Аккумуляторные батареи электропоезда

Аккумуляторная батарея служит источником питания цепей низ­кого напряжения при неработающих преобразователях. Во время подготовки электропоезда к работе, а также при повреждении ге­нератора в пути следования от нее снабжаются электроэнергией катушки различных аппаратов, осветительные и сигнальные лам­пы, цепи ЭПТ, АЛСН, радиостанции и др. После включения пре­образователя генератор запитывает все низковольтные цепи элек­тропоезда и одновременно заряжает аккумуляторную батарею (она должна работать в режиме постоянного подзаряда).

Батареи установлены на головных и прицепных вагонах. На электропоездах ЭР2 применяют щелочные никель-кадмневые ба­тареи 40НК-125, на электропоездах ЭР2Т и ЭД2Т — батареи 90НК- 55. Первые две цифры обозначают число последовательно соеди­ненных элементов (банок) в батарее, буквы «НК» обозначают ма­териал электродов — никель и кадмий, число, стоящее после букв, указывает номинальную емкость батареи в ампер-часах.

Аккумулятор (рис. 2.22) представляет собой сосуд, наполнен­ный электролитом, в который опущены два электрода. Корпус ак­кумулятора 9 изготовлен из никелированного железа, находяще­гося в резиновом чехле 1. В каждом элементе размещены блок 11 с пятью пластинами отрицательной полярности и блок 10 с шестью положительно заряженными пластинами. Активная масса 8 поме­щена в плоские стальные никелированные трубки 7 с большим чис­лом отверстий, через которые проходит электролит. Положитель­но и отрицательно заряженные пластины изолированы между со­бой эбонитовыми палочками 6. Выводные шпильки блоков 10 и 11 проходят через отверстия в крышке корпуса 9 и изолированы от нее втулками 5. уплотнениями служат кольца 2.

Для крепления на шпильках блоков перемычек или наконечников кабелей служат гайки 3. Между шпильками имеется отверстие для заливки электролита, закрытое пробкой 4 и уплотненное резиновым кольцом. При повышении давления газов внутри корпуса резиновое кольцо отходит от пробки и сообщает емкость с атмосферой.

Чтобы привести батарею в рабочее состояние, необходимо за­лить в аккумуляторы электролит и через 2 ч проверить его уро­вень и напряжение на каждом элементе. После установления нор­мального уровня электролита аккумуляторы подвергают несколь­ким циклам «заряда-разряда». В случае «закипания» электролита следует прекратить заряд аккумулятора, так как процесс завершился. Дальнейшее питание аккумулятора приведет к увеличению плот­ности электролита и его нагреву. Смесь выделяемых во время «ки­пения» водорода и кислорода представляет собой гремучий газ. способный взорваться
от случайной искры.

Рис. 356.
Устройство аккумулятора:

1 — резиновый чехол; 2 — уплотнительное кольцо; 3 — гайка; 4 — пробка; 5 — втулка; 6— эбонитовая палочка; 7— никелированная трубка; 8—активная масса; 9— корпус аккумулятора; 10 — блок положительных пластин; 11 — блок отрицательных пластин.

 

Электролит представляет собой смесь в определенном соотношении дистиллированной воды и гидроокиси калия с добавкой едкого лития. Плотность электролита равна 1,19... 1,21 г/см3. На нем батарея может работать в диапазоне температур-15...+35 °С. Добавление в электролит лития значительно повышает срок службы аккумуляторов, увеличивая число зарядно-разрядных циклов. При температуре ниже -15 °С электролит должен иметь плотность 1,25... 1,27 г/см3 без добавки едкого лития.

Щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы в отличие от ранее устанавливаемых кислотных аккумуляторов не выделяют вредных испарений, устойчивы к воздействию больших токов, не боятся тряски, толчков, ударов и не выходят из строя даже от короткого замыкания. Кроме того, щелочные аккумуляторы по сравнению с кислотными при одинаковой емкости имеют меньшую массу, весьма незначительный саморазряд, небольшую чувствительность к перезаряду и недозаряду и больший срок службы. Их недостатком является меньшее напряжение элемента — 1,2 В против 2...2,1В в кислотных элементах.

Ввиду повышенного внутреннего сопротивления щелочных аккумуляторов для нормального подзаряда требуется повышенное напряжение, т.е. увеличенный зарядный ток. На электропоездах ЭР2 это сделать сложно, поэтому батарею разделяют на пять групп, которые соединяют параллельно, искусственно понижая ее общее сопротивление. На электропоездах ЭР2Т и ЭД2Т подобного добиться проще: в трансформатор управления вводят дополнительную вторичную обмотку (вольтдобавку), которая обеспечивает нормальный зарядный ток. Но и в том и другом случае подобное решение усложняет схему заряда батареи.

Во время технического обслуживания на ТО-2 необходимо проверить напряжение каждой батареи при разрядном токе 15...20 А. Для этого батареи поочередно подсоединяют к цепям управления поезда, включают прожектора, дежурное освещение и другие нагрузки: напряжение должно быть не ниже 108 В. В противном случае следует проверить работу системы заряда и сделать соответствующую запись в журнале ТУ-152. При напряжении ниже 90 В требуется убедиться, что система заряда обеспечивает зарядный ток 25...30 А и пронаблюдать за процессом заряда в ходе работы электропоезда.

На ТО-3 проверяют плотность прилегания крышек батарейного ящика (должны отсутствовать снег и грязь), протирают элементы, удаляют салфеткой, смоченной в бензине, следы коррозии и окислы. Пробки элементов должны быть завернуты, токоведущие детали — смазаны.

Контролируют также напряжение и его полярность на каждом элементе батареи. Элементы с напряжением менее 1.2 В должны быть заменены или взяты на учет для последующего ремонта или замены. Проверяют уровень и плотность электролита и доводят их до нормы, доливая дистиллированную воду или жидкую щелочь.

Если разница напряжений на элементах превышает 0,1 В, то производят уравнительный заряд током 14 А в течение 4...5 ч или до появления обильного газовыделения. Температура электролита при заряде не должна превышать 35 °С.

Кроме того, проверяют резиновые уплотнения клапанов пробок и заменяют неисправные. Пробки завертывают, протирают насухо токоведущие и изолирующие поверхности, крышки элементов.

 

 

 

Измерительные приборы

 

Для измерения величины тока в цепях Т.Д., а также величины зарядного или разрядного тока аккумуляторной батареи служат амперметры магнитоэлектрической системы.

Рис.357

Механизм состоит из постоянного магнита 1 с полюсами 2, неподвижного стального цилиндра 3, и подвижной алюминиевой рамки 6 с намотанной на неё обмоткой (катушкой 5).

При прохождении по обмотке тока возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем магнита поворачивает рамку, а вместе с ней стрелку прибора.

Величина тока проходящего по обмотке зависит от напряжения на шунте.

Для того, чтобы амперметр не создавал больших потерь электрической энергии, его выполняют с малым внутренним сопротивлением, а поэтому подключать непосредственно в сеть нельзя – сгорит.

Для расширения пределов измерения параллельно амперметру подключают шунт, который изготавливают из манганина, материала, не изменяющего своего сопротивления при нагревании.

В приборе имеется пружина 4, служащая для создания тормозного момента и успокоения прибора (рамки со стрелкой).

 

При измерении напряжения в контактном проводе, а также в низковольтных цепях – служат вольтметры.

По конструкции они аналогичны амперметрам.

Вольтметры изготавливают с большим внутренним сопротивлением или же с добавочным резистором, который включается последовательно с прибором.

(Можно сказать, что амперметр замеряет падение напряжения на шунте, а показывает силу тока. Вольтметр замеряет силу тока, а показывает напряжение.)

Для измерения напряжения в цепях переменного тока служит вольтметр, а для измерения частоты – частотомер.

Эти приборы относятся к приборам электромагнитной системы.

Частотомер представляет собой стрелочный прибор и применяется в комплекте с добавочным устройством.

Шкала градуирована в Герцах.

Добавочное устройство позволяет включить прибор на напряжение 36, 127, 220 Вольт.

Рис.358

 

Приборы электромагнитной системы основаны на механическом взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 7 со стальными сердечниками – 8,9 помещенными в поле этой катушки.

Сердечник 8, укреплен неподвижно с внутренней стороны катушки.

Сердечник 9, закреплен на оси прибора.

При прохождении тока по катушке сердечники намагничиваются одноименно и поэтому сердечник 9, отталкиваясь от сердечника 8, поворачивает ось прибора.

Повороту оси препятствует пружинка.

Когда усилие, создаваемое пружинкой уравновесят усилие создаваемое катушкой, подвижная система прибора остановится, и стрелка прибора зафиксирует показание.

Счетчик электроэнергии

 

Служит для учета расхода и возврата электрической энергии.

Принцип действия основан на выталкивании проводника с током из маг­нитного поля, т.е. такой же, как и двигателей постоянного тока.

 

На проводник с током действует сила, величина которой пропорциональна произведению тока нагрузки, и напряжения, приложенного к нагрузке.

Счетчик имеет подвижную (катушка напряжения) 6 и неподвижную 4 (токовая) катушки.

Рис. 359

 

По неподвижной катушке протекает весь ток (вместе с шунтом).

Подвижная ка­тушка состоит из трех секций, соединенных последовательно и укреп­ленных на изоляционном барабане.

Подвижная катушка присоединяется к напряжению сети через добавочный резистор и напряжение к ней подво­дится через коллектор 7.

Для создания тормозного момента служит посто­янный магнит 1 и алюминиевый диск 3, который при вращении пересекает магнитный поток магнита, в результате чего в диске возникают вихре­вые токи, которые тормозят подвижную систему, установленную на оси.

Барабан, вращаясь в МП, вращает ось, а она - систему шестеренок с цифрами, которые ведут счет.

Полученный расход по счетчику надо ум­ножить на переводной коэффициент 10 кВт/ч.

Для уменьшения искрения установлены конденсаторы.

Большой конденсатор служит для уменьшения искрения при тряске счетчика во время отрыва щеток, а 3 маленьких - для уменьшения искрения при переходе с одной пластины (ламели) на другую.

Сопротивление резисторов 160 кОм.

 

Рис. 360
Счетчик электроэнергии СКВТ-Д621:
1 – регулировочные винты; 2 – магнит; 3 – изолятор; 4 – кронштейн; 5 – кожух; 6 - коллектор; 7 – подпятник; 8 – щётка; 9 – магнитопровод; 10 – катушка подвижной системы; 11 – подвижная система; 12 – тормозной диск; 13 – счётный механизм

Электрические схемы