При реостатном торможении

По мере увеличения тока величина сна­чала возрастает, затем уменьшается, и при токе, равном I_ту, в точке а пересечения кривой 1 и прямой 2 становится равной нулю. В этой точке наступает электрическое равно­весие, т. е. э. д. с. двигателя уравновешивается суммой падений напряжений во внутренней и внешней цепи двигателя:

(40)

Установившееся значение тормозного тока

(41)

Электрическая устойчивость. Рассмотрим, является ли реостатное торможение генератора последовательного возбуждения электрически устойчивым. Из рис. 12 видно, что при случайном увеличениитока на ΔI_т э. д. с. СФv ста­новится меньше cуммы падений напряжений . Величина станет отрицательной, и ток уменьшится, т. е, система будет стремиться возвратиться в точку а. И, наоборот, при случайном уменьшении тока на ΔI_т э. д. с. СФv станет больше суммы падений напряжений , величина будет положительной, и ток начнет возрастать, т. е. система стремится возвратиться в точку а. Электрическое равновесие в точке а является устойчи­вым.

Устойчивость равновесия в точке а может быть уста­новлена и из общего условия электрического равновесия: производная по току действующей э. д. с. должна быть меньше производной по току противодействующей э. д. с. Действующей в данном случае будет э. д. с. СФv, а противодействующей - падение напряжения . Как следует из рис. 12, выполняется неравенство

(42)

т. е. соблюдается условие электрического равновесия.

Таким образом, реостатное торможение одного тяго­вого двигателя последовательного возбуждения на тормоз­ной реостат электрически устойчиво.

При самовозбуждении разность ординат СФv(I_т) и I_T(r + R_т) характеризует скорость нарастания тока. Чем быстрее протекает процесс самовозбуждения, тем рань­ше начинается процесс торможения. В обычных усло­виях тормозной ток достигает своего установившегося значения за 0,5 - 2 с. Для ускорения процесса самовоз­буждения остаточный магнитный поток может быть уве­личен путем дополнительного подмагничивания. Уско­рение процесса торможения может быть достигнуто за счет предварительного введения двигателя еще при дви­жении в режиме выбега в режим торможения с малым тормозным током, т. е. небольшой тормозной силой. Такая система носит название следящего выбега.Она применяется на трамвайных вагонах типа Т-3 (ЧССР).

Зависимость процесса самовозбуждения от сопро­тивления тормозного реостата. Представим графически решение уравнения электрического равновесия э. д. с. СФv(I_т) и падений напряжения I_T(r + R_т) для различных значений сопротивлений R_T1 ,R_T2 тормозного реостата, причем R_T1 > R_T2 (рис. 13). Точки пересечения э.д.с. СФv с прямыми I_T(r + R_т) определяют значения тормозных токов при различных сопротивлениях. С увеличением сопротивления при одинаковой скорости v снижается ток и, следовательно, тормозная сила.

Поэтому регулирование тормозной силы в двигателе последовательного возбуждения можно осуществить изменением сопротивления R_T.

Тангенсы углов наклона прямых I_T(r + R_т) = f(I_T) про­порциональны сопротивлениям тормозного реостата. С увеличением сопротивления R_T увеличивается наклон прямой I_T(r + R_т) к оси абсцисс и при некотором сопро­тивлении R_кр прямая I_T(r + R_т) пересекает кривую СФv в начальной ее части (точка а), где самовозбуждение ма­шины становится практически невозможным. Предельное сопротивление, при котором невозможно самовозбуждение машины при данной скорости v, называется критическим.

Рис. 14. Зависимость процесса самовозбуждения от скорости

Расчет характеристик реостатного торможения. Из уравнения электрического равновесия (40) можно по­лучить выражение для определения скоростной характе­ристики

(43)

Характеристики установившегося режима реостатного торможения можно рассчитать при заданном сопротивле­нии тормозного реостата, если известна зависимость СФ(I). Если зависимость не задана, характеристики реостатного торможения двигателя последовательного возбуждения могут быть построены по скоростной характе­ристике двигателя v(I) тягового режима, учитывая, что , где v - скорость двигателя при напря­жении U_д и токе I.

Тормозная сила определится по следующему выражению

, (44)

Где ΔВ – сила, вызываемая магнитными и механическими потерями в двигателе при торможении.

Если отсутствуют данные о магнитных и механических потерях, величина ΔВ может быть принята равной ΔF и найдена по характеристикам электромагнитной силы тяги F_ЭМ(I) и силы тяги F(I). При дан­ном тормозном токе I_T

ΔB = ΔF = F_ЭМ - F. (45)

По кривым v(I_T) (рис. 15) и B(I_T) (рис. 16) строят тормозные характеристики реостатного торможения B(v) (рис. 17) для различных значений сопротивлений тормозного реостата, причем

R_T1< R_T2 < R_T3

Рис. 15. Скоростные характеристики реостатного торможения