Источником стабилизированного напряжения для питания цепей управления служат аккумуляторные батареи и генераторы управления с агрегатом управления АПУ-287 (устройство У12). Номинальное напряжение цепей управления 50±2 В, а заряда аккумуляторной батареи 33 В. Питание цепей управления осуществляется от генератора управления НБ-110, а при неработающем генераторе управления — от аккумуляторной батареи (см. рис. 148*).

Аккумуляторная батарея состоит из 40 элементов КН-125, разделенных на две группы по 20 элементов в каждой, и подключена к шине, к которой подводится напряжение 33 В. Один генератор любой секции электровоза работает на цепь заряда аккумуляторных батарей, остальные питают цепи управления. Нагрузка равномерно распределяется с помощью блоков выравнивания напряжения генераторов (БВНГ). При заряде группы аккумуляторных батарей включаются через балластные резисторы Я16 и ЯП параллельно, а при разряде — последовательно. Токи заряда батарей контролируются амперметрами А2 и АЗ. Амперметр А1 показывает ток генератора управления и используется для контроля параллельности работы генераторов на нагрузку. Ток в начале заряда равен 18—20 А, а в конце 3--3.5 А. В любой из секций электровоза генератор управления может работать как на цепь управления, так и на цепь заряда. Это достигается переключением перемычек XI—Х5 соответственно в вертикальное или горизонтальное положение.

При установке перемычек в горизонтальное положение замыкаются контакты XI/1 и XI/3, шунтируя часть резистора ЯЗ блока БрН (бесконтактный регулятор напряжения), при этом уставка БрН переводится с 50 на 33 В. Контакты Х2/1 и Х2/2 размыкаются, обесточивая катушки реле К1 и К2 БВНГ, в результате чего генератор отсоединяется от параллельной работы с остальными. Потенциометром Я13 регулируют напряжение срабатывания контактора К1 на 40 В.

До момента запуска мотор-вентилятора (точнее до момента достижения на генераторе напряжения, равного 40 В) обе группы аккумуляторной батареи соединены последовательно и питают цепи управления. При включении мотор-вентилятора, когда срабатывает реле РТЗЗ, его замыкающий контакт подключает катушку контактора К1 к полюсу генератора через контакты 5 и 2 переключателя В2. При достижении на зажимах генератора напряжения 40 В контактор К1 срабатывает, при этом его главный контакт размыкается, а вспомогательный контакт в цепи катушки контактора К2 замыкается. В результате этого аккумуляторная батарея (две параллельные группы) оказывается подключенной на заряд к шине 33 В через диод Д15.

В случае отказа цепи заряда, связанного с исчезновением напряжения, произойдет автоматическое переключение всех 40 элементов аккумуляторных батарей каждой секции электровоза на последовательное соединение и подключение их к цепям управления на «буферный» режим через диод Діб. В секции с генератором, работающим на цепь заряда, переключение аккумуляторной батареи произойдет из-за потери питания катушек контактора К1 и К2, а в любой другой секции — в результате перекоммутации тока, ранее протекающего по катушке контактора К1, в следующую цепь: общая шина заряда, зажим П5/8 (агрегата, работающего на заряд), зажимы Х4Ц и Х4/3, контакты 5, 2 переключателя В2, диод ДП, якорь генератора, минус цепи. Диод Д17 необходим для обеспечения цепи коммутации в случае перегорания предохранителя Пр16. Для заряда аккумуляторных батарей от постороннего источника, подключенного к цепям управления, необходимо переключатель В2 на всех секциях переключить в нижнее положение.

Для обеспечения самовозбуждения генератора управления при запуске предусмотрена подпитка обмотки возбуждения от цепей управления через резистор R18 по цепи: провод 18, размыкающий вспомогательный контакт К2, провод 71, зажим П5/7, наружный провод 329, замыкающий вспомогательный контакт контактора K5J, включающий цепь мотор-вентилятора, провод 330, зажим ПЗ/2, провод 70. От резистора R18 через транзистор Т2 регулятора БрН и резистор R8 ток течет в обмотку возбуждения генератора. Когда напряжение генератора достигнет 40 В и сработают контакторы К1 и К2. размыкающий вспомогательный контакт К2 разомкнётся и разорвет цепь подпитки обмотки возбуждения.

