Устройство и принцип работы. Групповыми контакторами называют совокупность переключающих устройств, объединенных в один блок и связанных с общим валом, который может иметь ручной, электропневматический или электродвигательный привод.

В качестве переключающих устройств применяют контакторные элементы (КЭ) кулачкового типа или, как их часто называют, кулачковые контакторы (рис. 70), которые замыкают или размыкают электрические цепи в определенной последовательности при вращении кулачкового вала.

Применение групповых контакторов дает возможность упростить электрическую схему, сократить число блок-контактов, уменьшить массу и стоимость переключающей аппаратуры. Групповая система управления позволяет обеспечить плавный многоступенчатый пуск и торможение тяговых двигателей при сравнительно небольшом объеме электроаппаратуры.

К групповым контакторам, применяемым на вагонах метрополитена, относятся реостатные контроллеры, переключатели положений, реверсоры, контроллеры машиниста.

Кулачковые контакторы КЭ-47 (а), КЭ-46А (б), КЭ42А (в), КЭ-48 (г)
Рис. 70. Кулачковые контакторы КЭ-47 (а), КЭ-46А (б), КЭ42А (в), КЭ-48 (г)

Основными частями группового контактора являются: кулачковые контакторы, кулачковый вал с кулачковыми шайбами, привод, блокировочное устройство и корпус.

Кулачковые контакторы приводятся в действие с помощью кулачкового вала (вал с насаженными на него кулачковыми шайбами, имеющими определенный профиль - выступы и впадины). В процессе вращения кулачковой шайбы (см. рис. 61, а) ролик кулачкового контактора катится по ее наружной окружности. При набегании ролика на выступ контакты кулачкового элемента размыкаются. Когда ролик скатывается во впадину шайбы, рычаг, поворачиваясь вокруг оси под действием выключающей пружины, замыкает подвижной контакт с неподвижным, при набегании ролика вновь на выступ контакты размыкаются.

Процесс замыкания контактов разделяют на две стадии: сближение контактов до соприкосновения их друг с другом и затем притирание контактов. Сначала происходит поворот рычага под действием выключающей пружины до момента соприкосновения контактов, затем с этого момента до полного их замыкания происходит сжатие притирающей пружины.

Кулачковые контакторы используют для переключений как в силовых цепях, так и в цепях управления, а также для электрической связи (блокировки) групповых контакторов с другими аппаратами. Выполняют кулачковые контакторы как с дугогасительным устройством, так и без него.

Контактор КЭ-47 (рис. 70, а) применяют для переключений силовых цепей без разрыва тока. Основанием контактора является изолятор 10; изготовленный из пластмассы. На оси 5, закрепленной в основании, имеется рычаг 8. На одном плече рычага крепится держатель 3 с подвижным контактом 2 и контактной (притирающей) пружиной 4, а на другом плече - ролик 7, который включающей пружиной 9 прижимается к рабочей поверхности кулачковой шайбы 6. Держатель 15 неподвижного контакта 1 укреплен на изоляторе с помощью зажима 14. Подвижной контакт связан с зажимом 11 гибким шунтом 12. Кулачковый контактор крепится на рейке группового переключателя болтом, который ввертывается в гайку 13, запрессованную в изоляционное основание.

Контактор КЭ-46А (рис. 70, б) используют в силовых цепях для переключений, связанных с разрывом тока, поэтому он имеет дугогасительное устройство, состоящее из дугогасительной катушки 16 с полюсами 18, дугогасительных рогов 77 и 20 и дугогасительной камеры 19. В остальном контактор аналогичен по конструкции контактору КЭ-47.

Контактор КЭ-42А (рис. 70, в) предназначен для переключений в цепях управления, не связанных с разрывом тока. По конструкции он значительно отличается от рассмотренных выше. На оси 24, запрессованной в изолятор 28, вращается рычаг 26 с роликом 25.

Неподвижные контакты 21 закреплены гайками 29. Контактную пружину 22 устанавливают между подвижным мостиковым контактом 23 и рычагом 26, причем для фиксации пружины в рычаге и контактном мостике предусмотрены специальные выступы. Включение контактов осуществляется пружиной 27. Применение мос-тиковых контактов дало возможность освободиться от гибкого шунта и получить аппарат с малыми габаритными размерами.

