Цепи управления при рекуперативном торможении

Перед началом рекуперативного торможения переводят главную и тормозную рукоятку в нулевое положение. При этом тумблер 561 ("Проверка" САУРТ) должен находиться в положении "САУРТ" (нормальный режим работы системы автоматического управления рекуперативным торможением).Затем включают выключатель "Возбудители" на блоке S1 (рис. 231) и в зависимости от скорости движения устанавливают ревер-сивно-селективную рукоятку в положение "П", "СП", или "С".

Например, при выборе П - соединения тяговых двигателей от провода Э706, через выключатель "Возбудители", провод 712, контакты 17-18 SM КМ, провод Э713, выключатель "Преобразователь" на блоке S3, провод 714, диод VI50, провод 750 напряжение подается на катушку контактора КМ80. С корпусом цепь замыкается через провод 752, диод VI64, провод 471, контакты быстродействующего выключателя QF2, провод 700.

Контактор КМ80 включается, и его силовые контакты подают питание в систему управления преобразователя (СУПТС) U1.3, который еще не подключен к токоприемнику, а вспомогательные контакты в проводах 714-719 к катушке реле времени КТ9 разомкнуты. Реле КТ9 срабатывает, его контакты замыкают цепь в проводах 714-718. Катушка электромагнитного контактора КМ65 возбуждается. Замыкается контакт КМ65 в проводах 235-202 и через резистор величиной 250 Ом подключает в сеть ПТС. Начинается зарядка его фильтровых конденсаторов, и он запускается.

Размыкающие контакты КМ65 в проводах 714-724 отключают катушку реле времени КТ17. Его размыкающие контакты в проводах 751-717 создают цепь питания катушки контактора КМ64, который своими силовыми контактами в проводах 235-202 шунтирует контакт контактора КМ65, подавая полное напряжение контактной сети на ПТС. Контакт КМ65 в проводах 714-716 подает напряжение к удерживающей катушке короткозамыкающего контактора ПТС для надежного удержания его в случае срабатывания токовой защиты.

Контакты реле КТ9 в проводах Э706-750 создают дополнительное питание катушки КМ80 от провода Э706 для того, чтобы при отключении ПТС от питающей сети, когда обесточен провод 714, вначале отключались бы контакторы КМ64 и КМ65, а СУПТС, питаемая через силовые контакты КМ80, отключилась бы позднее, успев разрядить фильтровые конденсаторы ПТС.

После включения контактора КМ64 через контакты 107-108 KM SM, провод 591, контакт КМ64, провод 440, диод V136, провод Э646, контакты реле моторного тока КА2, КА9, К10, провод 654, контакт КМ76, провод 648 напряжение поступает на катушку КТ13. Включается реле КТ13, замыкается цепь проводов 654-647, и возбуждается катушка контактора КМ76, который своими размыкающими контактами обесточивает провод 648 и катушку реле времени КТ13.

Рис.231. Схема цепей управления преобразователем

Некоторое время реле КТ13 находится во включенном состоянии. Через контакт в проводах 654-647 оно питает катушку контактора КМ76, а его силовые контакты соединяют цепи 50 В через провод 645, катушки реле моторного тока КА2, КА9, К10, и они включаются, размыкая свои контакты в проводах Э646-654, обесточивая катушку КМ76. После отключения контактора КМ76 катушки реле моторного тока остаются возбужденными по цепи: провод Э713, диод VI80, провод 715, резистор, удерживающая катушка контактора ПТС. Если во включенном состоянии КМ76 хотя бы одно реле КА2, КА9 или КАЮ почему-либо не восстановилось, то сохраняется цепь проводов Э646-654. Однако из-за разомкнутого состояния цепи проводов 654-647 контактор КМ76, отключившись, своим размыкающим контактом в проводах 654-648 снова подаст питание на катушку КТ13.

Начинается звонковая работа КТ13 и КМ76 по цепи: провод 647, диод VI08, провод Э818. Периодически будет загораться сигнальная лампа Ш 9, указывая машинисту на невосстановление одного из реле моторного тока. Вначале лампа Н19 кратковременно загорается при пуске ПТС. После включения контактора КМ64 она гаснет из-за размыкания проводов 765-714, если преобразователь действительно запустился и снято напряжение с провода Э818, идущего от ПТС.

При нахождении реверсивно-еелективной рукоятки SM1 в положении "П" подается напряжение на провод Э525 и через вспомогательные контакты аварийных переключателей Q7, Q8, Q9, провод 575 на катушки вентилей тормозных переключателей Q5 и Q6. Их валы поворачиваются в тормозное положение. После этого замыкаются вспомогательные контакты Q5, Q6 и создается цепь питания для катушек контакторов К46, К47 и катушек реле KV21, KV22.

Одновременно через провод 597 получает питание катушка вентиля контактора К45. Контакторы К45, К46, К47 включаются и соединяют соответствующие силовые выходы ПТС U1.2, U1.3, U1.4 с группами обмоток возбуждения тяговых двигателей. Однако тока возбуждения пока нет, так как еще не закорочены пусковые резисторы. Затем контакты реле KV21, KV22 замыкают минусовые цепи вентилей реостатных контакторов. Катушки их вентилей возбуждаются, получая питание через провод 639 так же, как в тяговом режиме.

Через контакты 13-14 КМ, провод Э566 получают питание вентили линейных контакторов Kl, К2, КЗ. Они включаются под контролем соответствующих реле рекуперации KV6, KV5 или KV4, благодаря вспомогательным контактам этих реле в минусовых цепях соответствующих контакторов.

Через контакты 11-12 и 9-10 КМ, провода Э564, Э565 получают питание катушки вентилей групповых переключателей Ql, Q2. Их валы поворачиваются в положение П-соединения. Через контакты 3-4 КМ, провод Э561 получают питание катушки вентилей реверсоров. Их валы занимают положения как в тяговом режиме: в управляющей секции - "Вперед", во второй секции - "Назад".

После этого тормозную рукоятку следует перевести на позицию "П" (подготовка схемы). Тогда через контакт 99-100 КМ, провод Э532, контакты реле перегрузок КА5, КА4, КАЗ и реле повышенного напряжения KV2, провода Э532-523-522-521-549 напряжение поступает к катушке электромагнитного контактора КМ71. Контактор КМ71 включается и своими вспомогательными контактами обеспечивает подачу питания через контакт 101-102 КМ, провод Э533, вспомогательные контакты контактора К47, провод 548, вспомогательные контакты контактора КМ71, провод Э532 и провода 523,522, 521, 549.

Через контакты 105-106 КМ, провод Э524, диод VI79, провод 456, размыкающие контакты контактора КМ72, провод Э818 получает питание сигнальная лампа H19. После включения контактора КМ72 и погасания лампы H 19 (завершения подготовки цепей для рекуперации) рукоятку задатчика В1 (встроен в конструкцию контроллера SM1) переводят в положение минимальной скорости, что контролируется указателем скорости PV3.

Затем тормозную рукоятку КМ переводят на позицию "ПТ". От контактов 111-112 контроллера SM1 напряжение ("плюс" 50 В) через провод Э956, вспомогательные контакты КМ72, провод 978 подается на реле задатчика в СУПТС (Ul. 13). Однако реле включается только в ведущей секции, когда получит "минус" через контакты 113-114 контроллера SM1 по проводу 957.

После включения реле задатчика в СУПТС ведущей секции по трем парам межкузовных проводов поступают команды на все секции: задание на желаемую скорость движения - по проводам Э1033, Э1050, задание на якорный ток-по проводам Э1028, Э1029, задание на ток возбуждения - по проводам Э1030, Э1031.

При этом величина задания на ток возбуждения максимальна, и СУПТС в каждой секции обеспечивает его плавный рост до 600 А в течение 3-4 с. Соответственно плавно растут и э.д.с. тяговых двигателей. Когда сумма э. д. с. на двух последовательно соединенных обмотках якорей превысит напряжение контактной сети на 39-41 В (уставка реле рекуперации), включится соответствующее реле рекуперации KV4, KV5 или KV6 и замкнет минусовую цепь катушки вентиля соответствующего линейного контактора КЗ, К2 или К1.

После включения линейного контактора в якорной цепи тягового двигателя устанавливается ток 80-100 А, что соответствует позиции ПТ тормозной рукоятки. Эта величина выбрана из условия, чтобы так называемое предварительное торможение (ПТ) сумело бы сжать состав и смягчить толчки в поезде.

Система автоматического регулирования, заложенная в СУПТС (U1.3), выбирает ток возбуждения такой величины, какая нужна при данной скорости движения, уровне напряжения контактной сети на этом соединении якорей двигателей для поддержания тока якоря 80-100 А. При дальнейшем передвижении тормозной рукоятки по часовой стрелке ток якоря возрастает. В ее крайнем положении он достигает максимально допустимого значения 600 А.

При любом значении тока якоря машинист может установить рукояткой задатчика скорости величину желаемой скорости. СУПТС сравнивает сигнал, пропорциональный фактической скорости движения, идущей от датчиков скорости В7 и В8, с сигналом задатчика скорости.

Если фактическая скорость ниже заданной, СУПТС плавно уменьшает ток якоря до 80-100 А. Когда фактическая скорость превысит заданное значение, СУПТС плавно увеличит ток якоря до максимально возможной величины, определяемой положением рукоятки задатчика тока якоря (тормозной рукояткой).

В режиме ограничения скорости движения машинист может заранее выбрать величину максимально допустимого тока якоря по реальным условиям сцепления и при желании изменить ее в любой момент. На П - и СП-соединениях ТД выравнивание токов в каждой секции между ветвями якорных обмоток в пределах ±5 % осуществляет СУПТС. Чтобы прекратить режим рекуперативного торможения, необходимо вначале перевести тормозную рукоятку на позицию "П" (в любом положении задатчика скорости). Затем после отключения моторного тока ее переводят в нулевое положение. При этом размыкается цепь провода 957, отключается реле задатчиков в СУПТС, что приводит к плавному уменьшению токов возбуждения во всех секциях, а следовательно, и токов в якорях.

Когда моторный ток изменит направление, достигнет величины 100 А и сработает хотя бы одно из трех реле - КА2, КА9 или КА10, разомкнётся цепь: провод 558, контакты КА2, провод 559, контакты КА9, провод 580, контакты КАЮ, провод 606. Это вызовет отключение линейных контакторов К1, К2, КЗ, К44 в данной секции.

Такой же процесс протекает и в других секциях, когда там срабатывает хотя бы одно из трех реле моторного тока: отключается контактор КМ71, вспомогательные контакты которого обесточивают реле КУ25. После этого машинист может перевести реверсивно-селективную рукоятку в положение СП- или С-соединения тяговых двигателей для рекуперации.

Переключение цепей рекуперации на новой схеме соединения двигателей контролирует сигнальная лампа Н19. Переход завершен после включения контактора КМ72 на позиции "П" тормозной рукоятки КМ, когда в очередной раз лампа Н19 загорится и погаснет.

Работа цепей при рекуперации на СП- и С-соедииениях тяговых двигателей аналогична работе на П-соединении.

При нахождении реверсивно-селективной рукоятки в положении СП якоря соединяются в две группы с тремя последовательно соединенными обмотками. Они самостоятельно подключаются к цепи токоприемника линейными контакторами КЗ и К2 под контролем реле рекуперации КУ4 и КУ5.

Обмотки возбуждения ТД каждой секции также пересоединяются в две группы по три последовательно в каждой переключателями 011 и 013. Контакторы К46 и К47 подключают их к выходам двух ПТС. На этом соединении включены только контакторы К46 и К47. Контактор К45

отключен, так как цепь катушки его вентиля разомкнута вспомогательными контактами 013 и 011 в проводах 597-595-611.

Если реверсивно-селективная рукоятка находится в положении "С", то обмотки якорей соединены последовательно а обмотки возбуждения -как на СП-соединении. На С-соединении токи возбуждения внутри секции выравниваются в пределах ±5%. Тем самым обеспечивается выравнивание тормозной силы и напряжения на обмотках якорей двигателей.

Независимо от положения реверсивно-селективной рукоятки СУПТС ограничивает потенциал на самом верхнем (по отношению к сети) якоре на уровне 4000-4050 В. В каждой секции имеются датчик напряжения ТЗ с тремя входами XI, Х2, ХЗ для контроля напряжения на каждой паре ТД, три датчика якорного тока Т2, Т4, Т5, включенные в цепи каждой пары якорей, и три датчика тока возбуждения, установленные в ПТС и включенные в каждой его выходной цепи.

На любом соединении двигателей предусмотрена резервная защита (кроме СУПТС) от повышенного напряжения на ТД (реле напряжения, уставка 4000 В) и от тока перегрузки (реле перегрузки КАЗ, КА4, КА5, уставка 750 А).

При срабатывании хотя бы одного из реле размыкается цепь катушки контактора КМ71. Своими контактами он отключает промежуточное реле КУ25 и в неуправляемых секциях обесточивается провод 978, СУПТС плавно уменьшает ток возбуждения, а следовательно, режим рекуперации. Отключение контактора КМ71 в управляемой секции после размыкания цепи провода 978 вызывает отключение задатчиков всех СУПТС. Режим рекуперативного торможения во всех секциях электровоза прекращается.

Юз любой колесной пары вызывает подачу напряжения 50 В на провод 444 датчиками боксования В1, В2 или ВЗ. В результате СУПТС немедленно уменьшает уставку реле прегрузки на 50 % в данной секции электровоза, а после прекращения юза плавно восстанавливает прежнюю величину тока.

При рекуперации машинист может применять и пневматическое торможение вспомогательным тормозным краном до давления в тормозных цилиндрах 130-150 кПа. Если оно превышает эту величину, срабатывает пневматический выключатель управления БР2 и размыкается цепь питания катушки контактора КМ72. Он своими контактами (Э956-978) прерывает цепь реле задатчика в СУПТС, который плавно уменьшает ток возбуждения. В результате тяговые двигатели переключаются в тяговый режим. Этим исключается развитие большого тормозного усилия и заклинивание колесных пар.

На электровозе предусмотрена также возможность пневматического торможения состава поездным краном машиниста ОБ 1 во время рекуперации. Для этого в пневматических цепях каждой секции установлен электроблокировочный клапан У19. Его катушка с позиции ПТ и далее тормозной рукоятки получает питание через контакты 103-104 КМ, и тормозные цилиндры отсоединяются от воздухораспределителей.

Если применено экстренное торможение, при котором давление в тормозной магистрали падает до 290- 270 кПа, то размыкаются контакты выключателя БР2, катушка вентиля У19 теряет питание.

Воздухораспределитель вновь соединяется с пневматической цепью тормозных цилиндров и происходит торможение состава и электровоза. Когда давление в тормозных цилиндрах достигнет 130-150 кПа, срабатывает выключатель управления БРЗ, и рекуперация плавно выключается.

Если рекуперативное торможение срывается, то в каждой секции возбуждается катушка вентиля У13 и пропускает сжатый воздух в тормозные цилиндры через редуктор давления. В них устанавливается давление 220-250 кПа независимо от положения рукояток тормозных кранов. Катушка вентиля клапана VI3 возбуждается в случае отключения по какой-либо причине реле КУ25 при нахождении тормозной рукоятки на позициях с ПТ и дальше.

Чтобы проверить работоспособность СУПТС на стоянке, необходимо перевести тумблер Б61 в положение «Проверка САУПРТ». В этом случае при перемещении тормозной рукоятки с позиции ПТ до последней ток возбуждения должен измениться от 100 до 600 А. После проверки СУПТС тумблер Б61 необходимо вернуть в исходное положение, чтобы не повредилось электрооборудование в режиме рекуперации.

Машинист также не должен переводить реверсивно-селективную рукоятку при наличии тока рекуперации. Во время рекуперации токи якоря и возбуждения ограничены на уровне 600 А, что превышает часовой ток двигателя (535 А). Поэтому машинист должен определять продолжительность работы в режиме рекуперации с учетом перегрузки ТД.