Электрические цепи напряжением 550 В

Назначение электрических вспомогательных машин. Вспомогательные электрические машины постоянного тока, применяемые на подвижном составе, работают на номинальном напряжении 550 В, 24 и 12 В. Электродвигатели для привода, генераторов собственных нужд и вентиляторов пускотормозных резисторов, а также привода компрессоров выполняются с последовательным возбуждением и работают на номинальном напряжении 550 В. Они рассчитаны на работу при больших колебаниях напряжения в контактной сети и неблагоприятных атмосферных условиях. Приводной электродвигатель и генератор собственных нужд составляют агрегат, который называется двигатель-генератором. Электродвигатель с вентилятором составляют агрегат двигатель-вентилятор. Он служит для вентиляции пассажирского салона и охлаждения пускотормозных резисторов, а также тяговых электродвигателей в том случае, если последние рассчитаны на независимую вентиляцию. С целью упрощения электрооборудования часто вентилятор и генератор собственных нужд приводятся в действие от одного электродвигателя. В этом случае требуется электродвигатель мощностью 2,5-5 кВт, причем мощность приводного электродвигателя выбирают пропорциональной объему подаваемого воздуха и его напору, определяемому потерей давления в потребителях и воздухопроводах. Объем подаваемого воздуха и его напор зависят от частоты вращения вентилятора.

Для питания сжатым воздухом тормозной системы, пневмоподвески экипажа и других потребителей сжатого воздуха обычно устанавливают поршневой одноступенчатый компрессор с подачей 300-500 л/мин и максимальным давлением до 0,8 МПа. Электродвигатель с компрессором в сборе составляют агрегат, называемый двигатель-компрессором. Требуемое давление сжатого воздуха в запасных резервуарах поддерживается автоматически регулятором давления, который после повышения давления выше установленного отключает двигатель-компрессор от питания, а при снижении давления ниже заданного снова его включает.

Подачу компрессора следует выбирать такой, чтобы обеспечить нормальное среднее потребление сжатого воздуха при продолжительности включения ПВ-50 % всего времени работы агрегата.

Мощность электродвигателя компрессора требуется в пределах 2-4 кВт.

Все вспомогательные электродвигатели получают питание через постоянно введенные в их цепь индивидуальные резисторы, которые называются демпферными. Демпферный резистор служит для снижения максимальных значений переходных токов, возникающих при колебаниях напряжения в контактной сети и, в частности, при проездах пересечений, изоляторов и других спецчастей контактной сети.

Включение и выключение цепей вспомогательных двигателей осуществляются выключателями с ручным приводом или контакторами. На трамвайных вагонах и троллейбусах отечественного производства применяют выключатели ВУ-222 и ВУ-222А с дугога-шением. Для защиты от перегрузок и коротких замыканий в каждой цепи установлены плавкие предохранители. Электрические схемы вспомогательных цепей на напряжении 550 В трамвайных вагонов и троллейбусов представлены на рис. 78, 82 и 88.

Освещение и световая сигнализация. Освещение салона электрифицированного подвижного состава может осуществляться либо непосредственно от контактной сети, как на трамвайных вагонах РВЗ-6М-2, КТМ-5М-3 и Т-3, либо от аккумуляторных батарей, как на троллейбусах ЗиУ-9 и 9Тр.

На трамвайных вагонах для освещения салона и маршрутных фонарей применяют лампы Т1 или ТР мощностью 60 Вт и напряжением 120 В и лампы мощностью 60 Вт и напряжением 50-55 В. Лампы на напряжение 55 В имеют более толстую нить, чем лампы на 120 В, и по сравнению с последними обладают следующими преимуществами: они имеют значительно больший световой поток (564 вместо 390 лм) и в 2 раза больший срок службы (1000 вместо 500 ч). Лампы имеют устройство, автоматически закорачивающее цепь при перегорании нити.