Контактор КЭ-48 (рис. 70, г) применяют в цепях управления для переключений, связанных с разрывом тока; он имеет дутогасительное устройство, состоящее из дугогасительной катушки 47, стальных полюсов 45, дугогасительной камеры 46.

На изоляторе 39 крепят дугогасительную катушку 47, один вывод которой служит неподвижным контактом 48. На специальном выступе изолятора на оси 33 установлен рычаг 35 с подвижным контактом 30 и притирающей пружиной 31. На другом конце рычага установлены ролик 34 и включающая пружина 37, которая одним концом упирается в углубление на изоляторе, а другим - на выступ рьгчага 36.

Ток к подвижному контакту подводится через гибкий шунт 38, набранный из тонких медных лент.

При замыкании контактов подвижной контакт 30 поворачивается на упоре 32 рычага, сжимая притирающую пружину. Токоподводящие провода крепят к шпилькам 40 и 43, установленным на изоляторе. Дугогасительная камера прикреплена к изолятору винтом 44, а остальные полюсы - винтами 41. К сердечнику катушки полюсы крепят винтом 42.

Технические данные кулачковых контакторов следующие:

Цепь............................... Силовая

Тип контактора............. КЭ-47 КЭ-46А

Упраз

КЭ-42А

зления

КЭ-48

Ток продолжительного режима, А...................... 220 220

20

10

Напряжение, В............. 750 250

70

70

Размер контактов, мм... 20 ги

8

10

Раствор, мм................... 8-14 8-14

8-12

9-15

Провал, мм................... 9,5-10,5 9,5-10,5

2,5-3,5

3

Нажатие, Н (кгс):

начальное.................... 12-16 12-16

(1,2-1,6) (1.2-1,6)

2,5 (0,25)

4 (0,4)

конечное...................... 35-45 35-45

(3,5-4,5) (3,5-4,5)

3 (0,3)

6 (0,6)

Кулачковый вал для группового контактора выполняют из стали. На среднюю часть вала, имеющую квадратное сечение (30 х 30 мм), насажены кулачковые шайбы диаметром 152 мм, прессованные из пластмассы. Шайбы имеют специальный профиль (выступы и впадины) и установлены на валу в таком порядке, что

0беспечивают замыкание и размыкание кулачковых элементов группового контактора в определенной последовательности, заданной диаграммой замыкания контактов.

Кулачковый вал устанавливают на двух подшипниках в передней Л задней боковинах корпуса аппарата.

Блокировочное устройство группового контактора связано с его подвижной системой и осуществляет электрическую связь контактора с другими аппаратами.

В групповых контакторах применяют блокировочное устройство кулачкового типа; оно состоит из кулачкового вала с напрессованными шайбами и кулачковых контакторов, замыкающих электрические цепи других аппаратов в определенной последовательности.

Корпус объединяет все части группового контактора в один самостоятельный аппарат. Он представляет собой металлический яшик со съемным кожухом, в котором крепятся две или три боковины, соединенные уголками и рейками. На боковинах имеются приливы и отверстия для установки привода и подшипников главного и блокировочных валов.

Иногда в ящиках групповых контакторов монтируют также другие аппараты (реле, резисторы), что создает удобства при монтаже оборудования и уходе за ним в эксплуатации.

Привод, применяемый для вращения кулачкового вала группового контактора, может быть ручным, электропневматическим, электродвигательным, двух- и многопозиционным (в зависимости от числа позиций - положений), односторонним или двусторонним (в зависимости от направления вращения вала).

Двухпозиционный электропневматический привод (рис. 71) представляет собой чугунный цилиндр 6, в котором перемещаются два поршня 4, жестко связанные один с другим стальным штоком 5.

Поступательное движение поршней через сухарь 7, установленный в штоке привода, и стержень 9, укрепленный в кулачковом валу, передается на кулачковый вал и перемещает его по дуге окружности. Поворот вала, а следовательно, и ход поршней ограничены упором 8. В крайних положениях штока упор упирается в приливы цилиндра.

Цилиндр с обеих сторон закрыт крышками 2. Электропневмати-ческие включающие вентили 1 сообщаются с полостью цилиндра каналом 3. Между крышками и фланцами цилиндра, а также между крышкой и вентилем устанавливают уплотняющие прессшпа-новые прокладки. Цилиндр крепят к боковой раме аппарата тремя болтами.

