Коммутация якоря.

Это явление заключается в изменении направления тока в проводниках якоря в момент перехода этих проводников из зоны действия полюса одной полярности в зону действия полюса другой полярности. В этот момент пара проводников или несколько пар бывают замкнуты щеткой накоротко. Так как этот период бывает очень кратковременным и ток в витке изменится резко, в проводниках наводится э.д.с. самоиндукции. Но поскольку сопротивление медных проводников обмотки очень невелико, ток в витках, замкнутых щеткой накоротко, несмотря на небольшие величины э.д.с., возникает значительный. В момент выхода коллекторной пластины, соединённой с проводником, из под щетки происходит размыкание короткозамкнутых витков и разрыв этого тока. Разрыв цепи тока вызывает нежелательное искрение на коллекторе. Степень искрения оценивается в зависимости от количества искр, наблюдаемых под щётками. Нормальным в условиях эксплуатации считают искрение степеней 1, 1 ¼ , 1 ½

При нормальных условиях искры между отдельными коллекторными пластинами не успевают гаснуть и, соединяясь, образуют круговой огонь по коллектору между плюсовыми и минусовыми щётками, который представляет собой короткое замыкание цепи двигателя и вызывает сильный бросок тока, оплавление коллектора, повреждение щёток, выплавление припоя из петушков коллектора. Круговой огонь может переброситься на заземленные части двигателя: подшипниковый щит, железо якоря, сердечник полюса и т. д., что приводит к порче двигателя.

Все э.д.с., возникающие в витках обмотки якоря в период коммутации, называют « реактивная » э.д.с. Для уменьшения влияния этой э.д.с. на работу машины в двигателях устанавливают дополнительные полюса.

Дополнительные полюса.

В витках обмотки якоря, концы которых проходят под щетками, магнитный поток должен наводить добавочную э.д.с., направленную навстречу реактивной э.д.с. и равную ей. Поскольку величина реактивной э.д.с. увеличивается при нарастании тока в обмотке якоря, необходимо, чтобы также увеличивалась противодействующая ей э.д.с., а для этого нужно увеличение магнитного потока дополнительных полюсов, пропорциональное току обмотки якоря. Для получения такой и достижения автоматичности действий дополнительных полюсов их обмотки соединяют последовательно с обмоткой якоря и магнитную систему выполняют ненасыщенной, чтобы любое увеличение тока двигателя вызывало бы пропорциональное увеличение магнитного потока. Для получения ненасыщенной магнитной системы дополнительных полюсов необходимо иметь значительный воздушный зазор на пути прохождения магнитных силовых линий ; тогда малые и средние по величине токи двигателя не смогут вызвать насыщения сердечников полюсов. Однако увеличение воздушного зазора между сердечником дополнительного полюса и сердечником якоря может привести к увеличению магнитных потоков рассеивания на главный полюс и по воздуху вокруг катушки . Целесообразно увеличить промежуток за счет постановки немагнитной прокладки между сердечником дополнительного полюса и остовом двигателя. Такая прокладка препятствует насыщению полюса и образованию магнитных потоков рассеивания. Искрение на коллекторе в некоторой степени зависит также от сорта применяемых щеток. Их сопротивление должно ограничить величину тока коммутации. Но они не должны иметь высокой твердости, чтобы не изнашивать коллектор. ктивной , этот магнитный поток должен наводить добавочную э.полюсной системы двигателя.0000000000000

напряжение на коллектора двигателя.

Приложенное на коллекторе напряжение распределяется между витками обмотки якоря, поэтому между смежными пластинами коллектора образуется разность потенциалов. Опытом установлено, что если среднее напряжение между соседними пластинами коллектора будет превышать 25 В, то на коллекторе будут часто возникать искрения и образовываться круговой огонь. Таким образом, чтобы применять более высокое напряжение на коллекторе, нужно иметь большое число коллекторных пластин с расчётом получения среднего напряжения меньше указанной величины. Однако по условиям механической прочности каждая коллекторная пластина должна иметь толщину не менее 3 мм, поэтому стремление к увеличению числа пластин требует увеличение диаметра коллектора, почти равному диаметру якоря, что усложняет конструкцию крепления двигателя и его расположение. Поэтому двигатели обычно выполняются на ограниченное напряжение на коллекторе, меньше чем напряжение питающей сети .

Двигатели наших электровозов выполняются с расчётом напряжения на зажимах 1500 В.Чтобы они могли работать от сети с напряжением 3000 В, их нужно соединять не менее чем по два последовательно. Тогда общее напряжение на тяговых двигателях будет 3000 В, а на каждом тяговом двигателе будет только 1500 В

Ток двигателей

При прохождении тока по обмоткам двигателя в них происходит выделение тепла. Количество выделяющего тепла зависит от сопротивления обмоток и пропорционально квадрату тока, проходящего по обмоткам. Поскольку двигатель имеет принудительное охлаждение и его части обладают значительной теплоёмкостью, повышение температуры происходит не сразу, а постепенно в зависимости от выделенного тепла.

Нагрев вредно отражается на состоянии изоляции, в ней возникают трещины и меняются её свойства. Для каждого класса изоляции есть

определённый предел нагрева. Так для обмотки якоря применяется класс изоляции по нагревостойкости H – допустимый нагрев до140-160 ° C, а для обмоток полюсной системы F – допустимый нагрев до 155-180 ° C при температуре окружающего воздуха + 25 °C. Ток, который проходит по обмоткам двигателя, не должен вызывать перегрева изоляции выше предела, установленного для данного класса. Поэтому в одном и том же двигателе может допускаться прохождение большего тока в течение малого времени или прохождение меньшего тока в течение большего времени и он делится на часовой ток и длительный ток.

Часовой ток- это такой ток, при котором работа двигателя в течение одного часа вызывает нагрев его частей из холодного состояния до предельной температуры, установленной для данного класса изоляции.

Длительный ток – это такой ток, который при длительном непрерывном прохождении по двигателю (более восьми часов ) способен нагреть обмотки до предельной температуры, установленный для их изоляции, но не сможет превысить эту температуру при любой продолжительности работы двигателя.

Часовая скорость- это скорость вращения якоря при номинальном напряжении на коллекторе двигателя и при прохождении по его обмоткам часового тока.

Длительная скорость – это скорость вращения якоря при номинальном напряжении на коллекторе двигателя и при прохождении по его обмоткам длительного тока.

Часовая мощность – это мощность развиваемая на валу двигателя при номинальном напряжении на коллекторе и часовом токе.

Длительная мощность – это мощность, развиваемая на валу двигателя при номинальном напряжении на коллекторе и длительном токе.

Максимальный ток – увеличение тока на двигателе, которое влияет не только на нагрев его, но и способствует образованию искрения на коллекторе. Обычно у двигателей максимальная величина тока равна двойному часовому току.

Максимальная скорость – при большей скорости вращения якоря двигателя возникает большая центробежная сила, стремящаяся вырвать обмотку якоря из пазов сердечника, поэтому устанавливается величина допустимой максимальной скорости движения, т.е. устанавливается конструктивная скорость движения электровоза. Превышение конструктивной скорости движения электровоза или сильное разносное боксование могут привести к разрушению креплений обмотки якоря.

Тяговый электродвигатель ТЛ –2 К 1

( локомотивный с компенсационной обмоткой).

Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1 постоянного тока предназначен для преобразовании электрической энергии, получаемой от контактной сети, в механическую в тяговом режиме, а режиме рекуперативного торможения, для преобразовании механической в электрическую.

Вращающий момент с вала якоря двигателя передается на колёсную пару через двухстороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники двигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению.

Подвешивание электродвигателя опорно-осевое. С одной стороны он опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колёсной пары электровоза, а с другой стороны на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы.

Тяговый электродвигатель имеет высокий коэффициент использования мощности ( 0,74 ) при наибольшей скорости электровоза.

Возбуждение электродвигателя в режиме тяги – последовательное, а в режиме рекуперативного торможения – независимое.

Система вентиляции независимая, аксиальная, с подачей вентилирующего воздуха 95 м³/ мин. сверху в коллекторную камеру двигателя и выбросом вверх с противоположной стороны якоря вдоль оси тягового электродвигателя. На электровозе установлено восемь тяговых электродвигателей, мощностью 670квт каждый, с напряжением на коллекторе 1500 в и массой 5000 кг каждый.

Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1 состоит из остова с полюсами, якоря, щёточного аппарата и подшипниковых щитов.

Остов двигателя представляет собой отливку из электротехнической стали марки 25Л-11 цилиндрической формы и служит одновременно магнитопроводом достаточной механической прочности и корпусом (остов), внутри которого расположены все основные детали и узлы. Места крепления главных полюсов имеют утолщенные стенки. В остове закрепляются 6 (шесть) главных и 6 (шесть) дополнительных полюсов, поворотная траверса на которой крепятся 6 (шесть) щёткодержателей и подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя. С наружной поверхности имеется два прилива для крепления букс моторно-осевого подшипников, прилив и съёмный кронштейн для подвешивания электродвигателя, предохранительные приливы от падения на путь и приливы для транспортировки. Со стороны коллектора имеются три люка, предназначенные для осмотра щёточного аппарата и коллектора. Все люки герметично закрываются крышками от попадания пыли, снега и др.

Крышка верхнего коллекторного люка укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка нижнего люка – одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной, а крышка второго нижнего люка – четырьмя болтами М12.

Со стороны коллектора имеется вентиляционный люк для подвода воздуха охлаждения якоря. Выход вентилирующего воздуха осуществляется со стороны, противоположной коллектору, через специальный кожух , укреплённый на подшипниковом щите и остове. Выводы из двигателя кабелей марки ПМУ-4000 выполнены сечением 120 мм. Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из полихлорвиниловых трубок с обозначением Я, ЯЯ, К, КК. Выводные кабели Я и ЯЯ соединены с обмотками дополнительных полюсов, якоря и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмоткой главных полюсов. Торцевые стороны остова имеют горловины, в которые запрессовываются подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя.

Главные полюса предназначены для создания основного рабочего магнитного потока.

Он состоит из сердечника, катушки главного полюса и компенсационной обмотки.

Сердечники главных полюсов набраны из отдельных штампованных неизолированных листов, изготовленных из электротехнической стали

марки 2211, толщиной 0,5 мм и крайних боковин толщиной 1,5 мм Листы стягиваются при помощи специальных стержней-заклёпок. Это делается для того, чтобы уменьшить нагрев и снизить потери энергии вследствие наличия вихревых токов, которые образуются в сердечнике из-за колебаний величины магнитного потока при прохождении зубцов якоря под полюсом. Для крепления полюсов к остову в их сердечники запрессовано по два стержня, в которых нарезаны четыре отверстия под болты М24. В каждом полюсном башмаке имеется по десять открытых пазов для компенсационной обмотки, расположенных параллельно пазам якоря. Между сердечником полюса и остова устанавливается одна стальная пружинная прокладка, толщиной 0,5 мм. Головки болтов с внешней стороны остова заливаются компаундной массой, предохраняющей двигатель от попадания в него влаги, а также для контроля крепления болтов полюсов.

Катушка главного полюса имеет 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной меди ЛММ размером 1,95Х65 мм, изогнута по внутреннему радиусу расточки остова для обеспечения прилегания к поверхности. Катушка главного полюса от перемещений на сердечнике уплотнена двумя клиньями в распор по лобовым частям.

Межвитковая изоляция выполнена из асбестовой бумаги в два слоя толщиной 0,4 мм, каждый слой имеет толщину 0,2 мм и пропитана лаком КО-919.

Корпусная изоляция состоит из восьми слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛС-ЭП-934-ТП толщиной 0,11 Х30 мм с полиэтилентерефталантной плёнкой на лаке марки ПЭ-934 и одного слоя ленты технической лавсановой термоусаживащейся толщиной 0,22 мм, наложенных с перекрытием в половину ширины ленты. И имеет выводные кабели К и КК.

Компенсационная обмотка предназначена для улучшения рабочих характеристик двигателя, т. е. устраняет вредное влияние размагничивающего действия реакции якоря.

Она состоит из шести катушек намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки ПММ размером 3,28Х22 мм, и имеет 10 витков. Компенсационная обмотка уложена по два витка в пазы сердечника полюса. И имеет выводы кабелей Я и ЯЯ.

Корпусная изоляция и покровная изоляция состоит из шести слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,11 мм, одного слоя фторопластовой ленты толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты .

Витковая изоляция имеет один слой стеклослюдинитовой ленты той же марки, она уложена с перекрытием в половину ширины ленты.

Компенсационная обмотка в пазах закреплена клиньями из текстолита марки Б.

Изоляция компенсационных катушек на ТЭВЗ выпекается в приспособлениях, а на НЭВЗ - в остове.

Дополнительные полюса предназначены для создания магнитного потока в зоне геометрической нейтрали основной полюсной системы двигателя. Дополнительный полюс состоит из сердечника и катушки дополнительного полюса.

Сердечники дополнительных полюсов выполняются из толстолистового проката и крепится к остову двигателя трёмя болтами М20, через латунную (диамагнитную) прокладку толщиной 7 мм. Эта прокладка не обходима для уменьшения насыщения дополнительного полюса между остовом и сердечником.

Катушки дополнительных полюсов намотаны на ребро из мягкой медной проволоки ППМ размерами 6Х20 и имеют 10 витков каждая. Катушки дополнительных полюсов пропитаны совместно с сердечниками и представляют собой неразъёмный моноблок.

Межвитковая изоляция состоит из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком КО-19.

Корпусная изоляция и покровная ни чем не отличается от изоляции главных полюсов. Имеются выводы кабелей Я и ЯЯ. С целью улучшения коммутации устанавливают зазор между главным полюсом и сердечником якоря до 4 мм, а между дополнительным полюсом и сердечником якоря до 6 мм.

Якоря двигателей предназначены для передачи вращающегося момента двигателей на колёсные пары электровоза в режиме тяги, а также тормозных моментов во время рекуперативного торможения.

Якорь двигателя состоит из вала с втулкой, сердечника, задней и передней нажимных шайб, коллектора, обмотки якоря и щёточного аппарата.

Вал якоря является основой для крепления остальных деталей. Он воспринимает от них весовую нагрузку, передаёт вращающий момент и подвергается действию различного рода ударов. Он испытывает также переменные скручивающие и изгибающие усилия Эти тяжёлые условия работы требуют от вала повышенной прочности. Поэтому его изготавливают из специальной стали пределом прочности на растяжение не менее 70 кг / мм. Поверхность вала должна быть тщательно обработана и не иметь трещин, задиров, рисок. Переходные галтели выполняются плавными и без перекосов. Посадочное равно 149 мм для напрессовки втулки. По обе стороны вала имеются посадочные поверхности диаметром 140 мм под внутренние кольца роликовых подшипников. Концы вала, предназначены для насадки малых шестерен зубчатой передачи.

Втулка якоря изготавливается из стальной отливки коробчатой формы, для обеспечения её замены. Она позволяет заменять вал, не нарушая скрепления остальных элементов якоря. Втулка запрессовывается на вал с усилием 80-110 тс. После запрессовки она обрабатывается под передние и задние нажимные шайбы и фрезеруется шпоночная канавка. С противоколлекторной стороны предусмотрен буртик, служащий упором для задней нажимной шайбы, а с коллекторной стороны втулка имеет резьбовую часть под г айку, для крепления передней нажимной шайбы.

Сердечник якоря состоит из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и диаметром 635 мм. Крайние листы ( по восемь штук с каждой стороны ) имеют толщину 1 мм и диаметр 628 мм По наружной поверхности листов имеется 75 пазов. Все листы между собой изолированы тонким слоя лака. Сборка сердечника производится таким образом, чтобы по краям, за счёт листов меньшего диаметра получилось восемь окружных дорожек глубиной 3,5 мм для наложения проволочного бандажа. Длина сердечника после сборки и опрессования 400 мм. Изоляция листов сделана для уменьшения величины вихревых токов, которые вызывают нагрев сердечника и лишние потери энергии. В сердечнике имеется один ряд аксиальных отверстий диаметром 30 мм для прохода вентилирующего воздуха.

