Схемах и пневматических цепях

Электропоезда серии ЭД4М.

Год.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ЭД4М

 

СИЛОВАЯ СХЕМА В РЕЖИМЕ ТЯГИ.

 

Цепь тяговых двигателей собирается после восстановления защиты и установки штурвала контроллера машиниста в маневровое положение. При этом реверсоры разворачиваются в нужное направление – «Вперед» или «Назад», тормозные переключатели ТП поворачиваются в «тягу», включаются электропневматические линейные контакторы ЛК и ЛКТ.

Эти операции создают замкнутую цепь через тяговые двигатели при полностью введенных пусковых резисторах R1-R8: токоприемник, главные контакты быстродействующего выключателя БВ, линейный контактор ЛК, силовой контакт тормозного переключателя ТП2, пуско-тормозные резисторы, контактор ЛКТ, якоря двигателей, контактор тормозного переключателя ТП6, контакты реверсора, обмотки возбуждения двигателей, заземляющее устройство ЗУ на осях колесных пар.

Быстродействующий выключатель БВ включается предварительно, а реверсоры, тормозные переключатели, силовые контакторы - по команде контроллера машиниста. В положении «Вперед» реверсор замыкает свои контакты В1 и В2, и ток по обмоткам возбуждения проходит слева направо. В положении «Назад» В1 и В2 разомкнуты, а Н1 и Н2 замкнуты. Ток в обмотках меняет свое направление (справа налево), что позволяет менять направление вращения якоря, так как в якорях в обоих случаях ток сохраняет свое направление.

Тормозной переключатель подобно реверсору имеет также два положения-«тяга» и «тормоз» для создания контуров тяги или торможения. В тяге замкнуты его четные контакторы ТП2-ТП12 и ТП9, при торможении - нечетные ТП1-ТП11. Для сбора тяги используются контакторы ТП-2, ТП-4,ТП-6.

Чтобы увеличить скорость поезда, штурвал контроллера машиниста переводят в положение 1. Приходит в действие реостатный контроллер РК, который до сих пор неподвижно оставался в позиции 1, начинается вывод пусковых резисторов групповым переключателем, имеющем 20 положений (позиций) с 17-ю силовыми контакторами.

Поочередное питание одного из двух электропневматических вентилей привода реостатного контроллера (РК) заставляет поворачиваться кулачковый вал с позиции на позицию. При этом получается ступенчатый, но достаточно плавный вывод пусковых резисторов R1-R8 контакторами РК1–9 из цепи тяговых двигателей.

По мере разгона поезда ток якоря уменьшается. Как только он снизится до величины уставки реле ускорения (БРУ), оно запитывает один из вентилей контроллера, и кулачковый вал поворачивается на следующую позицию, выводя очередной резистор. Таким образом, если штурвал удерживается в положении 1, кулачковый вал РК достигнет позиции 14, где и зафиксируется. Пусковые резисторы полностью закорочены контактором 9, двигатели работают на первой ходовой безреостатной автоматической характеристике при полном возбуждении.

После перевода штурвала контроллера машиниста в положении 2 вал РК под контролем реле ускорения делает два шага: поворачивается на 15-ю,а затем на 16-ю позицию и фиксируется. Одновременно включаются контактор Ш, 10-й, а затем 11-й контакторы РК. Включением аппаратов Ш и 10 создается шунтирующая цепь, параллельная обмоткам возбуждения двигателей. Если ранее при полном возбуждении весь ток якоря попадал на обмотки, то теперь часть его ответвляется в шунтирующую цепь. Получили так называемое ослабленное возбуждение двигателей.

Подобное приводит к росту тока в якорях, силы тяги и, следовательно скорости поезда. Дальнейшее уменьшение сопротивления шунтирующей цепи приводит к более мощному отводу тока с обмоток, увеличивает степень ослабления возбуждения и скорость поезда. Это также выполняется вращением кулачкового вала РК. В положении 3 контроллера машиниста вал РК вращается до позиции 18, выводя резисторы R11,R12, а в положении 4- до последней 20-й позиции, выводя R13,R14.

После сбора на нуль контроллера машиниста контактор Ш отключается сразу, а контакторы ЛК,ЛКТ с некоторой задержкой, т.е.перед окончательным разрывом цепи возбуждение увеличивается до нормального уровня. Оно снижает ток якорей, уменьшает коммутационные перенапряжения на коллекторах двигателей, облегчает дугогашение силовых контакторов ЛК,ЛКТ, чему также способствует цепь через диоды Д30-Д37.

Поскольку обмотки двигателей обладают большой индуктивностью, в момент отключения цепи за счет э.д.с.самоиндукции повышается напряжение на делителеR71,R73 до уровня открытия стабилитрона ПП2. Подается сигнал на управляющий электрод тиристора Тт9, и он открывается.

Теперь токи самоиндукции могут замкнуться по контуру: якори двигателей, обмотки возбуждения, тиристор Тт9, диоды Д37-Д30, якори двигателей. После окончания переходного процесса тиристор закрывается, разрывая уже ненужный контур (следует иметь в виду,что появление контура имеет ряд отрицательных сторон).

 

 

 

РЕЖИМ ТОРМОЖЕНИЯ

 

После перевода штурвала контроллера в одно из тормозных положений собирается силовая схема тормоза. Еще при сбросе тяги тормозной переключатель автоматиче6ски занял позицию «Тормоз». Затем включается контактор ОВ. Он подсоединяет обмотки возбуждения к управляемому мосту Тт1-Тт6. Включается контактор КВ и на систему САУТ, которая будет управлять работой этого моста. Наконец, включается контакторы ЛК,ЛКТ и Ш.

Блок САУТ, вступив в работу, начинает подавать импульсы на управляющие электроды тиристоров Тт1-Тт6. Поэтому ток возбуждения двигателей плавно возрастает и как следствие растет э.д.с. на якорях М1-М4. Когда это напряжение станет несколько большим, чем напряжение в контактной сети, откроются силовые диоды Д1-Д2, и ток рекуперации поступит в контактную сеть.

От давая энергию в сеть, генераторы (которыми стали тяговые двигатели) создают тормозной момент. Скорость поезда начинает снижаться. Одновременно должно уменьшаться вырабатываемое напряжение, а значит, и ток рекуперации – поезд со снижением скорости будет терять тормозной эффект.

Чтобы подобного не происходило, система САУТ наряду со снижением скорости поезда увеличивает ток в обмотках возбуждения, воздействуя на тиристоры моста Тт1-Тт6. Таким образом, тормозной якорный ток поддерживается строго на каком-то определенном уровне в зависимости от положения контроллера машиниста.

Когда ток возбуждения достигнет своего максимума (250 А), что соответствует скорости движения примерно 45-50 км/ч, дальнейшее торможение с независимым возбуждением (когда обмотки запитываются от постороннего, независимого источника тока), станет неэффективным. Силовая схема переходит в режим самовозбуждения. Вступает в действие блок реле ускорения БРУ (как в тяге), а блок САУТ исключается из работы.

По команде блока БРУ реостатный контроллер переходит на позицию 2 и своим контактором 16 соединяет как обычно обмотки возбуждения со своими собственными якорями. Кроме того, включается контактор Т, создавая реостатный контур, а контакторы независимого возбуждения ОВ, КВ, а также линейный ЛК отключаются.

Тормозной ток по мере снижения скорости поезда уменьшается. Блок реле ускорения БРУ начинает переключать реостатный контроллер. При торможении РК доходит до позиции 11, на которой автоматически включается малая ступень ЭПТ, дополняет реостатный тормоз и действует до полной остановки поезда.

 

Цепь тока возбуждения: «плюсовой» выход тиристорного моста Тт1-Тт6, контактор ОВ, контакт реверсора В1, обмотки М1-М4, контактор реверсора В2, шунт амперметра А3,Контактор защиты ВЗТ, датчик тока возбуждения ДТВ, «минусовой» выход тиристорного моста.

Цепь тока рекуперации: рельсы, заземляющее устройство, шунт амперметра А1, дифференциальные трансформатор ТрД и реле ДР, контактор ВЗТ,ТП-7, индуктивный шунт ИШ, датчики тока якорей ДТЯ и ДТЯ1, якори М4-

 

М1, контактор ЛКТ, контактор тормозного переключателя ТП1, силовые диоды Д1-Д2, контактор ЛК, контакторы БВ, токоприемник, контакторная сеть.

Цепь тормозного тока при самовозбуждении, т.е. при скорости поезда менее45-40 км/ч: якори двигателей, контактор ЛКТ, пускотормозные резисторы R8,R7,R6,R5, R4, которые будут выводиться реостатным контроллером по мере снижения скорости, контактор Т, контактор тормозного переключателя ТП3, контактор Ш, контактор реостатного контроллера 16, контактор тормозного переключателя ТП5, контактор реверсора В1, обмотки возбуждения, контактор реверсора В2, контактор защиты ВЗТ, контактор тормозного переключателя ТП7, контактор реостатного контроллера 17, датчики тока якорей ДТЯ, ДТЯ1, якоря двигателей. При этом обмотки возбуждения шунтируются резисторами R 24, R11- R15, амперметром А2.

Таким образом, от постановки контроллера машиниста в тормозное положение до полной остановки поезда протекают следующие фазы торможения: рекуперативное с независимым возбуждением с максимальной скорости до 45-50 км/ч, реостатное с самовозбуждением до скорости 10-15 км/ч, торможение малой ступенью ЭПТ до остановки, так как электрический тормоз больше не дает эффекта.

Торможение закончено, штурвал контроллера переводят на нулевое положение. Автоматически выпускается воздух из тормозных цилиндров, реостатные контроллеры возвращаются в исходную первую позицию. Схема готова к последующему пуску.

Если торможение отключают не до полной остановки, а раньше, разбор схемы начинается с отключения контактора Ш. Так, при отключении тормоза на большой скорости, независимом возбуждении, вначале снимается возбуждение двигателей, уменьшается якорный ток. Затем с выдержкой времени размыкаются контакторы ЛК и ЛКТ. При отключении тормоза на малых скоростях при самовозбуждении также сначала обесточивается контактор Ш и вводится в цепь якорей резистор R25(4Ом), что также снижает якорный ток и облегчает дугогашение при размыкании Т и ЛКТ.

 

ЗАЩИТА СИЛОВОЙ ЦЕПИ

 

Защита высоковольтных цепей от атмосферных перенапряжений осуществляется разрядниками Рр1 и Рр2. Разрядник Рр1 соединен непосредственно с токоприемником, а Рр2 включен за фильтром ДрФ-С1. Он срабатывает при очень мощных грозовых разрядах. При работе электрооборудования моторные вагоны излучают в окружающее пространство довольно большие радиопомехи. Г-образный фильтр «дроссель Дрф- конденсатор С1» препятствует этому.

От коротких замыканий и перегрузок в режиме тяги цепь тяговых двигателей защищает быстродействующий выключатель БВ. Если ток, идущий от сети к двигателям, превысит допустимую величину (550- 50) А, аппарат отключит силовую схему. В тормозных режимах схема защищена контактором защиты ВЗТ, который в аварийном режиме одновременно разрывает цепь силового тока и тока возбуждения.

Оба аппарата (БВ и ВЗТ) взаимосвязаны и управляются блоком защиты БУВЗТ, они вместе включаются при воздействии на блок и,как правило, одновременно срабатывают, когда на блок защиты поступает аварийный сигнал с датчиков тока или с другой аппаратуры. Кроме того, система имеет дифференциальную защиту: ток в начале и конце цепи контролируют два дополняющих друг друга аппарата- реле ДР и трансформатор ТрД.

Трансформатор реагирует на разность скоростей изменения тока в его первичных обмотках, стоящих в начале и конце цепи. Он подает аварийный сигнал на блок защиты, отключая ВЗТ и БВ. Но если процесс (пробой изоляции, переброс) протекает медленно, трансформатор может не сработать, и электрооборудование останется без защиты. В этом случае сработает герконовое дифференциально реле ДР, контролирующее разность самих токов начала и конца цепи. Срабатывание ДР прерывает питание блока БУВЗТ, что также отключит ВЗТ и БВ.

Параллельно контактам ВЗТ установлен защитный резистор R25, уменьшающий перенапряжения при размыкании контактора. Индуктивный шунт ИШ, находящийся в данном случае в цепи якорей, уменьшает скорость нарастания тока короткого замыкания.

В аварийной ситуации, когда отключится ВЗТ, повысившееся напряжение может вызвать открытие стабилитрона ПП1 и защитного тиристора моста Тт7. Это приведет к закорачиванию моста и снятию возбуждения. Герконовое реле напряжения Э6РН контролирует уровень напряжения контактной сети. Если оно значительно снизилось или пропало совсем, реле отключит линейный контактор, т.е. разберет схему.

Для защиты от боксования или юза служит три герконовых реле Э1,Э2,Э3. Они сравнивают напряжения на соседних коллекторах двигателей, которые при боксовании или юзе будут отличаться. В этом случае срабатывает первая ступень (РБ1) и через свой повторитель остановит вращение реостатного контроллера или уменьшит уставку блока САУТ. Таки образом, ликвидируется боксование или юз. Если двигатель доведен до разносного боксования, срабатывает вторая ступень РРБ1, отключаются контакторы ЛК или Т.

Во время рекуперации возможно чрезмерное повышение напряжения в контактной сети. Если оно превысит 4 кВ, сработает реле максимального напряжения Э5РМН, включит контактор Т, т.е. произойдет переход на замещающее реостатное торможение при независимом возбуждении.