Acasă / Tehnologia conducerii trenurilor
Frânarea electrodinamică
Mașinile electrice au o proprietate unică de reversibilitate, adică în anumite condiții pot funcționa ca un motor electric, iar pentru alții ca un generator de energie electrică. Dispuneți de aceste motoare de proprietate și de tracțiune a locomotivelor electrice și a locomotivelor diesel.
Aplicarea inhibării electrodynamice (EDT)
frânare regenerative - acest mod, atunci când energia cinetică a trenului este transformată în energie electrică și se transmite mai departe altor consumatori, în cazul frânării regenerative sau reduse prin rezistențele de frânare în timpul frânării dinamice.
frânare regenerative este posibilă numai pe locomotive, energia generată înapoi la catenară, care poate fi consumat de către alte locomotive electrice următoarele în modul de tracțiune, iar absența acestora este returnat la sistemul de alimentare de alimentare a țării. Există locomotive cu funcție de frânare regenerativă, atât pentru curentul direct cât și pentru curentul alternativ. Reglarea frânei este utilizată în principal pe locomotivele diesel, precum și pe unele serii de locomotive electrice (VL-80t, ChS-4t). Cu acest tip de frânare, energia electrică generată de motoarele de tracțiune se consumă pe rezistențe speciale de frânare, unde este transformată în energie termică.
Necesitatea aplicării frânării electrodinamice
Utilizarea inhibării electrodynamice este recomandabilă din multe puncte de vedere. Utilizarea sa face posibilă creșterea siguranței traficului feroviar - deoarece frânele pneumatice nu sunt utilizate la aplicarea EDT, sistemul de frânare al trenului este întotdeauna gata de utilizare. În acest sens, nu există niciun pericol de urmărire a semnalului de interdicție al unui semafor cu o linie de frână epuizată, neîncărcată.
Utilizarea frânării electrodinamice face posibilă creșterea vitezei de mișcare. Astfel, când se folosește frânarea pneumatică, viteza de mișcare crește mai întâi la maxim și apoi în timpul frânării trebuie să fie redusă semnificativ pentru a avea timp să se încarce sistemul de frânare până când viteza crește din nou la maximum. Astfel, viteza medie de deplasare va fi semnificativ mai mică decât viteza de deplasare permisă pentru această secțiune, în special în zonele cu înclinări mari. Când frânarea electrodinamică poate fi urmată la o viteză cât mai apropiată de durata permisă. Este, de asemenea, necesar să se ia în considerare posibilitatea unei ieșiri de la coborâre pe amplasament sau la urcare cu viteza maximă admisă. Aplicarea frânelor pneumatice este mult mai dificil de realizat. În plus, utilizarea frânării recuperative poate reduce în mod semnificativ consumul de energie al trenului petrecut pe secțiune. O scădere deosebit de semnificativă apare în zonele cu profil montan, pe care există "pante dăunătoare".
Ordinea de aplicare a frânării regenerative
Atunci când se acceptă o locomotivă, este necesar să se asigure funcționarea corectă a circuitului electric de frânare regenerativă. Se verifică activitatea agenți patogeni, netezimea creșterii curentului de excitație cu poziții crescătoare. Lucrarea ventilului de blocare electrică și a supapei de schimb. Supapa de blocare electrică împiedică umplerea cilindrilor de frână al locomotivei de la distribuitorul de aer atunci când circuitul de recuperare este asamblat. Acest lucru este necesar pentru a preveni derapării de perechi de roți, ca și în frânarea regenerativă creează mai multă putere de frânare, iar dacă vom adăuga forța de frânare plăcuțele de frână, totalul pot deveni mai mare decât forța de tracțiune cu șina. Supapa de blocare electrică este de obicei suplimentată cu un alt senzor pneumoelectric care monitorizează presiunea din TC creată de macaraua auxiliară de frânare. Deoarece este imposibil să se excludă acțiunea frânei de locomotivă auxiliară în modul de frânare regenerativă, presiunea în SC este limitată la 1,2-1,5 atm pentru a preveni utilizarea perechilor de roți. Dacă această valoare este depășită, circuitul de frânare regenerativă este dezasamblat automat. Supapa de înlocuire joacă rolul de protecție pentru a preveni ruperea trenului în cazul unei deconectări bruște a schemei de recuperare. Având în vedere faptul că, cu frânare regenerativă, întreaga forță de frânare este concentrată asupra locomotivei și cea mai mare valoare a acesteia este aplicată între locomotivă și prima mașină, dispozitivele de amortizare ale primelor mașini au cea mai mare compresiune. În cazul în care există o dezactivare bruscă a frânării regenerative, arcurile comprimate sunt puternic decomprimate și locomotiva primește o accelerație considerabilă. Datorită masei sale considerabile, acest jaf poate duce la o pauză în auto-cuplare. Pentru a exclude cazurile de date pe electrovalva de schimb instalate - la recuperare eșec este în mod automat, fără implicarea conducătorului auto, face umplerea cilindrilor de frână 2 până la o presiune de 1,5 atm. După parsarea circuitului de frânare regenerativă, acțiunea acestei supape se oprește.
