Електропоїзди постійного струму (стр. 8 из 14)

6. Силова схема моторного вагону модернізованого електропотягу ЕР2

електропоїзд експлуатація моторний вагон

6.1 Загальна характеристика

В силовий ланцюг моторного вагона входять струмоприймач, пристрій захисту від радіоперешкод, розрядники, апарати захисту, тягові двигуни і ряд спеціальних апаратів. З їх допомогою здійснюється з'єднання пускогальмівних резисторів і тягових двигунів з контактною сіттю і рейками, змінюють напрям обертання якорів двигунів, регулюють струм збудження, виводять резистори, перемикають тягові двигуни з режиму тяги в режим електричного гальмування і назад.

Електрична схема електропоїзда забезпечує автоматичний пуск тягових двигунів при управлінні контроллером машиніста. вихід двигунів на природну безреостатну характеристику. перехід в гальмівний режим з автоматичною підтримкою гальмівного струму якорів тягових двигунів. Режим рекуперації діє з максимальної швидкості до швидкості 50...45 км/ч. Потім схема автоматично переходить на реостатне гальмування з самозбудженням тягових двигунів до швидкості 15... 10 км/ч. Після цього застосовують електропневматичне догальмування малим ступенем тиску в гальмівних циліндрах.

Тягові двигуни одержують живлення від контактної сіті через струмоприймачі ПК, Г-образний фільтр, що складається з дроселя ДрФ і конденсатора С1, знижуючого рівень радіоперешкод, створюваних під час роботи електропоїзда. Розрядники Рр1 і Рр2 захищають силову схему від атмосферних і комутаційних перенапружень. Перший з них, приєднаний до струмоприймача, сприймає основне навантаження, а другий, включений паралельно першому після фільтра, гасить залишкові перенапруження на конденсаторі С1 і полегшує роботу першого розрядника. Після проходження хвилі перенапруження апарати повертаються в початковий стан. Головний розєднувач ГР призначений для відключення силових ланцюгів тягових двигунів і високовольтних ланцюгів допоміжних машин від струмоприймача і їх заземлення під час огляду або ремонту. Крім того, в заземленому положенні ножа через резистори R22 опором 102 кОм розряджається конденсатор фільтра Cl.

Швидкодійний вимикач БВ служить для відключення ланцюгів тягових двигунів в аварійних ситуаціях і працює тільки в режимі тяги. В режимі рекуперації струм силового ланцюга має протилежний напрям, тому зростаючий струм розмагнічуючих витків БВ при короткому замиканні викличе зворотний ефект: відбудеться посилення магнітного потоку утримуючої катушки, і вимикач не спрацює.

Дві катушки диференціального реле ДР1 і ДР2, введені в силовий ланцюг послідовно з первинними обмотками диференціюючого трансформатора ТРД на початку і кінці схеми, підвищують чутливість спрацьовування БВ при значно менших струмах короткого замикання (так званих неповних коротких замиканнях).

Силові контактори ЛК, ЛКТ, Т і Ш служать для оперативного включення або відключення живлення тягових двигунів: через контактори ЛК і ЛКТ струм проходить в режимах тяги і рекуперації, через контактор Т — в режимі реостатного гальмування. Контактор Ш підключає шунтуючий ланцюг, що складається з індуктивного шунта ИШ і резисторів R10...R15, паралельно обмоткам збудження двигунів в тязі. В режимі реостатного гальмування з самозбудженням через контактор Ш замикається струм тягових двигунів.

Реверсор призначений для зміни напряму струму в обмотках збудження (для зміни напряму обертання якоря). В положенні "Вперед" замкнуті його силові контакти В1 і В2, в положенні "Назад" — HI і Н2. Гальмівний перемикач переводить схему тягових двигунів з режиму тяги в режим електричного гальмування. В положенні "Тяга" (або "Хід") замкнуті його парні контакти ТП2...ТП12 і ТП9, в положенні "Гальмо" замкнуті непарні контакти ТП1..ЛТП 1.

Діоди VD54...VD57 необхідні для пропускання струму в режимі рекуперативного гальмування. Діоди VD30...VD40 разом з тиристором VS9 і контактом гальмівного перемикача ТП9 утворюють шунтуючий ланцюг, який використовується короткочасно в моменти відключення тяги. Через неї замикаються струми самоіндукції, що виникають в обмотках збудження тягових двигунів. Завдяки цьому ланцюгу в моменти відключення тяги зменшуються комутаційні перенапруження на колекторах тягових двигунів і покращуються умови дугогашення лінійних контакторів ЛК і ЛКТ. Дільник напруги на резисторах R71, R73, стабілітрон ПП2 і конденсатор С15 створюють умови для відкриття тиристора VS9 хвилею перенапруження. Після закінчення перехідного процесу при відключенні тягових двигунів тиристор VS9 закривається і запобігає протіканню струмів що викликаються ЕДС самоіндукції.

Основним апаратом управління тяговими двигунами є реостатний контроллер РК. В процесі розгону потягу він зменшує опір пускових резисторів і збільшує ступінь ослабіння збудження двигунів. Кулачковий вал реостатного контроллера РК має 20 позицій (див. таблицю замикання його контакторів на додатку.). Перші 14 позицій є позиціями реостатного пуску, останні 6 позицій служать для зміни ступеня (коефіцієнта) збудження двигунів.

Реостатний контроллер має 17 силових кулачкових контакторів. Контактори 7... 9 забезпечують вивід резисторів R1 ...R9, контактори 10...15 виводять резистори шунтуючого ланцюга R10...R14. Контактори 16 і 17 потрібні для електричного гальмування: один з них сполучає якорі з обмотками збудження, другий закорочує індуктивний шунт при реостатному гальмуванні з самозбудженням. Вивід резисторів R10...R14 труднощів не представляє, вивід пускових резисторів R1...R9 детально показаний по кожній позиції на рис. 5.1...5.5.

Для захисту ланцюгів від можливих перенапружень тягових двигунів в режимі рекуперації передбачено герконове реле максимальної напруги Э5-РМН. При напрузі в контактній сіті 3950В воно спрацьовує і перемикає схему рекуперації на реостатне гальмування (при незалежному збудженні, що продовжується). Аналогічний пристрій — реле напруги Э6-РН — також контролює рівень напруги в контактній сіті. У разі зняття напруги або його неприпустимому зниженні реле відключає лінійні контактори (відключає тягу).

Для обліку витрати електроенергії в режимі тяги і рекуперації є лічильники Wh 1 і Wh2. Прилади електровимірювань і реле напруги приєднані через обмежуючі резистори R27...R29, R17, R61...R63.

Перерахуємо можливості існуючої електричної схеми:

- зміна напряму руху електропоїзда;

- автоматичний пуск тягових двигунів і режим електричного гальмування;

-дотормаживание електропневматичним гальмом всіх вагонів потягу від швидкості 15 км/ч до повної зупинки;

- включення електропневматичного гальмування на окремій секції у разі відмови електричного гальмування на моторному вагоні даної секції;

- змішане (комбіноване) рекуперативне або реостатне гальмування моторних вагонів з електропневматичним гальмуванням причіпних вагонів;

- електропневматичне гальмування на всіх вагонах (службове гальмування ЕПТ) після установки контроллера машиніста в гальмівне положення 5.

Схема забезпечує коливання струму при пуску не більш ± 15% від середнього значення струму, при переходах з одного режиму на інший кидок струму не перевищує 150А. Середній струм при гальмуванні з незалежним збудженням не повинен перевищувати 360А, а при самозбудженні — 480А. Крім того, можлива зміна уставки пускового струму, а також — гальмівного струму при гальмуванні з самозбудженням на всіх вагонах потягу.

В електричній схемі передбачені наступні види захистів;

- від коротких замикань і перевантажень тягових двигунів:

- від пробою на "землю" ланцюга тягових двигунів;

- від коротких замикань і перевантажень тягових двигунів в схемі

електричного гальмування;

- від атмосферних і комутаційних перенапружень;

- від зниження або зняття напруги в контактній сіті;

- від надмірного підвищення напруги сіті при рекуперації;

- від коротких замикань у високовольтних і низьковольтних допоміжних ланцюгах і ланцюгах управління;

Рисунок 6.1 - Проходження струму по пуско-гальмівним резисторам на позиціях 1..3 реостатного контроллера

- від зворотних струмів в ланцюзі двигуна перетворювача;

- від перевантажень і від рознесення перетворювача;

- від підвищення і пониження напруги живлення ланцюгів 110 і 220В;

- від перевантажень трифазних асинхронних двигунів;

- від підвищення напруги на випрямному мосту VS1 ...VS6 статичного

збудника;

- від боксовання і юза колісних пар;

- від розносного боксовання колісних пар.

Рисунок 6.2 - Проходження струму на позиціях 4…6 РК

Рисунок 6.3 - Проходження струму на позиціях 7...9 РК

6.2 Силова схема в режимі тяги

Спрощена схема в режимі тяги приведена на рис. 6.6. Щоб зібрати замкнутий ланцюг через тягові двигуни, треба завчасно відновити швидкодійний вимикач, розвернути реверсор в необхідне положення (звичайно "Вперед"), розвернути гальмівний перемикач в положення "Тяга" (замкнути його парні контакти ТП2, ТП6 і т.д.) і включити лінійні контактори ЛК і ЛКТ. Перед збором схеми кулачковий вал реостатного контроллера повинен знаходитися у вихідній першій позиції, а гальмівна магістраль заряджена стислим повітрям.

Управляють роботою силової схеми за допомогою контроллера машиніста, на якому є одне маневрове і чотири ходових положення. Після установки головної рукоятки (штурвалу) контроллера в маневрове положення реверсор займає положення, відповідне положенню реверсивної рукоятки. Гальмівний перемикач повертається в положення тяги,включаються лінійні контактори ЛК і ЛКТ. Кулачковий вал РК залишається на першій позиції, всі пускові резистори введені в ланцюг тягових двигунів.