При возбуждении катушки 10 левого вентиля сжатый воздух поступает в левую полость цилиндра и передвигает поршни в крайнее правое положение. При возбуждении катушки правого вентиля поршни перемещаются влево. Угол поворота вала из одного крайнего положения в другое составляет 45°. При перемещении поршней в ту или иную сторону происходит вращение кулачкового вала по часовой стрелке или против часовой стрелки, а вместе с этим - замыкание и размыкание кулачковых элементов в соответствующих цепях.

Технические данные электропневматического привода следующие:

Диаметр цилиндра, мм............................................................................58

Ход поршня, мм......................................................................................40

Давление воздуха, МПа (кгс/см2):

наибольшее...........................................................................................0,7 (7)

номинальное.........................................................................................0,5 (5)

наименьшее..........................................................................................0,35 (3,5)

Ток продолжительного режима, А........................................................0,157

Напряжение, В........................................................................................70

Электродвигательный многопозиционный привод (рис. 72) состоит из серводвигателя постоянного тока и редуктора с муфтой.

При подаче питания на двигатель 4 его вал начинает вращаться. Вращающий момент через муфту 5 передается на редуктор, затем на кулачковый вал 2 с кулачковыми шайбами 1 группового контактора. Так как вал двигателя имеет высокую частоту вращения, то применен двухступенчатый редуктор с большим передаточным числом, одна ступень - червячная (червяк 6 и червячное колесо 7), вторая - цилиндрическая (шестерня 8 и зубчатое колесо 3).

Для более быстрой остановки и надежной фиксации в некоторых серводвигателях используют дополнительный тормозной момент, создаваемый фрикционным дисковым тормозом, который расположен на валу редуктора.

Фрикционный тормоз представляет собой две системы дисков: одна система - подвижные диски, посаженные на квадратный хвостовик червяка и вращающиеся с частотой якоря двигателя, другая - неподвижные диски. Вращающиеся диски с наклеенными на них с двух сторон фрикционными кольцами могут свободно перемещаться вдоль оси тормоза под действием пружины электромагнита, катушка которого включена последовательно с якорем серводвигателя, и прижиматься к неподвижным, создавая тормозной момент на валу двигателя.

В режиме пуска, когда через катушку электромагнита проходит ток, якорь притягивается к сердечнику и пружина сжимается, освобождая тормозные диски. В начале торможения серводвигателя ток в катушке прекращается и пружина, распрямляясь, сжимает диски, в результате чего возникает тормозной момент.

Регулирование частоты вращения якоря серводвигателя (при ремонте) осуществляют, изменяя приложенное к нему напряжение с помощью резисторов, включенных в цепь обмотки якоря. Резисторы крепят на отдельной изоляционной панели, установленной на каркасе группового контактора.

В электродвигательном приводе используют двигатели ПЛ-072Г и ПЛ-072Д, основные технические данные которых следующие:

Тип двигателя..................................................................ПЛ-072Г ПЛ-072Д

Номинальная мощность, Вт.........................................170 150

Ток обмотки якоря, А...................................................3,2 10

Номинальное напряжение на коллекторе, В.............. 75 24

Частота вращения якоря, об/мин................................. 1170 1350

Реостатный контроллер. Он предназначен для изменения сопротивления пускотормозных резисторов и ослабления возбуждения тяговых двигателей в процессе пуска, разгона и электрического Торможения вагона.

На вагонах Е установлен реостатный контроллер ЭКГ-17А (рис. 73) с электродвигательным приводом. Он смонтирован на раме, состоящей из трех силуминовых боковин 1, 3 и 9, закрепленных на двух металлических угольниках 2. В двух крайних боковинах установлены подшипники, в которых вращается кулачковый вал с насаженными на нем кулачковыми шайбами 6. Средняя боковина является переходной и предназначена для крепления реек 4 и 7с кулачковыми контакторами 8 типа КЭ-46А (2 шт.) и КЭ-47 (24 шт.), используемыми в силовой цепи, и контакторами 5 типа КЭ-42А (15 шт.) и КЭ-48 (1 шт.) цепи управления.

