Силовые цепи вагона ЕжЗ в тяговом режиме

Пуск тяговых двигателей. Вал реостатного контроллера находится на 1-й позиции. В режиме пуска важно обеспечить комфорт для пассажиров, поэтому параметры силовой цепи выбраны таким образом, чтобы трогание вагона с места происходило плавно, без рывков. Группы тяговых двигателей соединены последовательно: контакторы переключателя положений Т4, Т5, Т9, Т12, Т13, Т14, Т16, Т20, Т22 (табл. 4) замкнуты, остальные разомкнуты; кратковременно (десятые доли секунды) замыкаются контакты КШ1 и КШ2, что обеспечивает начальное ослабление возбуждения тяговых двигателей до 32 %.

В цепь тяговых двигателей включен пусковой реостат с сопротивлением 4,921 Ом (табл. 5).

Разгон при последовательном соединении тяговых двигателей. При переходе реостатного контроллера на 2-ю позицию размыкаются контакты КШ1 и КШ2, в результате чего цепи, шунтирующие обмотки возбуждения и состоящие из соединенных последовательно индуктивных шунтов ИШ1-3 (ИШ2-4) и реостатов ослабления возбуждения, отключаются. Тяговые двигатели начинают работать с полным возбуждением. При вращении вала РК в соответствии с табл.6 замыкаются контакторные элементы PKI- РК19, шунти-РУя поочередно секции пускового реостата.

На 17-й позиции замкнуты контакты РК15, РК19, РК16, РК18 и ток Проходит, минуя пусковой реостат. Тяговые двигатели оказываются Непосредственно подключенными к контактной сети при сопротивлении пускового реостата R_n = 0 и U_RB - 175 В.

Если силовые цепи оставить без изменений, то ток тяговых дви-^гителей и соответственно тяговое усилие двигателей по мере уве личения скорости будут уменьшаться. Чтобы этого не произошло, осуществляют переход с последовательного соединения групп тяговых двигателей на параллельное.

Переход с последовательного на параллельное соединение групп тяговых двигателей. При последовательном соединении групп тяговых двигателей и переходе вала реостатного контроллера на 18-ю позицию подается напряжение на привод переключателя положений и он поворачивается на позицию «ПП». Замыкаются контакты ТЗ, Т8 (см. рис. 103). Образуется переходная схема, в которой группы тяговых двигателей соединяются с пусковыми резисторами по схеме моста. Замыкание контактов ТЗ, Т8 приводит к подключению секций пускового реостата последовательно с 1-й и 2-й группами двигателей.

Вследствие того что мостовые кулачковые контакты переключателя положений 772 и Т13 размыкаются после замыкания ТЗ, Т8, некоторое время между параллельными вет-

п римечание. В числителе дано сопротивление 1-й группы двигателей, в знаменателе - 2-й.

Т а блииа 4

вями существует так называемый «мост». Дальнейший поворот вала переключателя положений вызывает размыкание контактов Т12 и Т13, при этом мост между средними точками параллельных ветвей рвется. Если точки В и В имеют одинаковый потенциал, то в цепи контактов Т12 и Т13 тока нет и они отключаются без искры. Это возможно только в том случае, если на группах вводимых резисторов будет такое же падение напряжения, как и на группах тяговых двигателей, что соответствует определенной расчетной скорости движения вагона. Как правило, скорость в момент перехода несколько отличается от расчетной, поэтому через мост протекает уравнительный ток, который рвется контактами Т12 и Т13, имеющими дугогасительные устройства. После перехода переключателя положений на позицию «ПП» образуются две параллельные группы тяговых двигателей, в каждую из которых включены резисторы пускового реостата сопротивлением 0,97 и 0,946 Ом. Таким образом, без изменения силового тока и силы тяги изменена группировка двигателей с введением в их цепи пусковых резисторов, что дает возможность осуществлять дальнейший разгон двигателей.

Разгон при параллельном соединении групп тяговых двигателей и полном возбуждении. После переключения групп тяговых двигателей на параллельное соединение изменяется направление вращения вала реостатного контроллера. По 31-ю позицию РК структура силовой схемы не изменяется. Осуществляется уменьшение сопротивления пускового реостата от 0,97 Ом до 0 (см. табл. 5) в первой группе двигателей и от 0,946 Ом до 0 во второй. При изменении направления вращения вала РК число его регулировочных позиций уменьшилось. Большего числа регулировочных позиций не требуется, так как броски тока при переходе с одной позиции на другую находятся в допустимых пределах.

На 31 (6)-й позиции РК замыкаются контакты РКЗ и РК4, пусковой реостат полностью выводится из силовой цепи и группы тяговых двигателей непосредственно подключаются к контактной сети. В этом случае к каждому тяговому двигателю прикладывается номинальное напряжение, равное 375 В.

Дальнейший разгон по этой характеристике связан с потерей тягового усилия. Для получения более высоких скоростей используется регулирование ослабления возбуждения тяговых двигателей.

Разгон при параллельном соединении групп тяговых двигателей и регулировании ослабления возбуждения. В момент перехода вала реостатного контроллера на 32-ю позицию к обмоткам возбуждения тяговых двигателей контакты КШ1 и КШ2 подключают реостат ослабления возбуждения и индуктивные шунты. В тяговом режиме предусмотрены четыре ступени ослабления возбуждения: до 78, 55, 44 и 35 %.

Переходные процессы при ослаблении возбуждения протекают сравнительно медленно, так как индуктивные сопротивления об моток возбуждения и индуктивных шунтов значительны. Коэффициент ослабления возбуждения |3 = 0,35 определяется сопротивлением части реостата, индуктивного шунта и соединительных проводов. После выхода на скоростную характеристику при ослабленном до 35 % возбуждении тяговых двигателей регулировочные свойства будут исчерпаны и дальнейший разгон двигателей происходит по этой характеристике, причем с увеличением скорости ток якоря, тяговое усилие и ускорение вагона снижаются.

Для обеспечения рассмотренных тяговых режимов реверсивную рукоятку контроллера машиниста КВ устанавливают в положение, соответствующее направлению движения «Вперед» или «Назад», а главную рукоятку - в одно из положений: «Ход 1», «Ход 2», «Ход 3».

Положение «Ход 1». Это положение главной рукоятки КВ соответствует маневровому режиму. Группы тяговых двигателей соединены последовательно, работают при ослабленном до 32 % возбуждении, в их цепь полностью введен пусковой реостат общим сопротивлением 4,921 Ом. Вал реостатного контроллера находится на 1-й позиции и его контакты РКЗ, РК4, РК21- РК26 замкнуты (см. табл. 6). Вал переключателя положений находится в положении «ПС» (последовательное соединение групп тяговых двигателей). При этом замкнуты его контакты: Т4, Т5, Т9, Т12, Т13, Т14, Т16, Т20, Т22, а остальные контакты разомкнуты (см. табл. 4). Контакты линейных контакторов ЛК1, ЛК2, ЛКЗ, ЛК4, ЛК5 замкнуты. Ослабление возбуждения до 32 % обеспечивается замыканием контактов КШ1 и КШ2, а также контактов РК21-РК26.

Ток проходит по цепи (см. рис. 114): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный рельс, токоприемники ТР, силовая коробка КС1, главный предохранитель П, главный разъединитель ГВ, контакты ЛК1, ЛКЗ, катушки РПЛ, РП1-3, контакты ЛКЗ, контакты реверсора, обмотки якорей тяговых двигателей 1 и 3, контакты реверсора, точка к1. Далее ток проходит по двум параллельным цепям: первая цепь - обмотки возбуждения двигателей 1 и 3, точка кЗ, вторая (шунтирующая) цепь - индуктивный шунт ИШ1-3, резисторы ослабления возбуждения Р28, Р29, контакты реостатного контроллера РК25, контакты КШ1, точка кЗ. Из точки кЗ ток идет через силовую катушку РУТ, контакты переключателя положений Т9, контакты реостатного контроллера РКЗ, резисторы РЗ- Р10, контакты переключателя положений Т22, резисторы PH - Р13, мостовые контакты переключателя положений Т12, Т13, резисторы Р26 - Р25, контакты переключателя положений Т16, резисторы Р24- Р17, контакты реостатного контроллера РК4, катушку реле перегрузки РП2-4, контакты ЛК4, реверсора, обмотку якоря двигателя 2, шунт амперметра, обмотку якоря двигателя 4, контакты реверсора, переключателя положений Т4, вторую силовую катушку РУТ в точку к4. Далее ток разветвляется на две параллельные цепи: первая - обмотки возбуждения двигателей 4 и 2,

точка к2, вторая - контакты КШ2, индуктивный шунт ИШ2-4, контакты РК26, резисторы ослабления возбуждения Р35- к2, точка к2. Затем из точки к2 ток идет через контакты 75, силовые коробки заземления КС2, устройства ЗУМ, ходовые рельсы к «минусовой» шине тяговой подстанции.

Продолжительное движение (более 3 мин) при положении «Ход 1» главной рукоятки КВ осуществлять нельзя, так как пусковой реостат, рассчитанный на кратковременную работу под током, может нагреться и его температура превысит допустимую (400 °С). В это положение главную рукоятку контроллера машиниста устанавливают при маневровых передвижениях.

Положение «Ход 2». Чтобы увеличить частоту вращения вала тягового двигателя, необходимо повысить напряжение на его зажимах. В положении «Ход 2» это достигается выведением ступеней пускотормозного реостата. Группы тяговых двигателей соединены последовательно, как и в маневровом режиме. Переключатель положений находится в положении «ПС». Чтобы увеличить скорость движения вагона, вращают вал РК - выводят из цепи тяговых двигателей ступени пускотормозного реостата, в результате чего напряжение на зажимах двигателей увеличивается. За один оборот вала реостатного контроллера выводится 18 пусковых позиций. При переходе вала РК с 1 -й позиции на 2-ю отключаются контакторы КТТП и КШ2, в результате чего возбуждение двигателей усиливается до 100 %.

На 3-й позиции вала реостатного контроллера начинается выведение ступеней пускотормозного реостата из силовой цепи: замыкаются контакты РК в последовательности, указанной в табл. 6. На 17-й позиции выводится последняя ступень реостата и напряжение на зажимах тяговых двигателей при последовательном их соединении становится наибольшим. Тяговые двигатели работают на автоматической характеристике полного возбуждения. 18-я позиция реостатного контроллера является переходной.

На 17-й и 18-й позициях цепь прохождения тока следующая (рис. 115): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный рельс, токоприемники 7Р, силовая коробка КС1, главный предохранитель Я, главный разъединитель ГВ, контакты ЛКІ, ЛК5, катушки РПЛ, РП1-3, контакты ЛКЗ, контакты реверсора, обмотки якорей тяговых двигателей 7 и 3, контакты реверсора, обмотки возбуждения двигателей 7 и 3, силовая катушка РУТ, контакты переключателя положений 79, Т20, реостатного контроллера РК15, РК19, переключателя положений 772, 775, реостатного контроллера РК18, РК16, переключателя положений 774, катушка РП2-4, контакты ЛК4 и реверсора, обмотка якоря двигателя 2, шунт амперметра, обмотка якоря двигателя 4, контакты реверсора, переключателя положений Т4, силовая катушка РУТ, обмотки возбуждения двигателей 4 и 2, силовые контакты 75, коробка заземления

КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции.

Для повышения плавности пуска вращение вала реостатного контроллера осуществляется с 1-й по 7-ю позицию замедленно, а на остальных - ускоренно.

Положение «Ход 3». При постановке главной рукоятки контроллера машиниста в положение «Ход 3» напряжение на зажимах тяговых двигателей увеличивают путем переключения групп с последовательного соединения на параллельное, переводя переключатель положений с позиции «ПС» на позицию «ПП». При этом контакты 77, ТЗ, Т8, Т15 замыкаются, а Т12, Т13, Т16, Т22 размыкаются. Положение остальных контактов остается неизменным. Переход на позицию «ПП» происходит по схеме «моста» (см. рис. 103). Сначала замыкаются контакты переключателя положений Т8 и ТЗ, подключающие резисторы РЗ - Р9, Р17- Р23 параллельно группам тяговых двигателей 1, 3 и 2, 4; затем размыкаются мостовые контакты 772 и Т13 и группы тяговых двигателей оказываются соединенными параллельно при введенных пусковых реостатах (сопротивление реостата в первой группе двигателей 0,97 Ом, во второй - 0,946 Ом). Введение резисторов в цепи тяговых двигателей делает их переключение плавным, исключает рывки состава.

После установки переключателя положений в позицию «ПП» меняются позиции вала реостатного контроллера: 18-я становится 19-й. Ток на 19-й позиции вала реостатного контроллера проходит по цепи (рис. 116): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный рельс, токоприемники, силовая коробка КС1, главный предохранитель 77, главный разъединитель ГВ, контакты ЛК1, ЛК5, катушка РПЛ, общая точка ЛЗ, далее две параллельные ветви: первая - точка ЛЗ, катушка РП1-3, контакты ЛКЗ, реверсора, обмотки якорей тяговых двигателей 1 и 3, контакты реверсора, обмотки возбуждения двигателей 1 и 3, силовая катушка РУТ, контакты переключателя положений Т9, точка Л8, контакты реостатного контроллера РКП, резисторы Р9 - Р5, контакты переключателя положений 77, резисторы Р4 - РЗ, контакты переключателя положений ТЗ, точка Л 19, коробки заземления КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции; вторая - точка ЛЗ, контакты Т8, резисторы Р17 - Р18, контакты 775, резисторы К19 - Р23, контакты реостатного контроллера РК14, катушка 7772-7, контакты ЛК4, контакты реверсора, обмотка якоря тягового двигателя 2, шунт амперметра, обмотка якоря двигателя 4, контакты реверсора, переключателя положений Т4, силовая катушка РУТ\ обмотки возбуждения тяговых двигателей 4 и 2, контакты переключателя положений 75, силовые коробки КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции.

После поворота переключателя положений в позицию «ПП» вал реостатного контроллера начинает вращаться в обратном направлении, выводя ступени пускотормозного реостата поочередно из каждой группы тяговых двигателей, что способствует смягчению толчков тягового усилия при переходе реостатного контроллера с позиции на позицию. Позиции реостатного контроллера 19-я (18-я), 20-я (17-я), 21-я (16-я) называются строенными, так как на них сопротивления в группах тяговых двигателей одинаковы. Строенными позиции выполнены с целью уменьшения пиков тока при переходе с последовательного соединения групп двигателей на параллельное.

На 31-й (6-й) позиции вала РК сопротивления из обеих групп тяговых двигателей выведены полностью. Эта характеристика является экономичной, возбуждение на ней 100 %.

Ток на 31-й (6-й) позиции вала РК проходит по цепи (рис. 117): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный рельс, токоприемники, коробка КС1, главный предохранитель П, главный разъединитель ТВ, контакты ЛК1, ЛК5, катушка РПЛ, общая точка ЛЗ, далее две параллельные ветви: первая - катушка РП1-3, контакты ЛКЗ, контакты реверсора, обмотки якорей тяговых двигателей 1 и 3, контакты реверсора, обмотки возбуждения двигателей 1 и 3, силовая катушка РУТ, контакты Т9, РКЗ, ТЗ, коробка заземления КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции; вторая - общая точка ЛЗ, контакты Т8, РК4, катушка РП2-4, контакты ЛК4, контакты реверсора, обмотка якоря тягового двигателя 2, шунт амперметра, обмотка якоря двигателя 4, контакты реверсора, переключателя положений Т4, силовая катушка РУТ, обмотки возбуждения двигателей 4 и 2, контакты Т5, коробки заземления КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции.

У реостатного контроллера 31-я (6-я) позиция не является ходовой, так как его вал продолжает вращаться, выводя ступени шунтирующего реостата ослабления возбуждения тяговых двигателей. Это приводит к уменьшению их магнитного потока, а следовательно, к дальнейшему увеличению частоты вращения валов тяговых двигателей.

На 32-й (5-й) позиции вала реостатного контроллера замыкаются контакты контакторов КШ1 и КШ2, в результате чего происходит ослабление возбуждения тяговых двигателей до 78 %. На последующих позициях вала РК поочередным включением контактов реостатного контроллера РК21 - РК26 возбуждение тяговых двигателей уменьшается: на 33-й (4-й) позиции до 55 %, на 34-й (3-й) - 44 %, на 35-й (2-й) - 35 % и 36-й (1-й) до 35 %.

На 36-й позиции вал реостатного контроллера останавливается. Тяговые двигатели работают на автоматической, экономичной характеристике параллельного соединения групп с ослабленным до 35 % возбуждением.

Ток на 35-й (2-й) и 36-й (1-й) позициях проходит по цепи (рис. 118): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный рельс, токоприемники ТР, силовая коробка КС1, главный предохранитель П, главный разъединитель ТВ, контакты ЛК1, ЛК5, катушка РПЛ, общая точка ЛЗ, затем две параллельные цепи.

Первая цепь - катушка РП1-3, контакты ЛКЗ, контакты реверсора, обмотки якорей тяговых двигателей 1 и 3, контакты реверсора, общая точка к1, далее две параллельные ветви: одна - обмотки возбуждения двигателей 1 и 3, точка кЗ; другая индуктивный шунт ИШ1-3, резисторы R28 - R29, контакты РК25, контакты KIU1, точка кЗ\ далее - силовая катушка РУТ, контакты Т9, РКЗ, ТЗ, силовые коробки заземления КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции.

Вторая цепь - точка ЛЗ, контакты Т8, РК4, катушка РП2-4, контакты ЛК4, контакты реверсора, обмотка якоря тягового двигателя 2, шунт амперметра, обмотка якоря двигателя 4, контакты реверсора, переключателя положений Т4, силовая катушка РУТ, точка к4, далее две параллельные ветви: одна - обмотки возбуждения двигателей 4 и 2, точка к2, другая - контакты КШ2, катушки индуктивного шунта ИШ2-4, контакты РК26, резистор R35, точка к2, далее контакты переключателя положений Т5, силовые коробки заземления КС2, заземляющие устройства ЗУМ, ходовые рельсы, «минусовая» шина тяговой подстанции.

По окончании пуска скорость растет до тех пор, пока сила тяги, развиваемая тяговыми двигателями, не сравняется с сопротивлением движению поезда.

Ручной пуск на ходовых положениях осуществляется так же, как на вагонах Е (см. с. 213).

Разбор силовой цепи тягового режима. При переводе главной рукоятки контроллера машиниста с ходовых позиций в позицию 0 отключение тяговых двигателей происходит с выдержкой времени, в течение которой вводится резистор в цепь тяговых д вигателей. Последнее способствует смягчению толчка, ограничению тока якорей и в коммутационной аппаратуре (контакторах). Введение сопротивления при отключении силовой цепи осуществляется с помощью линейного контактора ЛК5, который отключается первым, вводя при этом в цепь двигателей резистор. Выключение остальных контакторов происходит с выдержкой времени. После отключения линейных контакторов вал реостатного контроллера возвращается на 1-ю позицию, а переключатель положений становится в позицию «ПС».

Контрольные вопросы 1. Как обеспечивается плавный пуск тяговых двигателей?

2. Для чего осуществляется переход групп тяговых двигателей с последовательного их соединения на параллельное?

3. Что дает ослабление возбуждения тяговых двигателей в процессе разгона?

4. Покажите прохождение тока в электрической цепи при положении главной рукоятки «Ход 1».

5. Покажите прохождение тока в электрической цепи на 25-й позиции вала РК.