Электропневматические контакторы ПК-21 и ПК-32?

Первая супень рессорного подвешивания электровоза ЭП2К?

Предназначена для равномерного распределения нагрузки между отдельными КП и смягчения ударов передаваемых с пути на надрессорное строение. На ЭП2К применена индивидуальная система рессорного подвешивания, которая состоит из двух цилиндрических пружин и гидравлического гасителя колебания двухстороннего действия. Пружина выполняется путем навивки из стального прутка марки Ст55 или Ст60 с повышенным содержанием углерода. Работа пружины осуществляется за счет деформации ее витков, следовательно пружина обладает гибкостью. Гибкость это величина которая показывает на сколько прогнется пружина если к ней приложить нагрузку в 1 кг или 1 тонну. Пружина устанавливается между верхней и нижней направляющими, при этом в верхнюю направляющую, через резиновую манжету запрессовывается отбойник, который взаимодействует с опорной чашей, установленной на кронштейне корпуса буксы. Т.к. пружина обладает незатухающими колебаниями, то для придания первой ступени рессорного подвешивания необходимой жесткости устанавливают гидравлический гаситель колебания двухстороннего действия, работа которого основана на вязком перетекании жидкости через калиброванные отверстия, в результате чего поступательная энергия жидкости преобразуется в тепловую, следовательно гидравлический гаситель колебания обладает демпфирующими свойствами, т.е. жесткостью. Жесткость это величина обратная гибкости, которая показывает какую нагрузку необходими приложить к гаситель чтобы получить его просадку в 1мм.

PS: какими свойствами обладает первая ступень рессорного подвешивания? Ответ: гибкостью(за счет пружины), жесткостью (гидродемфер), упругостью (за счет деформации резино-металлических сайлентблоков, буксовых поводков без внешнего и внутреннего трения).

Статические характеристики?

Статическими характеристиками называется зависимость силы нажатия полоза токоприемника на контактный провод от высоты его подъема.

Она определяется выражением:

Р = Ро +/- Рт +/- Рд +/- Ра, в кгс

•     Ро - сила, создаваемая превмоприводом токоприёмника(либо подъёмными пружинами – на токоприёмнике П5)

•     Рт - сила трения в шарнирных соединениях

•     Рд - динамическая сила, создаваемая рамами при движении вверх или вниз вслед за изменением высоты подвески контактного провода

•     Ра - аэродинамическая сила - сила, создаваемая воздушными массами при движении электровоза

На локомотивах, обращающихся со скоростями до 120 км/ч силами Ра и Рд пренебрегают, т.к. они малы.

На локомотивах свыше 120 км/ч значение этих сил устанавливают после испытания в аэродинамической трубе

•     При подъёме токоприёмника сила нажатия полоза на контактный провод уменьшается на величину силы трения шарнирных соединений, поэтому выражение примет вид

Р = Ро - Рт, кгс

 

•     При опускании токоприёмника выражение примет вид

Р = Ро + Рт, кгс

При опускании токоприёмника сила нажатия полоза на контактный провод увеличивается, т.к. контактный провод, оказывая пассивное давление, компенсирует силу трения в шарнирных соединениях.

Сила нажатия:

•     Летом: 9 - 11 кгс

•     Зимой: 10-13 кгс

 

Коммутация?

Коммутация - совокупность процессов, под влиянием которых ток в секциях меняет своё направление на противоположное при переходе из одной параллельной ветви в другую.

 Т.к. якорь вращается очень быстро, то проводники обмотки якоря поочерёдно пересекают линии магнитной индукции то северного, то южного полюсов и, при этом, щётка перекрывает сразу несколько коллекторных пластин. В результате этого из-за быстрой смены полярности в проводниках наводится ЭДС самоиндукции, а т.к. в пазах укладывается не один, а несколько проводников, между ними наводится ЭДС взаимоиндукции. В сумме эти две ЭДС образуют реактивную ЭДС, которая перегружает сбегающий край щётки и недогружает набегающий, в результате чего щётка накаляется и начинает искрить

 В настоящее время в машиностроении существует 5 степеней искрения:

1.    1,0 - идеальная коммутация - искрения под щётками нет(новые двигатели)

2.    1,25 - искрение наблюдается под 0,25 частью щётки, но в результате этого не возникает нагара на щётках и не происходит потемнения коллектора.

3.    1,5 - искрение наблюдается на половине щётки, в результате чего возникает нагар на щётках и происходит потемнение коллектора. Нагар и потемнение в этом случае удаляются с помощью протирания техническими салфетками, смоченными в авиационном бензине

4.    2,0 - искрение наблюдается под всей частью щётки, в результате чего возникает сильный нагар на щётках и происходит потемнение коллектора со следами побежалости. Удаляется только с помощью шлифовки.

5.    3,0 - круговой огонь по коллектору - соединение плюсового щёткодержателя с минусовым по коллектору помимо обмотки якоря

  В эксплуатации допускаются только первые три степени

Причины, вызывающие искрение на коллекторе

•     Коммутационные - процесс скольжения щётки по коллектору

•     Механические причины:

a.     Выступание межколлекторного меканита

b.    Сколы щёток

c.     Обрыв жил шунтов щёток

d.    Излом нажимного пальца или пружины

e.    Непритёртость щётки к окну щёткодержателя

f.     Биение коллектора, возникающее из-за износа моторно-якорных подшипников

•     Потенциальные - нарушение разности потенциалов между соседними коллекторными пластинами из-за загрязнения межламмельного расстояния - осыпание графита со щётки в пространство между пластинами, в результате чего напряжение на смежных пластинах суммируется и лавинно нарастает от щётки до щётки.

 Способы улучшения коммутации

1.    Установка в электрических машинах большой мощности дополнительных полюсов. Дополнительный полюс включается последовательно в цепь с обмоткой якоря и обмоткой главных полюсов. Дополнительный полюс создаёт дополнительный магнитный поток, направленный в зону коммутируемой секции, в результате чего, когда коммутируемая секция пересекает данное магнитное поле, в ней наводится дополнительная ЭДС, которая будет направлена навстречу реактивной ЭДС, тем самым уменьшая её или компенсируя полностью.

2.    Установка в электрических машинах большой мощности разрезных щёток, которые увеличивают переходное сопротивление реактивному току.

3.    На вспомогательных машинах для улучшения коммутации за счёт поворотной траверсы щётки устанавливают на геометрическую нейтраль, т.е. там, где линия действия щёток с индукцией будет равна 0.

 

Реакция якоря?

Реакцией якоря – называется вредное воздействие магнитного поля якоря на основное магнитное поле (магнитное поле главных полюсов).

Допустим, в начальный момент времени, что, ток протекает только по обмотке возбуждения, в результате этого, в электрической машине образуется магнитное поле главных полюсов, которое проходит от северного полюса к южному, пронизывая сердечник якоря, при этом, магнитное поле главных полюсов распределяется в виде равномерной трапеции, имея максимальное значение под центром полюса и, уменьшаясь, по мере удаления, к краям полюсов.

Допустим, что в следующий момент времени, ток проходит только по обмотке якоря, в результате этого, вокруг проводника с током, создается магнитное поле. Магнитное поле обмотки якоря будет распределяться вдоль линии действия щеток, при этом минимальное значения этого магнитного поля будет под центром полюса, а увеличиваться оно будет по мере удаления к краям полюсов.

В реально действующей электрической машине ток проходит как по обмотке якоря, так и по обмотке возбуждения, следовательно в электрической машине образуется магнитное поле главных полюсов и соответственно магнитное поле якоря. При этом, магнитное поле якоря направлено таким образом, что под одним краем полюса оно будет совпадать с магнитным полем обмотки возбуждения, а под другим будет направлено встречно, в результате этого происходит перераспределение линий магнитной индукции обмотки возбуждения, т.е. создается искажение основного магнитного поля, которое приводит к нарушению потенциальных условий на коллекторе и появлению кругового огня.

Для компенсации вредного воздействия магнитного поля якоря в электнических машинах большой мощности устанавливают компенсационную обмотку, которая укладывается в краях смежных полюсов – компенсационная обмотка включатся последовательно в цепь с обмоткой якоря и обмоткой возбуждения гравных полюсов, в результате чего она создает свое магнитное поле направленное навстречу магнитному полю якоря тем самым компенсируя его.

 

Букса электровоза ЭП2К?

Назначение –для передачи тяговых и тормозным усилий, передачи вертикальной нагрузки. Обеспечивает свободу перемещения КП в поперечном направлении и хранение смазки.

Достоинства букс с подшипниками трения-качения, по отношению к подшипникам трения-скольжения:

- меньший расход цветных металлов;

- меньший расход смазки;

- меньшая себестоимость в обслуживании;

- более высокая долговечность и работоспособность;

- меньшее сопротивление движению электровоза, особенно в момент трогания.

Недостаток: требуется наличие токоотводящего устройства, т.к. данные подшипники подвержены электроэррозионному износу.

Конструкция:

 

 

Электропневматические контакторы ПК-21 и ПК-32?

Предназначен для переключения силовых цепей электровоза под нагрузкой.

Состоит из изоляционной стойки, на которой закрепляются верхний и нижний кронштейны. Верхний кронштейн одновременно является верхним дугогасительным рогом, с расположенной на нем дугогасительной катушкой и неподвижным контактом. Нижний кронштейн является держателем дугогасительной камеры и одновременно с этим на нем шарнирно с помощью оси устанавливается рычаг подвижного контакта, на котором в свою очередь шарнирно с помощью оси устанавливается держатель подвижного контакта, с непосредственно закрепленным на нем подвижным контактом. Держатель относительно рычага подпружинен притирающей пружиной(контактной). Угол развода усов шплинта должен составлять 45 градусов. От держателя подвижного контакта к нижнему кронштейну отходит гибкий шунт, для обеспечения подвижного контактного соединения (в эксплуатации надрыв жил шунтов допускается не более 15% от сечения). Держатель подвижного контакта, через изоляционную тягу соединяется со штоком пневматического привода(данная изоляционная тяга предотвращает переброс высокого напряжения на цепь с низким напряжением). Пневматический привод состоит из цилиндра, внутри которого устанавливается поршень уплотненный резиновой манжетой, поршень подпружинен возвращающей пружиной. Величина давления в пневматическом цилиндре изменяется за счет электромагнитного вентиля включающего типа.

 Контактора могут быть оборудованы либо пальцеобразными контактами, либо контактами мостикового типа. Дугогасительная камера лабиринтно-щелевого типа выполняется из материала КМК-218 (прессованная слюда с добавление асбеста).

Принцип действия: Включение контактора ПК происходит по характеристике подвижного контактного соединения:

-раствор (кратчайшее расстояние между разомкнутыми контактами)

- начальное нажатие (усилие создаваемое контактной(притирающей) пружиной в точке начального нажатия контактов)

-притирание (процесс скольжения поверхности подвижного контакта по поверхности неподвижного контакта, от точки начального нажатия, до точки конечного нажатия, сопровождаемое снятием оксидной пленки с целью уменьшения переходного сопротивления).

-конечное нажатие (усилие создаваемое контактной (притирающей) пружиной в точке конечного нажатия контактов.

Процесс отключения контактора ПК. при отключении контактора между губками контактор образуется устойчивая электрическая дуга (для образования эл дуги достаточно напряжения 1,5 В и силы тока 0,0001 А). Принцип гашения эл дуги определяется по правилу левой и правой руки. Правую руку необходимо расположить так, чтобы 4 пальца совпадали с направлением тока в ней, тогда 5й отогнутый на 90 градусов палец, укажет направление линий магнитной индукции. Левую руку необходимо расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в раскрытую ладонь, 4 вытянутых пальца должны совпадать с направлением тока по контактам, тогда 5й отогнутый на 90 градусов палец укажет направление движения эл дуги.

PS Кронштейны всегда выполняются латунными, для предотвращения переброса эл дуги, т.к. при прохождении по ним тока большой величины из них выделяются пары олова, которые деионизируют воздух вокруг кронштейнов, т.е. убирают из воздуха отрицательные ионы, делая его непроводником эл. тока.

В настоящее время в локомотивостроении существуют следующие способы гашения эл дуги:

- электромагнитное дутьё (применяется на электровозах постоянного тока);

- электромагнитное дутье с принудительной подачей сжатого воздуха (используется в основном на электровозах переменного тока, там где синусоида тока проходит через 0(ноль));

- вакуумное гашение (плавкие вставки);

Условия гашения эл дуги:

- растянуть эл дугу чтобы уменьшить её сечение;

- охладить эл дугу о стенки дугогасительной камеры, чтобы снизить ее мощность (тк температура гарения ствола дуги в силовой цепи в среднем составляет 10000 градусов С);

- разбить эл дугу на несколько частей, чтобы максимально сбить её мощность;

- деионизировать воздух на выходе из дугогасительной камеры, т.е. убрать из воздуха отрицательные ионы;

- зашунтировать дугу на выходе из дугогасительной камеры на активное сопротивление.