بایگانی دسته ی مقاومت ترمز

ترمز دینامیکی

ترمز دینامیکی، استفاده از یک موتور کشنده الکتریکی به عنوان یک ژنراتور در هنگام کاهش سرعت یک وسیله نقلیه مانند یک موتور الکتریکی یا دیزلی است. اگر توان الکتریکی تولید شده در برابر مقاومت ترمز به گرما تبدیل شود، به آن “رئوستاتیک” می گویند و اگر این توان ایجاد شده، به خط تولید بازگردانده شود، “ترمز احیاکننده” نامیده می شود. ترمز دینامیکی باعث کاهش مصرف قطعات ترمز بر پایه اصطکاک شده و ترمز احیاکننده باعث کاهش خالص مصرف انرژی می شود. ترمز دینامیکی نیز می تواند در وسایل نقلیه ریلی با واحدهای چندگانه، وسایل نقلیه سبک، تراموای الکتریکی و اتومبیل های الکتریکی و هیبریدی مورد استفاده قرار گیرد.

مزایای مقاومت ترمز دینامیکی در برابر ترمزهای بر پایه اصطکاک

• کاهش مصرف قطعات
• کنترل ولتاژ موتور در سطح ایمنی
• ترمز سریع تر در موتورهای AC و DC
• نیاز کمتر به خدمات و قابلیت اطمینان بالاتر

اصول عملکرد

هنگام ترمز، میدان های الکتریکی موتور به ژنراتور کشنده (لوکوموتیو دیزل-الکتریکی) یا به منبع تغذیه (لوکوموتیو الکتریکی) متصل شده و میله های فلزی چرخنده موتور به سراسر شبکه های ترمز و یا خطوط منبع تغذیه متصل می شوند. چرخ های لوکوموتیو، میله های فلزی چرخنده موتور را به گردش در می آورند و اگر میدان های الکتریکی موتور تحریک شوند، موتورها به عنوان ژنراتور عمل خواهند کرد.
در طی ترمز دینامیکی، موتورهای کشنده، که در حال حاضر به عنوان ژنراتور عمل می کنند، به شبکه های ترمز (مقاومت ترمز های بزرگ) متصل می شوند که بار زیادی را روی مدار الکتریکی قرار می دهند. هنگامی که از بار یک مدار ژنراتور توسط مقاومت ترمز کم شود، ژنراتورها سرعت چرخش خود را کاهش می دهند. با تغییر مقدار تحریک در میدان های الکتریکی موتور کشنده و مقدار مقاومت ترمز بر روی مدار توسط شبکه های مقاومت، سرعت موتور های کشنده را می توان تا یک توقف مجازی (حدود ۳-۵ MPH) کاهش داد.
برای موتورهای مغناطیسی ثابت، ترمز دینامیکی به راحتی توسط کوتاه کردن ترمینال های موتور به دست می آید، و به همین ترتیب موتور با یک ترمز قوی سریعا متوقف می شود. با این حال، این روش، تمام انرژی را به شکل گرما در خود موتور تبدیل کرده و تلف می کند، بنابراین به علت محدودیت های مربوط به خنک کننده ها نمی تواند در هیچ چیزی غیر از کاربردهای متناوب با توان پایین استفاده شود. این مورد، برای موتورهای کشنده مناسب نیست.

ترمز رئوستاتیک

انرژی الکتریکی تولید شده موتورها به شکل حرارت توسط یک مجموعه از مقاومت ترمز های داخلی از بین می رود. وجود فن های خنک کننده بزرگ برای محافظت از مقاومت ترمز ها ضروری است. سیستم های مدرن، نظارت کننده هایی حرارتی دارند، بنابراین اگر دمای این مجموعه بیش از حد بالا برود، آن را خاموش می کنند و ترمز به حالت اصطکاکی بازگردانده می شود.

ترمز احیاکننده

در سیستم های الکتریکی روند مشابهی از ترمز احیاکننده مورد استفاده قرار می گیرد، در نتیجه جریان تولید شده در هنگام ترمز به جای تلف شدن به شکل گرما، به سیستم منبع تغذیه برای استفاده واحدهای دیگر کشنده هدایت می شود. طبیعی است که ترمزهای احیاکننده و رئوستاتیک را در سیستم های الکتریکی به صورت ترکیبی به کار ببریم. اگر سیستم تغذیه “پذیرا” نیست، یعنی قادر به جذب جریان نمی باشد، سیستم به منظور ایجاد اثر مناسب هنگام ترمز به طور پیش فرض روی حالت رئوستاتیک قرار می گیرد.
لوکوموتیو های باری با سیستم های ذخیره انرژی داخلی خود امکان بازیابی قسمتی از این انرژی که ممکن است به شکل گرما تلف شود، را ایجاد می کنند. به عنوان مثال، گرین گوت توسط راه آهن کانادایی اقیانوس آرام، راه آهن BNSF، راه آهن جنوب کانزاس سیتی و راه آهن اتحادیه اقیانوس آرام استفاده می شود.
در لوکوموتیو های مسافری مدرن مجهز به مبدل های AC که قطارها را می کشند اگر سیستم الکتریکی پذیرا نباشد و یا حتی اگر مسیر مورد نظر با برق کافی پوشش داده نشود، می توان از انرژی ایستگاه اصلی برای ترمز استفاده کرد تا سیستم های داخلی قطار را به شکل ترمز احیاکننده تبدیل کند.
بارگیری HEP در قطار مسافری مدرن، بسیار وسیع است، به حدی که برخی از لوکوموتیوهای الکتریکی جدید مانند ALP-46 بدون شبکه های مقاومت ترمز سنتی طراحی شده اند.

ترمز ترکیبی

ترمز دینامیکی به تنهایی برای متوقف کردن لوکوموتیو کافی نیست، زیرا تاثیر ترمز آن، سرعت را در حدود ۱۰ تا ۱۲ مایل در ساعت (۱۶ تا ۱۹ کیلومتر در ساعت) کاهش می دهد. بنابراین، همیشه همراه با ترمز معمولی بادی استفاده می شود. این سیستم به هم پیوسته، ترمز ترکیبی نامیده می شود. باتری های لیتیومی-یونی نیز برای ذخیره انرژی در جهت توقف کامل قطار استفاده می شوند.
اگر چه ترمز ترکیبی، ترمزهای دینامیکی و بادی را ترکیب می کند، اما نیروی ترمز ایجاد شده به همان شکلی طراحی شده که در طی ترمز بادی رخ می دهد. این امر با به حداکثر رساندن بخش ترمز دینامیکی و تنظیم خودکار ترمز بادی انجام می شود، زیرا هدف اصلی ترمز دینامیکی کاهش میزان استفاده از ترمز بادی است. این امر هوای مورد نیاز را به شکلی بهتر حفظ می کند و خطر گرم شدن چرخ ها را به حداقل می رساند. یکی از تولید کننده های لوکوموتیو Electro-Motive Diesel (EMD) تخمین می زند که ترمز دینامیکی حدودا بین ۵۰ تا ۷۰ درصد از نیروی ترمز را در هنگام استفاده از ترمز ترکیبی ایجاد می کند.