Диоды Д15 и Діб предотвращают подзаряд аккумуляторных батарей друг от друга, исключая тем самым протекание больших уравнительных токов по межсекционному проводу Э301 и проводу 18 в агрегатах панелей управления.

Батареи включают рубильником ВЗ. При разряде напряжение от батареи подается на плюсовую шину 18 агрегата АПУ-287 и межсекционный провод Э301 по цепи: плюс группы элементов В2, провод 328, зажим П5/13, провод 51, предохранитель Пр14 на 50 А батареи, левый нож рубильника ВЗ, шунт амперметра А2, диод Діб, провод 18, зажимы П5/14 и ПЗ/8. Далее по проводу Э301, объединяющему плюсовые шины 18 панелей управления всех секций, подается питание к выключателям управления ВУ20, кнопкам Локомотивная сигнализация на выключателе БлКнб пультов помощника машиниста и выключателям В4, В14 блока питания радиостанции каждой секции.

От плюсовой шины 18 в каждой секции образуется цепь: резистор Я12, провод 32, размыкающий вспомогательный контакт электромагнитного контактора К2 (при неработающем генераторе управления контактор К2 выключен), провод 63, зажим П5/1, провод Э322, лампа ГУ (ЛС81), провод 800, корпус электровоза, зажим П5/15 панели управления, соединенный проводом 300 с зажимом Кл7 на заземляющей шине, провод G, средний нож переключателя ВЗ, предохранитель Пр15 (на 50 А) батарей, провод 53, зажим П5/12, провод 327, группа элементов Б1 батареи, провод 325, зажим П5/10, провод 56, размыкающий главный контакт электромагнитного контактора К1, провод 54, зажим П5/11, провод 326, минус группы Б2 батареи. На пультах помощника машиниста всех секций загораются лампы ГУ, сигнализирующие, что генераторы управления не работают. В режиме разряда напряжение на батареях контролируют по вольтметру VI, а их токи — по амперметру А2.

Одновременно от плюсовой шины 18 через предохранители и автоматические выключатели цепей управления подается напряжениє к зажимам пластин П1—П5, от них в цепи управления, освещения и сигнализации. При включении в этих цепях тумблеров, кнопок, выключателей управления или контроллера машиниста ток пойдет в эти цепи, а затем на минус группы Б1 элементов батарей по цепи, аналогичной цепи лампы ГУ. При включении мотор-вентиляторов от плюсовой шины 18, как описано выше, получают подпитку обмотки возбуждения Ш-ШШ генераторов управления. До достижения на генераторе напряжения 40 В обе группы аккумуляторной батареи соединены последовательно и питают цепи управления электровоза.

В момент, когда напряжение на генераторе достигнет 40 В, от провода 22 через замыкающий контакт токового реле РТЗЗ, провод 310, зажим П2/1, провод 27, регулируемый резистор Я13 включается контактор К1. При этом через замыкающие контакты контактора /<"/ от провода 27 получает питание катушка контактора К.2. Он включается и размыкает цепи между проводами 18, 71 и 32, 63. Подпитка обмотки возбуждения генератора Г прекращается, а также теряет питание провод Э322. Лампа ГУ гаснет, что свидетельствует о наличии напряжения на генераторе управления.

При возрастании э. д. с. генератора до значения большего, чем напряжение на батарее, ток генератора пойдет по следующей цепи: зажим Я генератора Г, провод 324, зажим П5/9, провод 64, предохранитель Пр18, шунт амперметра А1, средний нож переключателя В2, провод 22, резисторы Р14, Я15, диоды Д13 яД14, шина 18. (Диоды Д13 и Д14 исключают разряд батарей на генератор управления при неработающих мотор-вентиляторах, т. е. выполняют функции реле обратного тока.) От шины 18 ток протекает по следующим параллельным цепям.

Первая цепь: шунт амперметра А2, левый нож рубильника ВЗ, предохранитель Пр14, провод 51, зажим П5/13, провод 328, группа Б2 элементов батареи, провод 326, зажим П5/11, провод 54, главный контакт контактора К2, резистор Р17, провод 53, предохранитель Пр15, средний нож рубильника ВЗ, провод С, заземляющий зажим П5/15, провод 300, корпус электровоза, зажим ЯЯ (минус) генератора Г.

