Сущность электрического торможения

При электрическом торможении тяговые электродвигатели переводят в генераторный режим. Их якоря получают вращение через зубчатую передачу от вращения колесных пар за счет запасенной кинетической энергии поезда или при движении поезда под уклон. Якорь будет вращаться в магнитном поле полюсов. На проводники обмотки якоря каждого электродвигателя будет действовать выталкивающая сила, направленная против вращения якоря, затормаживающая вращение якоря, а через зубчатую передачу затормаживающая вращение колесной пары.

В случае подключения к обмотке якоря резистора, то есть замыкания электрической цепи обмотки якоря, электроэнергия, вырабатываемая электродвигателем, будет гаситься на резисторе – выделяется в виде тепла. За счет изменения величины сопротивления резистора можно регулировать величину тормозной силы. Такой способ электрического торможения называется реостатным.

В случае передачи электроэнергии от электродвигателя в контактную сеть электрическое торможение называется рекуперативным. Рекуперативное торможение возможно в том случае, если ЭДС в обмотке якоря электродвигателя превысит величину напряжения в контактной сети. Это невозможно у тяговых электродвигателей с последовательным возбуждением, которые используются в режиме тяги. У тяговых электродвигателей с последовательным возбуждением ЭДС в обмотке якоря не может превысить величину напряжения в контактной сети. В этом случае при переходе в режим рекуперативного торможения тяговые электродвигатели переключают на независимое возбуждение.

На электровозах переменного тока с тяговыми электродвигателями постоянного тока применение рекуперативного торможения затруднено, так как тяговые электродвигатели вырабатывают постоянное напряжение, которое при передаче в контактную сеть необходимо преобразовать (инвертировать) в переменное напряжение. Это стало возможным с применением управляемых вентилей – тиристоров, которые при рекуперативном торможении переключаются с частотой переменного тока, преобразуя постоянное напряжение в переменное. На электровозах переменного тока сейчас устанавливают выпрямительные установки, собираемые на тиристорах. В режиме тяги установка исполняет роль выпрямителя, а в режиме рекуперативного торможения – роль инвертора.

Преимущества электрического торможения: экономия тормозных колодок, простота управления на спусках, а при рекуперативном торможении и экономия электроэнергии.

На некоторых тепловозах применяется реостатное торможение.