Материал: Рудничный транспорт.

Якорь двигателя ЭДР-25 набран из листовой полюсной стали. Листы насажены на якорную втулку, которая крепится на валу шпонкой. Обмотка якоря волнообразная последовательная, что поз­ воляет иметь только параллельные ветви, а следовательно, и две щетки. Коллектор набран из 105 пластин, изготовленных из твердо­ тянутой меди. Ток подводится к коллектору через две угольные щетки, которые вставлены в корпус щеткодержателей.

Конструкция тяговых двигателей типа ЭДР для других электро­ возов аналогична приведенной. Они различаются только основными размерами, номинальной мощностью и скоростью вращения.

ГкГ

то

1600

1ЧОО

1200

1000

800

600

чоо

ZOO

о 40 80 120 160 La

Рис. 116. Электромеханические характеристики тяговых двигателей

Свойства тяговых двигателей характеризуют так называемые электромеханические или рабочие характеристики двигателя, ко­ торые выражают зависимость тока якоря от величин, определяющих рабочий режим двигателя: скорости вращения; вращающего мо­ мента и к. п. д. Для удобства расчетов все величины относят к ободу ведущих колес. Поэтому характеристику скорости вращения двигателя заменяют характеристикой скорости движения электро­ воза, а характеристику вращающего момента на валу двигателя — характеристикой силы тяги на ободе колеса.

На рис. 116 приведены электромеханические характеристики тяговых двигателей ЭДР-10 и ЭДР-25. По горизонтали (оси абсцисс) отложен ток якоря /, а по вертикали ( оси ординат) — значение силы тяги F, скорости движения электровоза v и к. п. д. ц.

Каждый двигатель электровоза характеризуется мощностью, на­ пряжением, током якоря и скоростью вращения. Мощность тягового

двигателя относят к часовому или длительному режиму его работы. В паспорте двигателя указывается часовая мощность, которая яв­ ляется номинальной.

Управление тяговыми двигателями сводится к выполнению сле­ дующих операций: пуску, регулированию скорости, выключению двигателей при движении электровоза, торможению и остановке электровоза, реверсированию двигателей. Все операции осуществляют переключением электрических цепей с помощью контроллеров, командоконтроллеров и пусковых сопротивлений. Электрическую цепь, соединяющую тяговые двигатели, сопротивления, контроллер и кон­ тактную сеть или аккумуляторную батарею, называют главной или силовой. Если переключения в главной цепи производят непосред­ ственно контроллером, то такой способ управления двигателями на­ зывается непосредственным. Если переключения в главной цепи производят с помощью вспомогательных цепей (цепей управления), то такой способ называют косвенным или дистанционным. На р у д ­ ничных электровозах отечественного производства применяются оба способа управления. Дистанционное управление применяется на электровозах 25КР. На остальных типах электровозов применяется непосредственное управление.

Для пуска электровоза необходимо пустить в ход тяговые дви­ гатели. Если включить их в цепь сразу на полное напряжение, то

вмомент включения ток в обмотке якоря достигнет большой величины и может разрушить изоляцию обмотки. Поэтому в период пуска в цепь якоря вводят пусковые сопротивления такой величины, чтобы пусковой ток не превышал допустимых пределов. С возрастанием скорости вращения якоря в его обмотке увеличивается противо э. д. с.,

врезультате чего ток в якоре уменьшается, что позволяет посте­ пенно уменьшать сопротивление до нуля.

При увеличении скорости вращения двигателя необходимо, чтобы пуск электровоза происходил плавно, без рывков и ударов. Поэтому ускорение поезда должно быть величиной постоянной, а движение равномерно ускоренным. Скорость вращения двигателей в период пуска поезда с включенным реостатом возрастает от нуля до макси­ мального значения, и, следовательно, сопротивление пускового реос­ тата должно непрерывно уменьшаться пропорционально увеличению скорости вращения. В пусковых сопротивлениях происходит потеря напряжения и энергии. Потери энергии пропорциональны квадрату величины тока и в период пуска до момента выключения пусковых сопротивлений достигают значительной величины. Для уменьшения потерь при наличии двух тяговых двигателей применяется двух­ ступенчатый последовательно-параллельный способ их пуска ( рис. 117, а). При этом получаются две экономические ходовые скорости электровоза.

Впервый момент пуска оба двигателя и пусковые сопротивления соединены последовательно. К каждому двигателю подается напря­ жение, меньшее половинного напряжения сети, а ток, потребляемый из сети, равен пусковому току одного двигателя. По мере разгона

поезда пусковые сопротивления постепенно ступенями выводятся, и двигатели остаются включенными последовательно без сопротив­ ления. Это соответствует первому ходовому положению. Напряжение на зажимах каждого двигателя равно половинному напряжению сети, а скорость движения электровоза будет примерно вдвое меньше скорости при полном напряжении на зажимах тяговых двигателей.

