Электрическое торможение электродвигателей троллейбусов — Часть 6 из 6: Схемы реостатного торможения с перекрестным и циклическим соединениями обмоток возбуждения генераторов

Значительно лучшее распределение нагрузки между генераторами получается при перекрестном (циклическом) соединении обмоток, показанном на рис. 6. Обмотка возбуждения 1 генератора 1 соединяется последовательно с якорем генератора 2 и, наоборот, обмотка возбуждения 2 генератора 2 соединяется последовательно с якорем генератора 1. В этом случае ток возбуждения генератора с более высоколежащей внутренней характеристикой меньше, чем ток генератора с нижележащей внутренней характеристикой, что способствует выравниванию нагрузок параллельных цепей генераторов.

Рис. 6. Схема реостатного торможения с перекрестным соединением обмоток возбуждения.

В схеме (см. рис. 6) без уравнительного сопротивления (r_y = ∞) токи I_в1 = I_т2; I_в2 = I_т1; i_в.у = i_я.у. Разность токов нагрузки генераторов может быть получена из уравнений (16) и (17), если положить r_у = ∞. Тогда получим:

Разность ЭДС (E₂ – E₁) при заданном отклонении характеристик можно определить из графического построения (см. рис. 5) аналогично тому, как это было сделано для схемы, изображенной, на рис. 3. Для этого через точку равновесия а проводим прямую 6 под углом α к горизонтали, тангенс которого пропорционален сопротивлению двигателя.

Учитывая, что I_т2 – I_т1 = –(I_в2 – I_в1):

По точкам пересечения прямой 6 с внутренними характеристиками генераторов 1 и 2 (точки г и д) определяются ЭДС Е₁ и Е₂, а также токи I_т2 и I_т1 (сплошные линии). Из рис. 5 легко видеть, что неравномерность нагрузок двигателей (генераторов) при перекрестном соединении обмотки получается значительно меньше, чем в схеме с уравнительным сопротивлением.

Проверку электрической устойчивости перекрестной схемы (см. рис. 6) без уравнительного сопротивления (r_у = ∞) можно выполнить при помощи следующей системы дифференциальных уравнений:

Характеристическое уравнение этой системы:

Здесь:

В точке равновесия (см. рис. 1) 2R_т > K, следовательно, схема устойчива. Здесь для упрощения принято K₁ = K₂ = K.

Схема, изображенная на рис. 6, получила широкое распространение при реостатном торможении. По такому же принципу составляются циклические схемы реостатного торможения при большем числе параллельных цепей тяговых двигателей, т. е. в цепь якоря первого двигателя включается обмотка возбуждения третьего двигателя и т. д.

По мере увеличения количества цепей динамическая устойчивость схемы снижается, например, при четырех параллельных цепях двигателей (рис. 7), при некоторых сочетаниях расхождений характеристики тормозного сопротивления в схеме появляются незатухающие или медленно затухающие колебательные процессы. Эти процессы приводят к ухудшению коммутаций тяговых двигателей троллейбусов и вызывают искрение щеток. Кроме того, снижается тормозная сила.