Atunci când urmează o secțiune, este necesar să se determine în prealabil locurile în care se va aplica frânarea regenerativă și viteza de aplicare a acesteia. Viteza în modul EDT ar trebui, în orice caz, să fie de 5-10 km / h sub viteza admisă. Această cerință este necesară din condițiile siguranței traficului. Deci, cu o defalcare a frânării recuperative, operatorul are nevoie de ceva timp pentru a analiza schema de recuperare și pentru a folosi frânele trenului. Deoarece acțiunea autobrakelor are loc cu o întârziere, în acest timp viteza poate crește și depăși în mod semnificativ permisul.
Când urmați coborârea, colectarea schemei de recuperare ar trebui să înceapă cu 5-10 km / h mai mică decât este necesar pentru o călătorie lungă. Pentru a face acest lucru, este mai întâi necesar să strângeți capul trenului, pentru care cilindrii de frână sunt umpluți la o presiune de 0,5-1,0 Atm de către robinetul de frână auxiliar. Se lansează generatoarele de motor (excitatoarele), conectarea motoarelor de tracțiune corespunzătoare vitezei planificate este stabilită de mânerul selectiv. Creșterea treptată a curentului de excitație al TED, controlul aspectului curentului de frânare. După apariția curentului de frânare, este necesar să se mențină câteva secunde pentru o comprimare mai completă a compoziției, după care frânele locomotivei sunt eliberate pentru a crește forța de frânare prin creșterea curentului regenerativ. Nu este permisă creșterea rapidă a forței de frânare, deoarece aceasta poate conduce la apariția cozii trenului și la apariția unor reacții longitudinale și dinamice semnificative. Dacă viteza este mai mică decât este necesar, atunci curentul este setat oarecum mai mic decât este necesar pentru o mișcare constantă. Odată cu creșterea vitezei, se mărește curentul TED și, prin urmare, forța de frânare, ceea ce duce ulterior la stabilizarea vitezei. Cu mai mult timp de condus, este necesar să se monitorizeze schimbările în tensiunea rețelei de contact și, dacă este necesar, să se corecteze curentul de frânare. Dacă există secțiuni cu o înclinare diferită la coborâre, trebuie să reglați curentul de frânare pentru a menține o viteză stabilă. Astfel, în prezența unei secțiuni mai înclinate, este necesar să se reducă forța de frânare și, după trecerea și ieșirea din nou la o coborâre mai abruptă, ar trebui să fie mărită. Modificările trebuie să se desfășoare fără probleme, cu o întârziere de câteva secunde în fiecare poziție. Dacă secțiunea ușor înclinată este suficient de lungă, atunci curentul de frânare poate fi redus în avans. Aceasta va crește viteza înainte de secțiunea ușor înclinată și va preveni o încetinire semnificativă a acesteia.
Dacă este necesar să se oprească frânarea regenerativă, curentul de frânare scade fără probleme, ceea ce permite ca dispozitivele amortizoare ale autovehiculelor să se "deschidă". După reducerea curentului de armare la 50-150 A, umpleți cilindrii de frână cu o macara a frânei auxiliare la o presiune de 0,8-1,0 Atm, după care frâna regenerativă este oprită. După ce acțiunea de frânare regenerativă a încetat, creșteți presiunea în TC la 1,5-2,0 Atm și după o perioadă de 10-15 secunde fără probleme, cu trepte, eliberați frâna auxiliară. Opriți generatorul motor, dacă este necesară o tracțiune suplimentară, apoi efectuați comutarea adecvată, dacă este planificată utilizarea din nou a modului de regenerare, atunci nu puteți comuta. Oprirea modului EDT se face mai bine astfel încât, la sfârșitul coborârii și trecerea la urcare sau pe platformă, trenul dezvoltă viteza maximă admisă. Această metodă permite ca o parte semnificativă a procesului de recuperare să se desfășoare pe calea scurgerii sau cu curenți redus, ceea ce va reduce consumul de energie și va proteja TED împotriva supraîncălzirii.
Avantajele și dezavantajele speciilor EDT
Pentru toate tipurile de rambursare EDT este că, atunci când în urma coborârea motoarelor de tracțiune sunt în funcțiune, și, prin urmare, temperatura lor nu scade sau scade lent, iar atunci când urmează un timp de mai sus curent - este crescut. Prin urmare, dacă coborârea se află în creștere, atunci se poate supraîncălzi TED. Apariția acestei situații este cu siguranță puțin probabilă, dar, cu toate acestea, atunci când conduceți trenuri grele la ascensoare și coborâri lungi, această circumstanță trebuie luată în considerare. Un alt dezavantaj este că, cu EDT sub influența reacției armăturii, locația neutrului fizic se modifică substanțial. În acest caz, o unitate de perie-colector de comutare are loc la un non-zero, potențial, ceea ce duce la formarea de scântei a crescut, pericolul de incendiu pe o varietate circulară, uzura sporită a perii și colector. În motoarele moderne se instalează înfășurările compensatorii, ceea ce reduce într-o oarecare măsură acest dezavantaj.
Retragerea frânei
Valorile frânării reostatice pot fi atribuite unei scheme relativ simple, caracteristicile de frânare nu depind de factorii externi (fluctuațiile de tensiune în rețeaua de contacte). AC locomotive electrice nu necesită o conversie complexă a curentului direct la curent alternativ. Utilizarea frânării reostatice este posibilă aproape până la oprirea completă a trenului.
Dezavantajele acestui tip includ puterea limitată, care este determinată de disiparea de putere a rezistențelor de frânare, precum și de necesitatea utilizării ventilatoarelor de răcire pentru acestea.
Frânarea regenerativă
Unul dintre principalele avantaje ale frânării recuperative este revenirea energiei electrice și reducerea consumului său total pentru tracțiunea trenurilor. Al doilea este că frânarea regenerativă este mai puternică decât reostatul, în acest caz este limitată de puterea motoarelor de tracțiune și de disponibilitatea consumatorilor. Avantajele sunt și caracteristicile automate de frânare. Cu conexiunea și poziția corectă, viteza selectată (modificări relativ mici) este menținută automat atunci când profilul căii se schimbă. Deci, dacă dintr-un anumit motiv a existat o scădere a vitezei, atunci ca răspuns la aceasta, curentul de regenerare scade și ca rezultat - forța de întârziere. Astfel, rata încetează să scadă și se stabilizează la un nou nivel. Pe măsură ce crește viteza, crește curentul regenerativ și, împreună cu acesta, forța de întârziere, care conduce la stabilizarea sa.
Un dezavantaj al frânării cu recuperarea energiei include o schemă mai complexă de dependență TED caracteristici ale tensiunii în catenară de frânare. De asemenea, depinde de puterea de ieșire în modul recuperator și chiar de posibilitatea utilizării acestuia. Deoarece apariția efectului de recuperare este necesară pentru a depăși tensiunea generată de TED de mai sus tensiune catenara, atunci aplicația de înaltă tensiune în aceasta regenerativ frânare devine imposibilă. Un alt dezavantaj este imposibilitatea aplicării frânării cu recuperarea energiei la viteze reduse, deoarece chiar și conectat în serie TED nu produce suficientă tensiune pentru apariția efectului de regenerare. De asemenea, trebuie remarcat faptul că factorul atunci când o schimbare considerabilă catenare de recuperare de tensiune de curent variază și în consecință, forța de frânare a locomotivei electrice. În caz de astfel de situații, operatorul trebuie să regleze el însuși curentul de regenerare. În anii 1980, sa lucrat pentru îmbunătățirea funcționării sistemului de frânare regenerativă. Deci, pe locomotivele electrice VL-11 a fost aplicat pentru prima dată la sistemul de control automat al frânării cu recuperarea energiei (SAURT). Acest sistem a stabilizat curentul de ancorare al TED, indiferent de schimbarea tensiunii din rețeaua de contacte sau de viteza de mișcare. Cu toate acestea, în această formă sa pierdut efectul caracteristicilor automate de frânare. Astfel, de exemplu, când viteza a scăzut, tensiunea generată de TED a scăzut și, ca urmare, curentul de ancorare a scăzut. Sistemul SAURT pentru menținerea curentului armătură la o excitație creșterea curentului de nivel predeterminat producând astfel, scăderea vitezei curentului armătură a rămas constantă, iar curentul de excitație este crescută, având ca rezultat amplificarea și forța retardare pentru a reduce și mai mult viteza. Cu acest sistem nu este nevoie de a controla recuperarea curentă atunci când fluctuațiile de tensiune în catenarei, dar există o nevoie de a controla viteza și reglați curentul pentru armături, dacă este necesar. Cu toate acestea, în ciuda deficiențelor existente, utilizarea inhibării recuperative este cea mai de dorit.
EDT pe locomotivele moderne
Locomotivele moderne sunt echipate cu sisteme de control microprocesor ale locomotivei, care permit îmbunătățirea semnificativă a activității de frânare electrodinamică. În aceste sisteme pot fi realizate funcțiile de menținere automată a turației setate sau a forței de frânare, stabilizarea forței de decelerare fiind efectuată cu modificări ale tensiunii în rețeaua de contact. Pe noile locomotive se realizează ambele tipuri de frânare. Astfel, în gama principală de turații, se aplică frânarea regenerativă, iar la o viteză redusă are loc o trecere automată la frânarea reostatică, iar intervalul de aplicare a acesteia se extinde practic la o oprire. De asemenea, este posibilă conectarea reostaturilor de frână în modul regenerativ. Se produce atunci când tensiunea din rețeaua de contact se apropie de valoarea maximă admisă și, în același timp, este necesară o creștere a forței de întârziere. În această situație, rezistențele de frânare consumă o parte din puterea generată de locomotiva electrică, permițând astfel menținerea sau îmbunătățirea efectului de întârziere. În plus, locomotivele electrice moderne nu au un convertizor de mașini electrice necesar pentru a conduce motoarele de tracțiune. Această unitate voluminică și metalică, cu scheme complexe de excitație, a fost înlocuită cu convertoare de semiconductori. Acestea reglează mult mai eficient curentul de excitație, au o viteză mare și nu necesită multă întreținere.