Тиристорный регулятор, управляющий процессами разгона и электрического торможения электропоезда, является основным элементом схемы силовых цепей моторного вагона, наряду с тяговыми двигателями, пуско-тормозным реостатом и переключающей аппаратурой (рис. 50).

Регулятор содержит девять главных тиристоров Т_т1 — Т_т9, шесть вспомогательных тиристоров Т_т10— Т_т15, три коммутирующих тиристора гашения Т_т16—Т_т18, три коммутирующих тиристора перезаряда Т_т19—Т_т21. Последовательно с коммутирующим конденсатором (конденсатором гашения) С2 включен дроссель перезаряда ДрП. В качестве индуктивности, увеличивающей напряжение конденсатора С2 в режиме регулирования возбуждения, использован дроссель Др1, включенный последовательно с шунтирующим резистором R11.

Из схемы тиристорного регулятора (рис. 51) видно, что для равномерного распределения тока в трех параллельных ветвях главных тиристоров Т_т1.— Т_т3, Т_т4 — Т_т6 и Т_т7 — Т_т9 использованы индуктивные делители ДрД1 — ДрД3 и в двух параллельных ветвях вспомогательных тиристоров Т_т10—Т_т12 и Т_т13— Т_т15 — индуктивный делитель ДрД4. Для ограничения скорости нарастания тока в цепях главных, вспомогательных и коммутирующих тиристоров в момент их отпирания применены насыщающиеся дроссели ДрН1 — ДрН3.

Рис. 50. Принципиальная схема силовой цепи моторного вагона (обозначенная на схеме полярность конденсатора С2 соответствует началу работы регулятора)

Для уменьшения перенапряжений во время запирания тиристоров параллельно им включены цепочки из конденсаторов С401— С403 и резисторов R401—R403. С целью равномерного распределения прямого и обратного напряжений между последовательно соединенными тиристорами параллельно им включены резисторы R404–R406.

Управляющие импульсы на силовые тиристоры подают через резисторы R407—R409 от импульсных трансформаторов Тр401— Тр403, исключающих гальваническую связь между силовыми цепями и цепями управления. Для срезания импульса управления обратной полярности установлены диоды Д404—Д406.

Чтобы подготовить регулятор к работе, конденсатор С2 заряжают от источника постоянного тока через зарядный резистор R24. Источник предварительного заряда коммутирующего конденсатора С2 включает в себя трансформатор Тр1, диоды Д8—Д15, резистор R140 и конденсатор С40. В источник постоянного тока, обеспечивающий открывание главных тиристоров и ускоренный процесс самовозбуждения тяговых двигателей в начале электрического торможения, входит трансформатор Тр2 (общий для двух регуляторов секции, на рис. 51 не показан), диоды Д16—Д23, конденсатор С41 и резистор R43.

Из принципиальной схемы тиристорного регулятора и взаимодействующих с ним элементов силовой цепи одной группы тяговых двигателей М1—М4 (см. рис. 50) видно, что при работе регулятора в режиме межступенчатого регулирования пускового (тормозного) реостата замкнуты контакторы силового контроллера КрС25 — КрС27, КрС13 — КрС15 и КрТ1—ДрТ3. Вспомогательные тиристоры ТВ закорочены. В процессе регулирования главные тиристоры ТГ периодически закорачивают регулируемую ступень реостата R5, а коммутирующие тиристоры ТкВ осуществляют запирание главных тиристоров ТГ при увеличении тока двигателей выше уставки. На рис. 52 жирной линией показаны цепи тока при открытых тиристорах ТГ (уменьшении тока) (а) и закрытых тиристорах ТГ (увеличении тока) (б).

Время открытого состояния тиристоров ТГ в пределах периода регулирования автоматически увеличивается по мере увеличения скорости движения электропоезда и соответствующего увеличения э. д. с. тяговых двигателей. Когда коэффициент у достигает значения 0,8, осуществляется закорачивание нерегулируемой ступени реостата R1 и одновременно у уменьшается до 0,2. В цепь тяговых двигателей вновь вводится регулируемая ступень реостата R5. Далее процесс регулирования повторяется и заканчивается за ко-, рачиванием последней нерегулируемой ступени реостата R7. Сопротивление ступени R5 несколько выше, чем ступеней R1 и R7. Благодаря этому закорачивание нерегулируемых ступеней реостата в процессе пуска (торможения) происходит без существенных бросков тока.

