Frână electrică
O frână electrică este un dispozitiv care folosește motoarele de tracțiune ale locomotivelor electrice pentru frânarea trenurilor. Acest dispozitiv poate fi un dispozitiv de recuperare sau disipare a energiei.
Note generale
Funcționarea frânei electrice se bazează pe caracteristica inerentă unor tipuri de motor electric de a funcționa ca generator de curent atunci când depășesc viteza normală, cum ar fi motorul asincron , sau cu intervenții adecvate asupra excitării acestuia, pe motoare de curent cu excitație compusă [1] . Situația apare atunci când trenul circulă de-a lungul unor întinderi lungi de coborâre și este direcționat tendențial să crească viteza, astfel încât motoarele sale, dacă sunt introduse, să fie împinse să se întoarcă din ce în ce mai repede; în cazul motoarelor asincrone, atunci când motorul depășește viteza sincronă, motorul își asumă spontan caracteristica generatorului, în timp ce în cazul motoarelor cu curent continuu este necesar ca excitația derivată să fie prezentă și ca câmpul să fie inversat: în această situație, energia produsă este returnată liniei [1] care trebuie să o disipeze fie prin alimentarea altor trenuri în urcare, fie cu sarcini disipative speciale, producând rezistența la mișcare a motorului / generatorului sub sarcină. În mijloacele moderne, energia produsă este disipată în căldură pe o sarcină rezistivă plasată de obicei pe imperiul vehiculului de tracțiune.
Efectul de frânare al frânei electrice este foarte susținut și superior celui tradițional [1] cu pantofi sau discuri și este utilizat din ce în ce mai mult pe materialul rulant de mare viteză. Odată folosit pentru economia de energie, acum este folosit tocmai pentru eficiența sa. Frâna electrică nu a înlocuit complet celelalte sisteme de frânare care coexistă pe toate locomotivele electrice; sistemul a fost raționalizat prin integrarea în multe cazuri a comenzii pneumatice a frânei cu cea electrică, realizând frânarea combinată . În astfel de cazuri, șoferul acționează butonul de frână în același mod ca și în cazul unei frâne pneumatice tradiționale, doar pozițiile aceleiași schimbări care predispun la utilizarea frânării electrice numai la viteze mari și la intervenția celei pneumatice atunci când viteza trenului a scăzut brusc. În general, de fapt, forța de frânare care poate fi obținută prin frânarea electrică este proporțională cu viteza și, prin urmare, cu cât este mai mare, cu atât este mai mare eficiența de frânare; dimpotrivă, la viteze mici acest mod este ineficient și necesită o frânare tradițională pentru a opri complet trenul.
Material rulant al căilor ferate italiene cu frână electrică
Frânarea electrică cu recuperare de energie a fost caracteristică locomotivelor, acum radiate, precum:
- Locomotivele trifazate.
- O duzină de locomotive din prima serie E.424 , alocate depozitului de locomotive din Pistoia, erau echipate în fabrică cu motoare de tip 92, cu excitație compusă pentru utilizare în recuperarea energiei și frânarea electrică, dar soluția satisfăcătoare a fost ulterior abandonată. Excitația compusă a motoarelor electrice a fost obținută cu două înfășurări, una în serie cu armătura motorului și una cu o sursă de curent extern reglabilă cu un reostat special. Controlul vitezei prin ajustarea curentului de excitație a fost mai eficient și a fost posibilă frânarea electrică , trecând în faza de recuperare a energiei; prin intermediul acestui aranjament, s-a creat o forță contraelectromotivă în motoare, de asemenea inserată în coborâre, care a crescut până când curentul a fost inversat în motoarele care, prin urmare, au devenit generatoare. Această acțiune trebuia limitată la valoarea limită de tensiune on-line de 3800 V, dincolo de care șoferul trebuia să scadă curentul de excitație pentru a evita intervenția protecției calibrate la 4200 V.
Frânarea prin disipare electrică a rezistorului de frânare este prezentă pe locomotive, începând din anii șaptezeci și pe toate trenurile electrice de mare viteză:
- Locomotiva FS E.444
- Locomotiva FS E.632 și locomotiva FS E.633
- Locomotiva FS E.652
- Locomotiva FS E.402A
- Locomotiva FS E.402B
- Locomotiva FS E.405
- Locomotiva FS E.412
Frânarea electrică regenerativă a caracterizat și electromotorii multor căi ferate secundare autorizate și numeroase căi ferate. De exemplu, electromotoarele căii ferate Spoleto-Norcia erau echipate cu aceasta.
Notă
- ^ a b c Noțiuni generale de tracțiune electrică , p.52 .
Bibliografie
- Ministerul Transporturilor Ferrovie dello Stato, Noțiuni generale despre tracțiunea electrică și locomotivele electrice, Vol VIII , Florența, Laboratorul grafic al Serviciului de materiale și tracțiuni, 1962.
- Rezistențe dinamice de frânare - nota aplicației REO Italia ( PDF ), pe reoitalia.com .