Нажимные шайбы изготавливаются из литой стали и предназначены для удержания сердечника якоря в спрессованном состоянии, а также для поддержания лобовых частей обмотки якоря. Кроме того, передняя шайба является и корпусом коллектора. Задняя нажимная шайба имеет шпоночную канавку для посадки на втулку якоря. Шайба имеет пять спиц, для прохода охлаждающего воздуха, а для предохранения от попадания на якорь смазки из подшипников она имеет специальный щит.

Коллектор якоря осуществляет правильное распределение направления тока в проводниках обмотки якоря при переходе под главный полюс другой полярности.

Он является скользящим контактом питания током обмотки якоря двигателя. Коллектор работает в тяжёлых условиях, так как он подвергается большим механическим и электрическим нагрузкам. За счет прохождения больших токов и трения щёток на его поверхности образуется много тепла, а также наличие открытых деталей щёточного аппарата, находящихся под высоким напряжением, близко расположенной «земля», возможное искрение под щётками вызывают ионизацию воздуха вокруг коллектора.

Коллектор набирают из отдельных медных пластин, изолированных друг от друга отдельными изоляционными прокладками.

Коллектор состоит из 525 коллекторных пластин толщиной 5,5 мм клинообразного сечения, изготовленных из твёрдотянутой красной меди, и такого же количества изолированных коллекторных слюдопластных пластин толщиной 1,14 мм Диаметр коллектора равен 660 мм. Длина рабочей части коллектора равна 124 мм. Среднее напряжение между соседними пластинами при рабочем напряжении на коллекторе 1500 В и составляет 26,8 В. Коллекторная пластина на внешний вид имеет форму «петушка» и имеет три рабочих поверхности: рабочая поверхность для скольжения щётки, на рабочей поверхности сняты фаски, для улучшения условий работы щётки; нижняя поверхность «ласточкин хвост» для крепления к сердечнику якоря; верхняя часть имеет паз для крепления концов проводника секций обмотки якоря.

Сборка коллектора производится следующем образом: сначала коллекторные пластины в чередовании с слюдопластными пластинами собираются в виде кольца в специальном приспособлении. Затем происходит прессовка и стягивание кольца наружным хомутом .После этого внутренняя часть растачивается по окружности и под «ласточкин хвост». Производится скрепление коллектора зажимом «ласточкина хвоста» пластин между нажимным конусом и коллекторной коробкой с прокладкой под их выступы миканитовых конусов. Под низ коллекторных пластин предварительно ставится миканитовой цилиндр, т. е. коллекторные пластины и коллектор полностью изолирован от вала и друг от друга. Посадка нажимного конуса производится под прессом и стягивается болтами с коробкой коллектора. После сборки коллектор балансируют с приваркой уравновешивающих грузов.

Окончательная отделка коллектора производится на готовом якоре после укладки и припайки обмотки. После сборки коллектора его рабочую поверхность подвергают механической обработке и шлифуют. При прохождении тока между щёткой и коллектором происходят сложные процессы. Вследствие этого поверхность коллектора покрывается политурой—тонкий плёнкой светло или тёмно коричневого цвета, содержащий, главным образом, окислы меди углерод. Наличие политуры благотворительно сказывается на работе щёток; коэффициент трения уменьшается и возрастает переходное сопротивление контакта между щёткой и коллектором. Процесс появления политуры при обычных условиях длится от 2 до 10 час. При очень больших скоростях перемещение щётки по коллектору ( свыше 50—60 м/ сек ) может произойти частичное разрушение политуры. Цвет рабочей поверхности должен соответствовать цвету орехового дерева. Слюдопласт между пластинами коллектора вырезают специальной фрезой на глубину 1–2 мм. Образовавшиеся канавки называют продорожкой коллектора. Продорожка производится с целью предохранения от возвышения слюдопласта над поверхностью коллекторных пластин, т. к. это возвышение слюдопласта над поверхностью коллектора вызовет подпрыгивание щёток и искрение, а также излом щёток. Производиться испытания на пробой изоляции.

Обмотка якоря служит для создания вращающего момента двигателя при взаимодействия электромагнитных сил, возникающих при прохождении электрического тока по проводнику, помещённого в магнитный поле полюсов.

Витки проводников, соединённые между собой коллекторными пластинами, образуют обмотку якоря. Обмотка якоря петлевая. Обмотка якоря двигателя набирается в пакет по 7 (семь) отдельных проводников изготовленных из медного провода ПЭТВСД и укладывается в специальные пазы сердечника в два ряда по высоте. Этот пакет образует катушку якоря . Обмотка якоря имеет 75 катушек и 25 секций уравнительных соединений. Уравнительные секционные соединения изготовляются из трёх проводов той же марки. Катушки обмотки якоря укладываются в пазы сердечника шагом по пазам 1 – 13, а по коллектору шагом 1 – 2 и уравнительные соединения – шагом по коллектору 1 – 176.

Для укладки нижнего ряда секции обмотки в паз её нагревают до температуры 65 °C, что делает более эластичной их изоляцию. При укладки секций в паз по его краям в местах выхода секций ставятся изоляционные U-образные скобочки и поверх них на дно паза укладывают полоски из прокладочного миканита. Боковые поверхности пазовой части полусекций натирают парафином и полусекции укладывают в пазы с осаживанием лёгкими ударами киянки через деревянные подкладки. Передние концы проводников осаживают в шлицы (прорези) петушков коллектора.

Обмотка якоря после укладки в пазы закрепляется в пазовой части текстолитовыми клиньями, а в лобовой части – стеклобандажём.

Якорь нагревают до температуры 110-115 °C и производят намотку бандажа из лужёной стальной проволоки диаметром 2 мм с натяжением 190-210 кгс. Чтобы витки не расходились в стороны их скрепляют в нескольких местах по окружности скобочками-замками из луженной жести и пропаиваются по всей поверхности чистым оловом с применением канифоли в качестве флюса,..

Соединение концов обмотки и клиньев с петушками коллекторных пластин выполнено припоем ПСР-2,5 на специальной установке токами высокой частоты.

Каждый пакет обмотки якоря изолируют одним слоем с перекрытием в половину ширины стеклослюдинитовой лентой ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм. Каждый пакет из семи проводников изолирован также лентой стеклослюдинитовой ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм с перекрытием вполовину ширины ленты.

Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из шести слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл, одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты

Изоляция каждого провода уравнительного соединителя состоит из одного слоя стеклослюдинитной ленты ЛЭСК-5-СПл и одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм. Вся изоляция уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Изолированные провода соединяют в секцию одним слоем стеклоленты, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. Затем производиться сушка якоря и испытания на пробой изоляции.

Щёточный аппарат предназначен для обеспечения постоянного диапазонного нажатия щеток на скользящие контакты коллектора.

Щеточный аппарат тягового двигателя состоит из траверсы разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов и шести щеткодержателей со щётками.

Траверса расположена в остове и представляет собой стальную отливку в виде кольца швеллерного сечения, имеющую по наружному ободу зубчатый венец, через который она сцепляется с шестерней поворотного механизма. Поворотный механизм фиксируется стопорным болтом со стопором. На внутренней боковой поверхности траверсы, для крепления кронштейна щёткодержателя, расположены две шпильки на каждый кронштейн. Фарфоровые изоляторы, насажены на шпильки кронштейнов и изолированы пресмассой АГ-4 , с использованием эпоксидной смолы.

Кронштейн стальной, разъёмный, состоящий из двух половин, которые соединяются между собой болтами. Для крепления щёткодержателя кронштейн имеет обработанную гребенчатую поверхность с резьбовым отверстием под болт М20. Электрическое соединение кронштейнов траверсы между собой выполнено кабелями ПС-400 площадью сечения 50 мм. Два верхних кронштейна соединяются электрически со схемой двигателя кабелями с легкосъёмными наконечниками.

Фиксация траверсы и щеток на геометрической нейтрали двигателя обеспечивается одним болтом-фиксатором, расположенным против верхнего коллекторного люка. Траверса прижимается к подшипниковому щиту двумя стопорными устройствами, расположенными одно внизу остова, другое – со стороны подвески.

Щёткодержатель состоит из латунно- кремнистого корпуса и крепится к кронштейну при помощи болта М20. При валочная поверхность выполнена гребёнчатой, как и у кронштейна. При соединении зубцы поверхности заходят в противоположные впадины, разгружая крепящий болт от срезывающих и изгибающих усилий. Проходное отверстие под болт овальное, что позволяет перемещать щёткодержатель и регулировать расстояние от корпуса до поверхности коллектора. Щёткодержатель имеет две цилиндрические пружины, работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпуса щёткодержателя, другим – на оси нажимного пальца с помощью винта, которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивает практически постоянное нажатие на щётку. Кроме того, при наибольшем допустимом износе щётки нажатие пальца на щётку автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щёток.

Расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора не менее 3,5 мм и не более 6,5 мм. А расстояние между петушками коллектора и корпусом щёткодержателя при крайнем положении якоря в сторону щеткодержателя не менее 4 мм. В корпусе имеется окно для щёток .

Щётки марки ЭГ-61А разрезные, нажимного устройства, размером 2(8Х50Х56) мм с резиновыми амортизаторами. Щётки армированы медными шунтами, шунты припаяны в просверленных отверстиях щётки и приклёпаны к контактным пальцам, а второй конец шунтов крепится к корпусу щёткодержателя винтом. Щётки в окне должны свободно скользить вдоль стенок свободно, без заеданий. Давление на щётки регулируется в пределах 3-3,8 кг. Высота щёток должна быть не менее 35 мм. Перед установкой комплект щёток притирают на макете, придавая им форму рабочей поверхности приближённой поверхности коллектора и делается просушка их.

Улучшения условий коммутации можно обеспечить при применении разрезных щёток. В этом случае удлиняется путь, по которому проходит добавочный ток коммутации и увеличивается сопротивление цепи коммутируемой секции, а также уменьшается ток коммутации.

Подшипниковые щиты являются одной из составляющих частей остова двигателя для опоры якоря в горизонтальном положении и обеспечения вращения якоря. Подшипниковые щиты запрессовываются в предварительно нагретые горловины остова двигателя индукционным нагревателем до температуры 100-160 °C и крепятся восемью болтами М24 к торцу остова двигателя. К наружним поверхностям подшипниковых щитов привариваются фланцы с резьбой М30, для крепления кожухов зубчатой передачи.

Якорные подшипники в двигателе применены роликовые радиальные цилиндрические тяжелые серии, которые обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3 – 8 мм. Подшипники смонтированы в стальных подшипниковых щитах, плотно прилегающих к остову и крепящихся к нему болтами с предохранительными шайбами. Охлаждающий воздух подается в двигатель через патрубок над коллектором и выбрасывается через отверстия в торцовой стенке остова и в подшипниковом щите со стороны, противоположной коллектору.

Для предотвращения попадания снега и воды через вентиляционные отверстия на двигателе устанавливается сварной кожух снегозащит, а для более надежной защиты двигателя от попадания в него снег и влаги выброс охлаждающего воздуха вверх.

Сборка и испытания тяговых двигателей.

Собранный остов с полюсами и компенсационными обмотками ставят стороной, противоположной стороны коллектора, на подшипниковый щит. Щит стягивают восемью болтами М24.Затем переворачивают остов на 180 , опускают якорь, устанавливают траверсу на остов с кронштейнами, вставляют навал якоря второй подшипниковой шит и крепят его болтам, как первый.

Тяговые двигатели после сборки подвергаются испытаниям в соответствии с Правилами ремонта:

- У двигателя проверяется легкость вращения якоря от руки и производится замер его продольного разбега.

- После этого включают двигатель под напряжение 50- 250 D постоянного тока, этим проверяется отсутствие нагрева подшипников, температура нагревания должна не превышать 80 °C, испытание производят на холостом ходу без нагрузки при вращении в обе стороны по 30 мин.

- Двигатель испытывается на нагревание при часовой мощности по методу возвратной работы и при номинальном количестве охлаждающего воздуха, при этом нагрев должен быть для обмотки якоря 120 °C и обмотки полюсов 130 °C, снимается скоростная характеристика и проверяется реверсирование при номинальной мощности.

- Производится испытание двигателя на повышенную скорость на холостом ходу в течение 2 мин при скорости вращения якоря 2100 об/ мин.

- Производится испытание при напряжении на коллекторе 1500 В и двойном часовом токе, а также при напряжении 1800 В и максимальной скорости вращения допускаемой в эксплуатации 1690 об/мин, испытание производят в течении 30 сек при вращении в каждую сторону.

Замеряется сопротивление изоляции, которое должно быть не менее 3 Мом, в горячем состоянии , замер производят мегомметром на 2,5 кВт.

Контролируется состояния изоляции мостом Шеринга,

проверяется качество изоляции и старение её прибором ИЧР –(индикатор частотных разрядов), влажность – прибором ПКВ, а межвитковая изоляция якоря с помощью прибора ИВ-3, этим же прибором

контролируется корпусная и витковая изоляция.

- Проверяется электрическая прочность изоляции двигателя от корпуса. Проверяется переменным током в течение 1 мин напряжением 7000 В. На собранный тяговый электродвигатель, после испытания, заводится технический паспорт его электромеханических характеристик.

Электрические вспомогательные машины.

Вспомогательные машины электровоза предназначены :

Мотор - компрессоры, для питания сжатым воздухом тормозных устройств и пневматических приводов аппаратов;

Мотор - вентиляторы, для подачи воздуха для охлаждения тяговых двигателей, пуско - тормозных резисторов, вспомогательных машин, создания внутри кузова противодавления для предохранения попадания пыли во внутрь кузова:

Генератор управления, для питания постоянным током низковольтных цепей управления и освещения, обеспечения подзарядки аккумуляторной батареи;

Мотор- генераторы (преобразователи),для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей во время рекуперативного торможения;

Электродвигатель вспомогательного компрессора служит приводом , для подъёма токоприёмника в случае отсутствия сжатого воздуха в пневматической системе электровоза.

Мотор-компрессор ТЛ-122.

Электродвигатель ТЛ-122 служит приводом компрессора КТ-6 эл, который питает сжатым воздухом пневматическую сеть электровоза . Мощностью 25 кВт. Питается напряжением 3000 В, при токе якоря 12,5 А. Частота вращения 515 об/мин. Режим работы повторно-кратковременный. Система вентиляции независимая. Масса 1010 кг. Для охлаждения требуется 14куб/м охлаждающего воздуха. Мотор-компрессор установлен в машинном отделении, на общей станине с компрессором КТ-6эл, в задней части каждой секции продольно оси электровоза и закреплен через резиновые амортизаторы к полу кузовов.

Электродвигатель ТЛ-122 постоянного тока четырех полюсная с последовательным возбуждением, состоит из остова, якоря, щёточного аппарата и подшипниковых щитов.

Остов электродвигателя цилиндрической формы отлит из электротехнической стали, он заодно служит магнитопроводом. На стороне противоположной коллектору, имеются окна, закрытые сеткой, для выхода вентилирующего воздуха, а в нижней части –лапы для крепления к общей станины компрессора.

Сердечники главных полюсов набраны из тонколистовой стали Ст2 толщиной 1,5 мм и скрепленными заклепками. Сердечники прикреплены к остову двумя шпильками М24.

Сердечники дополнительных полюсов изготовлены из толстолистового проката с латунными наконечниками и прикреплены к остову двумя латунными болтами М16. Для обеспечения надежной коммутации при переходных режимах между остовом и дополнительными полюсами проложены дюралюминиевые прокладки толщиной 3 мм.

Катушка главного полюса имеет 460 витков и изготовлена из обмоточной меди марки ПСД диаметром 2 мм.

Катушка дополнительного полюса имеет 393 витка и изготовлена из обмоточной меди марки ПСД диаметром 1,8 мм.

