Электрическая схема электровоза позволяет получить три соединения тяговых двигателей: последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П). На каждом из этих соединений имеется возможность работать как на полном поле, так и на двух ступенях ослабления поля двигателей (рис. 98* и 99*). Рекуперативное торможение возможно также на всех трех соединениях. В тяговом режиме при отключении поврежденных тяговых двигателей допустима работа только на двух соединениях. Схема предусматривает возможность работы по системе многих единиц.

Ниже приводится оцисание действия силовой схемы и схемы цепей управления на электровозах серийного выпуска.

1. Силовая цепь

Силовая схема (см. рис. 98) отражает связь между тяговыми двигателями и аппаратами, которые выполняют следующие основные функции:

соединение силовых цепей с контактной сетью и рельсами;

реверсирование двигателей;

ослабление поля двигателей;

"переход с одного соединения двигателей на другое;

переключение ступеней пусковых сопротивлений;

переключение силовых цепей на аварийный режим при отключении части двигателей;

защиту двигателей и аппаратов;

сбор схемы рекуперативного торможения.

Управление аппаратами силовой схемы осуществляется с помощью контроллера машиниста и соответствующих кнопок.

Тяговый режим. При тяговом режиме двигатели электровоза могут иметь три группировки:

все шесть тяговых двигателей соединены последовательно, так называемое последовательное соединение;

* Звездочками отмечены номера рисунков, приведенных в конце книги вклейками.

тяговые двигатели соединены в две параллельные группы, в каждой из которых находятся три последовательно соединенных двигателя - последовательно-параллельное соединение;

тяговые двигатели соединены попарно в три параллельные группы - параллельное соединение.

Характеристики электровоза, соответствующие безреостатным ступеням этих соединений тяговых двигателей, называются автоматическими (ходовыми) характеристиками. Так как каждая автоматическая характеристика лежит в определенном интервале скорости, то для ограничения тока при пуске электровоза и переходе с работы по одной характеристике на работу по другой применяются пусковые сопротивления.

Помимо этого, на каждом соединении двигателей для увеличения числа ходовых позиций можно применять две ступени ослабления поля тяговых двигателей (67 и 50%).

Пусковые сопротивления служат только для пуска электровоза, и _разгон на них может продолжаться не более 10 мин, так как сопротивления обладают ограниченной тепловой мощностью.

Продолжительная езда разрешается только на ходовых позициях при полном и ослабленном поле на всех соединениях двигателей.

Таким образом, на тяговом режиме имеется следующее количество пусковых и ходовых позиций:

Последовательное соединение:

пусковых .................... 15

ходовых при полном поле............ 1

» » ослабленном поле......... 2

Последовательно-параллельное соединение:

пусковых................... 10

ходовых при полном поле............ 1

» » ослабленном поле......... 2

Параллельное соединение:

пусковых .................... 8

ходовых при полном поле........... 1

» » ослабленном поле........ 2

Всего электровоз имеет 9 ходовых позиций.

Аварийный режим при отключенных двигателях. На аварийном режиме схема предусматривает работу электровоза только на двух соединениях тяговых двигателей:

1) последовательно-параллельное соединение - три тяговых двигателя соединены последовательно, а три других двигателя отключены;

2) параллельное соединение - две пары последовательно соединенных двигателей соединены в две параллельные группы, а два двигателя отключены.

Как и при тяговом режиме при полном числе двигателей, на каждом из этих соединений можно применять две ступени ослабления поля (67 и 50%).

Количество пусковых и ходовых позиций на аварийном режиме:

Последовательно-параллельное соединение теговых двигателей:

пусковых ...................... 10

ходовых при полном поле.............. 1

» » ослабленном поле........... 2

Параллельное соединение тяговых двигателей:

пусковых ...................... 8

ходовых при полном поле.............. 1

» » ослабленном поле........... 2

На аварийном режиме возможен только тяговый режим, режим рекуперативного торможения невозможен.

