Последствия буксования колесных пар, предупреждение и прекращение буксования - Режимы движения поезда и силы, действующие на него

Буксование электровозов -- явление частое и довольно опасное. Оно возникает, когда сила тяги превысит силу сцепления колес с рельсами, что приводит к уменьшению силы тяги. Сильное буксование могут вызвать механические или электрические повреждения деталей и узлов электровоза.

Причины механических и электрических повреждений и их последствия. При возникновении буксования коэффициент сцепления резко снижается, так как трение покоя (сравнительного) заменяется трением скольжения, и под действием значительного вращающего момента двигателя увеличивается частота вращения якоря и колесной пары. Вследствие этого под влиянием центробежной силы проводники обмотки якоря начинают растягивать скрепляющие их бандажи, пластины коллектора увеличивают давление на миканитовые манжеты конусов якоря и т. д. Частота вращения якоря может превысить допустимое значение, предусмотренное при создании машины, что может привести к полному ее разрушению.

Проскальзывание колес приводит к быстрому износу бандажей и рельсов. Об этом свидетельствуют риски на рельсах станционных путей в местах отправления поездов. Довольно опасно резкое прекращение буксования, например подачей большого количества песка. В этом случае большая часть запасенной кинетической энергии отдельных деталей превращается в энергию удара, в результате чего повреждаются изоляция обмотки якоря, ее крепление в пазах, зубья передачи. Корпус тягового двигателя с опорно-осевым подвешиванием в этот момент как бы приседает или подпрыгивает, поворачиваясь вокруг колесной пары. В результате могут произойти также излом деталей подвески двигателя, проворот бандажей колесных пар и друг повреждения механической части электровоза.

Не менее серьезны последствия электрических повреждений возникающих в результате нарушения коммутации, а на электровозах постоянного тока -- и вследствие повышения напряжения на коллекторе двигателя, связанного с буксующей колесной парой (на электровозах переменного тока напряжение на двигателях также повышается, но незначительно).

Нарушение коммутации и, как следствие этого, круговой огонь на коллекторе "буксующего" двигателя возникают из-за значительного снижения времени коммутации тока в витках обмотки якоря; в большей мере это относится к двигателям электровозов переменного тока, у которых коммутация и без того осложнена пульсацией тока в обмотках полюсов и якоря. На электровозах постоянного тока всегда последовательно включаются не менее двух тяговых двигателей. Поскольку направление индуктированной э. д. с. противоположно приложенному к двигателю напряжению, степень ее возрастания соответствует степени возрастания сопротивления "буксующего": тягового двигателя (условно) по сравнению с сопротивлением "небуксующего" тягового двигателя рассматриваемой цепи. Это приводит, с одной стороны, к уменьшению тока этой ветви по сравнению с параллельными ветвями, а с другой -- к повышении: напряжения именно на якоре "буксующего" двигателя. В качестве примера на (рис. 3) показано распределение падений напряжений на двух потребителях с разным сопротивлением и в случае буксования ТЭД (рис.4).

Повышенное напряжение на кол­лекторе "буксующего" двигателя вызывает увеличение напряжения между соседними коллекторными пластинами; при некотором значении этого напряжения небольшие искры, возникаю­щие на коллекторе под щетками даже при нормальной коммутации, могут перейти в электрическую дугу -- воз­никает круговой огонь.

сопоставление значений падения

Рис.3. Сопоставление значений падения

распределение напряже­ния (приближенно) на напряжений. обмотках двух последовательно соединен­ных тэд

Рис. 4. Распределение напряже­ния (приближенно) на напряжений. обмотках двух последовательно соединен­ных ТЭД: а -- при нормальной работе, б -- при буксовании колесной пары, спаренной в блоке с двигателем.

При чистых изоляторах кронштейнов щеткодержателей электрическая дуга распространяется от плюсового к минусовому щеткодержателю; обмотка якоря как бы заканчивается. На электровозах постоянного тока это приводит к перегрузке двигателя, включенного последовательно с "буксующим", в результате чего может начаться буксование колесной пары и, этого двигателя.

На электровозах переменного тока (рис.5) круговой огонь приводит к короткому замыканию тягового трансформатора и протеканию по его обмоткам и через выпрямители значительного тока, опасного для всех элементов цепи.

При запыленном и влажном воздухе внутри двигателя или при загрязненных изоляторах кронштейнов щеткодержателей дуга перебрасывается на остов тягового двигателя. Для электровозов постоянного тока (рис.6. а) это соответствует полному (или частичному) короткому замыканию контактной сети на рельсы, а на электровозах переменного тока (рис.6. б) вызывает короткое замыкание вторичной обмотки тягового трансформатора.

Рисунок 6.

Похожие статьи




Последствия буксования колесных пар, предупреждение и прекращение буксования - Режимы движения поезда и силы, действующие на него

Предыдущая | Следующая