Корпусная изоляция выполнена катушек главных и дополнительных полюсов выполнена из шести слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛСЭП-934-ТПл 0,13Х30 мм и одного слоя ленты технической лавсановой термоусаживающейся размерами 0,22Х25 мм, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. Воздушный зазор между якорем и главным полюсом составляет 4,5 мм, а между дополнительным полюсом 6,2 мм.

Щёточный аппарат электродвигателя ТЛ-122 состоит из траверсы поворотного типа , в которой закреплены четыре изолированных пальца. Палец представляет собой стальную арматуру, опрессованную пресс-массой АГ-4, сверху которой насажен фарфоровый изолятор. На пальцах закреплены четыре щёткодержателя, которые можно регулировать в радиальном направлении. В щёткодержателе установлено по одной щётке марки ЭГ-61 размерами 10Х25Х50 мм.

Якорь электродвигателя состоит из коллектора, обмотки , уложенной в пазы сердечника, набранного в пакет из рулонной электротехнической стали толщиной 0,5 мм и имеющего три ряда аксиальных отверстий диаметрами 25 мм, 22 мм, 18 мм для прохода вентилирующего воздуха, передней и задней нажимных шайб и вала. Пакет якоря с нажимными шайбами и коллектор напрессованы на вал якоря.

Коллектор электродвигателя набран из 343 медных пластин, диаметр его рабочей поверхности составляет 400 мм. Медные пластины изолированы друг от друга миканитовыми прокладками, а от корпуса- миканитовыми манжетами и цилиндром.

Волновая обмотка якоря электродвигателя состоит из 49 катушек. Катушка состоит семи секций, она намотана из круглого медного провода ПЭТВСД диаметром 0,85 мм в шесть оборотов. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками выполнено пайкой оловом 02 с флюсом КСп погружением в ванну.

Корпусная изоляция катушек состоит из шести слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-ТПл толщиной 0,09 мм, одного слоя фторопласта толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты.

Катушки якоря в пазах и лобовые части катушек закреплены стеклобандажной лентой. На сердечнике якоря для намотки стеклобандажной ленты предусмотрены радиальные канавки.

В электродвигателе со стороны коллектора установлен фиксирующий роликовый подшипник, со стороны, противоположной коллектору , - плавающий подшипник. Наружные кольца подшипников запрессованы в подшипниковые щиты, изготовленные из стального литья, а внутренние кольца напрессованы на вал якоря. Конструктивное исполнение подшипникового узла обеспечивает создания в нём камеры для смазки, а также уплотнение для предотвращения утечки смазки. Подшипниковые щиты прикреплены к остову шестью болтами М20.

На подшипниковом щите со стороны коллектора имеется специальное окно, к которому подсоединён брезентовый патрубок для подачи вентилирующего воздуха, поступающего из раструба вентиляционного канала электровоза. Подшипниковый щит со стороны , противоположной коллектору, имеет отверстие , закрытое сеткой, для выхода вентилирующего воздуха.

Сборку электродвигателя ТЛ-122 производят в следующей последовательности :

В остов запрессовывают и закрепляют подшипниковый щит со стороны коллектора, затем остов устанавливают на специальном стеллаже щитом вниз, опускают якорь, запрессовывают и закрепляют подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору, после чего поворачивают электродвигатель в рабочее положение. Со стороны коллектора горячим способом насаживают приставное кольцо, устанавливают в торцевую шайбу подшипниковую крышку и закрепляют. Разборка электродвигателя производится в обратной последовательности. На электровозах серии ВЛ10^у, также применяются электродвигатели НБ-431П, конструкция аналогична ТЛ-122, разница в электротехнических характеристиках двигателя и небольших конструктивных решений.

Мотор-вентилятор ТЛ- 110М является электродвигателем постоянного тока служит приводом центробежного вентилятора Ц13-50 и генератора управления НБ-110В. Электродвигатель установлен в машинном отделении задней части каждой секции перпендикулярно продольной оси электровоза на специальной эстакаде. Электродвигатель ТЛ-110М имеет мощность 53,1 кВт, питается напряжением 3000 В, при токе якоря 20,6 А. Частота вращения 990 об/ мин при продолжительном режиме. Двигатель имеет массу 1590 кг.

Электродвигатель ТЛ-110М постоянного тока, само вентилирующий, четырех полюсный с последовательным возбуждением состоит из остова, якоря, щёточного аппарата и подшипниковых щитов.

Остов электродвигателя цилиндрической формы, отлит из стали 25Л-1. Он служит одновременно магнитопроводом. На стороне противоположной коллектору, предусмотрены окна, закрытые сеткой, для выхода вентилирующего воздуха, а в нижней части лапы для крепления его к фундаменту. Остов также имеет приливы для транспортировки.

Четыре главных полюса имеют вертикальное и горизонтальное расположение, а дополнительные полюсы расположены по диагональным осям. Сердечники главных полюсов собраны из тонколистовой стали Ст2 толщиной 1,5 мм и скреплены стальными заклёпками. Сердечники дополнительных полюсов изготовлены из толстолистового стального проката с латунными болтами М16. Для обеспечения надёжной коммутации при переходных режимах между остовом и дополнительными полюсами предусмотрены диамагнитные прокладки толщиной 3 мм. Катушка главного полюса имеет 287 витков и изготовлена из прямоугольного провода ПСД размером 2,24Х3,75 мм. Катушка дополнительного полюса имеет 120 витков и изготовлена из прямоугольного провода ПСД размерами 2,0Х3,55 мм. .

Корпусная изоляция катушек главных и дополнительных полюсов выполнена из стеклослюдинитовой ленты ЛС40Ру-ТТ 0,13Х25 мм в шесть слоёв с перекрытием в половину ширины ленты. Катушки совместно с сердечниками полюсов пропитаны в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 или ЭМТ-2 и представляют собой моноблоки.

Воздушный зазор между якорем и главным полюсом равен 4 мм, а между якорем и дополнительным полюсом 5,7 мм.

Щёточный аппарат состоит из траверсы поворотного типа, в которой закреплены четыре изоляционных пальца. Палец представляет собой стальную арматуру, опрессованную прессмассой АГ-4В, сверху которой насажены фарфоровые изоляторы. На пальцах закреплены четыре щёткодержателя, которые можно регулировать в радиальном направлении. В щёткодержателе установлено по одной щётке ЭГ-61 размером 10Х25Х50 мм.

Якорь двигателя состоит из коллектора, обмотки, уложенной в пазы сердечника, набранного в пакет из электротехнической стали 1312 толщиной 0,5 мм и имеющего три ряда аксиальных отверстий диаметрами 22 мм, 20 мм, 18 мм для прохода вентилирующего воздуха, передней и задней нажимных шайб, вентилятора и вала. Пакет якоря с нажимными шайбами и коллектор напрессованы на вал якоря. Коллектор двигателя набран из 343 медных пластин ; диаметр его рабочей поверхности 390 мм. Медные пластины изолированы друг от друга миканитовыми прокладками, а от корпуса – миканитовыми манжетами и цилиндром. Волновая обмотка якоря состоит из 43 катушек. Катушка состоит из восьми секций; она намотана из круглого провода ПЭТВСД диаметром 1,4 мм в два оборота. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками выполняют пайкой оловом О З с флюсом КСп погружением в ванну.

Корпусная изоляция катушек состоит из шести слоёв стеклослюдинитной ленты ЛСЭК-5-СПл, толщиной 0,11 мм, одного слоя ленты фторопласта толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Катушки якоря в пазах и лобовые части катушек закреплены стеклобандажной лентой толщиной 0,18 мм На сердечнике якоря для намотки стеклобандажной ленты предусмотрены радиальные канавки.

В качестве якорных подшипников в электродвигателе применены роликовые подшипники. Со стороны коллектора установлен фиксирующий роликовый подшипник; со стороны противоположной коллектору, - плавающий подшипник. Наружные кольца подшипников запрессованы в подшипниковые щиты, изготовленные из стального литья, а внутренние кольца напрессованы на вал якоря. Конструктивное исполнение подшипникового узла обеспечивает создания в нём камеры для смазки, а также уплотнение для предотвращения утечки смазки. Подшипниковые щиты прикреплены к остову шестью болтами М20 с пружинными шайбами. Подшипниковой щит со стороны коллектора имеет специальные приливы для крепления остова генератора управления НБ-110В. На конец вала со стороны, противоположной коллектору, насажен ротор центробежного вентилятора Ц13-50, закреплённый гайкой, а на другой конец вала – якорь генератора НБ-110В. Генераторы НБ-110В или генератор ДК-405К взаимозаменяемые.

Вентиляция двигателя осуществляется встроенным вентилятором, который засасывает воздух через отверстия в подшипниковом щите со стороны коллектора и крышки коллекторного люка и удаляет его через отверстия сетки, установленной вокруг остова со стороны, противоположной коллектору.

Генераторы управления НБ-110В или ДК- 405К предназначены для питания цепей управления, освещения и обмоток независимого возбуждения преобразователей НБ-430В. Имеет мощность 8 кВт, вырабатывает 64 В постоянного тока силой 125 А, при продолжительном режиме работы. Частота вращения 990 об/мин и имеет независимое возбуждение. Масса генератора НБ-110В составляет 500 кг, а у генератора ДК-450К – мощность 4,5 кВт; напряжение +50 В; ток 90 А. частота вращения 990 об/мин; масса 247 кг

Генератор имеет четыре главных полюса и четыре дополнительных полюса. Он состоит из остова, якоря и щёточного аппарата. Генератор своих подшипниковых щитов не имеет.

Остов генератора с торцевой стороны закреплён на подшипниковом щите электродвигателя ТЛ-110М, установленном со стороны коллектора. Остов отлит из стали 25Л-1 и имеет цилиндрическую форму.

Сердечник главного полюса набран из тонкой листовой стали Ст2 толщиной 1,5 мм и скреплён стальными заклёпками. Каждый полюс к остову закреплён двумя стальными болтами М16. Катушка главного полюса намотана из обмоточного провода ПСД диаметром 2,1 мм и имеет 510 витков.

Корпусная изоляция катушек выполнена из стеклослюдинитовой ленты ЛС40Ру-ТТ размерами 0,13Х25 мм в четыре слоя с перекрытием в половину ширины и пропитана совместно с полюсными сердечниками в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 или ЭМТ-2.

Воздушный зазор между якорем и полюсами составляет 2,2 мм. Сердечник дополнительного полюса изготовлен из толстолистовой стали Ст2 и крепится к остову двумя латунными болтами М16. Катушка дополнительного полюса изготовлена из прямоугольного провода ППМ размером 2,5Х3,2 мм имеет 18 витков .

Корпусная изоляция выполнена из стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл размером 0,11Х20 мм в три слоя с перекрытием в половину ширины ленты. Воздушный промежуток между якорем и сердечником дополнительного полюса равен 3 мм. Между остовом и добавочными полюсами установлены диамагнитные прокладки толщиной 1 мм.

Якорь генератора насажен консольно на цилиндрическую часть вала электродвигателя ТЛ-110М и состоит из коллектора, сердечника с обмоткой, передней нажимной шайбы, напрессованных на втулку. Сердечник набран из электротехнической стали 1312 толщиной 0,5 мм.

Обмотка якоря волновая и состоит из 27 катушек, уложенных в пазы якоря. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками коллектора выполнена пайкой оловом О3 с флюсом КСп погружением в ванну. Катушка якоря в пазах и лобовые части катушек закреплены стеклобандажной лентой толщиной 0,18 мм.

Катушка якоря изготовлена из провода ПЭТВСД размерами 1,25Х6,0 мм, имеет восемь элементарных проводников, расположенных по высоте в два ряда по четыре проводника в ряду. Корпусная изоляция состоит из двух слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛЭСК-5-СПл толщиной 0,11 мм, одного слоя фторопласта толщиной 0,03 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты, и одного слоя стеклоленты толщиной 0,1 мм, уложенной в стык.

Коллектор генератора состоит из 107 пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками и собранных в пластмассовом корпусе, являющиемся несущим изолирующим элементом конструкции. Коллектор для насадки имеет стальную втулку.

Щёточный аппарат генератора состоит из траверсы поворотного типа, на которой укреплены четыре изоляционных пальца со щёткодержателями. В щёткодержателях установлены щётки ЭГ-2А размерами 16Х32Х32 мм.

Генератор имеет независимую вентиляцию. Воздух через отверстия в крышке и крышках коллекторных люков поступает в генератор и затем затягивается через отверстия в подшипниковом щите электродвигателя ТЛ-110М.

Сборка электродвигателя ТЛ-110М с генератором НБ-110В производится в следующей последовательности: На остове электродвигателя запрессовывают и закрепляют подшипниковый щит со стороны коллектора. Затем остов устанавливают на специальный стеллаж щитом вниз, опускают якорь двигателя , запрессовывают и закрепляют подшипниковый шит со стороны, противоположной коллектору, после чего поворачивают электродвигатель в рабочее положение и закрепляют на валу якоря двигателя якорь генератора, устанавливают остов генератора, щёточный аппарат генератора и подсоединяют выводные концы. Демонтируют электродвигатель ТЛ-110М с генератором НБ-110В в обратной последовательности.

В отличии от генератора НБ-110В у генератора ДК-405К нет дополнительных полюсов, но генераторы взаимозаменяемые, а по конструкции идентичны.

Преобразователь НБ-436В предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения. Преобразователь установлен в машинном отделении торца кузова , вдоль продольной оси электровоза, со стороны внутреннего прохода в другую секцию на полу. Масса его 1900 кг.

Преобразователь НБ- 436В состоит из двух машин смонтированных на одном общем валу и общего остова; шести полюсного низковольтного генератора постоянного тока и четырех полюсного высоковольтного электродвигателя.

Неразъёмный остов преобразователя цилиндрической формы отлит из стали 25Л-1, он является одновременно магнитопроводом. Остов имеет специальные лапы для крепления преобразователя к фундаменту, а также приливы с отверстиями для транспортировки.

Сердечники главных полюсов двигателя и генератора набраны из тонколистовой стали Ст2 толщиной 1,5 мм. И скреплены стальными заклёпками, а сердечники дополнительных полюсов изготовлены из толстолистовой стали Ст2. К остову главные полюса прикреплены стальными шпильками М16, а дополнительные полюсы – латунными болтами М16.

Двигатель преобразователя имеет смешанное возбуждение. Имеет напряжением на коллекторе 3300 В.Ток якоря 15 А. Мощность 40,7 кВт. Частота вращения 1290 об/мин. Само вентилирующийся.

Катушки главных полюсов последовательного возбуждения и имеют 95 витков. Они изготовлены прямоугольного провода ПСД размерами 1,6Х3,0 мм, а катушки независимого возбуждения имеет 234 витка и изготовлены из прямоугольного провода ПСД размерами 1,6Х2,36 мм, т.е. катушка последователь тельных ного возбуждения расположена ближе к остову, а катушка независимого возбуждения – ближе к якорю.

Катушки дополнительных полюсов имеют по 219 витков и изготовлены из прямоугольного провода ПСД размером 1,6Х2,36 мм.

Корпусная изоляция катушек последовательного возбуждения главных полюсов и катушек дополнительных полюсов состоит из шести слоёв, а катушки независимого возбуждения – из трёх слоёв стелослюдинитовой ленты ЛС40Ру-ТТ , уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. Катушки совместно с сердечниками полюсов пропитаны эпоксидным компаундом ЭМТ-1 и представляют собой неразъёмный моноблок .

Сердечник якоря набран из электротехнической стали 1312 толщиной 0,5 мм. Он имеет три ряда аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. В пазы сердечника уложена обмотка якоря. Обмотка волновая, состоит из 49 катушек, намотанных семью секциями в четыре оборота. Изготавливают её из круглого провода ПЭТВС диаметром 1,18 мм. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками выполнено пайкой оловом ОЗ с флюсом КСп погружением в ванну.

Корпусная изоляция катушек якоря состоит из шести слоёв стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл , уложенной с перекрытием в половину ширины ленты, одного слоя ленты из фторопласта, уложенной с перекрытием в 1/ 4 ширины ленты одного слоя стеклянной изоляционной ленты, уложенной в стык.

Генератор преобразователя имеет независимое возбуждение. Магнитная система генератора мало насыщена. Имеет напряжение на коллекторе 38 В. Ток якоря 800 А.. Мощность 30,4 кВт. Частота вращения 1290 об/мин.

На главных полюсах размещены катушки независимого и последовательного возбуждения.

Катушки независимого возбуждения получают питание от генератора управления НБ-110В ( ДК-405К) и имеют по 230 витков. Они изготовлены из провода ПСД размерами 1,6Х4,0 мм.

Корпусная изоляция выполнена из ленты стеклослюдинитовой ЛС40Ру-ТТ в три слоя, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты.

Катушки последовательного возбуждения, обтекаемая током рекуперации тяговых электродвигателей , обеспечивают необходимые характеристики генератора для устойчивой работы цепи. Они включены в две параллельные цепи по три последовательно.

Катушки имеют по одному витку и изготовлены из прямоугольного медного провода размерами 3,8Х22 мм марки МГМ. Намотку выполняют в два параллельных провода.

Корпусная изоляция выполнена из стеклослюдинитовой ленты ЛС40Ру-ТТ в шесть слоёв, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты.

Катушки дополнительных полюсов генератора имеют восемь витков и изготовленных из медного провода МГМ размерами 3,55Х16 мм. Намотка выполнена в три параллельных провода. Корпусная изоляция – лента стеклослюдинитовая ЛС40Ру-ТТ в три слоя с перекрытием в половину ширины ленты.

Все полюсные катушки совместно с полюсными сердечниками пропитываются эпоксидным компаундом ЭМТ-1. Они представляют собой неразъёмный моноблок.

Сердечник якоря генератора набран из электротехнической стали 1312 толщиной 0,5 мм. Сердечник имеет три ряда аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. В пазы сердечника уложена петлевая обмотка якоря с уравнителями. Она состоит из 57 катушек, каждая из которых имеет восемь отдельных проводников, расположенных по высоте в два ряда и по четыре проводника в ряду. Обмотка выполнена из прямоугольного провода ПЭТВСД размерами 1,56Х8 мм.

Изоляция катушек выполнена из стеклослюдинистовой ленты ЛСЭК-5-СПл, уложенной в два слоя с перекрытием в половину ширины ленты, одного слоя ленты из фторопласта , уложенной с перекрытием ¼ ширины ленты, и одного слоя стеклянной изоляционной ленты уложенной в стык. Число уравнителей 57. Они изготовлены из провода ПСДК размерами 1,6Х5,6 мм и изолированы одним слоем стеклянной изолированной ленты, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками выполнено пайкой оловом О3 с флюсом КСп погружением в ванну.

Щёточный аппарат двигателя унифицированный со щёточным аппаратом электродвигателя ТЛ110М. Щёточный аппарат генератора состоит из траверсы поворотного типа, на который закреплены шесть пальцев, стержни которых изолированы бакелизированной бумагой. На каждом пальце закреплены пять щёткодержателей, в которых установлено по одной щётке марки ЭГ-2а размерами 16Х32Х32 мм. Траверсу к остову крепят болтами.

Коллектор якоря двигателя унифицирован с коллектором двигателя ТЛ-110М. Коллектор якоря генератора набран из 228 медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками, а от корпуса – миканитовыми манжетами и цилиндром.

Якорные подшипники преобразователя роликовые. Со стороны двигателя установлен фиксирующий подшипник , со стороны генератора –плавающий подшипник. Наружные кольца запрессованы в подшипниковые щиты, изготовленные из стального литья, а внутренние кольца напрессованы на вал якоря. Конструктивное исполнение подшипникового узла обеспечивает создание в нём камеры для смазки, а также уплотнения для предотвращения утечки смазки из камеры. Подшипниковые щиты запрессованы в остове и прикреплены к нему каждый шестью болтами М20 с пружинными шайбами.

Преобразователь НБ-436В - само вентилирующаяся машина. Вентилятор машины насажен со стороны коллектора генератора на вал. Со стороны генератора на наружной стороне подшипникового щита установлено реле оборотов РКО-28.

Монтаж преобразователя производится в такой последовательности. На остове преобразователя запрессовывают и закрепляют подшипниковый щит со стороны двигателя. Остов устанавливают на специальном стеллаже запрессованным щитом вниз, затем устанавливают щёточный аппарат двигателя без щёток, опускают якорь преобразователя и устанавливают щёточный аппарат генератора без щёток, запрессовывают и закрепляют подшипниковый щит со стороны генератора. После этого преобразователь поворачивают в рабочее положение и с торца генераторной стороны устанавливают на крышку подшипника корпус реле, а на валу якоря закрепляют реле оборотов. Со стороны двигателя на валу якоря устанавливают шайбу и крышку подшипникового узла, затем щётки и подсоединяют выводы.

Демонтаж ведут в обратном порядке.

Электродвигатель П-11М постоянного тока служит приводом вспомогательного компрессора для подъёма токоприёмника в случаях отсутствия сжатого воздуха в пневматической системе электровоза . Питается напряжением +50 В, ток на коллекторе 14,8 А, имеет кратковременный режим работы с частотой вращения 2800 об/мин.

Исполнение двигателя защищённое, горизонтальное, на лапках с малым фланцем со стороны свободного конца вала. На двух подшипниках качения. Станина стальная, сварная. В ней смонтированы два главных полюса и один дополнительный.

Сердечники главных полюсов и дополнительных полюсов набран из электротехнической стали толщиной 2 мм.

Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали 1212 толщиной 0,5 мм, имеет 14 пазов и шаг по пазам 1-8. В каждом пазу 30 элементарных проводников. Обмотка якоря в сыпная и имеет 15 витков в секции, закреплена клиньями. Якорь и полюсные катушки пропитаны в лаке МЛ-92 и окрашены эмалью ПКЭ-22.

Якорь балансирует двумя грузами в двух плоскостях. Остаточный небаланс со стороны коллектора не более 34,5 г.мм., со стороны вентилятора не более 45,7 гмм

Коллектор выполнен на пластмассе АГ-4В. На валу со стороны, противоположной коллектору, расположен вентилятор.

Силуминовые подшипниковые щиты армированы стальными кольцами для установки подшипников.

Траверса силуминовая, поворотная. На ней с помощью изолированных пальцев закреплены две пары щёткодержателей . В окна щёткодержателей вставляют четыре щётки ЭГ-4 размерами 8Х10Х25 мм. Нажатие щётки на коллектор 120-160 гс.

Выводная панель изготовлена из прессматериала К-21-22, на которой закреплены шесть выводных болтов и перемычки. Устанавливая перемычки на соответствующие выводы, получают необходимое направление вращения двигателя.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Условия работы электрической аппаратуры на электровозе заключается в том, что они служат для включения, выключения и регулирования тока, как в тяговом режиме, так и в режиме электрического торможения; они подвергаются сильным сотрясениям, вибрациям и ускорениям при изменении температуры окружающей среды в пределах -50 С до + 40 С, а также на аппараты может попадать пыль, влага, смазка и резко меняться ток, проходящий по аппаратам, с резким превышением номинальной величины и длительных перегрузок.

Они должны иметь механическую прочность деталей, стойкость к перегрузкам, атмосферных воздействий, простоту конструкции при эксплуатации и ремонте.

По условиям работы они на аппараты силовых цепей, включаемые в цепи тяговых электродвигателей, и аппараты вспомогательных цепей управления - вспомогательных машин и аппаратов цепей управления, измерительных приборов и освещения.

По способу приведения их в действия, они разделяются на ручные, электромагнитные, электропневматические.

Понятие об электрическом контакте.

Замыкание какой-либо электрической цепи обычно осуществляется соприкосновением двух токопроводящих элементов аппарата. Это место называется электрическим контактом. Конструкция аппаратов должна обеспечивать возможно меньшее сопротивления в контактах, и лучшее охлаждение их для предотвращения чрезмерного нагрева.

Сопротивление контакта зависит от величины поверхности соприкосновения, от давления на эти поверхности и от материала, из которого изготовлены соприкасающиеся элементы. Практически же возможности увеличения поверхности контакта весьма ограничены из-за наличия на нём неровностей. Если даже при изготовлении аппарата тщательной обработкой и удастся обеспечить хорошее соприкосновение значительной площади контакта, то при эксплуатации аппарата возникают новые неровности, ухудшающие контакт. Поэтому применяются контактные поверхности такой формы, которые бы долго сохраняли формы близкие к расчётной площади соприкосновения.

При малых токах применяют контакт в точечном исполнении, то есть двух сферических поверхностей;

При больших токах в линейном исполнении применяются соприкосновение двух цилиндрических поверхностей, при котором получается удлинённая, но узкая поверхность соприкосновения.

Линейные контакты также имеют ограничение размеров по длине, т.е. не более 20-25 мм, так как при большей длине возникновение неровностей или перекоса контакта может сильно нарушить равномерность прилегания, что изменяет величину соприкосновения по сравнении с расчётной.

Контакты в виде плоских поверхностей, рассчитанных на большую площадь прилегания, применяются лишь при неподвижных(болтовых) соединениях контактов.

Величина электрического сопротивления контакта в значительной степени определяет давление на соприкасающиеся поверхности. Чем больше это давление, тем меньше сопротивление, чем меньше давление, тем больше сопротивление. Но слишком большое давление вызывает увеличенное сопротивление движению привода аппарата и повышает износ контактов, поэтому на каждый аппарат устанавливается лишь необходимое давление, способное предохранить контакт от перегрева. Норма нагрева контактов устанавливается в зависимости от материала контактных элементов и от условий отвода тепла. В среднем допускается температура нагрева равной примерно75 С. Для улучшения отвода тепла контактные элементы изготавливаются из меди, латуни, бронзы.

В эксплуатации на работу аппарата большую роль играет состояние контактных поверхностей, т.е. неровности, наплывы, окисления и т. д. Для уменьшения этих вредных явлений обеспечивается своевременная очистка поверхностей путём взаимным трением поверхностей во время замыкания контакта. С этой целью делают контакты скользящими либо притирающими.Притирание происходит за счёт взаимного перекатывания и трения контактных поверхностей двух Г- образных контактов и работы притирающей пружины. Этот способ применяется для надёжного контакта, при прохождении токов больших величин. Плотность прилегания двух Г-образных контактов определяют оттиском на полоску бумаги, расположенной по всей рабочей поверхности контактов, но не менее 85 % общей длинны соприкосновения поверхностей контактов.

Скользящие контакты применяются в основном в низковольтных блокировках и в некоторых высоковольтных аппаратах, которым не приходится разрывать электрические цепи под током. Полный разрыв происходит при размыкании цепи не у основных, а у вспомогательных контактных поверхностей. Поэтому основные контактные поверхности остаются не повреждённые электрической дугой, возникающей при размыкании цепи. Этот способ применяется в основном при переключении реверсоров и тормозных переключателей.

Дугогашение электрической цепи

Для разрыва электрической цепи производят разъедение контактных элементов аппаратов под нагрузкой. При этом происходит резкое увеличение переходного сопротивления. У контактных поверхностей происходит местный нагрев, вызывающий повышение температуры находящихся вблизи частичек воздуха. Они ионизируются, т.е. приобретают электрические заряды, а на контактных поверхностях создаётся катодное пятно, также выделяющее электрические заряды. Эти заряды поддерживают ионизацию воздуха и создаётся протекание электрического тока через воздушный промежуток , т.е. возникает электрическая дуга. Электрическая дуга, в цепи высокого напряжения, обладает высокой мощностью. Электрическая дуга имеет температуру несколько тысяч градусов ( 10000 ºС ), а на поверхностях контактов и около их 2000- 3000ºС, поэтому её длительное горение опасно, так как может вызвать расплавление контактов и тепловое разрушение аппарата. Это гашение надо обеспечить в сотые доли секунды.

Сама дуга представляет собой в данный момент проводник с током, который взаимодействует с магнитным потоком и при этом возникшие электромагнитные силы стремятся вытолкнуть дугу из магнитного потока.

Направление магнитного потока выбирается таким образом, чтобы выталкивание дуги происходило в нужную сторону от аппарата. Гашение дуги постоянного тока обеспечивается соответствующей мощностью магнитного потока и достигается это за счёт дугогасительной системы. Эта система состоит из дугогасительной катушки с сердечником и дугогасительной камеры с полюсами. Дуга выдуваемая электромагнитным способом в специальную камеру, которая называется дугогасительной камерой.

Такая система, основанная на взаимодействии магнитного потока и тока электрической дуги, перемещает электрическую дугу в камеру, где она растягивается, охлаждается и гаснет. Наиболее простой способ дугогашения основан на использовании собственного магнитного поля дуги и поля вокруг токоведущих частей, соединённых с контактами по правилу левой руки. Последовательно с контактами включена дугогасительная катушка со стальным сердечником. К сердечнику примыкают полюсы из листовой стали (щёчки ), между которыми в зоне горения дуги создается магнитное поле, которое растягивает дугу в нужном направлении. Полюсы изолированы от дуги стенками дугогасительной камеры, которые изготовлены из изоляционного материала ( асбест). Полюсы расположены с внешней стороны боковин камеры и с дугой не соприкасаются. При этом дуга направляется стенками дугогасительной камеры, которые ограничивают зону ионизации воздуха и охлаждают дугу.

Токоприемник П-5М.

Токоприёмник (пантограф) является аппаратом, который обеспечивает надёжное соединение электрических машин и аппаратов силового оборудования электровоза с контактным проводом при помощи скользящего контакта, во время движения и стоянок.

Токоприёмник работает в диапазоне наибольшей скорости 120 км / час, при номинальном напряжении постоянного тока 3000 В контактной сети и продолжительно допустимом токе от 300 А (при стоянке) до 2200 А (при движении), имеет массу 269 кг.

В случае отрыва токоприёмника от контактного провода между ними возникает электрическая дуга, которая портит контактные поверхности и ухудшает токосъём.

На каждом электровозе устанавливаются по два токоприёмника, которые могут одновременно находиться в рабочем положении. Как правило работает один токоприёмник, находящийся сзади по ходу движения, другой является резервным. Такой принцип принят потому, что при повреждении поднятого переднего токоприёмника, возможно повреждение и сзади находящегося токоприёмника. Одновременно оба токоприёмника поднимаются машинистом при сильном гололёде, стоянки с поездом и при движении с тяжеловесными поездами. Детали рам токоприёмника и крепление полоза делают менее прочными, чем другие части токоприёмника. Это делается для того, чтобы в случае удара или поломки токоприёмника не повредить контактную сеть, восстановление которой приводит к большому перерыву в движении поездов, значительному расходу цветных металлов и дороговизны ремонта контактной сети.

Токоприёмники устанавливаются на крыше, над кабинами управлений электровоза. Они крепятся на четырех пластмассовых изоляторах, которые расположены на специальных тумбочках. Тумбочки прикреплены к крыше электровоза.

Токоприёмник состоит из основания, нижних и верхних рам, полозов, кареток, подъёмных пружин, пневматического привода с опускающими пружинами, редукционного устройства и дросселя радиопомех.

Основание токоприёмника сварено из швеллерной стали и уголков. На верхней части основания установлены два амортизатора. Во внутренней части рамы расположены: цилиндр пневматического привода с тягами синхронизации, редукционное устройство, дроссель радиопомех и две подъёмные пружины. Подъёмные пружины, которые регулируются, создают диапазон рабочей высоты токоприёмника от 400 – 1900 мм и при этом создают давление на контактный провод в пределах 10 – 15 кг, при наибольшей скорости движения. Боковые части основания соединены между собой поворотными валами. Валы служат стяжкой, увеличивающие жесткость основания. Вал состоит из стержня, на котором насажены два шариковых подшипника; стальной трубы, вращающей на подшипниках, к которой приварены конические кронштейны для крепления нижней рамы ; двух упорных колец со смазочным устройством, двух специальных гаек с контргайками, которыми стержни крепятся к раме и двух держателей нижней рамы с проушинами, напрессованных на трубчатый вал.

На валах крепится нижняя рама с четырьмя съёмными конусными трубами. Конусные трубы изготовлены из листовой стали, а конус является усилителем жёсткости. На концах этих труб установлены шарниры, для крепления верхней подвижной рамы. Валы между собой соединены тягами, которые обеспечивают синхронность поворота. В шарнирах крепится верхняя подвижная рама. Она изготовлена из тонкостенных труб в виде буквы N и скреплены в верхней части валиками и каретками. На каретках крепятся два токосъёмных полоза. Все подвижные соединения имеют гибкие шунты, для уменьшения износа и выхода из строя подшипников и шарниров при прохождении электрического тока принимаемого с контактной сети.

Пневматический привод соединён трубопроводом с клапаном токоприёмника. В полости пневматического привода расположены три опускающие пружины имеющие жёсткость больше, чем опускающие пружины, и поршень со штоком. Пружины расположены на штоке и имеют место направляющих на торцевых крышках цилиндров. Шток соединён через рычаг с тягами синхронизации вал. Для нормальной работы пневматического привода в его полость подаётся воздух при давлении от 3,8 – 6,0 атм.

Редукционный клапан предназначен для регулировки наполнения сжатым воздухом цилиндра при подъёме или опускании токоприёмника, т.е. при подъёме рамы быстро перемещаются вверх и плавно прикасаются к контактному проводу, а при опускании резко отрываются от контактного провода и плавно садятся на амортизаторы нижней рамы. Работа клапана регулируется специальным винтом воздухораспределителя на время подъёма токоприёмника в пределах 7 – 10 сек., а время опускания токоприёмника – изменением длины тяги, между краном и рычагом, регулировочными винтами, изменяющие положение ручки крана от угла поворота рычага на время, в пределах 3,5 – 6,0 сек.

Подъём и опускание токоприёмника регулируется редукционным устройством состоящее из воздухораспределителя и крана. Ручка крана связана с главным рычагом штока пневматического привода тягой. Изменяя длину тяги или угол поворота валика и тяги, с помощью болтов на главном рычаге можно, регулировать скорость опускания и подъёма токоприёмника. Скорость подъёма регулируется специальным винтом на воздухораспределителе редукционного устройства.

Редукционное устройство работает следующим образом. Когда токоприёмник опущен, кран перекрывает трубы, по которым может проходить сжатый воздух, минуя воздухораспределитель. При подъёме токоприёмника воздух медленно проходит в цилиндр токоприёмника, т.к. он попадает через регулировочное отверстие воздухораспределителя и токоприёмник медленно поднимается. Главный рычаг при движении перемещает ручку крана, которой открывается после касания полоза токоприёмника к контактному проводу. При опускании токоприёмника воздух из цилиндра выходит через кран и происходит быстрое опускание токоприёмника до минимальной рабочей высоты, в этом случае кран перекрывается и воздух проходит через регулировочное отверстие, а токоприёмник плавно опускается на амортизаторы.

Каретки представляет собой стальную конструкцию клеще образного вида, несущую два полоза и допускающую свободу и перемещения независимо друг от друга. Она состоит из двух изогнутых трубок с башмаками, для крепления полоза, и соединённых в стальном корпусе через валик, и одного комплекта пружин. Каретки с полозами удерживаются в горизонтальном положении четырьмя оттяжными пружинами, которые дают возможность небольшого поворота всего верхнего узла вокруг поперечной оси токоприёмника. Ход каретки 50 мм.

Каждый полоз может самостоятельно поворачиваться на угол 5 – 7 градусов относительно её продольной оси.

Полоз выполнен из штампованной оцинкованной листовой стали толщиной 1,5 мм и имеет длину 2260 мм. Концы его имеют вид рогов, загнутых вниз под углом 135 градусов, что уменьшает возможность попадания контактного провода под полоз от действия сильного ветра или на разветвлениях контактной сети. На верхнюю поверхность, через медную фольгу, крепятся в три ряда контактные угольные вставки, в количестве 11 штук ( 4 = 3 = 4 ), специальными прихватами и надёжно закреплёны болтами, концы вставок закреплены медными шинами. Крепление сделано винтами с потайными головками в медных пластинах.

Вставка изготовлена прессовкой угольно-графитной смеси с клеем и имеет длину 250 мм, торцевые части имеют скосы под углом 45 градусов, для создания одной прямой поверхности без поперечных зазоров. На нижней поверхности имеются буртики, для крепления, а верхней – плавные скосы. Вставка имеет высоту 25 мм и ширину 25 мм. При износе вставки свыше 13 мм и наличии сколов по ширине более 15 мм и высоте 5 мм их заменяют, а незначительные сколы обтачиваются рашпилем.

Вставки способствуют наименьшему износу контактного провода и увеличивают срок его службы в несколько раз.

Они имеют недостаток в том, что контактное сопротивление их большое и это приводит к повышению возможности пережога контактного провода при коротких замыканиях в силовых цепях электровоза; особенно во время стоянки, при включённых машинах, т. к. происходит местный нагрев провода

Работа токоприёмника.

При подаче в полость привода цилиндра сжатого воздуха, поршень сжимает опускающие пружины, расположенные в полости цилиндра и через рычаг шток поршня передаёт усилие на поворотный вал и тяги, а подъёмные пружины, предварительно растянутые, сжимаясь, поднимают токоприёмник. Подъёмные пружины шарнирно связанные с нижней рамы поворачивают валы и обеспечивают подъём верхних рам совместно с каретками и полозами. Синхронизация поворота валов нижних рам обеспечивается тягами, которые шарнирно укреплены в ушках валов нижних рам.

Подъёмные пружины защищены от попадания снега стеклопластиковыми кожухами.

Контактное нажатие на контактный провод регулируют изменением натяжения подъёмных пружин, вращая их на держателях. При опущенном состоянии токоприёмника крайние подъёмные пружины растянуты под действием силы веса подвижных частей.

В рабочем диапазоне высоты подъёма полозов токоприёмника опускающие пружины, находящиеся в цилиндре привода, полностью сжаты, и нажатие полоза на контактный провод определяется только усилием подъемных пружин. После выпуска воздуха из полости цилиндра, опускающие пружины разжимаются и опускают токоприёмник.

При ремонте или техническом осмотре динамометром проверяют статическую характеристику нажатия на контактный провод от высоты подъёма и регулируют время работы на опускание и подъём токоприёмника редукционным устройством.

При разборке токоприёмника сначала ослабляют подъёмные пружины во избежание опасности удара при самопроизвольном подъёме.

Быстродействующий выключатель БВП-5.

Быстродействующий выключатель БВП-5 предназначен для быстрого автоматического отключения силовой цепи тяговых двигателей от контактной сети при коротких замыканиях на электровозе.

Эти выключатели используют также для отключения силовой цепи тяговых двигателей под воздействием дифференциального реле; реле максимального напряжения и реле минимального напряжения; реле перегрузки тяговых двигателей.

Отключение происходит настолько быстро ( 0,0015 – 0,003 сек ), что ток короткого замыкания не успевает достигнуть величины, опасной для электровоза. Для ускорения отключения предусмотрены силовые выключающие пружины, мощная дугогасительная система, облегчён вес подвижных частей и отсутствия всяких промежуточных механизмов.

Быстродействующий выключатель расположен в первом кузове в высоковольтной камере и крепится к полу кузова вдоль оси электровоза.

Быстродействующий выключатель БВП-5 состоит из корпуса, контактного устройства, пневматического привода, системы дугогашения, электромагнитного удерживающего устройства, механизма блокировок. Имеет массу 228 кг.

Корпус состоит из двух половин опорных рам, отлитых из алюминиевого сплава ( силумин ),скрепленных между собой при помощи шпилек. Корпус своими нижними захватами закрепляется на двух изолированных шпильках, концы которых скрепляются с опорными уголками. Алюминиевые рамы соединены с элементами подвижного контакта и при включённом выключателе находятся под полным напряжением контактной сети. Между рамами находится магнитопровод с удерживающей катушкой, который при включении также находится под полным напряжении контактной сети.

Удерживающая магнитная система выполнена составной. Она имеет П- образное ярмо, одна сторона которого выполнена в виде массивного круглого стержня. На этот стержень закрепляют удерживающую катушку. С разомкнутой стороны ярмо имеет два полюсных наконечника, набранных из листов стали толщиной 0,5 мм. В ярме имеются три отверстия с резьбой, в которые ввинчиваются регулировочные винты. Меняя положение винтов, можно изменять магнитное сопротивление сердечника и, следовательно, изменять удерживающую силу всей магнитной системы. Около винтов на ярме укреплена планка с делениями, которые приближёно указывают, на какую глубину должны ввертывать регулировочные винты для достижения регулировки автомата на нужный ток уставки в пределах 2500_-200⁺¹⁰⁰ А на время срабатывания 0,0015-0,003 сек. На головках винтов имеются прорези для установки фиксирующей планки после испытаний на стенде и планка пломбируется.

Удерживающая катушка расположена между рамами корпуса, на сердечнике магнитопровода и имеет 4600 витков эмалированного провода и рассчитана на ток 1,18 А . Она тщательно изолируется миканитом и лакотканью, так как сердечник магнитопровода, на который она насаживается, находится под полным рабочем напряжением контактной сети. Катушка питается низким напряжением +50 В от аккумуляторной батареи или генератора тока управления.

Магнитная система при возбуждении удерживающей катушки не может притянуть якорь, но способна удержать его в притянутом положении, если он будет приближён к полюсным наконечникам при помощи включающего механизма.

размагничивающий элемент ( виток ) выключателя вмонтирован между внутренними поверхностями полюсных башмаков. Предназначен для отключения БВ при повышения напряжения в контактной сети выше тока уставки при работе локомотива в режиме тяги. Он представляет собой размагничивающую катушку, состоящую из двух витков медной изолированной шины. Внутри катушки располагается наборный стальной сердечник шириной 20,5 мм и высотой 22 мм.

По размагничивающей катушке должен протекать ток силовой цепи. Поэтому один её конец присоединяется к раме выключателя, соединённый с подвижным контактом, а другой конец соединяется с выводными кабелями, идущими к тяговым двигателям.

Над магнитопроводом на боковинах укрепляется изоляционная гетинаксовая плита толщиной 20 мм, на которой устанавливается неподвижный контакт и магнитная дугогасительная система.

Контактная система состоит из неподвижного контакта и подвижного контакта. Неподвижный контакт устанавливается в специальном держателе, закреплённом на изоляционной гетинаксовой плите и к нему подходят четыре кабеля силовых кабеля от высоковольтного ввода. Подвижный контакт укрепляется на конце рычага подвижного механизма и для уменьшения веса , а также увеличения жёсткости изготовлен из набранных штампованных алюминиевых пластин. От подвижного контакта, отходят четыре высоковольтных кабеля к тяговым электродвигателям. Этот контактный рычаг закреплён на оси якоря удерживающего электромагнита при помощи валика. Держатель якоря может вращаться на оси, размещённой внизу опорных рам. Несколько ниже валика имеются две отключающие пружины, имеющие упругость около 22 кг, а вторые концы укреплены к приливу пневматического цилиндра через планку с регулировочным винтом. Контакты изготавливаются из меди толщиной 18 мм. и шириной 36 мм.

индуктивный шунт подключён параллельно размагничивающей катушке. Он представляет собой медную шину, на которую надет магнитный сердечник, набранный из круглых стальных пластин. В магнитном сердечнике индуктивного шунта делается продольная прорезь, заполняемая прокладками из немагнитных материалов. Эта прорезь предохраняет сердечник от магнитного насыщения при небольших токах, так как при его насыщении индуктивное сопротивление шунта стало бы очень небольшим и шунт перестал бы соответствовать своему назначению. По медной шине проходит часть тока, идущего в двигатели электровоза, а магнитный сердечник благодаря наведению в нём магнитного потока повышает индуктивное сопротивление этого устройства.

Индуктивный шунт предназначен для ускорения срабатывания быстродействующего выключателя при коротком замыкании, когда происходит резкое возрастание величины тока. Это действие основано на разности величины индуктивного сопротивления шунта по сравнению с величиной индуктивного сопротивления размагничивающего витка. Индуктивное сопротивление шунта примерно в 10 раз больше сопротивления размагничивающего витка, хотя его омическое сопротивление в 1,5 раза меньше соответствующего сопротивления витка.

При нормальной работе электровоза, когда по двигателям протекает постоянный ток, индуктивности шунта и витка не будут оказывать влияния на распределения тока между ними. Ток будет распределятся обратно пропорционально омическому сопротивлению их, т. е. по шунту будет проходить примерно 60% тока, а по витку 40%. Следовательно, если хотят отрегулировать быстродействующий выключатель так, чтобы его срабатывание происходило при общем токе электровоза, равным 1500 А, то автомат регулируется на отрыв подвижного контакта от неподвижного при протекании по размагничивающему витку тока примерно 600А.

При коротком замыкании в схеме электровоза происходит резкое возрастание величины тока. Вследствие этого начинает проявлять себя индуктивность шунта и витка, которая при изменении величины тока оказывает дополнительное сопротивление. Возрастающему току оказывается большее сопротивление в индуктивном шунте, поэтому почти всё дополнительное приращение тока проходит через размагничивающий виток. Ток в нём достигает величины, при котором происходит отрыв подвижного контакта от неподвижного, быстрее, чем общий ток электровоза достигнет величины тока уставки (2500 А). Так при коротком замыкании в цепи, ток в витке может достигнуть величины 600 А при общем токе электровоза 1200 А.

Поскольку размагничивающее действие витка зависит только от величины протекающего по нему тока, то в указанном выше условии произойдёт срабатывание быстродействующего выключателя при общем токе электровоза 1200 А, хотя автомат был отрегулирован на выключение при постоянном токе величиной1500 А. Следовательно, действие индуктивного шунта ускорило срабатывание быстродействующего выключателя, а это предотвращает электрические устройства электровоза от опасности протекания большого тока и от опасности их разрушения.

Магнитная дугогасительная система монтируется на гетинаксовой опорной плите и состоит из следующих элементах: Магнитопровода, набранного из тонколистовой магнитной стали, имеющего два съёмных полюса; Двух катушек магнитного дутья; Опорной плиты катушки; Опорных изоляторов; Опорной шпильки магнитопровода; Двух вееров.

Магнитопровод крепится на опорной гетинаксовой плите в трёх точках с помощью изоляторов и опорной шпильки. На концах сердечника находятся веерообразные полюса. Они набираются из вертикальных полос магнитной стали в плотный пакет у магнитопровода, а выше расходятся веером. Расстояние между полюсными наконечниками в верху равно 31 мм.

Катушек магнитного дутья две: левая и правая. Они расположены на сердечнике с зазорами 5 мм, каждая из которых выполнена из трёх неизолированных витков шинной меди. Катушки включены между собой в цепь тяговых электродвигателей параллельно. Выводы катушек подключены одними концами к держателю неподвижного контакта, а другим концом к опорной плите. На гетинаксовой плите установлен кронштейн, для установки дугогасительной камеры.

дугогасительная камера находится над силовыми контактами и между полюсами. Имеет массу 52 кг. Она состоит из двух половин, каждая из которых имеет с наружи стальные листы, которые соприкасаются с веерами дугогасительной системы . Каждая половина выполнена из асбестовых стенок с клинообразными рёбрами, укреплённые жидким стеклом. В нижней части камеры, над контактами, образуется щель шириной 4,5 мм, а в верхней части шириной 100 мм. После соединения обоих половинок камеры между рёбрами образуется щель, имеющая вид лабиринта, удлиняющею дугу в верхней части до 3,5 метров. Этим самым облегчается и ускоряется процесс гашения дуги. В нижней части камеры располагаются два рога, по которым перемещается дуга при размыкании силовых контактов. Один рог электрически соединён через рамы с подвижным контактом, а другой своим выступом входит в паз неподвижного контакта. Сверху камеры и боков устанавливаются деионные решётки, предназначенные для охлаждения и деионизации газов, чтобы предотвратить выброс пламени из камеры Камера опирается с одной стороны через валик шарнира на раму, а с другой стороны опирается на кронштейн. Камера закрепляется откидной тягой с барашком на конце. Для осмотра контактов камеру откидывают, предварительно освободив тягу.

Включающий механизм состоит из чугунного пневматического цилиндра, укреплённого между рамами, в котором ходит латунный поршень с уплотняющими кольцами. Шток поршня шарнирно присоединён к включающему рычагу ( толкатель), а последний при своём движении будет упираться роликом в рычаг подвижного контакта ниже шарнира, которым этот рычаг укреплён на рычаге держателя якоря. Сжатый воздух, вызывающий движение поршня, подаётся в цилиндр через электропневматический вентиль по резиновой трубке Включающий вентиль укреплён на опорном угольнике при помощи держателя.

При отсутствии в цилиндре сжатого воздуха все подвижные части включающего механизма оттягиваются в левое положение при помощи малой возвращающей пружины.

Блокировочная система установлена на быстродействующем выключателе с той же стороны, где установлен и включающий механизм. Применены блокировки мостикового типа. На плоской панели укреплены попарно пять пар неподвижных контактов, к которым подключаются провода цепей управления. На подвижном вертикальном стержне блокировки изолировано от него насажены пять контактных мостиков, имеющих некоторую свободу вертикального и горизонтального перемещения. Каждый мостик имеет притирающую пружину.

Подвижный стержень при помощи деревянной изоляционной тяги соединён с одним плечом коленчатого рычага, укреплённого шарнирно на раме выключателя. Второе плечо этого рычага при помощи металлической тяги соединяется с осью шарнира, которым главный рычаг подвижного контакта укрепляется на держателе якоря. При движении вправо держателя якоря и главного рычага подвижный стержень блокировочного устройства будет перемещаться вниз; при этом четыре блокировки разомкнутся и одна замкнётся.

Блокировочная система служит для воздействия на цепи управления других аппаратов, работа которых должна зависеть от включенного или выключенного положения быстродействующего выключателя. Эти же контакты обеспечивают сигнализацию.

Работа быстродействующего выключателя происходит следующим образом. При нажатии кнопки на пульте машиниста кнопки БВ подаётся питание на удерживающую катушку. Но якорь к полюсам не притягивается так как зазор достаточно большой, а сила электромагнита недостаточна. Нужно якорь приблизить к полюсам. Для этого возбуждается катушка электромагнитного вентиля. Кратковременным нажатием на кнопку Возврат БВ подаётся питание на катушку электромагнитного вентиля. Сжатый воздух, сжатый воздух поступающий в цилиндр, перемещает поршень с толкающим рычагом, шток поршня через ролик передаёт давление на рычажную систему подвижного контакта, поворачивая его нижнее плечо до соприкосновения с осью якорного рычага и, растягивая контактную и возвращающую пружины, подводит якорь к полюсам магнитопровода удерживающей катушки. Якорь приближенный к полюсам оказывается в притянутом положении удерживающим электромагнитом. В этом положении силовые контакты ещё разомкнуты, а блокировочные контакты замыкаются, сигнальная лампа БВ сигнализирует о не замыкании силовых контактов, а лишь о том, что якорь притянут к полюсам удерживающей катушки. Для того, чтобы главные контакты замкнулись необходимо возвратить поршень с толкающим устройством в исходное положение с тем, чтобы в случае включения цепи с коротким замыканием БВ имел возможность свободно разорвать эту цепь. Для этого разрываем цепь питания вентиля электропневматического привода кнопкой Возврат БВ сжатый воздух выходит из цилиндра. Включающий рычаг под действием возвращающей пружины отходит от контактного рычага, и выключающие пружины повернут контактный рычаг вокруг оси вращения, силовые контакты замыкаются. Якорь при этом остаётся притянутым к полюсам магнитной системы удерживающей катушки. Такой механизм включения не допускает возможности длительного включения аппарата на короткозамкнутую цепь, так как контакты не могут включаться до возврата включающего рычага со штоком.

Отключение (срабатывание) выключателя может произойти по двум причинам : от разрыва цепи удерживающей катушки контактами аппаратов защиты, включённых в её цепь ( реле дифференциальное, кнопка БВ) ; вследствие ослабления магнитного потока удерживающей катушки встречным потоком размагничивающего витка, последовательно включённого в силовую цепь ( при коротком замыкании с токами, превышающими 3200 А).

Выключение БВ при коротком замыкании в силовой цепи тяговых электродвигателей происходит следующим образом. Удерживающая катушка создаёт в полюсах и якоре магнитный поток, имеющий направление по часовой стрелке. Находящаяся между полюсами размагничивающая катушка создаёт в этой же зоне магнитный поток обратного направления, т.е. против часовой стрелки. Следовательно, магнитное поле, создаваемое удерживающей катушкой, намагничивает якорь и полюсы, а магнитный поток размагничивающей катушки выполняет обратное действие. Но так как при нормальных токах в цепи двигателей магнитный поток размагничивающей катушки значительно меньше, чем в удерживающей, то результирующий магнитный поток вполне достаточен , чтобы противодействовать выключающим пружинам оторвать якорь от полюсов и разомкнуть силовые контакты БВ.

При коротких замыканиях, когда ток в цепи тяговых электродвигателях, а следовательно, и в размагничивающей катушке резко возрастает, удерживающая сила результирующего магнитного потока становится меньше силы выключающих пружин и происходит выключение быстродействующего выключателя. Образовавшая дуга под действием магнитного поля дугогасительных катушек перемещается по рогам в камеру. В лабиринте камеры дуга удлиняется и гаснет.

Для ускорения процесса выключения быстродействующего выключателя при коротком замыкании параллельно размагничивающей катушке включается индуктивный шунт.

Быстродействующий выключатель БВЗ-2.

Для защиты вспомогательных цепей от токов короткого замыкания и перегрузок устанавливают быстродействующий выключатель защёлкивающего типа БВЗ-2. Он также выполняет функции дифференциального реле в цепи вспомогательных машин. Работает при наибольшем напряжении 3800 В постоянного тока и минимальном - 3000 В. Ток продолжительного режима цепи управления 100 А.

Он имеет массу 81 кг. Выключатель БВЗ-2 расположен в начале высоковольтной камеры второго кузова, продольно оси кузова и крепится к полу кузова электровоза.

Выключатель БВЗ-2 состоит из следующих основных частей: рамы, электромагнитного привода, механизма защелки, выключающего электромагнита, дугогасительной камеры и механизма блокировки.

Рама состоит из двух алюминиевых половин и двух текстолитовых боковин, скрепленных между собой болтами и установленных на основании с помощью пластмассовых изоляторов.

Между рамами расположены механизм защёлки и выключающий электромагнит. На основании размещены силовой электромагнит и механизм блокировки. Механизм защёлки выполнен из литого стального корпуса, внутри располагается силовой электромагнит.

Силовой электромагнит выполнен с втяжным коническим якорем соединённый с включающим рычагом. Якорь нужен для получения сравнительно больших усилий на включающий рычаг.

Изоляционный включающий рычаг представляет трёх плечевую систему: через одно плечо проходит ось вращения; на второе опирается ролик штока электромагнита силового; на третьем укреплён упорный ролик. .

Два защелочных ( качающих) рычага, на концах которых укреплены ролики ( шарикоподшипники ).

Г- образный рычаг имеет два шарнира: в нижней части ось шарнира, для крепления к корпусу, а в верхней части ролик зацепления .

Защёлочный, Г- образный, рычаг через верхнюю ось шарнира связан с рычагом подвижного главного контакта. Подвижной главный контакт также имеет ось шарнира, ниже оси Г -образного рычага, к которой прикреплены две регулируемые на 12 кг отключающие пружины.

Кривой рычаг также соединён с корпусом через валик шарнира. Верхний наклонный конец рычага имеет ось для крепления ролика, а горизонтальный конец рычага снизу прижимается пружиной к регулировочному винту, посредством которого и устанавливается включённое положение защелки. Конец верхней части горизонтального рычага имеет зазор, между бойком якоря выключающей катушки и верхней плоскостью рычага, который регулируется на время срабатывания при начальной скорости нарастания тока 0,003-0,004 сек.

Расположение осей роликов защёлочных рычагов выбрано таким образом, чтобы обеспечивался плотный силовой контакт. Оси регулируются винтом при изменении значения между осью крепления кривого рычага и осью центров обоих роликов, а также силы отключающих пружин..

Включающий рычаг выполняет роль изолятора и передаёт механическую нагрузку. Посредством этого рычага производится и ручное включение аппарата. Регулировку механизма включения осуществляют изменением длины штока лилового магнита.

Выключающий электромагнит состоит из ярма и якоря, набранных из листов электротехнической стали, и регулировочной пружины, усилие которой действует на якорь. На ярмо надеты три катушки: две силовые и одна оперативного отключения.

Силовые катушки намотаны из медной шины и включены последовательно в цепь защищаемой цепи. Катушка внутренняя включена со стороны токоприёмника, а катушка внешняя – после нагрузки со стороны земли. Направление тока в них выбирается так, чтобы создаваемые им в магнитопроводе магнитные потоки были направлены встречно. Изменением натяжения регулировочной пружины выключатель регулируют так, чтобы якорь притягивался при результирующей магнитодвижущей силе в ярме ( разности магнитодвижущих сил силовых катушек ) 600 ампер.

Катушка оперативного отключения получает питание от кнопки пульта машиниста +50 В.

Сверху на раме закреплена гетинаксовая плита, на которой укреплены неподвижный контакт и на пластмассовых изоляторах дугогасительная система, состоящая из шихтованного магнитопровода, катушки, дугогасительной камеры. Дугогасительная система состоит из сердечника с двумя параллельно включёнными дугогасительными катушками. Катушка имеет восемь витков для отключения при минимальном токе 4,5А. На сердечнике укреплены веерообразные полюсы.

Над силовыми контактами расположена дугогасительная камера, состоящая из двух асбоцементных стенок, с лабиринтными перегородками. Дугогасительная камера имеет : дугогасительный рог укреплённый на изоляционном вкладыше, кронштейна с дугогасительным рогом, деионных решёток и двух железных листов. Листы предназначены для равномерного распределения магнитного потока по средней части камеры. Дугогасительные рога растягивают направленную магнитным потоком дугу, для быстрого выключения.

Приводной механизм выключателя имеет рукоятку ,которой он может быть включён при сильно разряженной аккумуляторной батареи.

Работа БВЗ2-включение : при получении питания от кнопки с пульта машиниста +50 В электромагнит втягивает конусный якорь. Укреплённый шток на якоре поднимает включающий рычаг и подводит рычаг подвижного силового контакта к неподвижному силовому контакту, растягивая при этом отключающие пружины. Г -образный рычаг, соединённый с рычагом подвижного силового контакта, заводит ролик за ось ролика кривого рычага. Происходит механическое зацепление, но силовые контакты включены не будут, т.к.включающий рычаг давит на рычаг подвижного контакта. После отключения кнопки на пульте машиниста, электромагнит обесточивается и возвратная пружина оттянет включающий рычаг от подвижного рычага силового контакта, а отключающиеся пружины довернут подвижной рычаг и силовые контакты включатся.

Ручное включение производится резким поднятием вверх изоляционного рычага.

Работа БВЗ2 отключение: оперативное отключение производится от включаемой кнопки на пульте машиниста с подачей напряжения +50 В на выключающий электромагнит. Якорь электромагнита притягивается и находящийся на конце якоря боёк ударяет на верхнюю горизонтальную часть кривого рычага, рычаг опускается. Ролик кривого рычага выходит из зацепления, а отключающие пружины разъединяют силовые контакты.

При перегрузки обе силовые катушки обтекаются одним током, и выключатель отключается при токе 300 ампер, поскольку в этом случае результирующая сила составляет 600 ампер. При коротком замыкании в цепи ток проходит только по одной внутренней силовой катушке, и выключатель отключается при токе не более чем 50 ампер.

Электромагнитный контактор КВЦ-2А типа МК-101.

КВЦ-2-А установлен на первых выпусках электровозов сери ВЛ10 до 1978 года, предназначенный также, как и БВЗ-2 для защиты от токов короткого замыкания вспомогательных цепей электровоза под действием дифференциального реле.

КВЦ-2А рассчитан на работу при номинальном напряжении 3000 В. и рабочем токе 100 А . Разрыв силовых контактов 10-13 мм . Начальное давление притирающих пружин 3 - 3,5 кг. а конечное 6,5 – 7,3 кг. Расположен в высоковольтной камере кузова № 2, вдоль оси электровоза.

Контактор КВЦ-2-А представляет собой электромагнитный контактор и имеет общий электромагнитный привод плунжерного типа. Контактор состоит из двух одинаковых контакторных элементов, расположенных рядом и соединённых последовательно, что создаёт двойной разрыв электрической цепи. Каждый контакторный элемент состоит из верхнего и нижнего кронштейнов укреплённых на изолированном стержне. В верхней части стержня, исполняющего роль дугогасительного рога, укреплён кронштейн неподвижного контакта с дугогасительной катушкой. В средней части стержня имеется кронштейн подвижного контакта, с прикреплённым к нему через шарнир, изолированной тяги подвижного контакта и отключающей пружины.

Привод контактора состоит из ярма и якоря, который при включении втягивается во внутрь электромагнита. Якорь нижней частью соединён с изоляционной тягой подвижного контакта.

Каждый контакторный элемент имеет свою дугогасительную камеру лабиринтно - щелевого типа, взаимозаменяемую с камерами пневматических контакторов и элементов группового переключателя.

Наличие дугогасительных электромагнитов и камер лабиринтно -щелевого типа на каждом воздушном промежутке обеспечивает надёжное гашение дуги, даже при токе до 3000 А.

Контактор включается в общую цепь вспомогательных машин и служит для отключения её при коротком замыкании в какой – либо из этих машин. В этом случае выключение контактора происходит растянутой отключающей пружиной, из-за разрыва питания цепи катушки электромагнитного привода , дифференциальным реле вспомогательных машин.

Для включения привода требуется ток 100 А, т.к. необходимо растянуть отключающую пружину, а затем этот ток уменьшится из-за включенного добавочного сопротивления 30 Ом, это необходимо для оперативного разрыва силовых контактов, отключающей пружиной. Продолжительность включения не более 30 сек.

При возбуждении катушек привода, якорь втягивается во внутрь катушки, преодолевая сопротивление выключающей пружины, веса подвижных частей и усилия контактных пружин, перемещается вверх до упора хвостовиком в магнитопровод и поднимает изоляционную тягу. Контактор включается.

При коротком замыкании во вспомогательной цепи электровоза цепь питания катушек привода разрывается блок- контактами дифференциального реле вспомогательных машин и контактор выключается.

Контактор имеет низковольтную блокировочное устройство мостикового типа.

Быстродействующий контактор типа БК-78Т,

Предназначен для защиты от токов короткого замыкания тяговых электро- двигателей при рекуперативном торможении, когда тяговые электродвигатели работают в генераторном режиме . Короткое замыкание приводит к резкому увеличению тока двигателей, нарушению коммутации, круговому огню по коллектору, перебросам по изоляции и выходу из строя тягового электро – двигателя. Контактор типа БК работает при напряжении от 2500- 3300 В, при наибольшем напряжении 4000 в., а номинальный ток силовых контактов 1000 А при токе уставки 35-50 А. Включается от цепи управления при +50 В. Разрыв силовых контактов при исходном положении 9-12 мм. Масса 43 кг.

Быстродействующий контактор БК-78Т состоит из двух текстолитовых стержней, на которых смонтированы все узлы контактора.

Включающий механизм электромагнита имеет латунный кронштейн, на котором укреплены магнитопровод и ярмо с отключающей катушкой, а также кронштейн , несущий гибкий провод, подвижной контакт и магнитопровод дутья с дугогасительной катушкой.

Тягой подвижной контакт связан с якорем. Между нижним концом подвижного контакта и скобой натянута контактная пружина, обеспечивающая замыкание подвижного контакта с неподвижным.

Неподвижный контакт установлен на рифленой поверхности шинного вывода. Верхний вывод, к которому присоединены катушки дутья, прикреплён к текстолитовой планке.

Дугогасительная камера аналогична дугогасительной камере контактора КВЦ-2А. У камеры БК-78Т конструктивно отличается полюс и добавлены рога.

Блокировочный контакт и электромагнит укреплены на кронштейне и через индивидуальные изоляционные рычаги связаны с подвижным контактом контактора и рычагом защёлки, которая шарнирно закреплена на планке.

При коротких замыканиях на индуктивном шунте напряжение поднимается и возбуждается отключающая катушка быстродействующего контактора. Якорь притягивается, подвижной контакт отключается, растягивая контактную пружину, при этом рычаг защёлки попадает в паз держателя подвижного контакта и держит контакт в отключённом положении. Дуга, образующаяся при разрыве контактов, гасится в дугогасительной камере.

В процессе отключения подвижной контакт задевает рычаг блокировочных контактов, которые размыкают цепь удерживающей катушки быстродействующего выключателя и восстанавливают цепь включающего электромагнита БК.

После сброса главной рукоятки контроллера на нулевую позицию электромагнит возбуждается, якорь ударяет по изоляционному рычагу, который в свою очередь поднимает вверх рычаг защёлки и, освобождая контактную пружину, замыкает подвижной контакт с неподвижным.

Электропневматические контакторы.

Электропневматическим контактором называется аппарат, который для замыкания и размыкания электрических цепей под нагрузкой, имеет индивидуальный электропневматический привод. Эти аппараты применяются для замыкания или размыкания различных участков силовой цепи тяговых электродвигателей.

Они подразделяются на линейные, реостатные, уравнительные, ослабления поля.

Замыкание контактора осуществляется соприкосновением двух Г-образных контактов с притиранием, из которых один неподвижен, а другой выполнен подвижным.

Движение подвижного контакта осуществляется пневматическим приводом. Такой привод даёт достаточно большие давления на контакты при сравнительно небольших размерах. Значительное давление на контакты необходимо для уменьшения переходного сопротивления, т.к. вследствие больших рабочих токов контактора ( порядка 350-500 а) возможен перегрев контактов. Подача сжатого воздуха в привод осуществляется при помощи стандартного электромагнитного вентиля включающего типа. Выключение контактора происходит под воздействием выключающей пружины, при выпуске воздуха из цилиндра привода. Действие контактора происходит в течение сотых долей секунды. При включении контакторам часто приходится разрывать значительный ток, поэтому они имеют систему дугогашения, работающую на принципе магнитного дутья. Поскольку при разрыве дуги возникают перенапряжения на элементах контактора, их изоляция выбирается со значительным запасом диэлектрической прочности.

Индивидуальным электропневматическим контактором электровоза ВЛ10у, является контактор типа ПК-06-11, ПК-21-26, ПК-41-46 и ПК-14-19.

Они работают при номинальном напряжении силовой цепи 3000 В, при длительных токах от 350-500 А,

Давление воздуха в цилиндрах 5 атм., минимальное давление 3,75 атм.

Номинальное напряжение включающих катушек +50 В.

Разрыв контактов 24-27 мм., провал 10-12 мм

Нажатие контактов: начальное 3,5-5 кг, конечное не менее 27 кг.

Контактор состоит из металлического изолированного стержня (стойка), на котором укреплены все остальные элементы, кронштейна, на котором укреплён дугогасительный рог и катушка магнитного дутья, неподвижного контакта, кронштейн подвижного контакта, пневматического привода, изоляционной включающей тяги, соединяющей поршень привода с рычагами подвижного контакта, дугогасительной камеры, электромагнитного вентиля, управляющего впуском воздуха в цилиндр привода контактора.

Стержень (стойка) выполняется прямоугольным для удобства крепления контактора. Снаружи на стержень напрессована составная изоляция, состоящая из миканита, кабельной бумаги и поверхностного слоя киперной ленты. Поверхность изоляции покрыта лаком №1201.

Кронштейн неподвижного контактора изготавливается из бронзы он имеет, в основании сквозное отверстие, которым надевается на держащую стойку. Кронштейн укрепляется при помощи двух фиксирующих болтов, под которые подкладывается стальная пластинка, предохраняющая изоляцию стойки от разрушения при нажатии болтов. В выступе кронштейна имеется прямоугольное гнездо для ножки Г -образного контакта.

Контакт укрепляется при помощи болта с пружинной шайбой. Дальнейшее продолжение выступа кронштейна превращается в дугогасительный рог неподвижного контакта. На верхнем конце рога предусмотрена проушина, в которую укрепляется откидной винт, служащий для закрепления верхнего конца дугогасительной камеры. В пространстве, образованным изгибом дугогасительного рога, располагается дугогасительная катушка с сердечником. Катушка имеет 5 витков, изготовлена из медной шины, намотанной на узкое ребро. Один конец катушки приклёпан к телу кронштейна, а другой выведен за заднюю сторону стойки. К этому концу укреплена контактная плита, к которой подключаются токоведущие кабели. Стальной сердечник изолирован от катушки фибровой втулкой. С боков сердечник соприкасается с полюсными железными шайбами. Полюсные шайбы изолированы от катушки фибровыми шайбами.

Кронштейн подвижного контакта укрепляется на стойке также, как и кронштейн неподвижного контакта. С лицевой стороны стойки кронштейн имеет вылет, на конце которого закреплён валик, служащий опорой для нижней части дугогасительной камеры. Здесь же укреплена контактная латунная пружинная скоба, в которую при постановки дугогасительной камеры должен плотно входить контактный выступ нижнего дугогасительного рога.

С задней стороны кронштейна имеется прилив, заканчивающийся контактной плоскостью, к которой крепится кабели силовой цепи. На этом же приливе шарнирно закрепляется поворотный рычаг подвижного контакта.

Задняя часть поворотного рычага имеет вилкообразную форму, охватывая стойку. На передней стороне рычага сделаны приливы, в которых располагается шарнир держателя подвижного контакта. Несколько ниже на рычаге укреплён валик, которым рычаг соединяется с изоляционной тягой привода. Держатель подвижного контакта имеет трёх плечевую конструкцию и в своей центральной части шарнирно укреплён на поворотном рычаге. Одно плечо держателя имеет обработанное посадочное для укрепления контакта зажимным винтом. Нижняя сторона этого плеча упирается в скос поворотного рычага при включённом положении контактора. Второе плечо держателя служит для упора в него притирающей пружины. Третье плечо служит для упора держателя в поворотный рычаг при выключенном положении контактора (это ограничивает разжимание притирающей пружины). К этому же плечу подключаются гибкие шунты электрических соединений.

Гибкие шунты изготовлены из большого числа тонких медных проводов и потому обладают большой гибкостью, Они осуществляют электрическое соединение держателя подвижного контакта с контактной плоскостью нижнего кронштейна в месте подключения кабелей. Такое соединение необходимо для предохранения от прохождения силового тока через шарниры подвижной системы, что могло бы вызвать приварку шарнирных валиков и порчу контактора. Чтобы при работе контактора гибкие шунты не провисали вниз, к поворотному рычагу сбоку укрепляются поддерживающие скобы.

Притирающая пружина, расположенная между одним плечом держателя подвижного контакта и упором поворотного рычага, находится в предварительно сжатом состоянии.

Дугогасительная камера применяется трёх щелевого типа. Она представляет собой коробку, собранную из асбоцементных листов. Камера внутри при помощи двух продольных перегородок разделена на три параллельные щели. Снаружи коробки к ней прикреплены два стальных листа, играющих роль полюсных наконечников для сердечника дугогасительной системы. Поверх этих листов прикрепляется наружное текстолитовое покрытие камер.

В нижней части камеры укреплён нижний дугогасительный рог контактора. Он имеет внизу шарнирный крюк и контактный выступ.

При укреплении камеры на контакторе шарнирный крюк надевается на валик вылета кронштейна подвижного контакта, затем камера поворачивается так, чтобы контактный выступ рога плотно вошёл в контактную пружинную скобу на кронштейне подвижного контакта. И наконец, верхняя часть камеры укрепляется зажатием прорезной скобы при помощи поворотного винта, укреплённого на роге кронштейна неподвижного контакта.

Пневматический привод контактора состоит из литого, чугунного цилиндра с приливом, имеющим вилкообразную скобу, при помощи которой он укрепляется на стойке. В цилиндре размещается поршень, на который действует сильная выключающая пружина. Шток поршня выходит вверх, где соединяется с нижним концом изоляционной тяги, при помощи резьбового зашплинтованного крепления.

Уплотнение поршня представляет собой про жированную кожаную манжету, плотность прилегания которой к стенкам обеспечивается постановкой пружинных металлических звёздообразных шайб.

На крышке установлен стандартный вентиль включающего типа, через который осуществляется подача воздуха в цилиндр и выпуск воздуха при выключении. Некоторые контакторы в зависимости от их положения в схеме электровоза дополняются блокировочной системой, связанной с движением штока поршня.

Работа контактора производится следующим образом, при подачи +50 В на катушку вентиля, он возбуждается и через него проходит сжатый воздух в нижнюю часть цилиндра, что вызывает движение поршня вверх, дополнительно сжимая выключающую пружину. Шток поршня через изоляционную тягу вызывает движение поворотного рычага подвижного контакта до замыкания подвижного с неподвижным. Замыкание контактов разделяется на две стадии: сначала происходит соединение вспомогательных поверхностей, затем за счёт дополнительного сжатия притирающей пружины происходит перекатывание подвижного контакта по неподвижному с одновременным не большим скольжением, обеспечивающим зачистку контактных поверхностей, и наконец, осуществляется полное соприкосновение основных поверхностей контактов.

При выключении контактора воздух через вентиль выпускается из цилиндра. Под действием выключающей пружины поршень идёт вниз и с помощью изоляционной тяги вызывает размыкание контактов. Размыкание контактов происходит не сразу. Вначале под действием разжимающейся притирающей пружины происходит обратное перекатывание подвижного контакта по неподвижному и остаётся соприкосновение между ними в зоне вспомогательных поверхностей. Затем, когда третье плечо держателя подвижного контакта дойдёт до кромки поворотного рычага, начнётся отход подвижного контакта от неподвижного. При этом между контактами возникает электрическая дуга.

Проходящий по дугогасительной катушке ток создаёт магнитный поток, пронизывающий пространство дугогасительной камеры. Взаимодействие тока, проходящего по дуге, с магнитным потоком вызывает выбрасывание дуги в камеру. При этом концы дуги переходят на дугогасительные рога. В камере дуга, разделённая перегородками на три, охлаждается о стенки и гаснет.

Этот принцип размыкания контактов и работа системы дугогашения обеспечивает сравнительно малую изнашиваемость основных поверхностей контактов, т.к. дуга образуется лишь между вспомогательными поверхностями их.

Контакторы типа ПК-14-19 дугасительной камеры не имеют, т.к. они работают при включении в цепь ослабления поля второй группы, где им никогда не приходится гасить значительной дуги.

Электромагнитные контакторы

Электромагнитные контакторы применяются для включения цепей вспомогательных машин и печей обогрева кабины. Они имеют электро- магнитный привод, что даёт возможность включить их даже при отсутствии сжатого воздуха на электровозе. Поскольку ток вспомогательных машин невелик и не создаёт нагрева контактов даже при небольшом взаимном их давлении, электромагнитный привод вполне удовлетворяет условия работы.

Основным электромагнитным контактором на электровозе является контактор типа МК-310 Б и МК-15-01.

Они работают на номинальное напряжение силовой цепи 3000 В, при длительном токе МК-310 = 25 А, а МК-15-01 = 1,4 А, включение катушки контактора производится при напряжении в цепях управлений + 50 В.

Имеют разрыв силовых контактов 30-34 мм, провал 7 мм, нажатие: начальное 0,8- 1,3 кг, а конечное 1,8-2,7 кг.

Электромагнитный контактор МК-310-Б состоит из кронштейна, укреплённого на изоляционной стойке; неподвижного контакта с дугогасительной катушкой; подвижного контакта с притирающим механизмом; кронштейна, укреплённого на изоляционном рычаге, соединённом с якорем привода; дугогасительной камеры с полюсами; электромагнитного привода; вспомогательной изоляционной стойки, на которой укрепляется отключающая пружина.

Катушка приводного электромагнита получает питание от напряжения +50 вольт. При этом электромагнит притягивает якорь и замыкает контакты, сжимая притирающую и отключающую пружины. На якоре укреплена шайба из немагнитного материала, которая предотвращает прилипание его к сердечнику электромагнита. Якорь имеет противовес, который препятствует самопроизвольному включению контактора при сотрясениях электровоза. В этом случае толчок вверх испытывает масса якоря по обе стороны от шарнира, силы уравновешиваются и потому поворота якоря вокруг шарнира не происходит.

Выводные зажимы силовой цепи укреплены с одной стороны на изоляционной стойке неподвижного контакта, а с другой стороны – на вспомогательной изоляционной стойке.

Для выключения контактора прекращается возбуждение катушки приводного электромагнита. При этом под воздействием отключающей пружины якорь отойдёт от сердечника электромагнита и разомкнёт контакты. Притирающая пружина вызовет первоначальное перекатывание поверхностей контактов относительно друг друга. Поэтому дуга возникнет между вспомогательными, а не основными поверхностями контактов. Под воздействием магнитного потока дугогасительного электромагнита дуга будет выброшена вверх в дугогасительную камеру, там растянется и погаснет.

Дугогасительные катушки электромагнитных контакторов обычно имеют большое число витков и выполняются из тонкого провода. Такая конструкция необходима для создания достаточного магнитного потока, способного растянуть дугу. Поскольку ток вспомогательных машин обычно не велик, то для получения необходимого числа ампер-витков нужно увеличивать число витков катушки. Количество витков зависит от той цепи в которую включается контактор, а устройство дугогасительной катушки определяет использование и допустимый ток контактора. Так для контактора мотор-компрессор необходимо иметь в дугогасительной катушке 252 витка рассчитанных на допустимый ток силой 7 А.; мотор-вентилятор -76 витка при токе 25 А.; двигатель возбудитель преобразователя –40 витков при токе 50 А.

Контакторы для включения мотор-вентилятор имеются блокировки цепи управления, а контактора – мотор-компрессор их нет.

Электромагнитный контактор МК-15-01 рассчитан на меньшие токи, чем МК-310, и конструктивно отличается от него контактной системой, обеспечивающей двукратный разрыв цепи тока, и отсутствием дугогасительного устройства. Для предотвращения перебросов дуги при разрыве тока контакты защищены асбоцементными перегородками.

Принцип действия аналогичен контактору МК-310.

Электромагнитный контактор ТКМП-111 применяется для переключении питания цепей управления на панели управления ПУ-037, т.е. для питания от аккумуляторной батареи цепей при выключенном ГУ, в этом случае группы АБ включены последовательно, а при подключении на зарядку АБ при работающем ГУ, группы АБ подключить на параллельное соединение.

Эти три контактора типа ТКПМ – 111 расположены в ВВК рядом с панелью управления, они рассчитаны на токи 80 и 25 А, нажатие главных контактов 700 грамм, разрыв контактов – 8 мм.

На изоляционной панели смонтирован неподвижный контакт с дугогасительной системой, состоящей из дугогасительной катушке, полюсов и дугогасительной камеры. Подвижной контакт связан с изоляционной колодкой, укреплённой на якоре магнитопровода, в которое входит также ярмо, сердечник и планка. На сердечнике находится включающая катушка. При её возбуждении якорь притягивается к сердечнику и контакты замыкаются либо размыкаются. При этом сжимается выключающая пружина, установленная между скобой, укреплённой на магнитопроводе, и изогнутой пластиной, соединённой с якорем. Второй конец пластины связан с блокировочными контактами. Контакты размыкаются либо замыкаются под действием пружины, когда выключается питание катушки, образованная дуга выдувается и гасится дугогасительной камере

Пусковые панели.

