Kolej
Powrót
Urządzenia hamulcowe:
Hamulce elektrodynamiczne:
- Informacje ogólne
- Hamowanie elektryczne oporowe
- Hamowanie elektryczne rekuperacyjne
1) Informacje ogólne:
Hamulec elektrodynamiczny to hamulec, w którym nie występują siły tarcia wynikające z docisku elementów ciernych
do siebie i który stosowany jest z przyczyn oczywistych wyłącznie w pojazdach trakcyjnych (z napędem).
W tym typie hamulca zmniejszanie prędkości pojazdu odbywa się na drodze elektrycznej poprzez
wytworzenie siły hamującej przeciwnej do ruchu pojazdu za pośrednictwem elektrycznych silników trakcyjnych.
Hamowanie elektrodynamiczne polega na zmianie energii kinetycznej poruszającego się pojazdu trakcyjnego
na energię elektryczną poprzez silniki trakcyjne tego pojazdu pracujące jako prądnice.
Hamowanie silnikiem występuje wówczas, gdy moment elektromagnetyczny silnika działa
w kierunku przeciwnym do kierunku prędkości obrotowej. W wyniku
powstałego momentu hamującego na wałach silników następuje wytracanie prędkości pojazdu.
Hamowanie elektrodynamiczne może być zastosowane zarówno w układach napędowych
z wykorzystaniem prądu stałego (DC) oraz zmiennego (AC).
Przetwornica pokładowa - EP09
Ze względu na typ napędu i rodzaj pojazdu rozróżnia się hamowanie elektryczne oporowe (rezystorowe)
i elektryczne rekuperacyjne.
2) Hamowanie elektryczne oporowe (rezystorowe):
Ten typ hamowania elektrodynamicznego może być stosowany w pojazdach napędzanych energią elektryczną
jak również w pojazdach spalinowych z zastosowaną tak zwaną przekładnią elektryczną, czyli takich, gdzie napęd
realizowany jest, jak w pojazdach elektrycznych poprzez elektryczne silniki trakcyjne.
Hamowanie oporowe polega na tym, że produkowana przez silniki trakcyjne energia elektryczna jest przemieniana
w energię cieplną na opornikach hamowania. Ciepło z oporników jest oddawane do atmosfery - bezpowrotnie tracone.
Zespoły oporników z układem chłodzenia - SP32
W związku z mocnym nagrzewaniem się oporników podczas pracy muszą być one odpowiednio wydajnie chłodzone.
Stosuje się w tym celu chłodzenie obce w postaci wentylatorów, które nadmuchują schłodzone powietrze
na na elementy oporowe lub chłodzenie pędem powietrza.
Pierwszy typ chłodzenia można spotkać np. w elektrowozie EP09 lub lokomotywie spalinowej SP32 (powyższa fotografia).
Drugi typ chłodzenia stosowany jest obecnie najczęściej. Polega on na zamontowaniu elementów oporowych w skrzyniach
na dachu pojazdu lub w otwartym podwoziu w wyniku czego są one chłodzone przez pęd powietrza powstały podczas jazdy.
Skrzynie z opornikami hamowania na dachu EN81
3) Hamowanie elektryczne rekuperacyjne:
Ten typ hamowania elektrodynamicznego może być stosowany wyłącznie w elektrycznych pojazdach trakcyjnych -
takich, które nie posiadają własnego źródła zasilania (nieautonomiczne) -
do ich napędu wykorzystywana jest energia elektryczna
pobierana poprzez odbierak prądu (pantograf) z sieci trakcyjnej.
Hamowanie rekuperacyjne polega na tym, że produkowana przez silniki trakcyjne energia elektryczna jest oddawana
(rekuperowana)
poprzez odbierak prądu do sieci trakcyjnej przez co inny pojazd będący w ruchu może z tej energii skorzystać.
Silnik trakcyjny DKLBZ 0910-4A (EN81)
Odbierak prądu (Bombardier Talent)
Aby zwracanie energii było możliwe sieć trakcyjna musi spełniać określone warunki. Jednym z nich jest napięcie
w niej panujące który musi być odpowiednio niższe, tak by sieć była wstanie przyjąć energię produkowaną
przy hamowaniu. Jeżeli produkowana energia nie może być zwrócona do sieci, to aby rekuperacja była skuteczna
konieczne staje się wyposażenie pojazdu lub podstacji trakcyjnej, która zasila dany fragment sieci
w urządzenia do akumulowania tej energii.
Ponieważ takie rozwiązania są mało skuteczne i bardzo kosztowne najczęściej
w pojazdach trakcyjnych stosuje się dwa rodzaje hamowania elektrodynamicznego - oporowe i rekuperacyjne.
W przypadku, gdy układ sterujący hamowaniem wykryje zbyt wysokie napięcie w sieci trakcyjnej
(sieć nie może przyjąć energii z pojazdu trakcyjnego) następuje przełączenie oddawania
energii na oporniki hamowania, gdzie wyprodukowany prąd jest przemieniany w energię cieplną bezpowrotnie traconą.