Устройства питания цепей управления и заряда аккумуляторных батарей

УСТРОЙСТВА ПИТАНИЯ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Аккумуляторные батареи, служащие на электровозах BЛ11, BЛ11^м источником напряжения 50 В, состоят из 40 элементов КН125 (щелочные кадмиево-никелевые, номинальная емкость одного элемента 125 Ач, напряжение на зажимах 1,25 В).

Технические условия на элементы КН125 определяют параметры их работы в режиме заряда и разряда. Оттого, соответствуют ли фактические режимы требованиям ТУ во время эксплуатации, зависит срок службы элементов и батареи в целом. Аккумуляторная батарея, находящаяся в ре­жиме постоянного подзаряда, должна иметь автоматическое регулировочное устройство, обеспечивающее требуемые характеристики и макси­мальный срок службы. Начальный и конечный ток заряда батареи в экс­плуатации должен быть соответственно 20—30 А и около 3 А.

В связи с тем, что электровозы ВЛ11 и В Л11^м имеют аккумуляторные батареи на каждой секции, устройства питания цепей управления и заря­да. Кроме то­го, они осуществляют выравнивание нагрузки параллельно работающих генераторов управления.

Работа бесконтактного регулятора напряжения при определенных не­исправностях его элементов сопровождается резким увеличением напря­жения на зажимах соответствующего генератора управления и может при­вести к повреждению как самого регулятора, так и низковольтной аппара­туры цепей управления. Нарастание напряжения происходит так быстро, что функции защиты способно выполнить только специальное электрон­ное устройство. Перечисленные функции обеспечивают агрегаты панели управления.

 

Технические характеристики различных модификаций агре­гатов приведены в таблице.

Показатель	Значение показателя для агрегата
	АПУ-287 (ВЛ11 по N° 240)	АПУ-287 (ВЛ11 с № 241)	АПУ-006 (BЛ11м по № 140)	АПУ-009 (ВЛ11^М с № 141)	Усовершен­ствованное устройство
Номинальное напряжение цепи управления, В
Пределы регулиро вания напряжения цепи управления, В
48-52	48—52	48—52	48—52	45-52
Напряжение заряда аккумуляторной батареи, В			67-69
Ток заряда аккумуляторной батареи, А: начальный конечный
8-9	18-20	20-30	17-23
4-5	3-3,5

 

Из анализа технических характеристик видно, что панель управления на электровозах ВЛ11 по № 240, обеспечивающая напряжение заряда, равное напряжению в цепи управления, делает очень узким диапазон между начальным и конечным током заряда. Аккумуляторные батареи электровозов, имеющих панели с такими характеристиками, подвержены медленной зарядке и повышенному нагреву вследствие относительно большого конечного тока заряда.

На электровозах BЛ11 с № 241 эти недостатки в основном устранены, но начальный ток заряда не превышает 20 А. Усложнилась схема заряда батарей из-за перераспределения функций генераторов управления. Один генератор управления работает на заряд аккумуляторных батарей всех секций, другой — на питание цепей управления.

На электровозах BЛ11м по № 140 с агрегатом АПУ-006 созданы условия заряда аккумуляторных батарей, соответствующие ТУ, но характеристики панели управления имеют ряд недостатков. Основным из них является повышенное (до 67—69 В) напряжение цепи заряда вследствие применения вольтодобавочного устройства.

Агрегаты панели управления АПУ-009, установленные на электровозах BЛ11м с № 141, отвечают всем требованиям эксплуатации.

Анализ работы и отказов аккумуляторных батарей электровозов BЛ11, BЛ11м показывает, что из-за недостатков устройств питания цепей управ­ления и заряда батарей ресурс последних составляет 40—50 % от установленного. Поэтому насущным является вопрос оптимизации технических характеристик панелей управления электровозов. СКВ Тбилисского научно-производственного объединения "Электровозостроитель" разработало и освоило производство усовершенствованного устройства для заме­ны панелей управления АПУ-287, АПУ-006 электровозов BЛ11, ВЛ11м. Усовершенствованное устройство при совместной работе с генератором постоянного тока и аккумуляторной батареей обеспечивает питание цепей управления и заряд аккумуляторной батареи во всех режимах работы электровоза в соответствии с техническими требованиями. Использова­ние современной элементной базы позволило существенно упростить устройство, повысить его технические показатели (точность, стабиль­ность, надежность, массогабаритные показатели и др.) и улучшить эксплуатационные характеристики.