Для дальнейшего увеличения скорости движения электровоза двигатели включаются параллельно и в цепь их включается сопро­ тивление. При этом на зажимах каждого двигателя напряжение будет больше половинного, но меньше полного напряжения сети. При этом потребляемый ток равен двойному пусковому току одного двигателя. Затем сопротивления постепенно выводятся и двигатели остаются включенными в цепь параллельно без сопротивления. Это соответствует второму ходовому положению. Напряжение на зажимах каждого двигателя при этом равно полному напряжению сети,

аПослеПода/ттельно

тТ'~

Параллельно

Pirc. 117. Схемы включений тяговых двигателей:

а — при двигательном режиме; б — при тормозном режиме

а скорость движения электровоза равна номинальной. На этом пуск двигателей заканчивается. Все остальные положения при последо­ вательном и параллельном соединении тяговых двигателей с вклю­ чением различных ступеней пусковых сопротивлений являются пус­ ковыми положениями.

В период пуска электровоза, т. е. при работе двигателей после­ довательно с реостатами, имеет место потеря электроэнергии. При последовательно-параллельном пуске двух двигателей потеря энергии в реостатах составляет 33% от энергии, полуденной из сети. Этого недостатка не имеет безреостатная схема управления тяговыми дви­ гателями, в которой отсутствуют пусковые сопротивления. Такая схема предложена для аккумуляторных электровозов.

Для управления электровозом аккумуляторную батарею делят на две части с равным количеством элементов в каждой. Обе части подсоединяются в силовую цепь электровоза. Различные скорости Движения электровоза достигаются последовательным и параллель­ ным соединением двигателей на половинное, а затем на полное на­ пряжение батареи.

В процессе работы необходимо, чтобы электровоз двигался с различными скоростями. Регулирование скорости вращения двигате­ лей постоянного тока возможно изменением величины подводимого

напряжения магнитного потока. Регулировка скорости изменением магнитного потока возможно только в сторону увеличения. На руд­ ничных электровозах этот способ почти не применяется. Регулиро­ вание скорости изменением напряжения на зажимах тяговых дви­ гателей производят последовательным и параллельным включением двигателей.

Торможение поезда можно осуществить механически нажатием тормозных колодок на бандажи колес или электрически. Механи­ ческое торможение приводит к быстрому износу бандажей полускатов. Электрическое торможение этого недостатка не имеет.

На рудничных электровозах применяется реостатное торможение. При реостатном торможении применяют схему перекрестного соеди­ нения двигателей (рис. 117, б). Обмотка возбуждения двигателя 1 питается от якоря двигателя 2, и, наоборот, обмотка возбуждения двигателя 2 питается от якоря двигателя 1. При таком соединении двигателей в случае возникновения неодинаковых электродвижущих сил появившийся уравнительный ток усиливает магнитный поток двигателя с меньшей э. д. с. и ослабляет магнитное поле двигателя с большей э. д. с., в результате чего э. д. с. обоих двигателей выравни­ вается. При переходе на реостатное торможение нужно отключить двигатели от сети, включить на реостат и переключить концы обмоток возбуждения по отношению к якорям.

В последнее время на электровозах при реостатном торможении применяют так называемую перекрестно-петлевую схему. При такой схеме отпадает необходимость переключения обмоток возбуждения, что позволяет упростить конструкцию контроллера.

К достоинствам реостатного торможения относятся отсутствие из­ носа колодок и бандажей и удобство управления. Недостатком его является невозможность затормозить поезд до полной остановки. Для окончательной остановки поезда необходимо применять меха­ нический тормоз.

Реверсирование двигателей можно осуществить изменением на­ правления тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения.

I Аппаратура управления работой тяговых двигателей. В за­ висимости от системы управления электровозами применяется раз­ личная аппаратура. При непосредственной системе управления все переключения в главной цепи тока производятся контроллерами. В этих случаях применяются силовые контроллеры. При косвенной системе управления все переключения в главной цепи производятся с помощью силовых контакторов, управляемых по вспомогательным цепям. Аппараты, управляющие контакторами, называются командоконтроллерами.

К о н т р о л л е р о м осуществляется пуск, регулирование ско­ рости, остановка и реверсирование, а также электрическое торможение электровоза. На рудничных электровозах отечественного производ­ ства при непосредственной системе управления применяют силовые контроллеры кулачкового типа. Контроллер имеет главный и ревер­ сивный барабан. С помощью главного барабана осуществляются

повороте на определенный угол кулачковая шайба нажимает своим выступом (кулачком) на ролик 1 (см. рис. 119) рычага 2 и размы­ кает контакты контактора, а при подходе к ролику впадины контакты под действием пружины 3 замыкаются.

При размыкании контакторных кулачковых элементов под нагруз­ кой между подвижным 4 и неподвижным 5 контактами возникает электрическая дуга, которая вызывает подгорание контактов. Для уменьшения подгорания каждый контакторный элемент имеет

Рис. 119. Кулачковый контактор контроллера КВС-201:

1 — ролик; 2 — рычаг; 3 — включающая пружина; 4 и 5 — подвижный и неподвижный контакты; в — искрогаснтсльная катушка; 7 — рог; 8 — колодка; 9 — искрогаситель; Ю — кронштейн; 11 — пружина контактная; 12 — пластмассовый изолятор; 13 — гибкое соеди­

боту одного из двигателей. П озиции «Вперед» и «Н азад» соответствую т включению дв ух двигателей . Реверсивны й барабан 6 представляет собой стальной вал с укрепленны м на нем бакелитовым цилиндром ,