Рис. 51. Схема тиристорного регулятора моторного вагона

Рис. 52. Упрощенные схемы силовой цепи при межступенчатом регулировании сопротивления пускового реостата

Для регулирования возбуждения тяговых двигателей в режиме тяги размыкают контакторы КрС25 — КрС27 и КрС13 — КрС15 и замыкают контакторы КрС29— КрС31 и KШ1. Благодаря этому, когда с целью ослабления возбуждения запираются тиристоры ТГ и отпираются тиристоры ТВ, через резистор R13 с малым сопротивлением (0,13 Ом) образуется новая цепь, шунтирующая обмотки возбуждения тяговых двигателей (рис. 53, а). Ток возбуждения i_в интенсивно спадает через ступень реостата R11 (1,7 Ом), а ток якоря i_я столь же интенсивно растет.

В ту часть периода регулирования, когда для обеспечения требуемой относительной продолжительности открытого состояния тиристоров ТВ последние запираются, а тиристоры ТГ отпираются (рис. 53, б), ток якоря i_я интенсивно спадает из-за увеличившегося сопротивления цепи обмотки якоря, а ток возбуждения i_в резко растет.

При регулировании возбуждения тяговых двигателей в режиме электрического торможения контакторы КрС25 — КрС27 и КШ замкнуты, тиристоры ТГ включены последовательно с обмотками возбуждения тяговых двигателей, а тиристоры ТВ закорочены. При открытых тиристорах ТГ ток двигателей проходит по двум параллельным ветвям: через тиристоры ТГ, обмотки возбуждения; через контактор КрС25 — R27, резисторы R5 и R13 и контактор КШ1 (рис. 54, а).

Рис. 53. Упрощенные схемы силовой цепи при регулировании возбуждения тяговых двигателей в режиме тяги при ослаблении возбуждения (тиристоры ТГ закрыты, ТВ открыты) (а) и при усилении возбуждения (тиристоры ТГ открыты, ТВ закрыты) (б)

Рис. 54. Упрощенные схемы силовой цепи при регулировании возбуждения тяговых двигателей в режиме электрического торможения при усилении возбуждения (тиристоры ТГ открыты) (а) и ослаблении возбуждения (тиристоры ТГ закрыты) (б)

При этом токи якоря и возбуждения растут.

В ту часть периода регулирования, когда главные тиристоры ТГ закрыты (рис. 54, б), тормозной ток протекает но ступени реостата R5, а ток обмоток возбуждения замыкается по цепи: КШ1, R13, R11, Др1. При этом ток возбуждения i_в интенсивно спадает в контуре, образуемом сравнительно большим сопротивлением ступени реостата R11. Ввиду того, что эквивалентное сопротивление тормозного контура увеличивается при закрывании тиристоров ТГ, ток двигателей начинает уменьшаться даже без уменьшения магнитного потока обмоток возбуждения.

При периодическом повторении процессов в регуляторе во всех режимах работы система автоматического регулирования поддерживает постоянным среднее значение тока двигателей путем плавного изменения времени открытого состояния главных или вспомогательных тиристоров в диапазоне от 0,002 до 0,0005 с (при времени периода регулирования 0,0025 с), изменяя соответственно коэффициент γ в диапазоне от 0,8 до 0,2 как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. В тяговом режиме при импульсном регулировании пускового реостата и возбуждении тяговых двигателей в токе, протекающем в рельсовых цепях и в контактной сети, возникает переменная составляющая. Для уменьшения этой составляющей и исключения влияния на устройства сигнализации и связи железнодорожной линии в силовых цепях установлен фильтр, состоящий из дросселя ДрФ и конденсатора С1. Первоначальный заряд конденсатор С1 получает через резистор R15 сразу после подъема токоприемника. После включения выключателя управления ВУ контактор заряда конденсатора КЗК закорачивает резистор R15. Чтобы исключить появление в рельсовых цепях и контактной сети частот более низких, чем частота одного тиристорного регулятора, управление всех тиристорных регуляторов электропоезда осуществляют синхронно посредством синхронизирующего устройства САР.