Кулачковые контакторы расположены по обе стороны кулачкового вала и разделены асбестоцементной перегородкой.

Контроллер устанавливают на раму 12 и закрывают двумя съемными алюминиевыми кожухами с войлочным уплотнением.

На вагонах ЕжЗ установлен реостатный контроллер ЭКГ-17И, который имеет контакторы типа КЭ-47 (27 шт.) и КЭ-42 (15 шт.).

Кулачковый вал реостатного контроллера приводится во вращение серводвигателем 10 типа ПЛ-072Г. Усилие от двигателя на кулачковый вал передается через двухступенчатый редуктор. На валу червячного редуктора установлен дисковый тормоз 11 При вращении кулачкового вала происходит предусмотренное схемой включение и выключение кулачковых контакторов, которое обеспечивает поочередное выведение резисторов из цепи тяговых двигателей.

Кулачковый вал реостатного контроллера может вращаться в обе стороны (18 позиций в каждую). Направление вращения якоря серводвигателя определяется соответствующим включением обмотки возбуждения; переключение обмотки с целью изменения направления вращения якоря (реверсирования) обеспечивается с помощью реле реверсирования.

Реостатный контроллер ЭКГ-17А
Рис. 73. Реостатный контроллер ЭКГ-17А

Технические данные кулачкового вала контроллеров ЭКГ-17А и ЭКГ-17И следующие:

Диаметр кулачковой шайбы, мм...........................................................152

Угол поворота вала на одну позицию, град.........................................19

Число позиций.........................................................................................1^

Полный угол поворота вала, град.........................................................323

Для ввода проводов на раме ящика с реостатным контроллером смонтированы разъемные деревянные клицы 13. Они состоят из двух половин - верхней, неснимаемой с ящика и прикрепленной к нему двумя болтами, и нижней, которая, после того как провода введены в ящик и укреплены в нем, прижимается к верхней болтами, обжимая при этом провода и тем самым осуществляя уплотнение и механическое крепление ввода.

Ящик подвешивают к раме кузова на изоляторах.

Переключатель положений. Он предназначен для переключения силовой цепи с тягового режима на тормозной и обратно. При этом в тяговом режиме группы тяговых двигателей переключаются с последовательного соединения на параллельное, а в тормозном силовая цепь переводится из одного тормозного положения в другое.

На вагонах Е установлен переключатель положений ЭКГ-18А с электродвигательным приводом (серводвигатель типа ПЛ-072Д), который фиксирует четыре положения кулачкового вала: 1 последовательное соединение (ПС); 2 - параллельное соединение (ПП); 3 - торможение до 18-й позиции вала реостатного контроллера (ПТ1); 4 - торможение до 36-й позиции (ПТ2).

На вагонах ЕжЗ переключатель положений фиксирует три позиции: ПС, ПП и ПТ1.

По конструкции переключатель положений имеет сходство с реостатным контроллером, но его кулачковый вал вращается только в одну сторону.

Технические данные кулачкового вала переключателей следующие:

Тип вагона.......................................................................Ь Ьж„

Диаметр кулачковой шайбы, мм..................................152 152

Число позиций................................................................4 3

Угол поворота вала, град:

от ПС до ПП ...................................................................60 60

от ПП до ПТ1 ................................................................. 80 80

от ПТ1 до ПТ2................................................................60

от ПТ2 до ПС..................................................................160

от ПТ1 до ПС..................................................................- 220

Число кулачковых элементов:

КЭ-47 ............................................................................... 19 20

КЭ-46А.............................................................................2 2

КЭ-42А............................................................................. 17 18

КЭ-48............................................................................... 1 -

Реверсор. Он предназначен для изменения направления движения вагона путем изменения направления тока в обмотках якорей или обмотках возбуждения тяговых двигателей. На вагонах Е установлен реверсор ПР-764В; на вагонах ЕжЗ - реверсор ПР-772А (рис. 74). Эти реверсоры изменяют направление тока в обмотках якорей тяговых двигателей.

Кулачковый вал реверсора имеет два положения «Вперед» и «Назад» и приводится во вращение двухпозиционным электропнев-матическим приводом 5 с двумя электропневматическими вентилями 2.

