Классификация электрических схем.

Вагон метрополитена представляет собой комплекс электрического оборудования, в котором для превращения электрической энергии в механическую применяются тяговые электродвигатели. Для правильного режима работы электрооборудования вагона применяется контрольно-измерительная и защитная аппаратура, а для контроля за работой каждого вагона и всего поезда применяются звуковая сигнализация (звонки, зуммеры или тонально-вызывные устройства) и световая сигнализация (лампы, светодиоды и индикаторы). Все электрические аппараты и приборы соединены между собой проводами и кабелями в электрические цепи. Эти цепи можно условно разделить на два типа: высоковольтные, которые запитываются от контактного рельса, напряжением 825 В и низковольтные, питающиеся от аккумуляторной батареи вагона напряжением 75 В.

 

Высоковольтные цепи можно разделить на два вида:

• силовая (СЦ). К этой цепи относится аппаратура, которая непосредственно влияет на разгон и торможение вагона. К силовой цепи относятся, например, тяговые электродвигатели (ТЭД).
• вспомогательные (ВЦвн). Их название говорит само за себя. В них входят: мотор-компрессор, печь кабины, преобразователь напряжения для работы освещения салона и подзаряда аккумуляторной батареи вагона (АКБ), нулевое реле (отключает силовую цепь при пониженном напряжении) и киловольтметр, показывающий напряжение на контактном рельсе.

 

Низковольтные цепи делятся на:

• цепи управления (ЦУ) - с их помощью машинист управляет процессом разгона и торможения поезда.
• вспомогательные цепи (ВЦнн), эти цепи включают в себя аппараты, необходимые для сервисных целей: управления дверями, контактором компрессора, преобразователем напряжения, фарами, сигнализацией и т.д.

 

Существуют три способа отображения электрических схем:

Монтажные схемы указывают истинное расположение всех проводов, к à белей и мест их соединения между собой или мест их присоединения к контактным зажимам аппаратов и приборов. Эти схемы необходимы для работы ремонтного персонала.

 

Принципиальные схемы отличаются от монтажных тем, что те же самые элементы в них расположены так, чтобы облегчить восприятие всей схемы целиком, а значит, легче понять принцип их работы. В справочной литературе по предмету «Электрооборудование подвижного состава» все цепи представлены для изучения в виде принципиальных электрических схем. Для правильного чтения этих схем необходимо сначала изучить таблицу общепринятых в электротехнике символов (см. стр.14).

Блок - схемы изображаются в виде блоков и стрелок. Стрелками показывается логическая связь между блоками. Такие схемы применяются для отображения общего принципа работы сложных устройств.

Кабина машиниста вагона 81-760.

Таблица символов, применяемых в электрических схемах.

 

* Цвета элементов выбраны в соответствии с традицией, принятой в УПЦ, для облегчения восприятия схем и

не являются требованием ГОСТа.

 

Электрическое оборудование вагона. (начало)

ТР-3Б. Токоприёмник рельсовый. Предназначен для нижнего токосъёма с контактного рельса при любых

скоростях и погодных условиях. Крепится на деревянный или текстолитовый брус.

 

Устройство.

• правый кронштейн (1) с Г-образной скобой (2) и пальцем для удочки (3)
• левый кронштейн (5) с клеммовым устройством (6) для зажима наконечника силового кабеля
• отверстие (в левом кронштейне) под штырь для фиксации башмака в отжатом положении
• соединительная пластина (4), она соединяет оба кронштейна и служит для токопередачи, минуя подвижные соединения. Все подвижные соединения в электрооборудовании должны шунтироваться для предотвращения нагрева и, как следствие, заклинивания подвижных частей.
• башмакодершатель (7) с двумя нажимными пружинами (9) и сменными капроновыми втулками, которые заменяются по мере износа
• два медных шунта (8) крепятся болтами к башмакодержателю и соединительной пластине
• башмак (11) с контактной пластиной (12), которая приваривается к площадке башмака
• валик (10) проходит через отверстия в обоих кронштейнах и в башмакодержателе

 

 

Применение нижнего токосъёма позволило сократить расходы на строительство новых линий за счёт уменьшения диаметра тоннеля, расходы на текущее содержание контактной сети и повысило надёжность токосъёма. Такой способ токосъёма также позволил закрыть контактный рельс защитным кожухом сверху, обеспечивая бòльшую электробезопасность и защиту от образования наледи. Сечение вилки башмака со стороны контактной пластины ослаблено. В случае, например, выхода контактного рельса из габарита при динамическом ударе о него, в месте ослабленного сечения произойдёт излом вилки, что приведёт к отсоединению площадки с контактной пластиной, не допустив более тяжёлых последствий (например, излома бруса токоприёмника и попадания его под колесо). Токоприёмник с брусом при помощи двух кронштейнов крепится к приливам букс колёсных пар вагона. Для защиты от падения на путь на брус и раму тележки крепятся два предохранительных троссика. Всего на вагоне 4 токоприёмника.

 

ТР-7Б. Он отличается от ТР-3 наличием пневмопривода для дистанционного управления отжатием (прижатием) башмаков. Устанавливается на вагонах 81-717.5м, 81-717.6, 81-720 и 81-740.

 

Устройство.

 

1. Основание

2. Кронштейны

3. Возвратные пружины

4. Рычаг

5. Медный шунт

6. Башмак с контактной

пластиной

7. Пневмоцилиндр

8. Г-образная скоба

9. Палец для «удочки»

10. Ручка фиксатора

11. Клеммовый зажим

 

 

Минимальное давление срабатывания пневмопривода – 3,5 Атм. При меньшем давлении в магистрали управления для отжатия башмака необходимо применить специальную штангу, а затем зафиксировать башмак в отжатом состоянии поворотом рукоятки фиксатора (она может располагаться также внизу пневмоцилиндра). В отличие от ТР-3, при отжатии башмака ТР-7 пружины (3) работают «на растяжение».

 

ТРА-02. (Токоприёмник рельсовый автоматический). Он также имеет пневмопривод для дистанционного управления отжатием (прижатием) башмаков. Устанавливается на вагонах 81-760 / 81-761.

 

Устройство.

1. Основание

2. Цилиндр

пневмопривода

3. Датчик контроля

отжатия

4. Рукоятка ручного

отключения

5. Двухпозиционный

переключатель

6. Рычаг

7. Ось рычага

8. Нажимные пружины

9. Изолятор

10. Башмак с контактной

пластиной

11. Медный шунт

12. Предохранительная

петля

13. Палец для «удочки»

14. Зажим для силового

кабеля.

В рабочем положении башмак прижат к контактному рельсу. Для отжатия башмака токоприемника по команде машиниста в пневмоцилиндр кратковременно подается сжатый воздух, шток нажимает на толкатель двухпозиционного переключателя, который переходит из положения I (токоприёмник прижат) в положение II (токоприёмник отжат).

 

При включении токоприемника по команде машиниста в пневмоцилиндр повторно подается сжатый воздух. Шток пневмоцилиндра нажимает на толкатель переключателя и переводит его в положение I, при этом башмак приимается к контактному рельсу. Следующее нажатие на переключатель приводит его в положение II, и далее цикл повторяется.

В случае повреждения пневмосистемы или цепи управления токоприемник можно отключить при помощи рукоятки. Однократное нажатие на рукоятку отключает токоприемник, повторное – включает.

СК-43. Коробка силовая (в схеме – КС1). Предназначена для соединения силовых к а белей от токоприёмников с кабелями силовой и вспомогателной цепи высокого напряжения. Крепится к раме кузова под вагоном слева.

Устройство.

• металлический сварной короб (1), который установлен на
• изоляционной панели (3), на которой смонтировано клеммовое устройство для зажима наконечников силовых кабелей (4, 5, 6)
• металлическая крышка (2) с резиновым уплотнением имеет замок с двумя барашковыми зажимами.

 

Если хотя бы один токоприёмник вагона находится под напряжением, то и три остальных будут также под высоким напряжением!

 

СК-25. «Земляная коробка» (в схеме – КС2). Две коробки расположены под кузовом в районе 1 и 2 тележек. Предназначены для соединения проводов и к а белей цепей, подлежащих заземлению, а также «минуса» аккумуляторной батареи с заземляющим устройством ЗУМ (см. дальше).

Устройство.

• Металлический сварной короб (2), внутри него установлена
• изоляционная панель (3), на которой смонтирован клеммник для зажима наконечников кабелей и проводов цепей, подлежащих заземлению.
• Металлическая крышка с резиновым уплотнением (1) имеет замок с двумя барашковыми зажимами.

 

От каждой КС2 отходят по два кабеля, каждый из которых соединён с ЗУМом (см. ниже).

 

ЗУМ-3. Заземляющее устройство моторов. Предназначено для токоотвода путём заземления «минуса» через ось колёсной пары на ходовые рельсы. Крепится на корпусе каждого редуктора шпилькой. Всего 4 шт. на вагон.

Устройство.