Режим рекуперативного торможения. При рекуперативном торможении схема электровоза предусматривает соединение якорей тяговых двигателей в три группы:

1) последовательное соединение - все шесть якорей тяговых двигателей соединены последовательно;

2) последовательно-параллельное соединение - якоря тяговых двигателей соединены в две параллельные группы, в каждой из которых три якоря соединены последовательно;

3) параллельное соединение - якоря тяговых двигателей соединены попарно в три параллельные группы.

На каждом из этих соединений имеется до 15 тормозных позиций. Ослабление поля при рекуперативном торможении невозможно.

Последовательное соединение тяговых двигателей. Для включения силовой схемы реверсивную рукоятку контроллера машиниста надо поставить в положение «Вперед» или «Назад» и затем главную рукоятку поставить на 1-ю позицию.

В силовой схеме при этом происходят следующие переключения:

1) тормозной переключатель устанавливается в положение, соответствующее тяговому режиму, если он ранее не занимал этого положения; •

2) реверсор устанавливается в положение «Вперед» или «Назад» соответственно положению реверсивной рукоятки;

3) включаются индивидуальные контакторы 54, 40, 42, 46, 47 (см. рис. 98).

Групповой контактор находится в положении, соответствующем последовательному соединению двигателей, при котором замкнуты его контакторные элементы 1, 4, 7, 9, 12, 17. I

После указанного включения аппаратов все шесть тяговых двигателей и три группы пусковых сопротивлений включаются последовательно.

При этом создается следующая цепь тока: пантограф 126/127, главный разъединитель 60, быстродействующий выключатель 57, индивидуальный контактор 54, пусковые сопротивления Р11-Р16, индивидуальные контакторы 47 и 46, пусковые сопротивления Р21-Р24, индивидуальные контакторы 42 и 40, пусковые сопротивления Р31-Р34, отключатель моторов ОМ1-2 (01-02), реле перегрузив ки РП1-2, якоря тяговых двигателей 1 и 2, контакторный элемент группового контактора 7, отключатель моторов ОМЗ (05-06), реле перегрузки РПЗ-4, якорь тягового двигателя 3, контакторный элемент группового контактора 17, отключатель моторов ОМ5-6 (015-016), реле перегрузки РП5-6, якоря тяговых двигателей 5 и 6, контакторный элемент группового контактора 9, отключатель моторов ОМ4 (09-010), якорь тягового двигателя 4, шунты амперметров Ш4-Ш1, пальцы реверсора и обмотка возбуждения тягового двигателя Р5-Р6, отключатель моторов ОМ4 (012-011), контакторный элемент группового контактора 12, пальцы реверсора и обмотки возбуждения тяговых двигателей Р7-Р8, отключатель моторов ОМ5-6 (014-013), тормозной переключатель Т2-Т1, контакторный элемент группового контактора ) пальцы реверсора РЗ-Р4, обмотка возбуждения тягового двигателя 3, отключатель моторов ОМЗ (08-07), контакторный элемент группового контактора 4, пальцы реверсора Р1-Р2, обмотки возбуждения тяговых двигателей 1 и 2, отключатель моторов ОМ 1-2 (04-03), тормозной переключатель Т6-Т4, заземлительная шина, рама кузова, рельсы.

При дальнейшем движении главной рукоятки контроллера машиниста происходит включение и выключение индивидуальных контакторов, выводящих секции пусковых сопротивлений согласно таблице замыкания контакторов.

На 16-й позиции главной рукоятки контроллера машиниста все пусковые сопротивления выключены и тяговые двигатели работают на автоматической характеристике.

Если требуется увеличить скорость на 16-й позиции, то используются две ступени ослабления поля, получая дополнительно две автоматические характеристики.

Последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей. При переводе главной рукоятки контроллера машиниста с 16-й позиции на 17-ю тяговые двигатели переключаются с последовательного соединения на последовательно-параллельное.

Переход с одного соединения на другое происходит методом замыкания части двигателей на сопротивление.