Каркас реверсора состоит из двух штампованных боковин 4. На двух стальных рейках, укрепленных в боковинах каркаса, установлены восемь контакторов 1 (КЭ-47), по четыре на каждой. На кронштейнах, прикрепленных к рейкам, смонтированы четыре кон-> тактора 3 (КЭ-42А, ЭУ-1). Контакторами управляют шесть кулачковых шайб, насаженных на вал 6 аппарата.

Технические данные кулачкового вала следующие:

Диаметр кулачковой шайбы, мм...........................................................152

Число позиций.........................................................................................2

Угол поворота вала на одну позицию, град.........................................45

Контроллер машиниста. Он служит для управления поездом. Это групповой контактор, который воздействует дистанционно на цепи управления и заставляет включаться в определенной последовательности электрические аппараты, производящие переключения в силовой цепи.

На вагонах Е в кабине управления установлен контроллер машиниста КВ-40. Контроллер имеет три вала: реверсивный, главный и вал разъединителя цепей управления (РЦУ).

Каркас контроллера состоит из верхнего 2 (рис. 75) и нижнего 14 оснований, связанных угольниками 3. Главный вал установлен в подшипниках верхнего и нижнего оснований, его можно поворачивать главной рукояткой 16, насаженной на хвостовик вала, находящийся на верхнем основании. На главном валу укреплены десять кулачковых шайб 8, которые приводят в действие девять кулачковых контакторов КЭ-42А и один КЭ-48. Контакторы установлены на стальной рейке, прикрепленной к верхнему и нижнему основаниям.

На главном валу непосредственно под верхним основанием на шариковых подшипниках установлен реверсивный вал, корпус которого выполнен в виде полого чугунного цилиндра 4. Реверсивный вал может свободно поворачиваться относительно главного с помощью съемной реверсивной рукоятки, которую вставляют в головку, насаженную на хвостовик реверсивного вала и укрепленную в верхнем основании. К корпусу реверсивного вала крепят профилированный текстолитовый барабан для управления пятью контакторными элементами КЭ-42А, установленными на рейке вместе с контакторными элементами главного вала и включенными в цепи катушек электропневматического привода реверсора.

На главном валу в нижней части контроллера установлен полый цилиндр 11 (вал РЦУ). С помощью реверсивной рукоятки, поворачивая этот цилиндр, провода цепей управления вагона отсоединяют от поездных проводов или соединяют с ними. На цилиндре укреплен профилированный текстолитовый барабан, который воздействует на двенадцать контакторных элементов 12 типа КЭ-42А, установленных на общей рейке. Включение и отключение разъединителя осуществляют съемной реверсивной рукояткой, устанавливаемой в гнездо 1. При вращении рукоятки поворачивается вал 9, связанный системой рычагов 10 с цилиндром разъединителя цепей управления. Остановка РЦУ в заданном положении осуществляется фиксирующим приспособлением 13.

Валы контроллера машиниста имеют следующие положения: реверсивный вал - «Вперед», «Назад», «Нулевое»; главный вал - «Ход 1», «Ход 2», «Ход 3», «Нулевое», «Тормоз 1», «Тормоз 1А», «Тормоз 2»; вал РЦУ - «Включено» и «Выключено».

Главный и реверсивный валы с помощью специального устройства (храповик 5, рычаг 6 и пружина 7) механически сблокированы таким образом, что главная рукоятка может быть выведена из нулевого положения только в том случае, если реверсивная рукоятка находится в положении «Вперед» или «Назад». Реверсивная же рукоятка может быть переведена в положение «Вперед» или «Назад» только при нулевом положении главной рукоятки. Такая взаимозависимость между валами предотвращает ошибочные действия машиниста, благодаря чему исключается случайное изменение направления вращения якорей тяговых двигателей на противоположное при движении поезда.

Контроллер закрывают съемным металлическим кожухом, который снаружи имеет защитное покрытие из деревянных реек, прикрепленных к кожуху винтами.

В нижнем основании имеется отверстие 15 для ввода внешних проводов в контроллер.

В кабине управления вагоном ЕжЗ установлен контроллер машиниста КВ-66, имеющий 29 кулачковых элементов и один диод типа В2-10. Главный вал контроллера приводит в действие десять кулачковых элементов КЭ-42 и один КЭ-48; реверсивный - шесть кулачковых элементов КЭ-42, вал РЦУ - 12 кулачковых элементов КЭ-42. Диод В2-10 включается в цепь провода Д2 взамен КЭ реверсивного вала КВ.

