристоров плеч 3 и 4, начиная с угла α = 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) па 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 β 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 тиристорных плеч 5, 6, 7, 8 в тиристорные плечи 1, 2, 5, 6. По­следние открываются с углом опережения β, обеспечивая переход во вторую зону регулирования.

Во второй зоне изменением фазы открытия тиристоров плеч 3, 4 производят дальнейшее уменьшение напряжения U1, U2 (ВИП).

При переходе на первую зону управляющие импульсы снимаются с тири­сторов плеч 1, 2, а па тиристоры плеч 5, 6 подаются импульсы, регулируемые по фазе. При уменьшении фазы α _Р до π /2 рекуперация прекращается, а при дальней­шем уменьшении угла α _Р начинается режим торможения противовключением, ко­гда тяговый двигатель развивает тяговый момент, соответствующий направлению движения «НАЗАД» и электровоз начинает потреблять энергию из сети. Тормо­жение противовключением обеспечивает возможность остановки поезда и осажи­вания его назад, при необходимости.

В режиме рекуперативного торможения при автоматическом управлении напряжения ВИП ограничивается 3 1/2 зонами (верхняя граница - середина четвер­той зоны).

Форма напряжения на выходе ВИП - в соответствии с рисунком 8.