1. Кронштейн.
2. Наконечник для крепления кабеля от СК-25.
3. Два медных шунта. Шунты необходимы во всех подвижных соединениях для обеспечения надёжного токоотвода, в противном случае из-за нагрева в месте подвижного соединения произойдёт заклинивание.
4. Два щёткодержателя.
5. Две щётки.
6. Прижимная пружина для обеспечения прижатия щёток к контактному кольцу оси колёсеой пары по мере их износа. Сила нажатия щёток около 1,5 кгс.
7. Отверстие под шпильку для крепления ЗУМа.

 

 

Масса ЗУМа - около 2 кг. Продолжительный ток - 100 А.

 

 

Резисторы КФ-47. Предназначены для ограничения силы тока в силовой цепи. Включены последовательно в цепь тяговых электродвигателей (ТЭД) для обеспечения плавного разгона и торможения вагона, поэтому они называются пуско-тормозные резисторы (сопротивления) - ПТР (ПТС). Резисторы типа КФ-47 состоят из

гребенчатого фарфорового изолятора, на который в виде спирали «на ребро» намотана фехралевая лента (сплав железа с хромом и алюминием). Этот сплав используется потому, что имеет большое удельное сопротивление, хорошую теплоотдачу, выдерживает высокую температуру и при этом почти не изменяет своё сопротивление при нагреве. По концам ленты припаяны медные выводы с вырезами под болты. Держатели из листовой стали (3) соединены болтами (2), на которых через изоляторы закреплены резисторы, расстояние между ними фиксируется выравнивающими втулками (1).

Резисторы КФ-50. Резисторы ослабления магнитного поля двигателей. Два резистора подключены параллельно ОВ ТЭД (обмоткам возбуждения) по одному в каждую группу. Устроены аналогично КФ-47. Разница в том, что каждый элемент, помимо отпаек по концам, имеет ещё и три промежуточные отпайки для

получения четырёх ступеней сопротивления.

 

Резисторы ослабления поля подключаются параллельно обмоткам возбуждения ТЭД контакторами шунтировки КШ-1 и КШ-2 (их устройство и работа будут рассмотрены далее).

 

Ящики с резисторами ЯС-44. Ящики с резисторами ЯС-44 предназначены для размещения в них добавочных резисторов, применяемых в низковольтных цепях вагонов.Эти резисторы предназначены для уменьшения величины напряжения, подаваемого на сигнальные лампы, катушки реле и контакторов.Применяются резисторы типа ПЭ, ПЭВ и ПЭВР.

 

Резисторы изготавливают из константановой проволоки, намотанной на талько-шамотные цилиндры (изоляторы). Проволока припаивается к держателям. Держатели крепятся при помощи фарфоровых втулок, стянутых стержнем и гайкой. Для защиты проволоки от повреждений и межвиткового замыкания трубку покрывают стеклоэмалью зелёного цвета. На корпусе каждого резистора указана величина его сопротивления. Резисторы установлены в ящиках ЯС-44В и ЯС-44Г под вагоном.

ЯС-44В. ЯС-44Г.

Аппараты состоят из металлического ящика (4), в котором на изоляционной панели крепятся добавочные резисторы (1). Между собой резисторы соединяются медными шинами (3). Ввод проводов осуществляется через сальники (5) в корпусе ящика. Ящики закрываются металлической крышкой.

Ящик ЯП-57. Ящик с предохранителями. Подвешивается на изоляторах к раме кузова с левой стороны вагона. На диэлектрической панели установлены: главный предохранитель и предохранитель ВЦвн.

 

 

Устройство ящика:

• металлический сварной короб (1)
• крышка с резиновым уплотнением
• замковый зажим
• 4 фарфоровых изолятора (6)
• изоляционная панель (4), на которой смонтировано клеммовое устройство для зажима наконечников к а белей (2, 5), клеммы для крепления предохранителей, соединительная шина и два предохранителя:

 

Главный предохранитель типа ПП-36 (обозначение в схеме - П). Предназначен для защиты силовой цепи в моторном режиме от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

• прямоугольный фарфоровый корпус с металлическими боковинами (3)
• внутри корпуса между боковинами установлены плавкие калиброванные пластины (8)
• внутренняя полость заполнена кварцевым песком для гашения электрической дуги
• Номинальный ток - 500А, при токе 1000А калиброванные пластины перегорают не более, чем за 20 с.

Предохранитель ВЦвн типа ПП-28 (обозначение в схеме - ПО). Предназначен для защиты вспомогательных цепей высокого напряжения (ВЦвн) от токов короткого замыкания и перегрузки.

• фарфоровая трубка с металлическими наконечниками (7)
• внутри - плавкая вставка, ток перегорания - 40А. (для вагонов Еж-3 и Ем-508Т - 31,5А)
• внутренняя полость трубки заполнена кварцевым песком для гашения дуги.