Вторая цепь: шунт амперметра АЗ, правый нож переключателя ВЗ, предохранитель Пр16 (на 50 А), главный контакт контактора К1, резистор Р16, провод 56, зажим П5/10, провод 325, группа Б1 элементов батареи, провод 327, зажим П5/12, провод 53, предохранитель Пр15 и далее аналогично описанному выше на зажим ЯЯ генератора Г.

Третья цепь: включенные потребители в цепях управления, освещения, сигнализации, радиостанции, корпус электровоза, провод 300, зажим ЯЯ генератора Г.

Таким образом, обе группы элементов батарей главными контактами контакторов К1 и К2 подключены параллельно на подза-ряд к генератору. Демпферные резисторы Р16 и Р17 служат для ограничения первоначального тока заряда каждой группы батареи.

Регулирование напряжения генератора управления осуществляется бесконтактным регулятором напряжения (БРН). Для защиты цепей управления от опасного повышения напряжения при неисправности БРН установлен блок защиты (БЗ). Генераторы управления всех сцепленных секций локомотива соединены параллельно. Для выравнивания их нагрузок (напряжений) служат блоки выравнивания напряжений генератора.

Работа цепей панели управления при высокой и низкой частоте вращения вентиляторов аналогична. Разница состоит в том, что в режиме низкой частоты вращения вентилятора контактами ПкВ1 переключателя вентилятора в проводах 312, 311 закорачивается резистор Р.9 цепи обмотки возбуждения генератора с целью увеличения его э. д. с.

Диоды ДІЇ я Д12, включенные параллельно катушкам контакторов К1 и К2, улучшают дугогашение вспомогательных контактов К1 и токового реле РТЗЗ. Резисторы Р14 и Я15 обеспечивают равенство токов, протекающих через диоды Д13 и Д14 при расхождении их внутренних сопротивлений в проводящем направлении.

По вольтметру VI контролируют напряжение на генераторе и на батарее с помощью переключателя В4. По вольтметру V2, установленному на пульте помощника машиниста, контролируют напряжение цепи управления. При остановке мотор-вентилятора отключаются контакторы К1 и К2, и группы аккумуляторных батарей соединяются последовательно. Данные автоматических выключателей и плавких предохранителей цепей управления приведены в приложении 3.

Бесконтактный регулятор напряжения. Основными элементами БРН (рис. 167, а) являются измерительное устройство, выполненное по схеме нелинейного моста с транзистором 77 и кремниевым

Рис. 167. Электрические схемы БЗ и БРН (а) и БВНГ (б)

стабилитроном Ш, и регулирующее, выполненное на транзисторе Т2. Потенциометром Я2 схему настраивают так, чтобы при номинальном напряжении генератора управления, равном 50 В, падение напряжения, приложенное к стабилитрону Д1, было равно «напряжению пробоя».

При напряжении генератора управления меньше номинального стабилитрон Д1 заперт, сопротивление его велико, ток базы транзистора 77 мал (практически равен нулю), т. е. он заперт. При этом транзистор Т2 открыт, обмотка возбуждения получает питание и напряжение генератора растет.

Как только напряжение генератора станет больше номинального, стабилитрон Д1 пробивается, базовый ток транзистора 77 возрастает и он открывается. Одновременно транзистор Т2 закрывается, в результате чего отключается обмотка возбуждения генератора и ток в ней плавно убывает через шунтирующий диод Д9. Напряжение генератора уменьшается до определенного значения, при котором стабилитрон Д1 восстанавливается. Процесс непрерывно повторяется в описанной последовательности. Таким образом, напряжение генератора будет пульсировать около номинального значения, а его среднее значение будет поддерживаться постоянным. Для сглаживания пульсации параллельно зажимам якоря генератора включен конденсатор С2 (см. рис. 148* и 167, а).

