Самостоятельная работа На тему: Тормозные режимы электроподвижного состава

Самостоятельная работа

На тему: Тормозные режимы электроподвижного состава

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Выполнила : Айтимова Альбина ЕЕ-5р
Проверил : Турдибеков К. Х.
Ташкент-2022
Введение
1. Сущность электрического торможения и условия его осуществления
2. Реостатное торможение
3. Рекуперативное торможение
4. Реостатно-рекуперативное торможение
5. Динамическое торможение
6. Реверсивное торможение
Введение
Формула режима торможения FП=-W-B
На э. п. с. применяют как рекуперативное, так и реостатное торможение.
Рекуперативное торможение с энергетической точки зрения является наиболее выгодным, так как отданная в сеть электрическая энергия полезно используется другими электровозами или электропоездами. На тепловозах применять рекуперативное торможение нельзя, так как отсутствует приемник электрической энергии.
Реостатное торможение может быть использовано, если оборудовать тепловозы реостатами для гашения электрической энергии.
Преимуществом электрического торможения является значительно меньшая склонность колес к заклинивании при больших значениях тормозной силы, чем при механическом торможении, и способность к самозащите колес от юза. В этом случае юз, как правило, проявляется в форме частичного проскальзывания колес по рельсу без резкой потери сцепления, как это имеет место при механическом торможении.
Реостатное торможение основано на способности тяговых двигателей работать в генераторном режиме, при котором выделяемая ими электрическая энергия поглощается в резисторах. Существуют несколько способов осуществления реостатного торможения на электроподвижном составе. Одним из них является реостатное торможение с последовательным возбуждением тяговых двигателей, осуществленное, в частности, на партии электровозов ЧС2Т выпуска 1965 г. (заводской тип 53Е). Однако наряду с определенными преимуществами (отсутствие возбудителя, независимость процесса торможения от наличия напряжения в контактной сети, возможность использования пусковой аппаратуры для переключения тормозных ступеней) такой способ торможения имеет ряд недостатков, влияние которых на эффективность реостатного тормоза, в особенности пассажирских электровозов, весьма существенно.
Сущность электрического торможения и условия его осуществления
Тяговые двигатели при электрическом торможении работают в генераторном режиме. Создаваемый ими при этом вращающий момент стремится задержать вращение связанных с двигателями колесных пар, чем и достигается эффект торможения. Электрическое торможение применяют для подтормаживания и регулирования скорости движения поездов на спусках, а также для остановки поездов или снижения скорости. Электроэнергия, вырабатываемая в процессе электрического торможения, может быть поглощена в резисторах локомотива (реостатное торможение) или передана в контактную сеть (рекуперативное), а так же используют реверсивное торможение -- торможение противотоком и динамическое торможение, при котором обмотка статора асинхронного двигателя отключается от сети переменного тока и включается на постоянное напряжение.
При электрическом торможении устраняется возможность нагрева колодок и бандажей при торможении на затяжных спусках, а также появления значительного количества пыли от тормозных колодок, загрязняющей электрооборудование и путь. Кроме того, снижаются износы бандажей вдвое и эксплуатационные расходы по смене тормозных колодок, осмотру и ремонту тормозной системы, существенно облегчается управление тормозным процессом, который может быть легко автоматизирован. В случае рекуперации еще обеспечивается и экономия энергии, расходуемой на движение поезда. На одном электровозе ВЛ80Р можно сэкономить в год 8--10 тыс. руб. только на тормозных колодках.
Эффективность электрического торможения зависит от степени приближения реализуемых тормозных сил к их максимальным значениям, определяемым ограничивающими параметрами локомотива, т. е. от правильности выбора схемы силовых цепей электрического тормоза, удобства и простоты управления тормозным процессом, скорости перехода из тягового в тормозной режим и степени автоматизации регулирования тормозной силы.
Рекуперативное торможение наиболее широко применяют на магистральных грузовых электровозах для подтормаживания поездов при движении на затяжных спусках: оно установлено на отечественных электровозах постоянного тока ВЛ22, ВЛ22М, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11 и др. Меньшее распространение получило рекуперативное торможение на электровозах переменного тока вследствие ряда технических трудностей, связанных с его осуществлением.
