Динамическое торможение - Dynamic braking
 | Примеры и перспективы в этой статье может не представлять мировое мнение предмета. (Июнь 2008 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
 | Эта статья требует внимания эксперта по поездам. (Февраль 2009 г.) |
Динамическое торможение использование электрического тяговый двигатель как генератор при замедлении транспортного средства, такого как электрический или же дизель-электрический локомотив. Это называется "реостатический "если генерируемая электроэнергия рассеивается в виде тепла в тормозной сети резисторы, и "регенеративный "если мощность возвращается в линию питания. Динамическое торможение снижает износ трение компоненты торможения и регенерация снижают потребление энергии. Динамическое торможение также можно использовать на вагоны с несколько единиц, легкорельсовый транспорт, электрические трамваи, троллейбусы и электрический и гибридные электромобили.
Принцип действия
Преобразование электрической энергии в механическую энергию вращающегося вала (электродвигателя) является обратным преобразованию механической энергии вращающегося вала в электрическую энергию (электрический генератор). И то, и другое достигается за счет взаимодействия арматура обмотки с (относительно) движущимся внешним магнитным полем, при этом якорь подключен к электрической цепи либо с источником питания (двигатель), либо с приемником энергии (генератором). Поскольку роль устройства преобразования электрической / механической энергии определяется тем, какой интерфейс (механический или электрический) обеспечивает или принимает энергию, одно и то же устройство может выполнять роль двигателя или генератора. При динамическом торможении тяговый двигатель переключается на роль генератора путем переключения от цепи питания к цепи приемника при подаче электрического тока на катушки возбуждения которые генерируют магнитное поле (возбуждение ).
Величина сопротивления, прилагаемого к вращающемуся валу (тормозная мощность), равна скорости выработки электроэнергии плюс некоторая потеря эффективности. Это, в свою очередь, пропорционально силе магнитного поля, контролируемого током в катушках возбуждения, и скорости, с которой якорь и магнитное поле вращаются друг относительно друга, определяемой вращением колес и соотношением приводного вала. вращению колеса. Величина тормозной мощности регулируется изменением напряженности магнитного поля за счет величины тока в катушках возбуждения. Поскольку скорость выработки электроэнергии и, наоборот, мощность торможения пропорциональны скорости вращения вала отбора мощности, требуется более сильное магнитное поле для поддержания мощности торможения при снижении скорости, и существует нижний предел, при котором динамическое торможение может быть эффективным в зависимости от тока, доступного для приложения к катушкам возбуждения.
Два основных метода управления электричеством, генерируемым во время динамического торможения, - это реостатическое торможение и рекуперативное торможение, как описано ниже.
Для двигателей с постоянными магнитами динамическое торможение легко достигается за счет короткого замыкания клемм двигателя, что приводит к быстрой резкой остановке двигателя. Однако этот метод рассеивает всю энергию в виде тепла в самом двигателе, поэтому его нельзя использовать ни в чем другом, кроме маломощных прерывистых приложений из-за ограничений охлаждения. Он не подходит для тяговых приложений.
Реостатическое торможение
Электрическая энергия, производимая двигателями, рассеивается в виде тепла группой бортовых резисторы, именуемой тормозная сетка. Для защиты резисторов от повреждений необходимы большие охлаждающие вентиляторы. В современных системах есть термомониторинг, поэтому, если температура берега станет чрезмерно высокой, он будет отключен, и торможение вернется только к трению.
Регенеративное торможение
В электрифицированные системы процесс рекуперативное торможение Используется, при котором ток, возникающий во время торможения, возвращается в систему питания для использования другими тяговыми агрегатами, а не теряется в виде тепла. Обычной практикой является включение в электрифицированные системы рекуперативного и реостатического торможения. Если система питания не "восприимчивый", то есть неспособная поглощать ток, система по умолчанию перейдет в реостатический режим для обеспечения тормозного эффекта.
Теперь доступны дворовые локомотивы с бортовыми системами хранения энергии, которые позволяют рекуперировать часть энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую, так как тепло было доступно. В Зеленая коза модель, например, используется Канадская тихоокеанская железная дорога, BNSF Железная дорога, Канзас-Сити Южная железная дорога и Union Pacific Railroad.
На современных пассажирских локомотивах с переменным током инверторы тянущие поезда с достаточным мощность головного узла (HEP), энергия торможения может использоваться для питания бортовых систем поезда посредством рекуперативного торможения, если система электрификации не восприимчива или даже если путь не электрифицирован с самого начала. Нагрузка ГЭП на современные пассажирские поезда настолько велика, что некоторые новые электровозы, такие как ALP-46 были разработаны без традиционных сеток сопротивления.
Смешанное торможение
Одного динамического торможения недостаточно, чтобы остановить локомотив, так как его тормозной эффект быстро снижается ниже 10–12 миль в час (16–19 км / ч). Поэтому он всегда используется вместе с обычным воздушный тормоз. Эта комбинированная система называется смешанное торможение. Литий-ионный батареи также использовались для хранения энергии, необходимой для полной остановки поездов.[1]
Хотя смешанное торможение сочетает в себе как динамическое, так и воздушное торможение, результирующая тормозная сила рассчитана таким же образом, как и пневматические тормоза сами по себе. Это достигается за счет максимизации части динамического торможения и автоматического регулирования части пневматического тормоза, поскольку основная цель динамического торможения - уменьшить количество необходимого воздушного торможения. Это сохраняет воздух и сводит к минимуму риск перегрева колес. Один производитель локомотивов, Электро-Дизель (EMD), оценивает, что динамическое торможение обеспечивает от 50% до 70% тормозной силы при смешанном торможении.
Тест самонагрузки
Можно использовать тормозные решетки как форму динамометр или же банк нагрузки выполнить "самостоятельная загрузка" испытание локомотивного двигателя Лошадиные силы. При неподвижном локомотиве выход главного генератора (ГГ) подключается к сетям вместо тяговых двигателей. Сети обычно достаточно велики, чтобы поглощать полную выходную мощность двигателя, которая рассчитывается на основе напряжения MG и выходного тока.
Гидродинамическое торможение
Тепловозы с гидропередачей может оснащаться гидродинамическим торможением. В этом случае гидротрансформатор или же гидравлическая муфта действует как замедлитель так же, как водяной тормоз. Энергия торможения нагревает гидравлическая жидкость, а тепло отводится (через теплообменник) радиатором охлаждения двигателя. Во время торможения двигатель будет работать на холостом ходу (и выделять мало тепла), поэтому радиатор не будет перегружен.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Профессор Сатору Соне, Университет Когакуин (2007-07-02). «Придорожное и бортовое хранилище может улавливать больше регенерированной энергии». Railway Gazette International.