Научно-популярная статья А. Ясеневой посвящена метадину, разработанному академиком К. И. Шенфером для управления электродвигателями постоянного тока без применения реостатов. Автор объясняет принцип действия этой электрической машины, позволяющей значительно сократить потери энергии на электрическом транспорте. В статье рассматриваются особенности преобразования и регулирования мощности, а также возможность возврата электроэнергии в сеть при торможении подвижного состава. Особое внимание уделено экономическим преимуществам новой системы, включая снижение расхода электроэнергии, уменьшение износа оборудования и повышение надёжности тяговых двигателей. Отмечается участие Всесоюзного электротехнического института в создании и испытании опытной установки.
А. ЯСЕНЕВА
На электрических железных дорогах, в трамваях, троллейбусах и метро применяются двигатели постоянного тока.
При пуске в ход такого двигателя, а также при регулировании скорости вращения его необходимо изменять силу тока. Эта операция выполняется посредством включения реостатов, на работу которых затрачивается много энергии. Подсчитано, что потери энергии при реостатном управлении на электрических железных дорогах и метрополитене составляют в среднем 25—40% всей расходуемой энергии, в манёвровых же электровозах эти потери достигают 50—60%.
Академик К. И. Шейфер разработал без реостатную систему управления электродвигателями, при которой непроизводительные потери энергии полностью устраняются. Функции реостата выполняет специальная вольтодобавочная машина, так называемый метадин.
Метадин представляет собою соединение в одно целое двух машин — электромотора и генератора. Электромотор получает энергию из воздушной сети и вращает ротор генератора; генератор, в свою очередь, приводит в движение тяговые моторы. Одновременно обмотка генератора соединена последовательно через электромотор с воздушной сетью.
Такая взаимозависимость питания обеих машин приводит к тому, что метадин служит своеобразным трансформатором постоянного тока. Он превращает энергию неизменного напряжения сети и изменяющейся силы тока в другой вид — ток постоянной силы и переменного напряжения. Благодаря этому сила тока, попадающего в тяговые моторы, автоматически выравнивается до постоянной величины.
Таким образом, с помощью метадина из сети забирается только то количество энергии, которое необходимо для движения поезда с заданной скоростью.
Опытная установка метадина спроектирована и исследована Всесоюзным электротехническим институтом в Москве.
Второе большое преимущество метадина состоит в том, что он позволяет тормозить поезд электрическим путём. При этом метадин превращает кинетическую энергию движущегося поезда в электрический ток, который возвращается обратно в сеть.
При обычном торможении поезда тяговые двигатели не работают. Они на это время отключаются от сети. Накопленную при движении поезда энергию инерции гасят с помощью механических тормозов.
Чтобы остановить поезд, оборудованный метадином, тяговые двигатели переключают на генераторную работу. Роторы этих двигателей, которые в момент движения передают вращение колёсам, теперь, при торможении, сами начинают вращаться от колёс и вырабатывать электроэнергию. Дело в том, что для вращения генератора, вырабатывающего электрический ток, нужно затрачивать большие усилия. Эти усилия столь значительны, что при переключении тяговых двигателей на генераторную работу движение поезда плавно замедляется и он наконец останавливается.
Энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями при торможении, возвращается в сеть.
Применение электрического торможения позволяет отказаться от обычных колодочных тормозов. Они останутся только для экстренного торможения. Замена механических тормозов электрическими резко снизит износ тормозных колодок и бандажей колёс, что даст большую экономию металла.
Благодаря постоянной силе тока тяговые двигатели работают более надёжно, так как исключается возможность перегрузки их.
Комментариев нет:
Отправить комментарий