Устройство состоит из трех функциональных блоков:

блока регулятора напряжения БРН, обеспечивающего питание обмотки возбуждения генератора управления, стабилизацию выходного на­пряжения генератора и ограничение тока нагрузки генератора.

блока заряда аккумуляторной батареи БЗ, обеспечивающего оптимальный зарядный ток аккумуляторной батареи.

блока предохранителей БП, обеспечивающего селективную защиту отдельных цепей управления электровоза.

БРН обеспечивает поддержание на зажимах генераторов (генератора) напряжения 50 В (33 В). При возрастании напряжения генератора управления ГУ до номинальной величины прекращается прохождение тока по элементам схемы БРН. Обмотка возбуждения генератора теряет питание. Напряжение генератора снижается. Как только оно стано­вится ниже номинального, ток снова начинает протекать по элементам БРН, обмотка возбуждения вновь получает питание, напряжение генера­тора опять возрастает до номинальной величины. Этот процесс непре­рывно повторяется, поэтому напряжение генератора управления пульси­рует около номинального. Для сглаживания этих пульсаций параллельно якорным зажимам генератора включен конденсатор С2. Диод Д9, включенный параллельно обмотке возбуждения, исключает перенапряжения на элементах схемы измерительного устройства БРН, возникающие из-за значительной индуктивности обмотки.

При неисправности измерительного устройства БРН напряжение на зажимах генератора управления резко возрастает до максимальной вели­чины, что может привести к повреждениям блоков АПУ и в цепи управления. Для ограничения напряжения служит блок БЗ, который до напряжения 65—70 В на зажимах генератора пропускает ток от его плюсового зажима через элементы БРН на обмотку возбуждения генератора. Если напряжение становится выше 65—70 В, блок срабатывает и прерывает цепь на обмотку возбуждения. Напряжение генератора управления снижа­ется. Для восстановления работы БЗ необходимо нажать его импульсную кнопку. Если после трехкратного нажатия работа блока не восстанавлива­ется, необходимо определить и устранить неисправность или выключить рубильник "Генератор" соответствующего генератора управления.

БВНГ служит для выравнивания напряжений генераторов управления двух (трех) секций. Он подсоединен к якорю генератора и БРН как своей, так и других секций. При равных напряжениях на генераторах БВНГ никакого влияния на работу БРН не оказывает. В случае возникновения раз­ницы между напряжениями генераторов БВНГ той секции, на которой генератор стал вырабатывать меньшее напряжение, срабатывает и увели­чивает уставку по напряжению БРН. Напряжение генератора начинает расти. Это будет происходить до тех пор, пока напряжения генераторов всех секций не сравняются. При любом количестве секций напряжение всех генераторов управления выравнивается по уровню большего из них. Интервал колебания напряжения при включении и выключении БВНГ составляет 4—5 В. В случае выхода из строя одного из генераторов управления БВНГ этой секции срабатывает и производит переключения в схеме, предотвращающие нарушения в системе выравнивания напряжений генераторов. При этом нагрузка распределяется равномерно между остав­шимися в работе генераторами.

 

Электровозы BЛ11 с № 241.

На этих электровозах установлен АПУ с новой схемой заряда аккумуляторной батареи, также состоящей из двух групп элементов Б1 и Б2. Как и в предыдущей схеме, включение аккумуляторной батареи производится рубильником ВЗ "Батарея". При его включении напряжение от аккумуляторной батареи подается на плюсо­вую шину 18 АПУ и межсекционный провод Э301 по цепи:

+ Б2, провод 328, П5:13, провод 51, плюсовой предохранитель Пр14 (50 А) батареи Б, левый нож ВЗ, шунт амперметра А2, диод Д16, +Ш18.0т+Ш18 напряжение через предохранители и автоматические выключатели подается в цепи управления, а также через П5:14 на межсекционный провод Э301. От этого провода оно подводится к тем же аппаратам, что и в предыдущей схеме. Кроме того, на электровозах с № 310 по этому проводу через клеммовую сборку на пульте помощника машиниста напряжение подается к установленным на этом пульте автоматическим выключателям В21 "БВ, токоприемники", В22 "Сигнализация", В23 "Освещение кабин, ФО, измерительных приборов", В24 "Песок, свисток", В25 "Вспомогательные машины".

От +Ш18 образуется цепь на сигнальную лампу "ГУ": резистор R12, блокировка контактора К2, провод 63, П5:1, провод Э322, сигнальная лампа ЛC81 "ГУ", провод 800, корпус электровоза, корпус АПУ, провод 300, П5:15 АПУ, провод G, средний нож рубильника ВЗ, минусовый предохранитель Пр15 (50 А) батареи Б, провод 53, П5:12, провод 327, Б1, про­вод 325, П5:10, провод 56, контакты контактора К1, провод 54, П5:11, провод 326, "минус" второй группы элементов Б2 аккумуляторной батареи Б.

Таким образом, как и в предыдущей схеме, все 40 банок аккумулятор­ной батареи в каждой секции соединены последовательно контактами контактора К1, а батареи всех секций проводом Э301 соединены парал­лельно. Включенные цепи управления замыкаются на "минус" группы Б2 так же, как и сигнальная лампа "ГУ".

 

Электровозы ВЛ11^М по № 140.

Включение аккумуляторной батареи производится рубильником S2 "Батарея" на панели агрегата АПУ-006 (515). При включении рубильника напряжение от двух групп элементов батареи Б1 и Б2, соединенных постоянно последовательно, подается на плюсовую шину и межсекционный провод Э301 по цепи:

"плюс" второй группы элементов Б2 аккумуляторной батареи Б, провод 328, клемма Х14:3, провод 26, шунт амперметра А2, плюсовой предохра­нитель F4 (50 А) батареи, правый нож рубильника S2, провод 28, контакты контактора К1, +Ш13, клемма Х14:7, провод Э301.

Провод Э301 объединяет плюсовые шины 13 всех агрегатов панелей управления. По нему на каждой секции напряжение подается через пре­дохранители Пр12 и Пр8 к кнопкам "Локомотивная сигнализация" и "Противобоксование" на кнопочных выключателях БлКнб, БлКн5 и параллельно к выключателям поездной радиосвязи В4, В15, в цепь АЛС, к главным контактам контактора К62 в цепи независимой обмотки возбуждения генератора преобразователя, через клеммовую сборку на пульте помощника машиниста к автоматическим выключателям В20, В21, В22, В23, В24, В25, В35. Кроме того, по проводу Э301 напряжение подводится к автоматическим выключателям цепей управления В31, ВЗЗ, В34 и предохранителям Пр13 и Пр8, расположенным на лицевой стороне панели АПУ, и далее в цепи управления и сигнализации.

На каждой секции от плюсовой шины 13 образуется цепь:

блокировка контактора К1, провод 45, Х12:8, провод Э322, сигнальная лампа ЛС81 "ГУ", провод 800, корпус электровоза, корпус АПУ, провод 300, Х14:6, провод 300, левый нож рубильника S2, минусовый предохранитель F3 (50 А) батареи, провод 24, Х14:4, провод 327, первая группа элементов Б1, "минус" второй группы Б2 аккумуляторной батареи Б. На пультах по­мощника машиниста загораются сигнальные лампы "ГУ". Включенные цепи управления замыкаются на "минус" группы Б2 также, как и сиг­нальная лампа "ГУ".

 

Электровозы ВЛ11^М с № 141.

Включение аккумуляторной батареи, состоящей из двух групп элементов Б1 и Б2, производится рубильником S4 на панели АПУ-009. При включении рубильника напряжение от двух этих групп, соединенных последовательно контактами контактора К1, подается на плюсовую шину 14 панели и межсекционный провод Э301 по цепи:

"плюс" первой группы элементов Б1, провод 325, XI5:2, провод 32, плюсовой предохранитель F5 (50 А) батареи Б, левый нож ру­бильника S4, шунт амперметра А2, +Ш14, Х15:7, провод Э301. Этот провод объединяет плюсовые шины 14 всех панелей. По нему на каждой секции напряжение подается через предохранители Пр12 и Пр8 к кнопкам "Локомотивная сигнализация" и "Противобоксование" на кнопочных выключателях БлКнб, БлКн5 и к выключателям В4, В14 поездной радиосвязи, в цепи АЛС, через клеммовую сборку для этого провода с правой стороны пульта помощника машиниста к автоматическим выключателям В20, В21, В22, В23, В24 и В25 на этом пульте и к главным контактам контактора К62 в цепи независимой обмотки возбуждения генератора АМ-Г преобразователя.

От +Ш14 в каждой секции образуется цепь:

блокировка контактора К2, провод 25, XI2:8, провод Э322, сигнальная лампа "ГУ", провод 800, корпус электровоза, корпус АПУ, провод 300, XI5:6, провод 300, средний нож рубильника S4, минусовый предохранитель F6 (50 А) батареи Б, про­вод 36, XI5:5, провод 326, вторая группа элементов Б2, провод 328, XI5:4, провод 55, шунт амперметра A3, провод 42, контакты контактора К1, провод 33, XI5:3, провод 327, "минус" первой группы элементов Б1 аккуму­ляторной батареи Б. На пультах помощника машиниста загораются сиг­нальные лампы "ГУ".

Кроме этой цепи от +Ш14 через автоматические выключатели, предохранители и клеммовые планки напряжение подается в цепи управления, освещения и сигнализации. Включенные цепи управления замыкаются на "минус" первой группы Б1 аккумуляторной батареи так же, как и сигнальная лампа "ГУ".

Примечание. Провод Э301 в межсекционном соединении соединяется болтами на клеммовых планках П31 и П32. Таким же образом выполнено соединение проводов Э424, Э425 и Э426 независимых обмоток гене­раторов преобразователей.

 

ВКЛЮЧЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КОМПРЕССОРА.

 

Электровозы ВЛ11.

Включение вспомогательного компрессора осуществляется нажатием импульсной кнопки "Вспомогательный компрессор" на кнопочном выключателе БлКнб. После ее нажатия образуется цепь +Ш18 АПУ, предохранитель Пр13 (В13) "Вспомогательный компрессор" (25 А), провод 38, П 1:6, провод 304, предохранитель Пр7, контакты импульсной кнопки, провод Э721, катушка контактора К4, провод 300, корпус электровоза. Включается низковольтный электромагнитный контактор К4, установленный на АПУ, в результате чего образуется цепь: +Ш18, предохранитель Пр13, провод 38, контакты контактора К4, провод 58, П5:6, провод 307, обмотка якоря и обмотки возбуждения электродвигателя МК10 вспомогательного компрессора, провод 700, корпус. На всех секциях начинают работать электродвигатели МК10 вспомогательных компрессоров.

Электровозы ВЛ11^М.

После нажатия импульсной кнопки "Вспомогательный компрессор" на кнопочном выключателе БлКн6 образуются цепи:

на электровозах ВЛ 11^м по № 140

+Ш13, Х14:7, провод Э301, предохранитель Пр13 "Вспомогательный компрессор", провод 304, предохранитель Пр7 на БлКнб, контакты импульсной кнопки, провод Э721, катушка низковольтного электро­магнитного контактора К70, провод 700, корпус. После включения контактора К70 образуется цепь: провод 304, контакты контактора К70, провод 307, обмотка якоря и обмотки возбуждения электродвигателя МК10 вспомогательного компрессора, провод 700, корпус;

на электровозах BЛ11м с № 141:

+Ш14 АПУ, предохранитель F13 "Вспомогательный компрессор", провод 52, X14:5, провод 304, предохранитель Пр7 на БлКнб контакты импульсной кнопки, провод Э721, катушка контактора К70, провод 700, корпус. После включения контактора К70 (установлен в ВВК на блоке аппаратов № 2) образуется цепь: провод 304 от Х14:5, контакты контактора К70, обмотка якоря и обмотки возбуждения электродвигателя МК10 вспомогательного компрессора, провод 700, корпус. На всех секциях начинают работать электродвигатели МК10 вспомогательных компрессоров.

Примечание. Параллельно катушке контактора К70 подключена цепь, состоящая из резистора R193 и диода Д288, которая ограничивает э.д.с. самоиндукции, возникающую при разрыве цепи катушки. Подобные диодные цепочки подключены параллельно катушкам всех аппаратов цепей управления.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ОТ КНОПКИ "СИГНАЛИЗАЦИЯ".

При включении аккумуляторной батареи подается напряжение на провод 303 по следующим цепям:

на электровозах ВЛ11: +Ш18 АПУ, автоматический выключатель В19 "Сигнализация" (25 А), провод 49, П1:2, провод 303;

на электровозах В Л11м: +Ш14 АПУ, Х15:7 (по № 140: + Ш13, Х14:7), провод Э301 на клеммовой сборке пульта помощника машиниста, автоматический выключатель В22 "Сигнализация" на этом же пульте, провод 303.

При нажатии кнопки "Сигнализация" на кнопочном выключателе БлКн5 от провода 303 через ее контакты напряжение подается на провод Э801. От этого провода получают питание:

непосредственно через блокировки БВ между проводами Э801 и Э803 в каждой секции — сигнальные лампы "1БВ", а через блокировку и затем провода Э804 и Э805 — лампы "2БВ" и "ЗБВ" на каждой секции.

Кроме того, на каждой секции через блокировку БВ между проводами Э801 и Э810 получает питание общая сигнальная лампа "БВ";

по цепям, аналогичным цепям сигнальных ламп "БВ", "1БВ", "2БВ" и "ЗБВ" через контакты токового реле РТЗЗ электродвигателя вентилятора - сигнальные лампы "MB", "1MB", "2MB" и "ЗМВ";

через контакты дифференциального реле РДФ2 вспомогательных ма­шин между проводами Э801 и Э809 через контакты дифференциального реле РДФ1 тяговых двигателей между проводами Э801 и Э813 — соответственно сигнальные лампы "Вспомогательные машины" и "ТД";

через контакты реле РкТ8 контроля тока (контроля защиты) между про­водами Э801— Э814 - сигнальные лампы "РКЗ".

Все вышеуказанные сигнальные лампы загораются, сигнализируя о выключенном положении соответствующих аппаратов. Остальные сигнальные лампы "КБ" (быстродействующий контактор), "РН" (реле низкого напряжения), "ТМ" (тормозная магистраль), "РБ" (реле боксования), "КП" (контроль перехода) будут загораться после замыкания в их цепи контактов или блокировок соответствующих аппаратов после их срабатывания.

На электровозах ВЛ11 с № 440 и ВЛ11^м установлена лампа "КТ" (контроль тормозов). Она загорается при давлении сжатого воздуха в тормоз­ных цилиндрах электровоза 0,5 кгс/см² и выше и не гаснет до тех пор, пока такое давление сохраняется в тормозных цилиндрах хотя бы одной из тележек электровоза. Напряжение к сигнальной лампе подается через контакты электропневматических датчиков СОТ1 и СОТ2, установленных на трубах к тормозным цилиндрам.

На электровозах ВЛ11 с № 730 и на ВЛ 11м имеется сигнальная лампа "ПСР" (подготовка схемы рекуперации), которая загорается после установки реверсивно-селективной рукоятки контроллера машиниста в одно из положений рекуперативного режима ("С", "СП" или "П") и гаснет после включения контакторов К62 и К24, сигнализируя о сборе низковольтной и силовой цепей возбуждения тяговых электродвигателей.

На электровозах ВЛ 11м в отличие от ВЛ11 в цепь сигнальной лампы "КП" (контроль перехода) вместо блокировки группового переключателя ПкГ включены контакты реле времени РВ6, что позволяет при помощи лампы "КП" контролировать поворот валов обоих групповых переключателей ПкГ! и ПкГ2.

 

УПРАВЛЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКАМИ.

Подъем токоприемников.

Условия, необходимые для подъема токоприемников:

напряжение в цепях управления не менее 35 В и давление сжатого воз­духа в пневматической цепи управления не менее 3-3,5 кгс/см2 (необходимо для включения пневматического выключателя управления ВУП1);

закрытое положение дверей ВВК и крышевых люков на всех секциях (иначе не сработает ВУП1 той секции, где это условие не выполнено, и не будет цепи от провода Э419 к кнопкам токоприемников);

нижнее положение рукоятки шинного разъединителя РзЗ на всех секциях (иначе также не будет вышеуказанной цепи);

на электровозах BЛ11 с № 043 и ВЛ11м нулевое положение главной рукоятки контроллера машиниста КтМ, а на ВЛ11 с № 795 и ВЛ11м, кроме того, выключенное положение быстродействующего выключателя ВБ1 (иначе не будет напряжения у кнопки "Токоприемники").

При включении аккумуляторной батареи подается напряжение на про­вод 435 по следующим цепям:

на электровозах ВЛ11 по № 794: + Ш18 АПУ, автоматический выключатель В6 (15 А) "Токоприемники, БВ" на АПУ, провод 47, П3:7, провод 320, КЭ 59—60 главного вала КтМ (замкнут при позиции 0 его главной рукоятки), провод 435;

на электровозах ВЛ11 с № 795: провод Э301, автоматический выключатель В6 "Токоприемники, БВ", провод 47, П3:7, провод 320, блокировка БВ ВБ1, провод 436, КЭ 59—60 КтМ, провод 435;

на электровозах ВЛ11м: +Ш14 АПУ, Х15:7 (по № 140: Ш13, Х14:7), провод Э301 на клеммовой сборке пульта помощника машиниста, автоматический выключатель В21 "Токоприемники, БВ" на этом пульте, провод 320, блокировка БВ ВБ1, провод 436, КЭ 11 — 12 КтМ (замкнут при позиции 0 его главной рукоятки), провод 435.

Для подъема переднего токоприемника включают кнопки "Токопри­емники" и "Токоприемник 1' на кнопочном выключателе БлКн5. При включении кнопки "Токоприемники" образуется цепь: провод 435, контакты кнопки, провод Э419, низковольтные катушки вентилей защиты Кп3щ13 на каждой секции, провод 400, корпус. У электропневматических вентилей Кп3щ13 открываются впускные клапаны, и сжатый воздух давлением 5 кгс/см2 подается от пневматического агрегата цепей управления через пневматические блокировки дверей ВВК и крышевых люков к ВУП1 и к вентилю электропневматического клапана токоприемника КЭП1 (клапан типа КП-41 или вентиль типа ЭВТ-54).

Если на каждой секции замкнуты блокировки разъединителей РзЗ и контакты ВУП1, от провода Э419 головной секции Б через низковольт­ную пластину П22 на электровозах ВЛ11 или через КЭ 15—16 КтР режимного контроллера на ВЛ11м, контакты ВУП1 всех секций, блокировки РзЗ всех секций подается напряжение на провод Э420 и к кнопкам "Токоприемник I", "Токоприемник II" и "Токоприемник III".

При включении кнопки "Токоприемник 1' образуются цепи

провод Э420, контакты кнопки "Токоприемник I", провод Э421, контакты кнопки "Токоприемник" ЩПР БлКн7, провод 431, катушка клапана КЭП1, провод 400, корпус. Вентиль электропневматического клапана КЭП1 токоприемника возбуждается и впускает воздух в ци­линдр токоприемника первой по ходу секции;

провод Э421, диод Д84, провод 434, катушка промежуточного реле РП29, провод 400, корпус. Реле включается и своими контактами между проводами 435 и 320 (см. рис. 1.9 на вкладке) шунтирует КЭ 59—60 КтМ, обеспечивая сохранение вышеуказанных цепей при переводе главной рукоятки контроллера машиниста с нулевой на другие позиции.

После включения кнопок "Токоприемник II" и "Токоприемник III" по проводам Э422 и Э423 через межсекционные соединения на остальных секциях получает питание провод Э421, и на этих секциях образуются цепи, аналогичные цепям на первой секции.

В силовой цепи после подъема токоприемника Пк1напряжение подводится к помехоподавляющему устройству У1, а через дроссель L1 — к конденсатору С1, вилитовому разряднику Pp1, через крышевой разъединитель Рз1 к токоведущим шинам и опущенным токоприемникам других секций, а также к разъединителю заземления Рз2, конденсатору С2, к верхней клемме шинного разъединителя РзЗ и к быстродействующему выключателю БВ. На каждой секции образуются цепи:

предохранитель ПрЗ (1 А), добавочный резистор R17, вольтметр V1, провод 200, корпус;

добавочный резистор R14, катушка реле контроля тока РкТ8, высоко­вольтная катушка вентиля защиты Кп3щ13, провод 200, корпус.

При исправной высоковольтной катушке вентиля Кп3щ13 реле контроля тока (защиты) РкТ8 включается, его контакты в цепи сигнальной лампы аРКЗ" размыкаются. Лампа гаснет, сигнализируя об исправности высоковольтной катушки вентиля защиты Кп3щ13 и о наличии напряжения на токоприемнике.

При включении реле РкТ8 размыкаются его контакты между провода­ми 433 и 407. Удерживающая катушка БВ при поднятом токоприемнике получает питание через контакты промежуточ­ного реле РП29.

Ввиду того, что магнитные потоки низковольтной и высоковольтной катушек вентиля защиты Кп3щ13 направлены согласованно, после подъема Пк1 магнитный поток сердечника вентиля усиливается.

Примечание: конденсатор С1, дроссель L1, помехоподавляющее устройство У1 — элементы защиты от радиопомех, возникающих при токосъеме. Кон­денсатор С2 — элемент защиты от радиопомех, создаваемых внутрен­ним оборудованием электровоза, т.е. от коммутации аппаратов;

заземление кожуха резистора R17 и наличие высоковольтного предохранителя ПрЗ исключают взрыв вольтметра контактной сети при перекрытии по кожуху резистора R17. В настоящее время вместо металлического кожуха применяется пластмассовый.

Назначение контактов промежуточного реле РП29. Контакты реле РП29 между проводами 320 и 435 совместно с КЭ 59—60 главного вала контроллера машиниста образуют блокировку токоприемников. Она обеспечивает подъем токоприемников на нулевой позиции главной руко­ятки контроллера и исключает повторный подъем их после опускания по каким-либо причинам. При переводе главной рукоятки с нулевой на любую другую позицию контакты промежуточного реле РП29 размыкаются также, как и КЭ 59—60 главного вала.

Указанная блокировка исключает пережог контактного провода и рез­кие колебания силы тяги.

Контакты реле РП29 между проводами 433 и 407 при опускании токо­приемников обеспечивают выключение быстродействующего выключате­ля БВ, что приводит к отключению вспомогательных машин и размыканию силовой цепи электровоза, исключая тем самым пережог контактного провода.

УСТРОЙСТВА ПИТАНИЯ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Аккумуляторные батареи, служащие на электровозах BЛ11, BЛ11^м источником напряжения 50 В, состоят из 40 элементов КН125 (щелочные кадмиево-никелевые, номинальная емкость одного элемента 125 Ач, напряжение на зажимах 1,25 В).

Технические условия на элементы КН125 определяют параметры их работы в режиме заряда и разряда. Оттого, соответствуют ли фактические режимы требованиям ТУ во время эксплуатации, зависит срок службы элементов и батареи в целом. Аккумуляторная батарея, находящаяся в ре­жиме постоянного подзаряда, должна иметь автоматическое регулировочное устройство, обеспечивающее требуемые характеристики и макси­мальный срок службы. Начальный и конечный ток заряда батареи в экс­плуатации должен быть соответственно 20—30 А и около 3 А.

В связи с тем, что электровозы ВЛ11 и В Л11^м имеют аккумуляторные батареи на каждой секции, устройства питания цепей управления и заря­да. Кроме то­го, они осуществляют выравнивание нагрузки параллельно работающих генераторов управления.

Работа бесконтактного регулятора напряжения при определенных не­исправностях его элементов сопровождается резким увеличением напря­жения на зажимах соответствующего генератора управления и может при­вести к повреждению как самого регулятора, так и низковольтной аппара­туры цепей управления. Нарастание напряжения происходит так быстро, что функции защиты способно выполнить только специальное электрон­ное устройство. Перечисленные функции обеспечивают агрегаты панели управления.

 

Технические характеристики различных модификаций агре­гатов приведены в таблице.

Показатель	Значение показателя для агрегата
	АПУ-287 (ВЛ11 по N° 240)	АПУ-287 (ВЛ11 с № 241)	АПУ-006 (BЛ11м по № 140)	АПУ-009 (ВЛ11^М с № 141)	Усовершен­ствованное устройство
Номинальное напряжение цепи управления, В
Пределы регулиро вания напряжения цепи управления, В
48-52	48—52	48—52	48—52	45-52
Напряжение заряда аккумуляторной батареи, В			67-69
Ток заряда аккумуляторной батареи, А: начальный конечный
8-9	18-20	20-30	17-23
4-5	3-3,5

 

Из анализа технических характеристик видно, что панель управления на электровозах ВЛ11 по № 240, обеспечивающая напряжение заряда, равное напряжению в цепи управления, делает очень узким диапазон между начальным и конечным током заряда. Аккумуляторные батареи электровозов, имеющих панели с такими характеристиками, подвержены медленной зарядке и повышенному нагреву вследствие относительно большого конечного тока заряда.

На электровозах BЛ11 с № 241 эти недостатки в основном устранены, но начальный ток заряда не превышает 20 А. Усложнилась схема заряда батарей из-за перераспределения функций генераторов управления. Один генератор управления работает на заряд аккумуляторных батарей всех секций, другой — на питание цепей управления.

На электровозах BЛ11м по № 140 с агрегатом АПУ-006 созданы условия заряда аккумуляторных батарей, соответствующие ТУ, но характеристики панели управления имеют ряд недостатков. Основным из них является повышенное (до 67—69 В) напряжение цепи заряда вследствие применения вольтодобавочного устройства.

Агрегаты панели управления АПУ-009, установленные на электровозах BЛ11м с № 141, отвечают всем требованиям эксплуатации.

Анализ работы и отказов аккумуляторных батарей электровозов BЛ11, BЛ11м показывает, что из-за недостатков устройств питания цепей управ­ления и заряда батарей ресурс последних составляет 40—50 % от установленного. Поэтому насущным является вопрос оптимизации технических характеристик панелей управления электровозов. СКВ Тбилисского научно-производственного объединения "Электровозостроитель" разработало и освоило производство усовершенствованного устройства для заме­ны панелей управления АПУ-287, АПУ-006 электровозов BЛ11, ВЛ11м. Усовершенствованное устройство при совместной работе с генератором постоянного тока и аккумуляторной батареей обеспечивает питание цепей управления и заряд аккумуляторной батареи во всех режимах работы электровоза в соответствии с техническими требованиями. Использова­ние современной элементной базы позволило существенно упростить устройство, повысить его технические показатели (точность, стабиль­ность, надежность, массогабаритные показатели и др.) и улучшить эксплуатационные характеристики.

Устройство состоит из трех функциональных блоков:

блока регулятора напряжения БРН, обеспечивающего питание обмотки возбуждения генератора управления, стабилизацию выходного на­пряжения генератора и ограничение тока нагрузки генератора.

блока заряда аккумуляторной батареи БЗ, обеспечивающего оптимальный зарядный ток аккумуляторной батареи.

блока предохранителей БП, обеспечивающего селективную защиту отдельных цепей управления электровоза.

БРН обеспечивает поддержание на зажимах генераторов (генератора) напряжения 50 В (33 В). При возрастании напряжения генератора управления ГУ до номинальной величины прекращается прохождение тока по элементам схемы БРН. Обмотка возбуждения генератора теряет питание. Напряжение генератора снижается. Как только оно стано­вится ниже номинального, ток снова начинает протекать по элементам БРН, обмотка возбуждения вновь получает питание, напряжение генера­тора опять возрастает до номинальной величины. Этот процесс непре­рывно повторяется, поэтому напряжение генератора управления пульси­рует около номинального. Для сглаживания этих пульсаций параллельно якорным зажимам генератора включен конденсатор С2. Диод Д9, включенный параллельно обмотке возбуждения, исключает перенапряжения на элементах схемы измерительного устройства БРН, возникающие из-за значительной индуктивности обмотки.

При неисправности измерительного устройства БРН напряжение на зажимах генератора управления резко возрастает до максимальной вели­чины, что может привести к повреждениям блоков АПУ и в цепи управления. Для ограничения напряжения служит блок БЗ, который до напряжения 65—70 В на зажимах генератора пропускает ток от его плюсового зажима через элементы БРН на обмотку возбуждения генератора. Если напряжение становится выше 65—70 В, блок срабатывает и прерывает цепь на обмотку возбуждения. Напряжение генератора управления снижа­ется. Для восстановления работы БЗ необходимо нажать его импульсную кнопку. Если после трехкратного нажатия работа блока не восстанавлива­ется, необходимо определить и устранить неисправность или выключить рубильник "Генератор" соответствующего генератора управления.

БВНГ служит для выравнивания напряжений генераторов управления двух (трех) секций. Он подсоединен к якорю генератора и БРН как своей, так и других секций. При равных напряжениях на генераторах БВНГ никакого влияния на работу БРН не оказывает. В случае возникновения раз­ницы между напряжениями генераторов БВНГ той секции, на которой генератор стал вырабатывать меньшее напряжение, срабатывает и увели­чивает уставку по напряжению БРН. Напряжение генератора начинает расти. Это будет происходить до тех пор, пока напряжения генераторов всех секций не сравняются. При любом количестве секций напряжение всех генераторов управления выравнивается по уровню большего из них. Интервал колебания напряжения при включении и выключении БВНГ составляет 4—5 В. В случае выхода из строя одного из генераторов управления БВНГ этой секции срабатывает и производит переключения в схеме, предотвращающие нарушения в системе выравнивания напряжений генераторов. При этом нагрузка распределяется равномерно между остав­шимися в работе генераторами.