Через резистор Я5, включенный в эмиттерную цепь транзистора ТІ, осуществляется обратная связь по току возбуждения, компенсирующая изменение регулируемого напряжения от изменения частоты вращения и нагрузки генератора. Транзисторы работают в режиме переключения, и наибольшая мгновенная мощность, рассеиваемая в транзисторе, получается в момент переключения.

Для ускорения процесса переключения с целью уменьшения рассеиваемой в транзисторе мощности в схему введена ускоряющая цепочка Я6—С1, увеличивающая крутизну фронтов импульсов транзисторов. Работа этой цепи происходит следующим образом: при достижении на зажимах генераторов номинального напряжения стабилитрон Д1 пробивается, в цепи базы транзистора 77 проходит ток и конденсатор С7 заряжается. Во время заряда конденсатора С7 транзистор ТІ открыт, транзистор Т2 закрыт. По мере заряда (до 50 В) и уменьшения тока заряда транзистор 77 начинает закрываться, а Т2 — открываться. Конденсатор С7 разряжается, создавая положительное смещение на базе транзистора 77 и тем самым надежно закрывая его. Переход из состояния насыщения в состояние отсечки и обратно у транзистора Т2 происходит лавинообразно.

При работе транзистора в режиме ключа каждое переключение его из состояния «открыт» в состояние «закрыт» сопровождается большими перенапряжениями, обусловленными значительной индуктивностью нагрузки (обмотки возбуждения). В эти моменты напряжение цени эмиттер-коллектор силового транзистора может достигать значения, значительно превышающего предельно допустимое. Для предотвращения подобных перенапряжений обмотка возбуждения зашунтирована диодом Д9.

Резистор Я4, включенный между базой транзистора ТІ и плюсом генератора, предотвращает положение так называемого «обрыва базы» при закрытом стабилитроне Д1 и обеспечивает подачу положительного смещения на базу открытого транзистора Т2 благодаря падению напряжения на резисторе Я5. Тем самым транзистор 77 надежно запирается.

При выходе из строя измерительного органа БРН, когда транзистор Т2 теряет способность закрываться (обрыв в цепи базы транзистора 77, повреждение его эмиттер-коллекторного перехода), напряжение соответствующего генератора управления резко возрастает, и если своевременно его не отключить, может произойти повреждение аппаратуры цепей управления. Нарастание напряжения в этом случае происходит так быстро, что предохранители с плавкими вставками в силу инерционности практически не успевают предотвратить аварию. Установленное бесконтактное защитное устройство размыкает цепи обмотки возбуждения.

Блок защиты. Для защиты цепей управления и электронной аппаратуры панели управления от перенапряжений генератора при возникновении каких-либо неисправностей в цепи возбуждения генератора служит блок защиты (см. рис. 167, а).

Блок защиты содержит входную измерительную цепь, состоящую из резисторов Я1—ЯЗ, транзистора 77 типа МП26Б и стабилитрона Д2 типа Д815Г. В коллекторной цепи транзистора 77 в качестве нагрузки включена катушка реле К1 на напряжение 24 В н резистор Я5. Входные зажимы блока Ш2/1,2 и Ш2/6,7 подключены к зажимам якоря генератора.

Стабилитрон Д2 предназначен для обеспечения надежного запирания транзистора 77. Для создания предварительного смещения на стабилитроне Д2 имеется цепочка, состоящая из резистора Я4 и диода Д4, подключенная между анодом стабилитрона Д2 и резистором Я5. В коллекторной цепи транзистора ТІ включен диод ДЗ, предотвращающий попадание положительного потенциала на его коллектор после срабатывания блока. С целью предотвращения возникновения опасных перенапряжений катушки реле К1 и К2 зашунтированы диодами Д1 и Д5. Размыкающий контакт реле К2 включен в цепь обмотки возбуждения контролируемого генератора Ш2/12—14 и Ш2/8—10.

Блок защиты работает следующим образом. При напряжении генератора меньшем уставки (65—70 В, устанавливается потенциометром Я1) транзистор 77 заперт благодаря падению напряжения на стабилитроне Д2. Вследствие этого реле К1 обесточено, его замыкающий контакт разомкнут, поэтому реле К2 также обесточено, а его размыкающий контакт замыкает цепь тока возбуждения генератора.

Когда напряжение генератора на зажимах Ш2/1,2 и 1112/3,4 становится больше напряжения уставки, отпирается транзистор ТІ, реле К1 срабатывает и замыкает цепь катушки контактора К2.

Последнее срабатывает и размыкает цепь возбуждения генератора. Напряжение генератора уменьшится до остаточного, а поскольку это напряжение приложено к зажимам Ш2/1,2 и Ш2/6,7 входной цепи блока, то транзистор 77 запирается, но катушка реле К1 продолжает получать питание через собственный замыкающий контакт и кнопку Кн1. Если бы отсутствовала цепь подпитки катушки Л7 через собственные контакты, то возникла бы «звонковая» работа системы генератор—блок защиты.

Разрешается трижды восстанавливать работу генератора кнопкой Кн1. Если генератор не запускается, необходимо выяснить причину неисправности и устранить ее, в противном случае выключить рубильник В2.

После устранения неисправности необходимо нажать на кнопку Кн1. При этом прекращается подпитка от цепей управления катушки реле Л7, якорь реле отпадает и размыкаются замыкающие контакты, обесточивая цепь катушки реле К2. Размыкающие контакты реле К2 замыкаются, и цепь возбуждения генератора восстанавливается.

При отпускании реле К1 размыкаются его контакты в цепи подпитки собственной катушки, и хотя после того, как кнопка Кн1 будет отпущена и ее размыкающий контакт вновь замкнется, цепь подпитки катушки реле К1 будет разомкнутой.

При изменении температуры окружающей среды от —50 до + 50° С изменение уставки составляет не более 3%, коэффициент возврата всей входной цепи совместно с реле К1 — около 0,985.

Блок выравнивания напряжения генераторов. Для выравнивания напряжений генераторов управления двух и более секций служит блок выравнивания напряжения. В каждой секции установлено по одному БВНГ. Блок состоит из двух транзисторов 77 и Т2 (рис. 167, б), эмиттеры которых через разъем ШЗ/1 подключены к якорю генератора одноименной секции, а выводы базы — к якорям генераторов соседних секций через разъемы ШЗ/4 и ШЗ/5. Резисторы Я1 и Я4 ограничивают ток базы транзисторов. Коллекторы транзисторов 77 и Т2 через диоды Д1 и Д4 и разъемы ШЗ/3 и ШЗ/6 подключены к резисторам ЯЗ БВНГ соседних секций.

Резистор ЯЗ БВНГ через диод ДЗ и разъем ШЗ/8 подключен параллельно резистору ЯЗ измерительного органа БРН. Когда на генераторах напряжения равны, делитель напряжения измерительного органа БРН состоит из резисторов Я1 и Я2, параллельно подключенных резистора ЯЗ, размещенного в БРН, и цепочки ДЗ—ЯЗ, размещенной в БВНГ. Если между генераторами появляется разность напряжений, соответствующий транзистор открывается и запирает диод ДЗ БВНГ, в результате чего из вышеупомянутого делителя напряжения БРН исключается резистор ЯЗ, размещенный в БВНГ. Благодаря изменению параметров делителя БРН напряжение на соответствующем генераторе управления будет возрастать до тех пор, пока оно не сравняется с напряжениями на остальных генераторах управления. При любом числе секций

Рис. 168. Схема соединения блоков выравнивания напряжения генераторов управления электровозов ВЛ11

напряжения всех генераторов управления выравниваются по уровню большего из них.

Параметры резистора ЯЗ БВНГ выбраны такими, чтобы обеспечить выравнивание нагрузок между параллельно работающими генераторами при условии разности напряжений на них, не превышающей 5 В. Реле К1 и К2 служат для автоматизации процессов переключений в БВНГ в случае отказа генератора управления соответствующей секции. Катушки этих реле включены последовательно и подсоединены к генератору. При отказе генератора якоря реле отпадают и контакты реле переключают цепи, предотвращая нарушения в системе выравнивания напряжения генераторов. При этом нагрузка равномерно распределяется между оставшимися в работе генераторами.

Схемы соединения блоков выравнивания напряжений генераторов управления электровозов приведены на рис. 168.

| Измерительные приборы | | Цепи управления токоприемниками |

Рекомендуемый контент: