Какие агрегаты относятся к вспомогательным машинам электровоза 3эс5к

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ.

Вспомогательными машинами называют агрегаты, обеспечивающие собственные нужды электровоза. К ним относятся:

· мотор-вентиляторы, охлаждающие обмотки тяговых электродвигателей, резисторы их силовой цепи, индуктивные шунты, обмотки электродвигателя НБ-431П компрессора и создающие притиводавление в кузове;

· мотор-компрессоры, питающие сжатым воздухом пневматическую схему электровоза и тормозные устройства поезда;

· вспомогательные мотор-компрессоры, служащие для подъёма токоприёмников при отсутствии сжатого воздуха на электровозе;

· генераторы управления, питающие цепи управления и заряжающие аккумуляторные батареи;

· преобразователи (мотор-генераторы), питающие обмотки возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения;

Электродвигатели всех вспомогательных машин – электромашины постоянного тока. Состоят из эле-

ментов, имеющих назначение аналогичное назначению элементов тяговых электродвигателей, и подобное им конструктивное исполнение. Номинальное напряжение на коллекторах всех электродвигателей 3000 В, поэтому расчётное межламельное напряжение почти в два раза выше, чем у тяговых электродвигателей. Однако коммутация относительно устойчива, так как, во-первых, величина тока в обмотках якорей небольшая, а, во-вторых отсутствует реверсирование. Кроме того, для ограничения величины пускового тока и бросков тока при колебаниях напряжения в контактной сети, в цепь электродвигателей вспомогательных машин включаются пусковые и демпферные резисторы. Пусковые резисторы, включаемые в цепь более мощных электродвигателей, автоматически выводятся из их цепи при уменьшении пускового тока до величины, близкой к номинальной, а демпферные – остаются включенными постоянно. Но, несмотря на применение этих резисторов, пусковой ток по величине кратковременно превышает в 5-7 раз номинальное значение. Для сокращения времени действия таких больших пусковых токов необходимо, чтобы при пуске электродвигатели развивали большой вращающий момент, приводящий к быстрому увеличению частоты якоря, а, следовательно, противо-э.д.с. и к уменьшению пускового тока электродвигателя.

Этому требованию соответствует электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуж-

дением, т.к. у них, со слабо насыщенной магнитной системой, увеличение тока сразу же сопровождается увеличением магнитного потока и вращающий момент возрастает более интенсивно, чем у электродвигателей с другим системами возбуждения. Однако, при такой системе возбуждения, нельзя включать электродвигатели без механической нагрузки, так как это приведёт к недопустимому увеличению частоты вращения якоря.

Электродвигатели вентиляторов и компрессоров, имеющих на валу механическую нагрузку, выполняют именно с такой системой возбуждения.

Электродвигатели преобразователей включается без нагрузки, т.к. приводимые ими во вращение генераторы, начнут работать только после сбора схемы рекуперативного торможения. При этом ток генераторов, а следовательно, и механическая нагрузка электродвигателей, изменяется в широких пределах. Во избежание превышения наибольшей допустимой частоты вращения, при отсутствии или минимальной нагрузке генераторов, их электродвигатели выполняют со смешанной системой возбуждения. При такой системе возбуждения генератора преобразователя его обмотка возбуждения питается от генератора управления и создает такой магнитный поток, который не позволяет электродвигателю превысить допустимую частоту вращения якоря даже при минимальной нагрузке генератора.

Как указывалось выше, электродвигатели вспомогательных машин не реверсируются, что позволяет все их обмотки соединить последовательно внутри машины и иметь только два выводных провода с маркировкой Я и КК, за исключением электродвигателя ТЛ-110М вентилятора. Кроме того, в отличие от тяговых электродвигателей, электродвигатели вспомогательных машин имеют самовентиляцию. При такой системе вентиляции в двигателе устанавливается вентилятор с радиальными лопатками, вращающийся вместе с якорем. Исключение составляет тихоходный электродвигатель НБ-431П компрессора, обмотки которого охлаждаются от мотор-вентилятора. Как и у тяговых электродвигателей, щёткодержатели устанавливаются на поворотной траверсе, позволяющей отрегулировать положение щёток на нейтрали и добиться их безыскровой работы.

Все электродвигатели имеют четырех полюсную систему возбуждения, за исключением электродвигателя, П-11М вспомогательного компрессора, и волновую обмотку якоря, т.к. напряжение их на коллекторах составляет 3000В. Исключение составляет генератор преобразователя, который имеет петлевую обмотку, так как номинальный ток его обмотки якоря равен 800 А.

Источник

Вспомогательные электрические машины

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ на электроподвижном составе обеспечивают работу тяговых электродвигателей, электроаппаратуры, пневмооборудования, систем торможения.

Содержание

Общие сведения

К вспомогательным машинам относятся мотор-вентиляторы, служащие для охлаждения тяговых двигателей, пуско-тормозных резисторов, преобразовательных установок и т.п.; мотор-насосы (жидкостное охлаждение обмоток трансформаторов и полупроводниковых приборов); мотор-компрессоры (снабжение сжатым воздухом пневматических систем электровоза и тормозов поезда); расщепители фаз (питание трехфазных электрических машин); генераторы управления (питание цепей управления и освещения, заряд аккумуляторов). На электровозах постоянного тока и двойного питания обычно используют электрические машины постоянного тока, на электровозах переменного тока — коллекторные двигатели пульсирующего тока и асинхронные, мощность машин обычно до 50-60 кВт. Напряжение машин постоянного тока 3000 В, что обусловливает их значительную массу, сложность содержания и ремонта. Более перспективны (разрабатываются в России и применяются за рубежом) системы низковольтных машин, питающихся от высоковольтных статических преобразователей частоты.

Использование асинхронных машин

Частота вращения асинхронной машины не зависит от колебания напряжения, обусловленного изменением напряжения в контактной сети и процессами, происходящими в силовых и вспомогательных цепях. Это позволяет сохранять неизменной производительность вентиляторов и компрессоров. Сеть питания однофазная, и пуск машин осуществляют с помощью асинхронных преобразователей числа фаз (так называемых расщепителей фаз) или посредством симметрирующих конденсаторов. Недостатком нерегулируемых по частоте вращения асинхронных машин является большое потребление энергии. До 10-15% экономии электроэнергии от расхода на тягу достигается при регулировании производительности вентиляторов в соответствии с загрузкой силового электрооборудования ЭПС. С этой целью на электровозах расширяется применение плавного или ступенчатого регулирования частоты вращения вентиляторов при помощи полупроводниковых статических преобразователей. Эти же преобразователи симметрируют и стабилизируют по величине трехфазное напряжение на асинхронных двигателях, что позволяет уменьшить их мощность по сравнению с вариантом несимметричного прямого питания, когда машины должны иметь запас мощности в 1,5-2,0 раза.

Тяговый трансформатор

Тяговый трансформатор является частью статического преобразователя, имеет несколько обмоток (рис. 5.60): сетевую (первичную), к которой подводится напряжение от контактной сети 25 кВ частотой 50 Гц (за рубежом также 50 и 15 кВ частотой 60 и 162/з Гц); одну или несколько вторичных тяговых обмоток с регулируемыми и нерегулируемыми секциями.

Источник

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ.

Вспомогательными машинами называют агрегаты, обеспечивающие собственные нужды электровоза. К ним относятся:

1. мотор-вентиляторы, охлаждающие обмотки тяговых электродвигателей, пусковые резисторы, индуктивные шунты, обмотки электродвигателя НБ-431 компрессора, и создающие избыточное давление в кузове;

2. мотор-компрессоры, питающие сжатым воздухом пневматическую схему электровоза и тормозные устройства поезда;

3. вспомогательные мотор-компрессоры, служащие для подъёма токоприёмников при отсутствии сжатого воздуха на электровозе;

4. генераторы управления, питающие цепи управления и заряжающие аккумуляторные батареи;

5. преобразователи (мотор-генераторы), питающие обмотки возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможе­ния.

Как указывалось выше, электродвигатели вспомогательных машин не реверсируются, что позволяет все их обмотки соединить последовательно внутри машины и иметь только два выводных провода с маркировкой Я и КК, за исключением электродвигателя ТЛ-110М вентилятора. Кроме того, в отличие от тяговых электродвигате­лей, электродвигатели вспомогательных машин имеют самовентиля­цию. При такой системе вентиляции в двигателе устанавливается вентилятор с радиальными лопатками, вращающийся вместе с якорем. Исключение составляет тихоходный электродвигатель НБ-431П ком­прессора, обмотки которого охлаждаются от мотор-вентилятора. Как и у тяговых электродвигателей, щёткодержатели устанавливаются на поворотной траверсе, позволяющей отрегулировать положение щёток на нейтрали и добиться их безыскровой работы.

Все электродвигатели имеют четырех-полюсную систему возбуждения, за исключением электродвигателя П-11М вспомогательного компрессора, и волновую обмотку якоря, т.к. напряжение их на коллекторах составляет 3000В. Исключение составляет генератор преобразователя, который имеет петлевую обмотку, так как номинальный ток его обмотки якоря равен 800 А.

МОТОР-ВЕНТИЛЯТОР.

4.2.1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ТИПА ТЛ-110М МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРА.

Напряжение на коллекторе, В……………………… 3000

Частота вращения, об/мин ………………………….. 990

Сопротивление обмоток при температуре 200 С, Ом:

главных полюсов. 2,9

Класс изоляции по нагревостойкости:

полюсной системы …………………………………. F

Режим работы ……………………………………… продолжительный.

Система вентиляции н. самовентиляция

На электровозах ВЛ11 м установлены электродвигатели типа ТЛ-­110В, аналогичные по устройству электродвигателю ТЛ-11ОМ на ВЛ-10, но имеющие мощность 53, 9 квт, на 0,8 квт больше.

Основные элементы: остов 4 (рис.4.1,а), два подшипниковых щита 1 и 9, четыре главных (14,15) и четыре дополнительных (12,13) полюса (рис.4.1,б), якорь (5, 6,7,8,11) с коллектором (22,23,3,) вентилятор 10, щеточный узел (2, 3,1).

Остов.Остов 4 цилиндрической формы (рис.4.1). Служит для крепления основных элементов и является одновременно магнитопроводом. Имеет два отверстия под подшипниковые щиты, приливы28 для транспортировки, лапы 27 для крепления к фундаменту, приливы 29 для крепления коробки 30 с выводами и со стороны противопо­ложной коллектору, окна 26 для выхода охлаждающего воздуха.

Подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты служат для размещения моторно-якорных подшипников, то есть для центровки вала якоря, и создания запаса смазки. Оба щита крепятся к остову 4 болтами. Подшипниковый щит со стороны коллектора имеет смотро­вой люк, закрытый съемной крышкой 25 с отверстиями для засасывания охлаждающего воздуха. Кроме этого, он имеет приливы 31 для крепления лап остова генератора управления и продолговатые отверстия для прохода охлаждающего воздуха от генератора управления. Как и в тяговом электродвигателе, на валу якоря и в отверстиях щитов смонтированы детали подшипниковых узлов. На вал якоря с двух сторон напрессованы передние упорные кольца 16, внутренние кольца 17 якорных подшипников 19 и задние упорные кольца 18. В отверстиях щитов запрессованы наружные кольца подшипников 19 с роликами и сепараторами. Наружное кольцо подшипника со стороны коллектора зафиксировано в щите передней 20 и задней 21 крышками с вертикальными лабиринтами, скрепленными между собой и со щитом болтами. Внутреннее пространство между крышками образует подшипниковую камеру, заполненную при сборке на 2/3 объёма смазкой ЖРО в количестве 250-300 грамм. Устройство подшипникового щита со стороны противоположной коллектору отличается тем, что роль задней крышки выполняет сам подшипниковый щит. Добавление смазки производят через трубки 33.

Главные полюсы. Главные полюсы (рис.4.1,б) служат для создания основного магнитного потока двигателя. Полюс состоит из шихтованного, клёпанного сердечника 15 и катушки 14. Катушка намотана из изолированного провода прямоугольного сечения и имеет287 витков. Корпусная и покровная изоляции класса F Монолит: катушка изолирована стеклослюдинитовой лентой и вместе с сердечником пропитана в эпоксидном компаунде под давлением.

Дополнительные полюсы (добавочные).Дополнительные полюсы (рис.4.1,б) служат для улучшения коммутации. Полюс состоит из сплошного, стального сердечника 13 и катушки 12. Она имеет 120 витков и намотана из изолированного провода прямоугольного сечения. Удерживается на сердечнике при помощи латунных угольников. Сердечник крепится к остову через диамагнитную прокладку толщиной 3мм. Изоляция катушки аналогична изоляции катушки главных полюсов. Воздушный зазор между якорем и главными полюсами составляет 4 мм, а между якорем и дополнительными полюсами 5,7мм.

Якорь.Якорь служит для создания магнитного потока, который взаимодействует с магнитным потоком главных полюсов, создает вращающий момент двигателя. Якорь состоит из вала 11, коллектора (3, 22,23), передней нажимной шайбы 5, сердечника 6, задней нажимной шайбы 7 и обмотки якоря 8.

Сердечник якоря изготовлен из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеет 3 ряда аксиальных отверстий диаметром 22, 20 и 18 мм, центральное отверстие под вал якоря, по окружности 43 паза под катушки обмотки якоря и углубления под стеклобандаж, крепящий эти катушки. Сердечник напрессовывается на вал по шпонке.

Обмотка якоря волновая. Она имеет 43 катушки, в катушке 8 секций, в секции два витка из изолированного провода круглого сечения. Корпусная и покровная изоляции класса 8 (стеклослюдинитовая лента, фторопласт и стеклолента). Секции обмотки якоря впаиваются в прорези петушков коллекторных пластин. Для полного заполнения прорези применяют медные клинья. После этого обмотка якоря, как в пазовой, так и в лобовых частях закрепляется бандажами из стеклобандажной ленты.

Коллектор.Коллектор обеспечивает коммутацию, т.е. сохраняет постоянным направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов. Состоит из корпуса 23 и нажимного конуса 22. между ними располагаются 343 медные коллекторные пластины 3 и столько же миканитовых пластин. Они изолируются от корпуса и нажимного конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами), а снизу- миканитовым цилиндром. После изоляции пластин, корпус и нажимной конус стягиваются болтами. Как и у тягового электродвигателя, выступающая часть миканитовой манжеты, расположенной на нажимном конусе, с натягом бандажируется стеклобандажной лентой и последний её слой покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 до получения ровной и гладкой поверхности. Собранный коллектор напрессовывается на вал якоря по шпонке. Эту часть коллектора называют изоляционным или миканитовым конусом. Для исключения попадания смазки на коллектор из подшипниковой камеры подшипникового щита, между корпусом коллектора и задней крышкой подшипникового щита, устанавливается маслоотбойное кольцо 24.

Щёточный узел. Щёточный узел служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря. Состоит из поворотной Г-образной траверсы 2, четырех изоляционных пальцев с закреплёнными на них щёткодержателями 32 со щётками.

Поворотная траверса 2 представляет из себя стальное кольцо с продолговатыми отверстиями для её поворота и крепления к подшипниковому щиту болтами. На ней закреплены четыре стальных пальца, опрессованных пресс-массой АГ-4, с насаженными на них фарфоровыми изоляторами. На конце пальца имеется плоская поверхность с гребёнкой и отверстие для крепления щёткодержателя. В каждом щёткодержателе установлена щётка типа ЭГ-61 размером 10х25х50 мм.

Вентиляция электродвигателя независимая. Вентиляция осуществляется вентилятором 10 с радиальными лопатками, напрессованным на вал якоря по шпонке. Охлаждающий воздух засасывается в отверстия в крышке генератора управления с коллекторной стороны, проходит между его якорем и полюсами и через продолговатые отверстия в подшипниковом щите электродвигателя вентилятора поступает к коллектору. Одновременно воздух засасывается через отверстия в коллекторном люке электродвигателя. Проходит в воздушном зазоре между якорем и полюсами, затем через три ряда аксиальных отверстий в сердечнике и выбрасывается наружу через отверстия в крышке 26 с противоколлекторной стороны.

Схема соединения обмоток.Так как электродвигатель ТЛ-11ОМ является двигателем с последовательным возбуждением, то все его обмотки соединяются последовательно по следующей схеме(рис.4.2 и 4.3): вывод Я, перемычка между плюсовыми щеткодержателями, плюсовые щетки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щётки и щёткодержатели, перемычка между минусовыми

щёткодержателями, катушки четырех дополнительных полюсов, соединённых последовательно, средний вывод С1, четыре катушки главных полюсов, соединенных последовательно, вывод С2.

Рис. 4.1. Продольный (а) и поперечный (б) разрезы электродвигателя ТЛ-110М:

Источник

Электровозы переменного тока — Устройство электровозов (Часть 4)

Опубликовано 16.06.2020 · Обновлено 13.11.2021

Кажется, все просто, электровоз ведь переменного тока, запустил их и поехал. Вроде бы так, но немного не так. Все вспомогательные машины питаются трехфазным током, а от обмотки собственных нужд тягового трасформатора поступает ток однофазный. Вот здесь и кроется этот секрет – ток однофазный, ведь контактный провод один и ток по нему соответственно протекает с одной фазой, а электродвигатели вспоммашин (профессиональный термин) питаются током трехфазным. Эта проблема решается просто: на электровозах устанавливается расщепитель фаз (фазорасщепитель).

Фазорасщепитель

Фазорасщепитель представляет из себя практически тот же асинхронный электродвигатель с трехфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором, но в нем имеется генераторная обмотка.

Фазорасщепитель электровоза ВЛ80с

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1-300×203.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1.jpg» width=»1000″ height=»676″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1.jpg» alt=»Фазорасщепитель электровоза ВЛ80с | Фазорасщепитель ВЛ80с | Движение24″class=»wp-image-12577″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1-300×203.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1-768×519.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9340-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Фазорасщепитель электровоза ВЛ80с | Движение24″ /> Фазорасщепитель ВЛ80с

При подключении фазорасщепитель работает на холостом ходу как однофазный асинхронный двигатель. Вращающееся магнитное поле, образованное двигательной обмоткой и ротором, пересекает витки генераторной обмотки, наводя тем самым в ней ЭДС, следовательно, создавая трехфазный ток, который питает двигатели вспоммашин. На более современных электровозах постоянно работающих и гудящих фазорасщепителей уже не устанавливается, схема пуска вспомогательных машин работает от пусковых конденсаторах.

Питание цепей управления

Ну вот запустили вентиляторы, они охлаждают все как надо, компрессор качает воздух в главные резервуары, но кое-что, небольшое, но очень важное мы не отметили. А именно – цепи управления и как они питаются, как постоянно заряжается постоянным током аккумуляторная батарея, расположенная под кузовом.

Как было сказано выше, цепи управления питаются постоянным током, напряжением 50 Вольт, а откуда постоянный ток берется? Есть несколько конструктивных решений.

Генератор управления электровоза ВЛ80с

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1-300×178.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1.jpg» width=»1000″ height=»592″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1.jpg» alt=»Генератор управления электровоза ВЛ80с | Генератор управления электровоза ВЛ80с | Движение24″class=»wp-image-12584″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1-300×178.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1-768×455.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9333-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Генератор управления электровоза ВЛ80с | Движение24″ /> Генератор управления электровоза ВЛ60

Первое – генератор управления. Эти генераторы установлены на валах фазорасщепителей, такая схема применяется на пассажирских электровозах ВЛ60, уже достаточно устаревших.

На более поздних, находящихся еще в активной эксплуатации электровозах ВЛ80Т(С), для питания цепей управления стабилизированным напряжением применяется трансформатор, регулируемый подмагничиванием шунтов (ТРПШ), соединенный с аккумуляторной батареей и обмоткой собственных нужд.

Состоит он из трех сердечников: средний сердечник – основной магнитопровод, а два крайних сердечника – магнитные шунты. Обмотки управления расположены на магнитных шунтах и питаются постоянным током, соединены они между собой последовательно. При подаче переменного тока на первичную обмотку создается переменный магнитный поток, равномерно распределяясь между основным магнитопроводом и магнитными шунтами. При этом во вторичной обмотке индуцируется минимальное напряжение. Когда магнитные шунты полностью насыщаются, то напряжение на вторичной обмотке становится максимальным, из этого следует, что с увеличением тока управления, напряжение во вторичной обмотке возрастает.

После ТРПШ постоянный ток пройдет еще дроссель, для окончательного сглаживания пульсаций и уже после этого, в цепи управления. Еще один дроссель сглаживает пульсации тока в цепи зарядки аккумуляторной батареи, а ведь постоянным током питаются и сервомотор ЭКГ, и электродвигатель системы обогрева лобовых стекол кабины и калорифера, и электродвигатель вспомогательного компрессора («малыша»).

Повторюсь, про современные электровозы (мы их еще коснемся), на них устанавливаются шкафы питания, в которых применяются обыкновенные полупроводниковые выпрямители, дающие постоянный ток для цепей управления. Необходимо отметить, что при опущенном токоприемнике или при отсутствии питания цепей управления эту функцию полностью берет на себя аккумуляторная батарея, поэтому она должна постоянно заряжаться, что тщательно контролируется. Питание цепей управления от АКБ при опущенном токоприемнике или потере питания от контактной сети (нейтральная вставка, например) переключается электрическим контактором, именуемым «К».

Движение электровоза

Все машины и аппараты включаются дистанционно кнопочными выключателями, расположенными на пульте машиниста и помощника. Кнопочные выключатели блокируются специальными ключами (КУ), если все тумблеры выключены, то машинист проворачивает эти ключи, вынимает их из гнезда и кладет себе, например, в карман, делается это для того, что когда необходимо войти в высоковольтную камеру (ВВК) или перейти из кабины в кабину, выключатель должен быть заблокирован, чем исключается доступ кого-бы то ни было к кнопкам управления.

Кнопочный выключатель на пульте управления электровоза ВЛ80с

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1-300×191.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1.jpg» width=»1000″ height=»637″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1.jpg» alt=»Кнопочный выключатель на пульте управления электровоза ВЛ80с | Кнопочный выключатель на пульте управления электровоза ВЛ80с | Движение24″class=»wp-image-12575″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1-300×191.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1-768×489.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9342-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Кнопочный выключатель на пульте управления электровоза ВЛ80с | Движение24″ /> Кнопочный выключатель на пульте управления электровоза ВЛ80с

Ну вот, все вспомогательные машины включены, включена автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия (АЛСН) или комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ-У), сразу отмечу, что АЛСН или КЛУБ-У включаются поворотом ключа на панели электропневматического клапана ЭПК150, блокировки которого находятся в цепи включения линейных контакторов, так что, не включив приборы безопасности никто никуда с места не сдвинется, просто не соберется схема тяги. Машинист ставит главную рукоятку контроллера в положение ФП (фиксация пуска) – линейные контакторы подключают ТЭД к силовой цепи, затем кратковременно переводит рукоятку в положение РП (ручной пуск) и возвращает ее в положение ФП – ЭКГ набирает первую позицию, и мы поехали, наконец-то!

Контроллер машиниста (справа) и реверсивный вал (слева)

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1-300×214.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1.jpg» width=»1000″ height=»713″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1.jpg» alt=»Контроллер машиниста (справа) и реверсивный вал (слева) | Контроллер машиниста (справа) и реверсивный вал (слева) | Движение24″class=»wp-image-12578″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1-300×214.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1-768×548.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_9339-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Контроллер машиниста (справа) и реверсивный вал (слева) | Движение24″ /> Контроллер машиниста и реверсивный вал

Далее при увеличении скорости позиции контроллера могут набираться как в ручном, так и в автоматическом режиме (АП). Набрав нужное число позиций, машинист переводит рукоятку в положение ФВ (фиксация выключения) и затем сбрасывает позиции либо в ручном режиме, переводя рукоятку в положение РВ (ручное выключение), или АВ (автоматическое выключение), и так до нуля. Можно с ходовых позиций сразу поставить рукоятку в ноль, но тогда произойдет резкий толчок состава, поэтому это надо делать постепенно, кроме непредвиденных обстоятельств. Но ЭКГ все равно скрутит позиции до нуля.

Аппараты защиты

В пути следования работу как силовых, так и цепей управления нашего электровоза контролируют реле защиты:
заземления (РЗ) — от коротких замыканий (пробоя изоляции);
защиты от боксования колесных пар (РБ);
тепловые (ТРТ) — работающие в цепях вспомогательных машин;
дифференциальное — установленное в цепи выпрямительных установок.

Реле, работающие в силовых цепях при ненормальных режимах работы, сразу же дадут сигнал на главный выключатель, который немедленно отключит электровоз от силовой цепи, загорится сигнальная лампа на расшифровочном табло. Реле в цепях управления дадут сигнал на сигнальные лампы на пульте машиниста или на расшифровочное табло, ГВ не отключит электровоз от контактной сети.

Предотвращение боксования

Боксование — проскальзывание колесных пар локомотива при трогании с места. Грозит ползунами и порчей рельсов.

Противоразгрузочное устройство

При трогании с места на электровозах вступает в работу еще одно интересное устройство – противоразгрузочное (ПРУ). Это небольшой пневматический цилиндр с внутренней пружиной самовозврата, который, при поступлении в него воздуха, выдвигает своим штоком небольшой рычаг, с закрепленным на нем роликом, чем обеспечивается давление на верхнюю часть рамы тележки, как бы сильнее придавливая ее, предотвращая боксование первой колесной пары. ПРУ устанавливаются на рамах тележек только над передними колесно-моторными блоками (КМБ) и задними в секции.

Система подачи песка

Для защиты от боксования на всех электровозах установлена песочная система. Включающая в себя бункеры с песком, трубопроводы, форсунки, управляемые электромагнитными вентилями и песочные трубы с резиновыми наконечниками, направленными строго под круг катания колесной пары. Система работает от сжатого воздуха. Управляется она с пульта машиниста кнопками, педалью под ногой, на старых машинах устанавливался еще и пневматический вентиль под рукой машиниста.

Можно подавать песок под все колесные пары, можно только под переднюю, ведь, как известно, именно передняя колесная пара больше всего подвержена боксованию, особенно при трогании с места. Подача песка может осуществляться и в автоматическом режиме, работая совместно с реле защиты от боксования (РБ).

Система электрического (динамического) торможения

А если у нас впереди длинный, затяжной спуск, а у нас тяжелый грузовой поезд и постоянные торможения автотормозами на этом спуске грозит истощением тормозной магистрали, или состав пассажирский и необходимо обеспечить максимальный комфорт для пассажиров? Конечно, на электровозах (всех систем тока) устанавливается система электрического торможения. Работает она просто, помните в самом начале статьи я упомянул о генераторах? Так вот, тяговый электродвигатель превращается в генератор путем отключения тока от обмотки якоря и все.

Не будем долго рассуждать о электродвижущей силе (ЭДС), просто в генераторном режиме, эта самая ЭДС будет наводится в обмотках якоря, но направлена она против направления его вращения (ее еще называют противо-ЭДС), тем самым очень сильно мешая его свободному вращению в магнитном поле обмотки возбуждения, препятствуя движения состава. Сила эта очень большая, можно держать тяжелый грузовой состав с определенной скоростью на спуске, не истощая тормозную магистраль, а в пассажирском поезде обеспечивать комфортные условия для пассажиров (без возможных рывков и оттяжек) при торможении и отпуске с применением автотормозов. Вот так и тормозит электровоз всеми своими ТЭД. Как это достигается?

Управление электрическим торможением

Машинист приводит реостат в работу рукояткой на контроллере, при этом, тормозные переключатели отключают ток от якоря. Эти переключатели кулачковые и имеют два контактора, также они участвуют и в реверсировании ТЭД, вал приводится в движение электропневматическим приводом. Таким образом все ТЭД переведены в генераторный режим. Но это не все. Для того чтобы возникла противо-ЭДС к якорю ТЭД необходимо подключить нагрузку. Этой нагрузкой являются балластные резисторы, в режиме реостатного торможения они очень сильно нагреваются и их надо хорошо охлаждать, тут вступает в работу устройство переключения воздуха (УПВ). Это заслонки, расположенные в каналах охлаждения воздухом ТЭД и выпрямительных установок. Так вот, эти заслонки с помощью пневматического привода переводятся в верхнее положение и уже весь поток воздуха будет направлен на балластные сопротивления.

Еще подключается и выпрямительная установка возбуждения, которая питает обмотки возбуждения ТЭД в режиме реостатного торможения. Тормозная сила (величина магнитного потока обмотки возбуждения) регулируется задатчиком тормозной силы и реостатной рукояткой контроллера в режиме торможения. Все выше описанные операции происходят при постановке этой рукоятки в положение П (подготовка) и ПТ (предварительное торможение).

Ни в коем случае при следовании в режиме электрического торможения не должны наполняться тормозные цилиндры электровоза, чтобы не вышли тормозные колодки. Это не допускается соответствующими блокировками в цепи сбора реостата. Но возможно применение совместно автоматических тормозов состава. На пульте и расшифровочном табло при сборке схемы реостата загораются соответствующие сигнальные лампы. Если схема разбирается по какой-то причине (например, мокрые рельсы) то в кабине зазвучит еще и звуковой сигнал.

На пульте машиниста расположен прибор указатель скорости, по нему машинист и задает необходимую скорость, которую необходимо держать. При прекращении реостатного торможения вся схема и устройства возвращаются в прежний режим тяги.

Рекуперативный режим торможения

Но существует еще один режим электрического торможения – рекуперативный (рекуперация).

Это когда вся электроэнергия, вырабатываемая ТЭД в генераторном режиме, возвращается в контактную сеть. Для электровозов постоянного тока это было проще простого, ток вырабатывается постоянный, он и возвращается в контактную сеть постоянного тока. А вот переменники так не могли, как вернуть постоянный ток в контактную сеть с током переменным. Но с появлением таких полупроводников — тиристоров (управляемых диодов или вентилей) рекуперация стала возможна и на переменниках. Дело в том, что тиристоры могут не только выпрямлять переменный ток, но плавно регулировать напряжение и преобразовывать постоянный ток в переменный – инвертировать. Тиристоры устанавливаются в выпрямительно-инверторные преобразователи, которые позволили произвести существенный прорыв в электровозах переменного тока.

Устройство современных электровозов

В общем, подведу небольшой итог, то, что мы здесь рассмотрели уже устарело, но электровозы переменного тока с этой схемой еще активно работают и будут работать еще долгое время на наших железных дорогах (ВЛ60; ВЛ80Т,С). Но на данный момент времени их производство уже остановлено. Все современные электровозы переменного тока (ЭП1; ЭП1М; ЭП1П; 2ЭС5К; 3ЭС5К) выпускаются с тиристорным регулированием напряжения на ТЭД и рекуперативным торможением.

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878-300×196.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878-1024×668.jpg» width=»1024″ height=»668″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878-1024×668.jpg» alt=»электровоз эп1м | электровоз эп1м | Движение24″class=»wp-image-3430″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878-300×196.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878-768×501.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/201878.jpg 1300w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»электровоз эп1м | Движение24″ /> Электровоз ЭП1М

Нужно отметить, что идея эта не нова и у этих машин были более ранние предшественники – ВЛ80Р; ВЛ85 и пассажирский ВЛ65. На них устанавливаются выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП).

Как работает современный электровоз?

На этих электровозах тяговый трансформатор естественно остался на своем месте, устанавливаются ТЭД также постоянного тока, в принципе все устройства остались, но только кроме громоздкого ЭКГ 8Ж, выпрямительных установок, установок переключения воздуха, исчезли и фазорасщепители, их функцию теперь выполняют пусковые конденсаторы, питание цепей управления, зарядка АБ осуществляется постоянным током, напряжением 50 вольт, который выдает полупроводниковый преобразователь, расположенный в шкафу питания.

Линейные контакторы, подключающие ТЭД к силовой цепи заменены на небольшие быстродействующие выключатели (БВ), имеющие включающую и удерживающие катушки. Но теперь место выпрямительных установок и ЭКГ заняли выпрямительно-инверторные преобразователи, как правило по два на секцию, в которых установлены тиристоры.

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947-300×225.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947-1024×768.jpg» width=»1024″ height=»768″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947-1024×768.jpg» alt=»Выпрямительно-инверторные преобразователи | Выпрямительно-инверторные преобразователи | Движение24″id=»2224″ data-full-url=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/vypryamitelno-invertornye-preobrazovateli-vip/attachment/1947/» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947-300×225.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/1947-768×576.jpg 768w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Выпрямительно-инверторные преобразователи | Движение24″ /> Выпрямительно-инверторные преобразователи

Вкратце, что такое тиристор?

Тиристор – это полупроводниковый прибор, имеющий четырехслойную структуру p-n-p-n с тремя p-n переходами. Подавая на анод положительные, а на катод отрицательные потенциалы через тиристор будет протекать небольшой ток, если напряжение анод-катод увеличить до напряжения пробоя перехода (напряжение включения), то тиристор открывается, и ток, проходящий через него резко возрастет. Напряжение на тиристоре уменьшается и далее тиристор работает как диод. Тиристор можно открыть и при меньшем напряжении включения, для этого на электрод подается ток управления от вспомогательного источника питания. Ток управления плюс ток анода и если эта сумма превышает ток включения, то тиристор открывается.

Чем больше ток управления, тем при меньшем напряжении включения открывается тиристор. Таким образом можно помимо выпрямления тока еще и менять величину напряжения. Также тиристор может постоянный ток преобразовывать в переменный – инвертировать.

Регулировка напряжения тяговых электродвигателей

Регулировка напряжения ТЭД также производится на стороне низшего напряжения тягового трансформатора. Выпрямительно-инверторные преобразователи подключены к вторичной обмотке трансформатора. Часть вторичной обмотки отделена для собственных нужд и отопления пассажирских поездов, напряжением 3000 вольт (только на пассажирских электровозах). Управление ВИП осуществляется через блок управления ВИП (БУВИП). Имеется четыре зоны регулирования напряжения. Теперь машинисту достаточно плавно переводить штурвал контроллера из одной зоны в следующую, вплоть до четвертой, увеличивая угол открытия тиристоров и также обратно. Таким образом производится плавное регулирование напряжения.

Для охлаждения ВИП и ТЭД на электровозах устанавливается три мотор-вентилятора с асинхронными электродвигателями переменного тока, напряжением 380 вольт, питание вспомогательных машин осуществляется также от обмотки собственных нужд. Четвертый вентилятор включается при рекуперативном торможении, охлаждая блок балластных резисторов. В режиме рекуперативного торможения для питания обмоток возбуждения ТЭД подключается выпрямительная установка возбуждения (ВУВ).

Контроллер машиниста

Контроллер машиниста представляет из себя главный вал, управляемый небольшим штурвалом, имеющим положения:

» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4-300×225.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg» width=»600″ height=»450″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg» alt=»кабина электровоза эп1 | кабина электровоза эп1 | Движение24″class=»wp-image-574″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4-300×225.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg 600w» data-sizes=»(max-width: 600px) 100vw, 600px» /title=»кабина электровоза эп1 | Движение24″ /> Контроллер машиниста (справа) и реверсивный вал (слева)

Рядом установлен реверсивный вал, имеющий положения:

На нем установлен задатчик скорости с рукояткой. Этим задатчиком устанавливается необходимая скорость следования (электровоз поддерживает ее автоматически в соответствии с профилем пути), на пульте управления установлен скоростемер или на экране МСУД (микропроцессорная система управления), также при рекуперативном торможении.

В обычном тяговом режиме машинист регулирует напряжения перемещая штурвал контроллера в одну из четырех зон. Для перехода в режим рекуперации штурвал устанавливается на ноль, реверсивная рукоятка ставится в положение «Р» (рекуперация), далее задатчиком скорости устанавливается необходимая скорость, затем машинист переводит штурвал в конец первой зоны, таким образом регулируется тормозная сила.

На электровозах ЭП1М и «Ермаках» контроллер представляет из себя небольшую рукоятку, при переводе ее вперед собирается схема тяги (также четыре зоны), при переводе назад собирается схема рекуперации. Реверсивная рукоятка совсем небольшая, переносная и размещена рядом с главной. Все положения контроллера подсвечиваются. На электровозах ЭП1 всех модификаций и 2ЭС5К «Ермак», установлена микропроцессорная система управления (МСУД), режим рекуперации может включатся и нажатием кнопки «рекуперация» на пульте, при этом срабатывает речевой информатор. Таким же образом происходит и возврат в режим тяги.

Вся необходимая информация высвечивается на экране МСУД (ток и напряжение на ТЭД). На пульте установлены и аналоговые приборы – манометры давления воздуха в главных резервуарах, уравнительном резервуаре, тормозной магистрали и тормозных цилиндрах. Также установлен киловольтметр напряжения в контактной сети.

На пассажирских электровозах (ЭП1; 1М; 1П) установлена система автоматического ведения поезда УСАВП. На пульте расположены сигнальные лампочки работы электропневматического торможения (ЭПТ) и сигнальные светодиоды работы всех систем. Вот так, очень коротко, я постарался описать устройство и работу электровозов переменного тока. Но есть еще электровозы двойного питания (оба рода тока), активно внедряется асинхронный привод.

Источник