Когда короткое замыкание полезно (Часть I)

По железной дороге мчится электропоезд. За поворотом машинист увидел на пути препятствие — поезд надо немедленно остановить. В эти немногие секунды, отделяющие поезд от возможной катастрофы, вопрос жизни или смерти решают тормоза.

«Паровые» поезда оборудованы пневматическими тормозами. У этих тормозов много хороших качеств, но есть и серьезные недостатки. Если тормозные колодки зажмут колеса слабо, то торможение будет слишком медленным, тормозной путь окажется слишком большим. Но и сильное торможение опасно: колеса, зажатые намертво, могут продолжать движение «юзом» — начнут скользить по рельсам, не вращаясь. В некоторых случаях — во время снегопада, гололеда, при попадании на рельсы листьев и хвои «юз» может быть длительным. Недаром осенью на трамвайных путях появляются надписи: «Осторожно! Листопад!». Это значит: «Бойся юза!».

В распоряжении водителя электропоезда есть электрический тормоз.

Представьте себе, что в случае необходимости остановить электропоезд мы прекратим подачу тока в электродвигатели и замкнем их накоротко. Что при этом произойдет? Поезд будет продолжать движение по инерции, его колеса будут вращать роторы двигателей. В силу обратимости электрических машин двигатели превратятся в генераторы и начнут вырабатывать ток. Ток этот потечет через замыкающий провод и станет нагревать его. На нагревание будет расходоваться энергия, источником которой является кинетическая энергия движущегося по инерции поезда. Энергия движения начнет превращаться в тепло. При коротком замыкании мощного двигателя, ставшего генератором, выделение тепла будет огромно, энергия движения быстро исчерпается, и поезд остановится.

Замечательной особенностью этого тормоза является отсутствие трущихся частей и невозможность «юза». Первое очевидно само собой, так как электрическое торможение осуществляется путем взаимодействия проводов ротора двигателя с магнитным полем. Второе нуждается в пояснении.

«Юз» при электрическом торможении невозможен, потому что это торможение существует только тогда, когда колеса вращаются, а вместе с ними вращаются и электродвигатели, вырабатывающие в силу этого ток. Если колеса остановятся и начнется скольжение «юзом», то немедленно прекратится и торможение, т. е. та самая причина, которая вынуждает колесо прекратить вращение.

При коротком замыкании двигателя торможение будет самым интенсивным. Если замкнуть двигатель на реостат, то подбором его сопротивления можно регулировать величину торможения. Отсюда и применяемое иногда название «реостатный тормоз». Можно замкнуть двигатель не на реостат, а на линию; тогда он начнет отдавать энергию в линию. Это будет так называемый рекуперативный тормоз. Реостатные тормоза применяются для экстренного торможения в трамваях, метро, электропоездах. Электровозы оборудованы рекуперативными тормозами.

Продолжить

Оставить комментарий