Люминесцентные лампы более экономичны по сравнению с лампами накаливания. Их световой поток более чем в 4 раза превосходит световой поток ламп напряжением 24 В и почти в 7 раз трамвайных ламп напряжением 120 В. При правильной их эксплуатации срок службы люминесцентных ламп в 2-3 раза превосходит срок службы ламп накаливания. При люминесцентном освещении обеспечивается более равномерная освещенность салона. Для питания люминесцентных ламп требуется переменный ток, но их можно присоединять непосредственно к контактной сети через балластные резисторы.

На вагоне РВЗ-6М-2 пассажирский салон освещается двумя группами ламп, которые получают питание от контактной сети. В каждой группе по 13 ламп ПВ-1 (50 В, 60 Вт), соединенных последовательно. Из них в салоне устанавливаются 20 ламп (11 ламп на левой стороне потолка салона и 9 ламп на правой стороне), 5 ламп в маршрутном указателе и 1 лампа в маршрутном номере. Лампы ПВ-1 самозакорачивающиеся, имеют форму и цоколь обычных ламп промышленного типа. Цепи освещения включаются пакетными выключателями

ПВ-6/Т и защищены плавкими предохранителями.

Пассажирский салон вагона КТМ-5М-3 освещается 36 электрическими лампами ТР мощностью 60 Вт и напряжением 120 В. Лампы питаются от контактной сети. Они включены в 6 параллельных групп, в каждой группе по 6 последовательно соединенных ламп.

На трамвайном вагоне Т-3 применяют люминесцентное освещение пассажирского салона. Используется схема надежного в эксплуатации бесконтактного зажигания ламп (рис. 126). Всего имеется 6 групп. В группе по две лампы каждая мощностью 25 Вт и напряжением 220 В, катушка индуктивности Ь, конденсатор С и резисторы обогрева Ярі и Яр2. Цепь люминесцентного освещения включается реверсивным переключателем, который одновременно служит для изменения полярности тока, проходящего через люминесцентные лампы. Переключатель имеет 5 позиций: нулевое, две позиции «Освещение» и две дополнительные позиции «Подогрев». Дополнительные позиции используют для включения обогревателя плафона в холодное время, так как при низких температурах не происходит зажигания люминесцетных ламп. При установке переключателя в положение «Освещение» вначале происходит заряд конденсатора и одновременно накапливается энергия в катушке индуктивности. В результате появляется импульс напряжения и лампы загораются. Конденсатор, включенный параллельно лампам, служит для улучшения работы цепи в режиме включения.

В схеме используют люминесцентные лампы мгновенного зажигания (безнакальные), для питания их применяют постоянный ток. При длительном прохождении постоянного тока через люминесцентную лампу появляется потемнение прикатодной зоны лампы, это потемнение начинает активно сказываться через 50-70 ч работы лампы при постоянной полярности. В связи с этим для сохранения ламп следует не реже одного раза в 2 ч обязательно изменять полярность тока (направление тока), проходящего через лампы, с помощью реверсивного переключателя. Для обеспечения порядка и возможности контроля полярность переключают обычно на каждой конечной станции маршрута. Более частые переключения полярности тока удлиняют срок службы люминесцентной лампы.

Отопление и стеклообогреватели. В целях экономии электроэнергии на некоторых трамвайных вагонах и троллейбусах для обогрева пассажирского салона используется тепло, выделяемое в пускотормозных реостатах. Воздух, засасываемый вентилятором из салона, проходит через пускотормозной реостат, нагревается и

в зимнее время возвращается обратно в пассажирский салон, а в летнее время выбрасывается в атмосферу. Таким образом, обеспечиваются вентиляция салона и его отопление. Дополнительно к этому пассажирский салон и кабина водителя обогреваются электрическими печами.

На троллейбусе ЗнУ-9 дополнительный нагрев воздуха на выходе из пускотормозного реостата осуществляется десятью элементами НВС-0,4/0,36 общей мощностью 36 кВт, расположенными под кузовом троллейбуса за ящиком пускотормозных реостатов. Печь салона ПС (см. рис. 78, а) можно ввести в работу только после включения двигателя вентилятора ДВ включением выключателей ВВЦ1, ВВЦ2 и ВВЦ4, так как без обдува воздухом электропечь перегреется и нагревательные элементы выйдут из строя. Воздух, продуваемый вентилятором через пускотормозной реостат, перед выходом в пассажирский салон дополнительно нагревается в электропечи.