Уход за групповыми контакторами. Перед осмотром убеждаются в отсутствии напряжения на контакторах, удаляют пыль, грязь; изоляционные поверхности протирают чистой сухой ветошью. Надежность работы групповых контакторов в первую очередь зависит от состояния контактных поверхностей и контактного нажатия. Обгоревшие и оплавленные контакты зачищают. Ролики кулачковых элементов должны свободно вращаться на осях. В замкнутом положении элемента ролик не должен касаться кулачковой шайбы (зазор не менее 2 мм). Смещение ролика относительно кулачковой [иайбы допускается не более 0,7 мм.

Очередность включения и выключения контакторных элементов должна соответствовать диаграмме замыкания контактов. В каждом фиксированном положении вала контакторные элементы должны быть полностью включены или полностью выключены. Развертку проверяют по углам поворота вала, поворачиваемого вручную с помощью съемной рукоятки.

Кулачковые шайбы должны быть закреплены на валу плотно, без качаний. Износ кулачковых шайб допускается в пределах, обеспечивающих правильность развертки кулачкового вала. Профиль кулачковых шайб контролируют по шаблону.

Недопустима работа кулачкового элемента, у которого замкнута часть витков дугогасительной катушки. Необходимо очищать дугогасительную камеру. Заеданий и трения подвижного контакта о стенки камеры не должно быть. Полюсы камер должны плотно прилегать к сердечникам дугогасительных катушек.

Все резьбовые соединения плотно затягивают. Ослабление крепления шпилек и реек, соединяющих боковины каркаса, может привести к нарушению очередности включения кулачковых элементов.

Особое внимание обращают на работу электропневматического и электродвигательного привода. Проверяют действие вентилей, подавая напряжение на их катушки. Если при этом вентиль не работает, необходимо проверить его работу вручную. Поршни приводов не должны упираться в крышку цилиндра. При медленном или нечетком переключении добавляют смазку в цилиндр привода или проводят ревизию привода.

Не допускается работа шестерен привода с изломанными зубьями - это может нарушить «развертку» кулачкового вала. Проверяют состояние электродвигателя и выводных концов, надежность крепления всех деталей привода к раме аппарата, прочность крепления проводов и кабельных наконечников. При ослаблении крепления подтягивают крепящие скобы, клицы и т.д., укрепляют провода Дополнительными бандажами.

Провода не должны задевать за движущиеся части вагона, иначе может произойти повреждение изоляции.

Проверяют качество уплотнения кожухов аппаратов, исправность замков, запирающих крышки, и силу натяжения ручек замков, которая должна быть не менее 80 Н (8 кгс).

Контрольные вопросы 1. Каково назначение групповых контакторов и в чем их отличие от индивидуальных?

2. Перечислите основные части групповых контакторов.

3. Каким образом приводится в действие кулачковый контактор?

4. Как устроен и работает двухпозиционный электропневмати-ческий привод группового контактора?

5. Как устроен электродвигательный привод группового контактора?

6. Как регулируют частоту вращения кулачкового вала группового контактора?

7. Для чего предназначен реостатный контроллер?

8. Какой привод имеет кулачковый вал реостатного контроллера и на скольких позициях он фиксируется?

9. Каким образом можно менять направление вращения вала реостатного контроллера?

10. Для чего предназначен переключатель положений?

11. Какой привод имеет кулачковый вал переключателя положений и на каких позициях он фиксируется?

12. Для чего предназначен реверсор?

13. Какой привод имеет кулачковый вал реверсора и на каких позициях он фиксируется?

14. Каково назначение контроллера машиниста?

15. Сколько кулачковых валов имеет контроллер машиниста и каково их назначение?

16. Каким образом приводятся во вращение валы контроллера машиниста и какие фиксированные позиции имеет каждый из них?

17. Какие валы контроллера машиниста сблокированы друг с другом и для чего?

18. В чем заключается уход за групповыми контакторами?

Индивидуальные контакторы | Электропоезда метрополитена | Реле управления и защиты

Рекомендуемый контент: