Електропоїзди постійного струму (стр. 6 из 14)

Також розрахуємо середні втрати потужності для 2-ї, 3-ї та 4-ї позицій РК:

2-га позиція

= 10515 Вт, і = 10515 Вт < = 16800 Вт;

3-тя позиція

= 12615 Вт, і = 12615 Вт < = 16800 Вт;

4-та позиція

= 14860 Вт, і = 14860 Вт < = 16800 Вт.

Таким чином, на всіх чотирьох позиціях РК двигуни обраного рухомого складу працюють, задовольняючи умовам нагріву.

4. Силові ланцюги моторного вагону електропоїзда ЭР2

4.1 Принцип дії

Схема забезпечує реостатний пуск двигунів, їх перемикання в процесі пуску з послідовного з'єднання на послідовно-паралельне. На кожному з них можна застосувати ослаблення збудження для збільшення швидкості потягу.

Електрична апаратура моторного вагону передбачає реверсування тягових двигунів (зміна напряму обертання якорів). Реверсор — це пристрій, який змінює напрям проходження струму по обмоткам збудження.

Від коротких замикань схему тягових двигунів захищає швидкодійний вимикач БВ, доповнений диференціальним захистом (диференціальним реле ДР), від перевантажень і боксовання колісних пар — реле РП1, РП2 і РБ1, РБ2 (малюнок 4.1). Для захисту від атмосферних і комутаційних перенапружень служать розрядники РВР1 і РВР2. При опущеному струмоприймачі головним розєднувачем ГР заземляють силову схему на час оглядів і ремонтів. Лінійний здвоєний контактор ЛК1-2 здійснює оперативне включення і виключення ланцюга. Мостовий контактор М і контактори послідовно-паралельного з'єднання П1-2 перемикають двигуни з одного з'єднання на інше. Контактори Ш1 і Ш2 підключають шунтуючі ланцюги до обмоток збудження для збільшення швидкості руху.

Реле напруги РН з додатковим резистором Р32-РЗЗ під'єднується під напругу контактної сіті через високовольтний запобіжник ВП. Воно контролює підняте положення струмоприймача і наявність напруги в сіті. Через запобіжник ВП живиться також система опалювання (контактори МК1 і МК5), контактор МК2 подає високу напругу через міжвагонні з'єднання на причіпний вагон. Лічильник Сч з додатковим резистором R38-R39 фіксує витрачену електричну енергію. Фільтр ДрФ-ФК призначений для придушення радіоперешкод, неминучих під час роботи електропоїзда.

Реостатний контроллер РК є апаратом управління тяговими двигунами. Кулачковий вал РК має 18 позицій. Переходячи з позиції на позицію, реостатний контроллер зменшує опір пускових резисторів в ланцюзі тягових двигунів (див. таблицю замикання його контакторів на додатку). У контроллера є 12 силових кулачкових контакторів. Контактори 1...10 забезпечують реостатний пуск, 11 і 12 регулюють збудження двигунів.

На маневровому положенні реостатний контроллер кожного вагона нерухомий, його вал знаходиться в першій позиції. В ланцюг двигунів повністю введені пускові резистори R1...R5 і R10...R6. В положенні 1 реостатний контролер під контролем реле прискорення проходить вісім позицій і зупиняється в дев'ятій. При цьому з ланцюга тягових двигунів, сполучених послідовно, пускові резистори будуть виведені. Двигуни працюють на природній безреостатній характеристиці з повним збудженням.

При установці рукоятки в положення 2 кулачковий вал РК повертається в позицію 11, включаються контактори Ш1, Ш2, і до обмоток збудження під'єднуються шунтуючі ланцюги, через які починає протікати половина струму, який проходив раніше через обмотки збудження. Швидкість потягу збільшується.

Положення 3 рукоятки контроллера машиніста відповідає позиції 16 валу РК. Тягові двигуни при цьому сполучені послідовно-паралельно. В положенні 4 вал РК досягає своєї останній 18-й позиції. Двигуни працюють з ослабленим збудженням (як і на позиції 11).

4.2 Положення контролера машиніста

4.2.1 Маневрове положення

Якщо вимагається рухатися з якнайменшою швидкістю (наприклад, при маневрових пересуваннях), рукоятку контроллера машиніста короткочасно встановлюють в дане положення. При цьому включаються лінійні контактори ЛК1-2, мостовий контактор М. Вал РК знаходиться на першій позиції, його контактори 7, 8, 11, 12 замкнуті. Збирається ланцюг з чотирьох послідовно сполучених двигунів з повністю введеними пусковими резисторами (на рис. 4.1 вона показана жирною лінією із стрілками).

Ланцюг живлення двигунів: струмоприймач, індуктивний фільтр ФД, головний розєднувач ГР, перша катушка диференціального реле ДР, швидкодійний вимикач БВ, здвоєний лінійний контактор ЛК1-2, катушка реле перевантаження РП1, обмотки якорів Ml, М2, контакти реверсора В1 (якщо він знаходиться в положенні "Вперед"), обмотки збудження С1-С2, С2-С1, контакти реверсора ВЗ, контактор реостатного контроллера 7, резистори R1...R5, мостовий контактор М, резистори R10...R6, контактор реостатного контроллера 8, обмотки якорів МЗ, М4, контакти реверсора В5, обмотки збудження С1-С2, С2-С1, контакти реверсора В7, силова катушка реле прискорення РУ, шунт амперметра, друга катушка диференціального реле ДР, струмова обмотка лічильника, заземляючий пристрій ЗУ на осях колісних пар. Показаний зібраний замкнутий ланцюг тягових двигунів, якорі приходять в обертання з мінімальною швидкістю.

4.2.2 Перше ходове положення

В цьому положенні починає обертатися вал РК. Переходячи з позиції на позицію, він послідовно замикає свої контактори 1...10 і виводить пускові резистори. Так, на другій позиції включається контактор 1 і виводить резистор R1-R2, на третій позиції включається контактор 2 і закорочує резистор R6-R7 і т.д. На останній, дев'ятій, позиції замкнуться контактори 9 і 10 і повністю виведуть пускові резистори.

Нагадаємо, що при збільшенні частоти обертання якоря тягового двигуна струм знижується. Як тільки він досягне 175 А, реле прискорення дозволить валу РК обернутися в наступну позицію і вивести черговий резистор.

Не дивлячись на те, що при виводі резисторів кидки струму складають приблизно 175...210 А, це не викликає помітних поштовхів тягових зусиль, розгін потягу відбувається достатньо плавно.

4.2.3 Друге ходове положення

Для подальшого збільшення швидкості потягу рукоятку встановлюють в друге положення. При цьому вал РК переходить спочатку на позицію 10, а потім на позицію 11 і фіксується. Включаються контактори Ш1 і Ш2, які замикають ланцюги шунтування обмоток збудження. На позиції 10 збудження ослабляється на 33%. На позиції 11 резистори R11-R12 і R13-R14 закорочуються контакторами реостатного контроллера 11 і 12. Відбувається більш глибоке ослаблення збудження до 50%, що приводить до збільшення струму якорів, тягового зусилля і швидкості потягу.

4.2.4 Третє ходове положення

В цьому положенні тягові двигуни переєднуються з послідовного з'єднання на послідовно-паралельне, напруга на них підвищується в 2 рази. Частота обертання якоря, як відомо, залежить від прикладеної напруги. Вал РК повертається спочатку на позицію 12 і включає контактори П1 і П2. Вони під'єднують до кожної пари двигунів пускові резистори R5...R1 і R6...R10. При цьому через мостовий контактор М протікає струм двигунів: обмотки двигунів Ml, M2, контактор М, обмотки двигунів МЗ, М4, "земля". Стрічно йому протікає струм через пускові резистори: контактор Ш, резистори Р6...Р10, контактор М, резистори R5...R1, контактор П2, "земля". Теоретично ці струми приблизно рівні і складають близько 170 А.

В результаті тягові двигуни виявляються сполученими в дві паралельні групи: перша — реле перевантаження РП1, двигуни 1, 2, контактор РК9, резистори R5...R1, контактор П2, "земля"; друга — реле перевантаження РП2, контактор П1, резистори R5...R10, двигуни 3, 4, катушка РУ, "земля". Після виведення пускових резисторів і досягнення реостатним контроллером позиції 16 напруга на кожному двигуні стає рівною 1500 В, тобто в двічі більше, ніж при послідовному з'єднанні. На позиції 16 реостатний контроллер зафіксує. Помітимо, що вивід пускових резисторів в цьому випадку відбувається швидше, ніж при послідовному з'єднанні. На кожній позиції резистори виводяться не поодинці, а попарно з кожної групи двигунів. Необхідно відзначити також, що перехід на паралельне з'єднання відбувається при включених контакторах Ш1 і Ш2, які розмикаються на позиції 13.

4.2.5 Четверте ходове положення

В цьому положенні вал РК переходить спочатку в позицію 17, а потім — в позицію 18. Замикаються контактори Ш1 і Ш2, утворюється перший ступінь ослабіння збудження (33%). Потім за допомогою контакторів реостатного контроллера 11 і 12 досягається другий ступінь ослабіння збудження (до 50%). Дані процеси протікають так само, як і на послідовному з'єднанні в другому положенні головної рукоятки. На позиції 18 реостатного контроллера реалізується максимальна швидкість електропоїзда.

Якщо під час пуску короткочасно встановити головну рукоятку в положення 1 і повернути в положення М, то реостатні контроллери на всіх вагонах потягу зупиняться на тих позиціях, яких вони досягли у цей момент. Таким прийомом іноді користуються при розгоні потягу на брудних рейках, коли відбувається часте боксовання колісних пар.