Способы управления тяговыми двигателями.

На подвижном составе метрополитена тяговые двигатели (генераторы) сгруппированы в две группы:

І группа - последовательное соединение 1-го и 3-го тяговых двигателей.

ІІ группа - последовательное соединение 2-го и 4-го тяговых двигателей.

На вагонах серии Е; Еж; 81-501, 81-502; применяют реостатное управление тяговыми двигателями, а на вагонах серии 81-717; 81-714; — реостатное, дополнено тиристорно-импульсным управле­нием при торможении с высоких скоростей.

При реостатном управлении необходимо большое число силовых контактов — аппаратов, таких, как: ре­остатный контроллер, переключатель положении, реверсор, линей­ные контакторы и др. Это обусловливает сравнительно низкие пока­затели надежности вагонов метрополитена, что является основным недостатком реостатно-контакторного управления тяговыми маши­нами. К другим недостаткам относятся наличие потерь в пуско-тормозных резисторах, низкие тяговые усилия в зоне высоких скорос­тей, невозможность реализации рекуперативного торможения, слож­ность обеспечения комфорта перевозок пассажиров и т. п.

При тиристорно-импульсном управлении эти недостатки отсутству­ют: тиристорные регуляторы не имеют вращающихся частей, просты в изготовлении, имеют высокую надежность (так как число контакт­ных элементов сведено к минимуму), высокий к.п.д. (потери в полу­проводниковых приборах, дросселях и конденсаторах малы).

На вагонах серии 81-717; 81-714; используют тиристорный регулятор РТ-300/300 для регулирования токов возбуждения тяговых машин в режиме тор­можения. Применение тиристорного регулятора оказалось необхо­димым из-за того, что характеристики тяговых машин ДК-117, уста­новленных на вагонах серии 81-717; 81-714; имеют ограничения по току в зоне высоких скоростей торможения. Использование реостатно-контакторного регулирования тока возбуждения при наличии ограничений не позволяло полностью автоматизировать процесс элек­трического торможения. Это препятствовало внедрению системы автоматического регулирования скорости на метрополи­тене и отрицательно сказывалось на повышении пропускной спо­собности линии.

Применение тиристорного регулятора позволило полностью автоматизировать процесс электрического торможения взоне вы­соких скоростей. Были реализованы предельные для тяговых машин ДК-117 тормозные характеристики, заметно уменьшены тормозные пути вагонов при торможениях c скоростей 90—70 км/ч. Это дало возможность ввести автоматический контроль за режима­ми движения вагонов, повысить степень безопасности движения поездов, увеличить пропускную способность линий метрополитена.

Электроподвижной состав метрополитена эксплуати­руется на линиях с короткими перегонами между станциями при сравнительно высоких эксплуатационной и технической скоростях. Достичь значительных скоростей движения при таких размерах перегонов возможно только в том случае, если э.п.с. обладает высокими динамическими показателями и способен развить соответствующие ускорения при пуске и замедления при торможении. Максимальные значения этих показателей ограничены предельными при заданных условиях движения силами тяги и торможения, которые лимитируются в зоне низких и средних скоростей условиями сцепления колес с рельсами, а в зоне высоких скоростей — условиями, необходимыми для обеспечения надежной работы тяговых машин.

В тяговых режимах регулирование скорости движения вагона для обеспечения необходимых ускорений осуществляется путем изменения:

1. Питающего напряжения на зажимах тяговых двигателей;

2. Тока в обмотках якорей тяговых двигателей;

3. Магнитного потока тяговых машин (т.е. тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей).

Напряжение тяговых машин электроподвижного состава метрополитена регулируют схемами соединений тяговых двигателей. При разгоне вагона напряжение на зажимах двигателей увеличивают от минимального значения до максимального.

Ток якоря тяговых машин электроподвижного состава метрополитена регулируют пуско-тормозными резисторами, включенными последовательно с обмотками якорей тяговой двигателей. При пуске тяговых двигателей сопротивление пуско-тормозных резисторов максимальное. При разгоне вагона сопротивление пуско-тормозных резисторов с максимального значения выводится до нуля, при каждом значении напряжения на зажимах двигателей. При электрическом реостатном торможении вагона сопротивление пуско-тормозных резисторов также выводится с максимального значения до минимального значения, но не равного нулю, иначе получим другой вид электрического торможения – контрток.

Так как тяговые двигатели электроподвижного состава метрополитена - это электрические машины последовательного возбуждения то их магнитный поток (т.е. I _В ток обмоток возбуждения) регулируют цепью ослабления поля, подключенной параллельно к обмоткам возбуждения тяговых двигателей. В цепь ослабления поля каждой группы тяговых двигателей входят:

1. Основной контакт с системой дугогашения индивидуального контактора, который подключает и отключает эту цепь ослабления поля;

2. Регулируемый резистор цепи ослабления поля тяговых двигателей;

3. Катушка с сердечником индуктивного шунта данной группы тяговых двигателей.

Если цепь ослабления поля отключена (т.е. контакторыцепи ослабления поля отключены ), то поле тяговых двигателей – 100 %.

Если цепь ослабления поля подключена (т.е. контакторыцепи ослабления поля включены ), то поле тяговых двигателей меньше 100 %, а именно 78%, или 55%, или 44%, или 35% (это ряд значений поля тяговых двигателей для вагонов серии Е; Еж; 501, 502;). Каким именно будит поле тяговых двигателей 78%, или 35% зависит от величины сопротивления резисторов цепи ослабления поля. Величина сопротивления резисторов цепи ослабления поля в прямой зависимости от величины поля тяговых двигателей.

Резисторы цепи ослабления поля можно уменьшать до минимального значения, но не равного нулю, т. к. при его нулевом значении исчезнет ток обмотки возбуждения I _в и основной магнитный поток.

В ходовом режиме подвижного состава изменение поля тяговых двигателей используется:

1. При пуске для создания дополнительной искусственной характеристики с целью смягчить рывок подвижного состава.

2. В конце разгона для создания дополнительных естественных характеристик с целью увеличить число оборотов тяговых двигателей и скорость движения подвижного состава.