Кабина водителя обогревается электропечью П4, которая включается выключателем ВВЦЗ и контактором КП1 (типа КПД-110Е), смонтированным на текстолитовой панели, укрепленной на левом борту в кабине. Отопительная система кабины состоит из электрической печи и распределителей воздуха с гибкими рукавами. В корпусе печи смонтированы нагревательные элементы. Печь имеет систему рычагов и заслонок, с помощью которых осуществляются различные режимы: забор воздуха - снаружи или из кабины, поступление теплого воздуха в кабину через жалюзи, обдув ветровых стекол. Возможна регулировка подачи воздуха при всех режимах с помощью рычагов и заслонок.

Электрическую печь кабины можно включить только после того, как начнут работать электродвигатели вентиляторов ЭВП-1 и ЭВП-11 (тип МЭ-233), которые включаются выключателем В8 (см. рис. 132). Втягивающая катушка контактора КП1, замыкающего цепь электропечи, включается выключателями В8 и В28. В летнее время для вентиляции воздуха в кабине можно включить выключателем В8 одни вентиляторы, не включая электропечь.

На троллейбусе 9Тр в холодное время салон обогревается восемью электропечами 707 (см. рис. 78, а), которые устанавливаются в шахматном порядке под сидениями пассажиров. Включаются электропечи выключателями 710 и 711. Электропечи включены параллельно, в каждой из них по 2 последовательно соединенных нагревательных элемента. Напряжение элемента 300 В, мощность 500 Вт. Общая мощность печей салона 8 кВт.

Место водителя обогревается одной электропечью 709, установленной за сиденьем. Электропечь состоит из двух нагревательных элементов и включается выключателем 706. Помимо этого, предусмотрен дополнительный обогрев места водителя электропечью, состоящей из двух элементов мощностью по 100 Вт, напряжением 150 В, расположенных над педалями. Печи дополнительного обо-

Треба включаются выключателями 726. Ветровое и боковые стекла кабины водителя обогреваются теплом электропечей 723 общей мощностью 3 кВт и дополнительных печей 727 мощностью 1,1 кВт. Электропечи 723 стеклообогрева включаются контактором 703, а электропечи 727 дополнительного стеклообогрева и обогрева места водителя - выключателями 726. Тепло от печей 723 отводится вентилятором, приводимым в действие двигателем 724 номинальным напряжением 24 В п мощностью 20 Вт. Электропечи и двигатель с вентилятором установлены за панелью в кабине. В воздушном канале за панелью размещается аварийный термостат РН-810. В случае повышения температуры в канале до 300° С (например, при выходе из строя двигателя или вентилятора) контакты 725 аварийного термостата отключат цепь питания катушки контактора 703 (см. рис. 79, а), который в свою очередь отключит электропечь 723.

На вагоне РВЗ-6М-2 дополнительный нагрев воздуха при выходе из нускотормозного реостата осуществляется 16 нагревательными элементами ЭТ-44 напряжением 110 В и мощностью 400 Вт каждый, включенными в две параллельные группы по 8 последовательно соединенных элементов в каждой группе. Эти дополнительные обогревательные группы включаются контактором и получают питание от контактной сети через плавкий предохранитель.

Нагревательный элемент ЭТ-44 представляет собой проволочную спираль, размещенную в металлической трубке и изолированную от трубки спрессованным кварцевым песком. Концы трубок закрыты изоляционными пробками с выводными шпильками для присоединения проводов.

Кабина водителя обогревается электропечью «Обогрев кабины», выполненной из семи нагревательных элементов ЭТ-44, размещенных в металлическом кожухе и установленных на задней стенке кабины, и электропечью «Обогрев места водителя» - из четырех нагревательных элементов.

Лобовые стекла кабины обогреваются стеклообогревателями. Вертикально расположенные элементы стеклообогревателей (4 элемента ЭТ-44) размещены на междуоконных стойках и защищены металлическими перфорированными кожухами. Стеклообогревате-ли соединены последовательно с обогревателем кабины водителя, выполненным также из трех элементов ЭТ-44.