Переключение тяговых двигателей производит групповой контактор.

Во время перехода в силовой цепи происходят следующие переключения:

1- е переходное положение - выключаются индивидуальные контакторы 38, 39, 41, 43, 45, 47, 48 и 53, вводя в цепь двигателей пусковые сопротивления;

2- е переходное положение - включается контакторный элемент 15 группового контактора; тяговые двигатели 4, 5 и 6 оказываются замкнутыми на сопротивление Р80-Р81;

3- е переходное положение - выключаются контакторные элементы группового контактора 1 и 17, которые разрывают цепь тяговых двигателей 4, 5 и 6.

Включаются контакторные элементы 2, 14 и 18 группового контактора. Контакторные элементы 2 и 18 подключают тяговые двигатели 4, 5 и 6 параллельно двигателям 1, 2 и 3 к сети. Контакторный элемент 14 закорачивает переходное сопротивление Р80-Р81.

В конце 3-го переходного положения включается индивидуальный контактор 36, создавая уравнительное соединение между двумя параллельными цепями двигателей.

Этот момент является концом перехода и 1-й позицией последовательно-параллельного соединения. Переходные позиции на контроллере машиниста и групповом контакторе не фиксированы и совершаются во время перехода группового контактора из 1-го положения во 2-е.

Таким образом, на 17-й позиции главной рукоятки контроллера машиниста замкнуты контакторные элементы 2,4,7, 9,12,14,15 и 18 группового контактора и 36, 40, 42, 46, 49, 54 и 55 индивидуальные контакторы, соединяющие пусковые сопротивления и тяговые двигатели в две параллельные группы; замкнуты также индивидуальные контакторы 44 и 51, выключающие две секции пусковых сопротивлений.

При дальнейшем движении главной рукоятки контроллера происходит включение и выключение контакторов пусковых сопротивлений согласно таблице замыкания контакторов и выведение пусковых сопротивлений.

На 27-й позиции все пусковые сопротивления выведены, и тяговые двигатели работают на автоматической характеристике.

Как и на 16-й, на 27-й позиции можно осуществить две ступени ослабления поля: ОП-1 и ОП-2. Первая ступень ослабления поля осуществляется включением контакторов 27, 28, 29, 30, а вторая - включением контакторов 31, 32, 33, 34.

Параллельное соединение тяговых двигателей. При дальнейшем переводе главной рукоятки контроллера машиниста с 27-й на 28-ю позицию происходит переключение тяговых двигателей с последовательно-параллельного соединения на параллельное. Осуществляется оно групповым контактором во время его перехода из 2-го положения в 3-е.

Переход осуществляется в следующей последовательности:

1- е переходное положение - выключаются индивидуальные контакторы 38, 39, 41, 42, 43, 44, 45 и в цепь двигателей вводятся все пусковые сопротивления, за исключением Р12-Р13 и Р13-Р14;

2- е переходное положение - включаются контакторные элементы 6 и 10 группового контактора, замыкающие тяговые двигатели 3 и 4 на переходные сопротивления;

3- е переходное положение - выключаются контакторные элементы группового контактора 4, 7, 9, 12 и 15. Они разрывают цепи закороченных на сопротивления двигателей 3 я 4.

В конце перехода включаются контакторные элементы группового контактора 3, 8, 13, 16, соединяющие двигатели 3 и 4 последовательно и подключающие их параллельно двум другим группам 148

двигателей (1,2 и 5, б) и включаются ^контакторные элементы 5 и 11, закорачивающие переходные сопротивления Р84-Р85 и Р82-Р83.

Включается индивидуальный контактор 37, подключающий сопротивления к уравнительному проводу.

На этом кончается переход. На 28-й позиции пусковые сопротивления и тяговые двигатели соединены в три параллельные группы.

При дальнейшем передвижении главной рукоятки контроллера происходит постепенное выведение сопротивлений.

На 36-й позиции все сопротивления выведены, и тяговые двигатели работают на автоматической характеристике.

На 36-й позиции можно осуществить две ступени ослабления поля: ОП-1 и ОП-2.

Тяговый режим при отключенных тяговых двигателях. В случае повреждения одного из тяговых двигателей можно продолжать работу на аварийной схеме. Работа электровоза в этом случае будет наиинаться с 17-й позиции.

Поврежденный двигатель отключается соответствующей парой ножей отключателя моторов. Отключатель моторов состоит из четырех двухполюсных рубильников, каждый из которых отключает соответствующий двигатель или группу двигателей как со стороны якоря, так и со стороны обмотки возбуждения.

При выключении любого из четырех ножей отключателя мотора поворачивается его блокировочная колодка, которая производит необходимые переключения в цепи управления.

На 17-й позиции контроллера машиниста, которая является первой позицией аварийного режима, включены только три последовательно соединенных тяговых двигателя: 1, 2,3 или 4, 5, 6 (одна из параллельных ветвей).

Пусковые сопротивления включены последовательно.

При передвижении рукоятки контроллера машиниста на следующие позиции происходит постепенное выведение пусковых сопротивлений и разгон поезда. Порядок включения контакторов тот же, что и на нормальном режиме, но со следующими изменениями: контактор 55 не включается совсем, контакторы 40, 45, 46, 47 не включены на последовательном режиме, контактор 49 не включается на последовательном и последовательно-параллельном режимах, контактор 47 включен на позициях 17-36 включительно.

На 27-й позиции все пусковые сопротивления выведены, и возможна длительная езда.

Как и при тяговом режиме с полным числом двигателей, на 27-й позиции можно применить две ступени ослабления поля: ОП-1 и ОП-2.

При переводе главной рукоятки с 27-й позиции на 28-ю происходит переключение двигателей, аналогично изложенному выше.

Так как один из двигателей отключен ножом отключателя моторов, то на 28-й позиции образуются не три параллельные цепи по два двигателя, а две. Пусковые сопротивления также соединяются в две параллельные цепи.

На позициях 28-36 происходит постепенное выведение пусковых сопротивлений.

На 36-й позиции все пусковые сопротивления выведены, и к тяговым двигателям подведено полное напряжение. Как и на 27-й позиции, на ней можно осуществить две ступени ослабления поля: ОП-1 и ОП-2.

Описание силовой схемы при рекуперативном режиме. При рекуперативном торможении тяговые двигатели работают генераторами, преобразуя механическую энергию движения поезда в электрическую и отдавая ее в сеть.

Питание обмоток возбуждения двигателей, работающих генераторами, происходит от специального возбудителя по схеме со стабилизирующим сопротивлением.

Возбудитель включается последовательно со всеми обмотками возбуждения. Стабилизирующее сопротивление включается параллельно обмоткам возбуждения и возбудителю и через него проходит сумма токов рекуперации и возбуждения.

Предназначено оно для автоматического регулирования нагрузки тяговых двигателей при колебаниях напряжения в контактной сети и обеспечения устойчивости рекуперации.

Как и при моторном режиме, рекуперативное торможение осуществляется на разных схемах соединений:

при скоростях от 13 до 27 км/ч применяется последовательное соединение якорей тяговых двигателей (обмотки возбуждения соединены в две параллельные группы по три обмотки последовательно в каждой);

при скоростях от 27 до 54 км/ч применяется последовательно-параллельное соединение якорей тяговых двигателей (обмотки возбуждения соединены так же, как и при последовательном соединении);

при скоростях от 40 до 75 км/ч применяется параллельное соединение якорей тяговых двигателей (обмотки возбуждения соединены также параллельно в три группы по две обмотки последовательно в каждой).

Необходимые переключения в силовой цепи при переходе на рекуперацию производятся тормозным переключателем и индивидуальными контакторами 19-24.

Переключение двигателей на разные соединения производится групповым контактором.

Последовательное соединение якорей тяговых двигателей. При переходе на рекуперативное торможение в силовой цепи происходят следующие переключения (возбудитель перед переходом должен быть предварительно включен):

включаются индивидуальные контакторы 19, 21, 22, подключающие три ветви стабилизирующих сопротивлений; 150

тормозной переключатель переходит в положение, соответствующее тормозному режиму;

групповой переключатель устанавливается в 1-е положение (если он не стоял до этого в этом положении), при котором замкнуты его контакторные элементы 1, 4, 7, 9, 12, 17.

При переходе на рекуперативное торможение замыкаются индивидуальные контакторы 54, 47, 46, 42, 40, соединяющие пусковые сопротивления последовательно, и контактор 51, выводящий наибольшую секцию пусковых сопротивлений.

Включается контактор 36, подготовляющий параллельное включение групп якорей при последовательно-параллельном соединении.

На 1-й позиции тормозной рукоятки напряжение возбудителя и ток возбудителя малы, и тяговые двигатели развивают малую з. д. с; в цепи тяговых двигателей устанавливается небольшой ток моторного режима.

Величина тока ограничивается пусковыми сопротивлениями. Переводом тормозной рукоятки с 1-й на 2-ю и последующие позиции выводятся сопротивления в цепи возбуждения возбудителя,

и, следовательно, увеличивается ток возбуждения и напряжение двигателей.

Эти сопротивления закорачиваются сегментами тормозного барабана контроллера, к которому подведены провода 64-61, 48-43, 39-35 от регулировочных сопротивлений 80 и 81.

Тормозная рукоятка переводится с позиции на позицию до тех пор, пока напряжение двигателей не станет равным напряжению сети.

При этом ток в якорях уменьшится до нуля, что можно видеть по амперметру. После этого переводом главной рукоятки с 1-й на 16-ю позицию осуществляется выведение из цепи тяговых двигателей пусковых сопротивлений.

На 16-й позиции якоря двигателей включены на контактную сеть, помимо сопротивлений. При этом на 16-й позиции включаются дополнительно контакторы 49, 55 и 56.

На этом переход на рекуперацию заканчивается.

Установление и поддержание необходимого тока рекуперации производятся регулировкой тока в шунтовой обмотке генератора возбудителя при помощи изменения сопротивлений в ее цепи, что производится передвижением тормозной рукоятки в сторону 15-й позиции.

Последовательно-параллельное соединение якорей тяговых двигателей. Переход на рекуперативное торможение при последовательно-параллельном соединении якорей двигателей аналогичен переходу при последовательном соединении. Разница состоит только в том, что селективная рукоятка устанавливается не в положение С, а в положение СП.

В силовой цепи при этом происходят следующие переключения: включаются индивидуальные контакторы 19, 22, 23, которые подключают параллельно каждой группе обмоток возбуждения ветви стабилизирующих сопротивлений;

групповой контактор переходит во 2-е положение, при котором замкнуты его контакторные элементы 2, 4, 7, 9, 12, 14, 15, 18.

Изменений во включении индивидуальных контакторов пусковых сопротивлений не происходит.

Как и при последовательном соединении, переход на рекуперативное торможение заканчивается на 16-й позиции главной рукоятки.

Параллельное соединение якорей тяговых двигателей. При рекуперации по параллельной схеме селективная рукоятка ставится в положение П. В силовой схеме происходят следующие переключения:

включаются контакторы 19, 20, 22, 23, 24. Эти контакторы подключают параллельно каждой группе обмоток возбуждения по две ветви стабилизирующих сопротивлений;

групповой контактор переходит в 3-е положение, при котором замкнуты элементы 2, 3, 5, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 18.

В дополнение к включенным контакторам, собирающим последовательную схему пусковых сопротивлений на 1-й позиции главной рукоятки, включается еще контактор 37, который соединяет все три группы якорей тяговых двигателей параллельно.

Переход на рекуперативную схему заканчивается на 16-й позиции, когда все пусковые сопротивления выведены.

| Уход за кузовом | | Цепь вспомогательных машин |

Рекомендуемый контент: