Методы управления электровозом 2ЭЛ4

На 32-ой позиции начинается работа тяговых электродвигателей на параллельном соединении П (На каждой секции последовательно соединенные тяговые двигатели М1, М2 подключены к контактной сети через резисторы R10, R11, а последовательно соединенные тяговые двигатели М3, М4; подключены к контактной сети через резисторы R20, R21). Дальнейший разгон поезда осуществляется как на двух предыдущих соединениях ступенчатым уменьшением величины пускотормозных резисторов R10, R11, R20, R21 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами.

44 позиция П – соединения  тяговых электродвигателей является ходовой (безреостатной) позицией. На этой позиции, так же как и на 17 и 31 позициях последовательного и последовательно-параллельного соединениях, соответственно, можно применить четыре ступени ослабления поля тяговых двигателей.

Охлаждение пуско-тормозных резисторов R10, R11, R20, R21 на реостатных позициях осуществляется мотор- вентиляторами М11, М12, М21, М22 включенными на отпайки резисторов R10, R11, R20, R21 соответственно. Такая схема включения электродвигателей вентиляторов обеспечивает автоматическое увеличение производительности вентиляторов при увеличении тока тяговых электродвигателей (за счет увеличения напряжения питающего электродвигатель вентиляторов напряжения) и выключение электродвигателей вентиляторов при закорачивании пуско-тормозных сопротивлений R10, R11, R20, R21 на ходовых (безреостатных) позициях.

Уменьшение силы тяги (и скорости движения электровоза) осуществляется за счет введения пусковых сопротивлений в цепь тяговых электродвигателей путем сброса позиций, а также регулированием тока возбуждения при независимом возбуждении.

Оперативное включение и отключение тяговых двигателей осуществляется линейными контакторами.

Пуск и работа электровоза в режиме ТЯГА в составе трех секций также обеспечивается с помощью контакторов, включаемых в соответствии с диаграммой рисунка 24, а в составе одной секции – в соответствии с диаграммой рисунка 28.

 

 

2.4. Цепи тяговых электродвигателей в режиме электрического торможения

 

Перевод схемы из режима тяги в режим электрического  торможения осуществляется переключением тормозного переключателя QT1 в положение ТОРМОЖЕНИЕ при обесточенной силовой цепи.

Охлаждение тормозных резисторов осуществляется вентиляторами

 

Фото 15.

 

 с приводами от электродвигателей М11, М12, М21, М22 работающих от падения напряжения на части тормозных сопротивлений R10, R11, R20, R21.

Контроль величины тока в якорных цепях тяговых двигателей производится датчиками тока ТА14, ТА24, а в цепи обмотки возбуждения датчиками тока ТА15, ТА25.

Контроль за напряжением на якорях тяговых двигателей осуществляется датчиками напряжения ТV12, TV13, TV22, TV23.

Для визуального наблюдения за величиной тока в якорных цепях тяговых двигателей имеются амперметры РА1, а в цепях возбуждения РА2.

Датчики тока и напряжения передают информацию в систему управления электровозом.

 

Быстродействующие контакторы QF11, QF21

 

Фото 16.

 

предназначены для защиты силовых цепей при замыкании на “землю” в режиме электрического торможения. В этом случае в цепи тяговых электродвигателей М1, М2, например, срабатывает контактор QF11 и открывается тиристор блока тиристоров U16, в результате чего в цепь тока якоря вводится балластный резистор R16 и ток якоря начинает  снижаться, в основном, навстречу току возбуждения, что приводит к размагничиванию обмоток возбуждения.

 

2.5. Регулирование тормозной силы в режиме электрического торможения

 

Переход из режима тяги в режим электрического торможения происходит при обесточенной силовой цепи. Посредством тормозного переключателя QT1 происходит переключение цепей тяговых электродвигателей к контактной сети (через блоки диодов U11, U21). Собирается схема из восьми соединенных последовательно тяговых двигателей работающих в генераторном режиме. Каждая пара обмоток возбуждения, соединенная последовательно, питается от соответствующих преобразователей возбуждения U15, U25.

Резисторы ослабление поля R14,R24 в режиме электрического торможения не используются.

Преобразователь возбуждения регулирует ток в цепи обмоток возбуждения, тем самым поддерживается тормозной ток в якорных цепях тяговых электродвигателей и, соответственно, тормозная сила электровоза.

В режиме реостатного торможения изменение тормозного тока тяговых двигателей, а следовательно и тормозного усилия электровоза, происходит за счет изменения величины тока возбуждения и величины сопротивлений тормозных резисторов при переключении реостатных контакторов в соответствии с диаграммой рисунка 25.

Диаграмма замыканий линейных контакторов в режиме рекуперативного торможения при работе двумя секциями в соответствии с рисунком 26, а при работе тремя секциями – в соответствии рисунком 27.

 

2.6. Цепи тяговых электродвигателей в аварийных режимах

 

Путем отключения неисправных элементов схемы и изменения последовательности замыкания контакторов предусмотрена возможность сбора аварийных схем.

Например, при выходе из строя блоков пускотормозных резисторов R10+R11 на головной секции двухсекционного электровоза путем изменения последовательности замыкания контакторов в соответствии с таблицей 1 на C соединении собирается схема из шести или десяти (при трех секциях) тяговых электродвигателей, на соединении СП на каждой исправной секции собирается схема из четырех соединенных последовательно тяговых электродвигателя, а неисправная секция – отключается, на соединении П собирается схема из трех или пяти (при трех секциях) ветвей, содержащих по два соединенных последовательно тяговых электродвигателя, а ветвь с неисправным пускотормозным блоком – отключается.

Аналогично собираются цепи тяговых электродвигателей в других аварийных режимах путем изменения последовательности замыкания контакторов, в соответствии с диаграммами таблицы 1.

При выходе из строя быстродействующего выключателя на одной из секций электровоза обеспечивается возможность работы электровоза при соединении С-восьми или двенадцати (при трехсекционном сцепе) тяговых двигателей, при соединении СП-четырех или восьми (при трехсекционном сцепе) тяговых двигателей и при соединении П- четырех или восьми (при трехсекционном сцепе) тяговых двигателей путем отключения неисправного быстродействующего выключателя и изменения последовательности замыкания контакторов в соответствии с диаграммами таблицы 1.

 

 

2.7. Цепи вспомогательных машин

 

Вспомогательные цепи питаются от преобразователя собственных нужд U1.

Схема цепей вспомогательных машин в соответствии с рисунком 8.

Для привода вентиляторов, компрессоров применены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

 

Фото 17.

 

 

 

Преобразование постоянного напряжения контактной сети 3 кВ в переменное трехфазное напряжение осуществляется при помощи преобразователя собственных нужд (ПСН) U1. При этом напряжение 3 кВ подается на вход ПСН (клеммы ХТ1 и ХТ2). Трехфазное напряжение поступает на шесть выходов ПСН от автономных инверторов напряжения (АИН).

От выхода (ХТ3, ХТ4, ХТ5) через контакторы КМ11, КМ19 (панель №6)

 

Фото 18.

 

 питается  электродвигатель компрессора М9. Пуск компрессора плавный, что обеспечивается алгоритмом.

От выхода (ХТ6, ХТ7, ХТ8) через контакторы КМ21, КМ23 и трансформатор Т7 получает питание (600 В, 400 Гц) преобразователь возбуждения U15 в соответствии с рисунком  , обеспечивающий питание обмоток возбуждения тяговых электродвигателей М1, М2.

От выхода (ХТ9, ХТ10) через контактор КМ31 получает питание (600 В, 400 Гц) шкаф U3 в соответствии с рисунком  , обеспечивающий питание цепей управления стабилизированным напряжением, а также заряд аккумуляторной батареи.

От выхода (ХТ11, ХТ12, ХТ13) через контакторы КМ41, КМ43 и трансформатор Т8 в соответствии с рисунком  получает питание (600 В, 400 Гц) преобразователь возбуждения U25, обеспечивающий питание обмоток возбуждения тяговых электродвигателей М3, М4.

От выхода (ХТ14, ХТ15, ХТ16) через контактор КМ51, КМ53 и трансформатор Т6 в соответствии с рисунком  получают питание (380 В) устройства обеспечивающие микроклимат, санитарно-бытовые устройства и другие.

От выхода (ХТ17, ХТ18, ХТ19) через контактор КМ61 и пускатели КМ68, КМ69 получают питание (380 В) электродвигатели М5, М7 вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели.

Предусмотрена возможность регулирования производительности вентиляторов в зависимости от температуры тяговых двигателей. Регулирование обеспечивается алгоритмом.

Для защиты цепей собственных нужд от токов короткого замыкания на “землю” предусмотрено дифференциальное реле КА2 (на 2ЭЛ4-001). Защита трехфазных двигателей вентиляторов и компрессора осуществляется при помощи электротепловых реле и преобразователем собственных нужд.

 

Фото 19.

 

Для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных машин одной секции от источника переменного тока депо предусмотрены розетки Х15, Х25, Х35, или Х17, Х27, Х37, установленные на лобовой части каждой секции электровоза.

 

2.8. Цепи потребителей собственных нужд

 

Схема цепей потребителей собственных нужд в соответствии с рисунком 9.

 

Панель №5

 

Фото 20.

 

Калориферы Е3, Е4 предназначены для обогрева кабины. Каждый калорифер обеспечивает две ступени обогрева. Первые ступени включаются контактами реле KV52, KV55, вторые – контактами реле KV53, KV56.

Питающее напряжение нагревателей калориферов – 380 В переменного тока (линейное) подается от обмотки  трансформатора Т6; питающее напряжение двигателей вентиляторов – 220В переменного тока, подается от  того же трансформатора Т6 (фазное). Цепи нагревателей от короткого замыкания защищены автоматически выключателями SF7, SF8. От перегрева калориферы защищены с помощью термореле  Е3.2, Е4.2, контакты  которых включены в цепь питания катушек реле KV51-KV56.

Предусмотрено  автоматическое поддерживание заданной температуры в кабине машиниста установкой тумблера S15 в положение АВТОРЕГУЛИРОВАНИЕ. Установка температуры в кабине машиниста осуществляется с помощью датчика-реле SK1.

 Нагреватели Е31-Е49, установленные на полу и стенах кабины, предназначены для обогрева кабины. Питание нагревателей осуществляется питанием пульсирующего тока 100В от трансформатора Т11. Защита цепей нагревателей от токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями SF3, SF4. Регулирование температуры нагревателей осуществляется с помощью датчиков, установленных на данных нагревателях. Включаются нагреватели электромагнитными контакторами КМ46, КМ47, КМ48.

 Нагреватель Е8 предназначен  для подогрева воды санузла. Включается промежуточным реле KV75. Питающее напряжение – 220В, подается от обмотки трансформатора Т6. От тока короткого замыкания цепь нагревателя защищена автоматическим выключателем SF10.

 Клапаны продувки  У21 – У24 оборудованы нагревателями. Нагреватели включаются автоматическим выключателем SF1, который служит защитой цепи нагревателей от токов короткого замыкания. Питающее напряжение – 50В переменного тока, подается от выводов а1, х1 трансформатора Т11.

 Нагреватель Е20 предназначен  для подогрева масла компрессора. Выключается автоматическим выключателем SF9, который служит защитой цепи нагревателя от токов короткого замыкания. Питающее напряжение – 220В переменного тока подается от обмотки трансформатора Т6.

 Обогрев лобового  А43 и боковых А44, А45 стекол кабины машиниста осуществляется нагревательными элементами, встроенными в стекла. Питание обогревателей стекол пульсирующим напряжением 100В осуществляется от обмотки трансформатора Т11 через выпрямители U82, U83. Нагревательные элементы включаются  контактором КМ45. Защита нагревательных элементов стекол от токов короткого замыкания осуществляется автоматическим выключателем SF40.

Обогрев зеркал заднего вида А131, А132 кабины машиниста выполняется нагревательными элементами, являющимися составной частью устройства зеркал. Питание нагревательных элементов напряжением 24В постоянного тока осуществляется от блока питания А119.

 Микроволновая печь  Е21 предназначена для подогрева  пищи. Включается выключателем SF2. Печь получает питание 220 В от вторичной обмотки трансформатора Т6.

     Холодильник Е2 предназначен для хранения пищевых продуктов. питающее напряжение – 12В постоянного тока подается от блока питания А15. Цепи блока питания и холодильника защищены от тока короткого замыкания предохранителями в блоке питания.

При включении холодильника необходимо соблюдать полярность, указанную на розетке Х24.

 Кондиционер А50 предназначен  для охлаждения кабины. Питающее  напряжение – 220В переменного  тока подается контактами контактора  КМ36. Цепи питания кондиционера от токов короткого замыкания защищены предохранителем F11.

       К шкафу питания U3 напряжение подается проводами С131, С231 от преобразователя U1. Защита от короткого замыкания осуществляется устройствами преобразователя U1.

 

2.9. Питание цепей управления

Система питания цепей управления - двухпроводная с заземленным "минусом". Источником питания является шкаф питания U3 и щелочные никель-кадмиевые аккумуляторные батареи GB1, GB2. Шкаф питания представляет собой статический преобразователь напряжения переменного тока в напряжение пульсирующего тока и служит для питания цепей управления стабилизированным напряжением 110 В, а также заряда аккумуляторных батарей. Он получает питание от преобразователя U1 напряжением 600 В при включенном контакторе КМ31 (блок №6). Контактор включается тумблером "Включение ШП".

Фото 21.

Питание цепей управления осуществляется по следующей цепи:тиристор VS1 (в первый полупериод), VS2 (во второй полупериод), дроссель L1, пакетный переключатель SA1, предохранитель FU2, провод Э01, нагрузка, провод ЕО, пакетный переключатель SA1, диод VD4 (в первый полупериод), VD3 (во второй полупериод). Для снижения величины пульсации выпрямленного напряжения предусмотрен дроссель L1. Напряжение цепей управления измеряется вольтметром PV при установке тумблера SA4 в положение "Цепи управления". Для измерения напряжения аккумуляторных батарей необходимо переключить тумблер SA4 в положение "Напряжение батареи".