Горизонтально расположенные стеклообогреватели (СОГ) представляют собой также трубчатые нагревательные элементы мощностью по 300 Вт и напряжением 275 В и имеют длину 1060 мм. Эти стеклообогреватели устанавливают в нижней части ветровых стекол и кабины и ограждены металлическим перфорированным прямоугольной формы кожухом. Температура нагрева наружной поверхности нагревательного элемента составляет 300° С.

Печи обогрева кабины и стеклообогреватели включаются выключателями и получают питание через плавкий предохранитель.

Салон вагона КТМ-5М-3 отапливается 56 нагревательными элементами ЭТ-60 мощностью по 400 Вт и напряжением 220 В. Нагревательные элементы устанавливаются в тумбах диванов для пассажиров по два элемента в тумбе. Кабина водителя обогревается нагревательными элементами ЭТ-60 общей мощностью 3 кВт, расположенными под сиденьем водителя.

Трубчатые элементы стеклообогревателей укрепляют на кронштейнах, позволяющих регулировать положение трубок по отношению к стеклу. Стеклообогреватели выполнены из двух нагревательных элементов ЭТ-60 (400 Вт, 220 В) и одного элемента ЭТ-100 (400 Вт, 220 В). Отопление кабины и стеклообогреватели включаются выключателями ВУ-222.

На трамвайном вагоне Т-3 для дополнительного подогрева пассажирского салона устанавливают 27 электропечей мощностью по 200 Вт и напряжением 200 В. Электропечь состоит из двух элементов, выполненных из проволочной спирали, размещенной в трубке и изолированной от нее. Выводные шпильки служат для соединения С В'нешними проводами. Элементы с помощью изолято-торов устанавливают в тумбах пассажирских сидений. При установке на вагоне наружная часть электропечи заземляется. Электропечи включаются в две параллельные группы (см. рис. 88), питание к ним подводится из контактной сети через плавкие предохранители на 10 А и контакторы ST1 и ST2. Одна группа электропечей располагается в воздушном канале с правой стороны салона и продувается воздухом, прогоняемым вентиляторами двигатель-генератора через ускоритель, а вторая группа - в тумбах пассажирских сидений с правой стороны салона. Дополнительный обогрев салона включается водителем с помощью переключателя Т, расположенного с правой стороны у пульта. Переключатель имеет три положения: «Нулевое», «Первое», при котором подается питание на втягивающую катушку контактора ST1, и «Второе», на котором дополнительно включается контактор ST2.

Для обогрева кабины предусмотрен калорифер, обогревательные элементы которого расположены внутри металлического ящика, оклеенного с внутренней стороны асбестовой бумагой. Имеются две параллельные группы, в каждой группе по шесть нагревательных элементов, соединенных последовательно.

Включается калорифер переключателем, расположенным слева в кабине, рядом с переключателем обогрева салона. Переключатель имеет нулевое и три рабочих положения: на первом рабочем положении включается только вентилятор, на втором и третьем рабочих положениях включаются нагревательные элементы, причем потребляемая нагревательными элементами мощность составляет 2,4 кВт на втором положении и 4,8 кВт на третьем положении переключателя.

Схема включения калорифера исключает возможность включения нагревательных элементов при неработающем вентиляторе. В ящик калорифера воздух подается вентилятором. В зависимости от (положения регулирующей рукоятки, расположенной с левойстороны кресла водителя, воздух вентилятором забирается через фильтр либо из кабины водителя, либо из атмосферы (из-под вагона). Нагретый воздух из ящика калорифера распределяется по трем металлостекловолокнистым рукавам в кабину водителя: к правому и левому ветровым стеклам через специальный наконечник тонкой широкой струей и под ноги водителя, где рядом с педалью безопасности устанавливается еще одна рукоятка, с помощью которой воздух от третьего рукава может направляться под ноги водителю и на ветровое стекло.

Для защиты калорифера от перегрузок предусмотрен автоматический выключатель калорифера, действие которого основано на изгибании биметаллической пластины при повышении температуры до установленного значения, что приводит к разрыву цепи питания контактора калорифера.