Реостатное торможение в СССР применяют на электровозах ВЛ80Т, ВЛ80С с бесконтактным автоматическим регулированием тормозного процесса, электровозах ВЛ82М, ЧС2Т, ЧС4Т и ЧС4 с № 002 по 011 и ЧС4 с № 161, ЧС200, ЧС6, ЧС7, ЧС8 и др. Система рекуперативно-реостатного торможения с использованием рекуперации в области высокой и средней скорости и реостатного торможения в области низкой скорости в СССР применена на электропоездах ЭР22 и ЭР22М, ЭР2Р. ЭР2Т.
Реостатное торможение
Реостатное торможение (реостатный тормоз) -- вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, поглощается на самом подвижном составе в тормозных резисторах.
В режиме реостатного торможения тяговые электродвигатели, как правило, отключаются от контактной сети, а их обмотки возбуждения реверсируются и подключаются к независимому источнику. Обмотки якорей в свою очередь замыкаются на тормозные резисторы. Основное преимущество данного вида торможения перед рекуперативным, заключается в его независимости от напряжения контактной сети, так как потребитель электрической энергии размещён на самом подвижном составе. Благодаря этому реостатное торможение можно применять не только на электровозах и электропоездах, но и на любом другом подвижном составе с тяговыми электродвигателями, например на тепловозах. Также реостатное торможение возможно применять в достаточно большом диапазоне скоростей, из-за чего им оборудованы многие скоростные (например российский ЭР200) и высокоскоростные поезда, в том числе электропоезда TGV и ICE. Основной же недостаток реостатного тормоза -- дополнительный вес от оборудования (возбудитель, тормозные реостаты) и некоторое усложнение конструкции. Также нужен возбудитель и тормозной переключатель, а вместо тормозных реостатов нужны добавочные резисторы, что с точки зрения сложности конструкции почти одно и то же, при том, что отсутствует экономия в электроэнергии.
Преимущества реостатного торможения перед торможением колодками:
меньший износ колодок и меньший риск их перегрева
начавшийся юз происходит куда более щадящим образом -- колесная пара продолжает вращаться, хотя и медленнее, чем требовалось бы для без юзового движения, в то время как при торможении колодками возможна и полная остановка пары
Рекуперативное торможение
Рекуперативное торможение -- вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть.
Рекуперативное торможение широко применяется на электровозах, электропоездах, современных трамваях и троллейбусах, где при торможении электродвигатели начинают работать как электрогенераторы, а вырабатываемая электроэнергия передаётся через контактную сеть либо другим электровозам, либо в общую энергосистему через тяговые подстанции.
Аналогичный принцип используется на электромобилях, гибридных автомобилях где вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов. Некоторые контроллеры двигателей электровелосипедов реализуют рекуперативное торможение.
Проводились также эксперименты по организации рекуперативного торможения других принципов на автомобилях; для хранения энергии использовались маховики ,пневматические аккумуляторы (англ.), гидроаккумуляторы и другие устройства.
Рекуперативным торможением на железнодорожном транспорте (в частности, на электровозах и электропоездах, оборудованных системой рекуперативного торможения) называется процесс преобразования кинетической энергии движения поезда в электрическую энергию тяговыми электродвигателями (ТЭД), работающими в режиме генераторов. Выработанная электрическая энергия передается в контактную сеть (в отличие от реостатного торможения, при котором выработанная электрическая энергия гасится на тормозных резисторах, то есть преобразовывается в тепло и рассеивается системой охлаждения). Рекуперативное торможение используется для подтормаживания состава в случаях, когда поезд идет по относительно некрутому уклону вниз, и использование воздушного тормоза нерационально. То есть, рекуперативное торможение используется для поддержания заданной скорости при движении поезда по спуску.
Реостатно-рекуперативное торможение
Рекуперативно-реостатное торможение -- разновидность электрического торможения, при котором в процессе изменения скорости последовательно сменяются или накладываются одно на другое рекуперативное и реостатное торможения. Для повышения плавности тормозного процесса, в местах перехода тормозные характеристики перекрываются. Основное преимущество данного вида торможения заключается в том, что в этом случае расширяется область скоростей применения электрического торможения и его эффективность. Данный тип электрического торможения получил широкое распространение среди пригородных электропоездов постоянного тока (например ЭР2Р, ЭР22,ЭТ2).
электрический торможение электровоз
Динамическое торможение
Динамическое торможение (электродинамическое торможение) -- вид торможения асинхронных электродвигателей, при котором обмотка статора отключается от сети переменного тока и включается на постоянное напряжение.
Этот тормозной режим используется для точной остановки двигателей. Во время торможения обмотка статора создаёт постоянное неподвижное магнитное поле. При вращении ротора относительно этого магнитного поля изменяется направление ЭДС ротора. При этом ток ротора будет зависеть от сопротивления в цепи ротора (если таковое имеется). Это приведет к изменению направления электромагнитного момента, то есть он станет тормозным и под действием этого момента происходит торможение. Кинетическая энергия вращающихся частей переходит в теплоту, выделяющуюся в цепи ротора за счет токов, индуктированных в ней неподвижным полем статора. Изменяя величину подведенного к обмотке статора напряжения либо сопротивление в цепи ротора, можно регулировать величину тормозного момента. Основными достоинствами этого тормозного режима являются возможность регулировать момент торможения и возможность точной остановки. Кроме этого данный режим позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при приложенной внешней нагрузке. Постоянное напряжение можно подводить к обмотке статора только на время торможения. После остановки двигатель нужно отключить от сети постоянного тока.
Данный вид торможения применяется, например, в подъёмно-транспортных машинах, в циркулярных пилах, в двухсистемных электровозах, в конвейерах для безопасной остановки механизмов при отключении электродвигателей и т. д.
Реверсивное торможение
Реверсивное торможение -- вид торможения, при котором тормозной момент создаётся за счёт изменения направления тяги двигателя на противоположный движению.
По сравнению с другими видами торможения, реверсивное позволяет сохранить высокую тормозную силу вплоть до остановки, что заодно позволяет исключить применение дотормаживания. Помимо этого, оно отличается высокой надёжностью, так как упрощается тормозная система. В то же время, несвоевременное отключение реверсивного торможения после остановки транспортного средства (автомобиль, поезд и т. д.) может привести к движению в обратную сторону. Помимо этого, данный режим работы двигателей близок к аварийному, да и сами двигатели в этом момент могут потреблять больше энергии.
Так называемое противотоковое торможение, торможение противовключением является одной из разновидностей электрического торможения, при котором тормозной момент в тяговых электродвигателях создаётся за счёт реверсирования их обмоток возбуждения. Таким образом возникают силовые моменты, которые направлены в сторону, противоположную направлению вращения их роторов.
Основная проблема противотокового торможения в том, что ток в этот момент может быть вдвое больше токакороткого замыкания, что может привести к повреждению двигателей, или срабатыванию аппаратов защиты, которые отключат двигатели от цепи. Из-за этого реверсивное торможение практически невозможно применять при больших скоростях движения.
Особое преимущество электрического торможения заключается также и в том, что управление тормозным процессом существенно облегчается так как может быть достаточно легко автоматизировано.
Благодаря возможности получения механически устойчивой характеристики и 5 стабилизации скорости, а также тому, что тормозные колодки и бандажи колесных пар находятся в холодном состоянии и связанному с этим повышению эффективности экстренного механического торможения, допустимая скорость движения на спусках при электрическом торможении выше, чем при механическом.
Построение системы электрического торможения зависит, в основном, от вида тормозного процесса (торможение на спусках или остановочное), вида потребления электроэнергии (рекуперативное, реостатное, рекуперативно-реостатное), способа возбуждения двигателей в генераторном режиме (независимое, самовозбуждение), способа регулирования тормозного процесса (стабилизация скорости, тормозной силы, тормозного тока и т.д.)