Пусковые панели устанавливаются в цепи двигателей вспомогательных машин значительной мощности. Они служат для ограничения пускового тока двигателя, обеспечивая автоматическое выведение сопротивлений из цепи после достижения двигателем определённой скорости.

Пусковые панели состоят из проволочного сопротивления и автоматически действующего электромагнитного контактора МКП-23, который в процессе пуска машины замыкает сопротивления накоротко.

Условия работы контактора МКП-23 определяется характером изменения тока при пуске машины. Первоначально при включении двигателя ток нарастает до величины, ограниченной пусковым током. При нарастании скорости вращения якоря двигателя увеличение противо- э.д.с. будет уменьшать ток. При снижении тока до определённой величины должен включится автоматически контактор, выводящий ограничительные сопротивления из цепи. Это вызовет вновь возрастание тока потому, напряжение на коллекторе двигателя станет больше. Скорость двигателя станет возрастать, будет увеличиваться значения противо -э.д.с. и ток снова станет постепенно уменьшаться.

Электромагнитный контактор типа МКП-23 установлен в обеих высоковольтных камерах кузовов, по два контактора в каждой камере: один красного цвета для цепи вентиляторов, а другой тёмного цвета для цепи преобразователей. Контактор рассчитан на номинальное напряжение 3000 В. Разрыв контактов 10-14 мм. Нажатие контактов 1-1,8 кг.

При подключении этих контакторов в цепь вентиляторов необходимо, чтобы катушка (красная) включающая (первая наружная) была бы удерживающей, а катушка удерживающая (внутренняя) включающей.

При подключении двигателя преобразователя , чтобы катушка (тёмная) включающая (первая) была бы включающей, а катушка удерживающая (внутренняя) – удерживающей.

Контактор МКП-23 состоит из магнитопровода с верхним полюсным башмаком. На магнитопроводе размещены включающая катушка, удерживающая катушка и сплошное медное кольцо. Внутри удерживающей катушки установлена тонкостенная втулка. Снизу внутрь втулки входит регулировочный болт, а в верхней части втулки перемещается плунжерный якорь, шарнирно соединённый с подвижным контактом. Неподвижный контакт укреплён на изоляционной стойке контактора.

Включающая и удерживающая катушки соединены последовательно между собой и последовательно с ограничительным сопротивлением, включённым в силовую цепь вспомогательной машины.

Контакты при своём включении замыкают накоротко ограничительное сопротивление и включающую катушку.

При большом токе в цепи контактор удерживается в разомкнутом положении за счёт того, что образующийся большой магнитный поток насыщает тонкостенную трубку внутри удерживающей катушки и часть потока замыкается через воздушный промежуток В между регулировочным болтом и низом плунжера. Эта часть потока создаёт силу, удерживающий плунжер в нижнем положении. Благодаря тому, что расстояние между болтом и плунжером меньше, чем расстояние от верхнего края плунжера до полюсного башмака, сила, удерживающая плунжер в нижнем положении, в сумме с весом его получается больше, чем подъёмная сила притяжения к полюсному башмаку, и плунжер остаётся в нижнем положении. При уменьшении тока в цепи уменьшается и магнитный поток. Он начинает почти весь проходить через стенки втулки, не вызывая их насыщения. Прохождение потока между болтом и плунжером прекращается, а в пространстве А хотя и уменьшается, но сохраняется. Таким образом, удерживающая сила резко уменьшается, а подъёмная сила полюсного башмака сохраняется в большой степени. Поэтому происходит притяжение плунжера вверх к полюсному башмаку, и контактор включается.

При последующем увеличении тока в цепи в связи замыканием накоротко ограничительного сопротивления контактор остаётся замкнутым по двум причинам: во-первых, увеличение тока не вызовет заметного увеличения магнитного потока в магнитопроводе контактора, потому что одновременно с сопротивлением замыкается накоротко включающая катушка и количество активно действующих витков значительно уменьшается; во-вторых, благодаря притяжению плунжера к полюсному башмаку зазор между ними значительно уменьшается и сила их взаимного притяжения увеличилась.

При первоначальном нарастании тока, при небольшом его значении включение контактора не происходит потому, что вихревые токи, возникающие в медном кольце при резком нарастании тока, затрудняют проникновение магнитного потока в верхний полюсный башмак. Поток будет замыкаться в основном в обход башмака и медного кольца. В нижней части магнитопровода поток будет нарастать быстрее, чем в верхней. В результате удерживающая сила между регулировачным болтом и плунжером возникнет быстрее, чем подъёмная сила между башмаком и плунжером. Регулировочным болтом можно изменять величину тока, при котором будет включаться контактор: при ввинчивании болта включение произойдёт при меньшем токе, а при вывинчивании- при большём.

В цепи включения вентиляторов устанавливают МКП-23-Д на ток 25 А(вкл), а преобразователя устанавливают МКП-23-Г на ток 12 А (вкл). Отключение при токе 2,5 А цепь вентилятора, а цепь преобразователя – 1 А.

Переключатель вентиляторов ПШ – 5 Г.

Переключатель вентиляторов типа ПШ-5-Г служит для переключения двигателей вентиляторов с параллельного соединения на последовательное и наоборот. При этом будет изменяться напряжение на коллекторе двигателей и пропорционально ему скорость вращения. Одновременно переключатель вентиляторов осуществляет переключение генераторов управления, соединяя их последовательно при низкой скорости, чтобы обеспечивалось получение нормального напряжения для низковольтных электрических цепей электровоза.

Переключатель вентиляторов ПШ-5Г состоит из контактного барабана, пневматического привода и рамы. Работает при номинальном напряжении 3000 В., длительном токе 35 А.

Расположен на электровозе в конце высоковольтной камеры № 2, на стеллаже, имеется доступ только к мотылю.

Контактный барабан изготавливается из бумажно-бакелитового цилиндра, укреплённого на валу с помощью фланцев. На нём закреплены медные контактные сегменты и фибровые разделительные прокладки. Посредством мотыля он соединяется со штоком привода.

На стойках рамы укреплены контактные пальцы. Пальцы скользят по поверхности контактного барабана и на каждом из положений переключателя вступают в замыкание с определёнными контактными сегментами Порядок замыкания определяется по развёртке.

Привод состоит из цилиндра с двумя поршнями, соединенные между собой штоком, имеющим сухарь. Привод управляется двумя электромагнитными включающего типа.

Переключатели кулачковые групповые типа ПКГ-4Б и ПКГ-6Г

Групповой переключатель - это аппарат, состоящий из нескольких контакторных элементов, размыкающих и замыкающих различные участки силовых цепей тяговых электродвигателей, но имеющих один общий привод.. На электровозах постоянного тока групповые переключатели применяют для переключения с одного соединения на другое , где требуется соблюдение строгой последовательности замыкания и размыкания цепей.

На электровозе расположены три аппарата – два ПКГ-6 и ПКГ-4

по электрической схемы цепей управления они обозначаются

ПКГ-4 ( КСП-О ). а ПКГ-6 ( К С П -1) или ( К С П – 2).

КСП-0 - предназначен для переключения тяговых электродвигателей с последовательного соединения на последовательно – параллельное соединение. КСП-1 ( КСП-2 ) – переключают тяговые электродвигатели с последовательно – параллельного соединения на параллельное соединение.

Расположены во втором ряду высоковольтной камеры электровоза, за электропневматическими контакторами, КСП – 1 и КСП – 0 первого кузова, а КСП – 2 во втором кузове также, вдоль оси кузова электровоза.

Работают при номинальном напряжении 3000 В, при длительном токе каждого контакторного элемента в 500 А, управление производится от контроллера машиниста при напряжении +50 В, с временем разворота валов 1–2,5 сек., при давлении сжатого воздуха на поршень привода в 3,75-6,75 атм Разрыв силовых контактов 24 – 27 мм. с нажатием 14-18 кг.

Масса ПКГ-4 = 194кг, а ПКГ-6 =238 кг

Групповые переключатели по устройству аналогичны, только ПКГ-4 имеет 4 силовых контакторных элементов, а ПКГ-6 имеет 6 силовых контакторных элементов.

Групповой переключатель состоит из контакторных элементов, укреплённых на сварном каркасе, кулачкового вала с изоляционными шайбами, пневматического привода и блокировочного барабана.

Контакторный элемент ПКГ аналогичен по конструкции с пневматическим˘~~и контакторами ПК-21 или ПК-26 без индивидуального пневматического привода.

Состоит из изолированного стального стержня, на котором установлены верхний и нижний латунные кронштейны. На верхнем кронштейне, который одновременно является дугогасительным рогом, закреплены дугогасительная катушка и неподвижный контакт. Один конец катушки изолирован от кронштейна и является выводом, другой приварен к кронштейну.

На нижнем кронштейне шарнирно закреплён латунный контактный рычаг. Подвижной контакт закреплён на держателе, ось которого связана с контактным рычагом. Для прохождения тока на держателе закреплён гибкий кабель, который подсоединён к выводу на кронштейне.

Контактный рычаг имеет два ролика, соприкасающихся с профилем кулачковой шайбы, и хвостовик, по которому ударяет специальный выступ на кулачковой шайбе при её повороте, тем самым обеспечивает размыкание контактов в случае их сваривания. Контактное нажатие осуществляется пружиной. Замыкание и размыкание контактов происходят при переключении роликов контактного рычага по рабочему профилю кулачковой шайбы. Контакторные элементы переключаются кулачковыми шайбами, насаженные на стальной шестигранный вал. Вал вращается в подшипниках, установленных в боковинах каркаса..

На кронштейнах установлена лабиринтно - щелевая дугогасительная камера, охватывающая снаружи с обеих сторон главными полюсами из стального листа, закреплёнными на сердечнике дугогасительной катушки. В случае съёма камеры полюсы откидывают вверх, при этом открывается доступ к контакторам.

На одной из боковин каркаса укреплён пневматический двухпозиционный привод. В цилиндре пневматического привода помещены два поршня, скрепленные между собой зубчатой рейкой, которая входит в зацепление с шестерней, насаженной на кулачковый вал.

Воздухораспределитель, состоящий из включающего и выключающего электромагнитных вентилей, подаёт воздух в правою или левую полость цилиндра, приводя в движение поршни, а вместе сними зубчатую рейку и кулачковый вал. Каждый поршень имеет две уплотнительные резиновые манжеты и войлочное кольцо для смазки рабочей поверхности цилиндра.

Вращение кулачкового вала передаётся через зубчатую передачу, расположенную со стороны привода, блокировочному барабану, который при этом замыкает соответствующие контактные пальцы.

Для предотвращения переброса дуги при разрыве тока между контакторными элементами установлены асбестоцементные перегородки.

Очерёдность замыкания контактов производится по градусной диаграмме замыкания контакторных элементов.

Реверсор Р К - 0 2 2 Т и тормозной переключатель Т К – 8 Б

Реверсорами называются аппараты, предназначенные для изменения направления вращения якорей тяговых двигателей путём изменения направления тока в обмотках якоря или обмотках возбуждения двигателей.

Переключение реверсоров производят, только при полной остановки электровоза.

Тормозные переключатели предназначены для переключений тяговых электродвигателей на режим электрического торможения, т.е. меняют порядок питания обмоток возбуждения электродвигателей. Так, при рекуперативном торможении необходимо обеспечить независимое питание обмоток возбуждения. Для такого изменения необходимо обеспечить несколько переключений в силовой цепи электровоза.

Тормозные переключатели, переключают в любом режиме работы электровоза

Реверсоры и Тормозные переключатели расположены за КСП-1(2) в одном ряду с электропневматическими контакторами.

Тормозные переключатели ТК-8Б, аналогичны устройству реверсору РК-22Т, только у реверсора имеется 4 контактных элемента, а у тормозного переключателя 10 контактных элементов ( 4 – моторный режим, 6 – тормозной режим ) и расположены в высоковольтных камерах, за КСП, также вдоль оси электровоза, от кабины машиниста.

Они работают при номинальном напряжении 3000 В. и номинальном токе 500 А при давлении сжатого воздуха 5 атм. Разрыв силовых контактов 17 мм - питание цепей управление этими аппаратами производят от контроллера машиниста согласно схемы, от +50 В. масса реверса = 92,5 кг, а тормозного переключателя =136,5 кг.

Реверсор РК-022Т и тормозной переключатель ТК-8Б представляют собой групповые переключатели, отличающиеся друг от друга числом кулачковых элементов, разверткой кулачкового вала и числом блокировочных пальцев. Кулачковые элементы укреплены на каркасе сваренных из уголков.

Кулачковые элементы без дугогашения с выводом средней точки от подвижных контактов и двум неподвижными контактами переключаются кулачковыми шайбами, насаженными на стальной четырёхгранный вал. Вал вращается в подшипниках, установленных в боковинах каркаса, сделанного из стальных уголков марки 65, и связан зубчатой шестерней с зубчатой рейкой двухпозиционного пневматического привода. Каждый поршень пневматического привода имеет две уплотнительные резиновые манжеты и войлочное кольцо для смазки рабочей поверхности цилиндра.

Два включающих электромагнитных вентиля подают воздух в левую или правую полость цилиндра, приводя в движение поршень, жестко соединённые с зубчатой рейкой, а вместе с ними и кулачковый вал. Вращение кулачкового вала через тягу сообщается блокировочным сегментам, замыкающим соответствующие контактные пальцы.

Подвижные контакты электрически соединены гибким проводом ПЩ. Этот провод служит электрическим выводом подвижных контактов. Неподвижные контакты укреплены на стойках, укреплённых в пазах изоляционных планок. Электрический вывод от неподвижных контактов осуществляется впаянными в них медными шинками, что обеспечивает минимальные потери в местах стыков токоведущей цепи. Конструкция кулачкового элемента позволяет быстро его разобрать и сменить изоляционные планки. Кулачковая шайба имеет специальный профиль, обеспечивающий скольжение подвижного контакта по неподвижному в одну, а затем в другую сторону. При этом происходит чистка контактов

ОТКЛЮЧАТЕЛИ двигателей ножевые

На электровозах применяются одиночные и спаренные разъединители (отключатели), предназначенные для разъединения и переключения высоковольтных цепей в их обесточенном состоянии. К ним относятся следующие аппараты : отключатели тяговых электродвигателей, шинный разъединитель, главный разъединитель, разъединитель вспомогательных цепей, разъединитель заземлений и крышевой разъединитель. Управление разъединителями и отключателями производится вручную, а иногда дистанционно.

Отключатели электродвигателей типа ОД-8А и ОД- 8Б предназначены для отключения повреждённых тяговых электродвигателей и переключения на аварийный режим работы исправных электродвигателей. Они работают при номинальном напряжении 3000В. и номинальном токе 500А. Номинальное напряжение блокировочных контактов +50 В.

Масса ОД-8А = 24,5 кг, а ОД-8Б = 32,5 кг.

Длина касания ножей 12 мм

ОД-8А имеет 2 спаренных ножевых элемента, условное обозначение по электрической схеме ОД- 5-6 и ОД-7-8, а ОД8Б имеет 3 спаренных ножевых элемента, условное обозначение по схеме ОД-1-2 и ОД-3-4 , помимо имеются 2 одинарных ножа ( один из них , это нож для ввода электровоза в депо при пониженном напряжении, по схеме обозначается 58-1 , блокировка которого находится в цепи подъёма токоприёмника), а другой нож имеет обозназначениеОД-1. Ножи ОД1-2, ОД-2, ОД3-4 между собой заблокированы.

Отключатели ОД-8А и ОД-8Б имеют мостиковые блокировки.

Контактные элементы отключателей двигателей ножевого типа, закреплены на общем сварном каркасе.

Каждый ножевой элемент аппарата представляет собой двухпозиционный переключатель. Его контактный нож вращается на средней пластине, являющейся электрическим выводом . Вверху расположены аналогичные пластины.

Электрический контакт образуется выступами, штампованными на поверхности ножей, и поверхностью пластины. Контактное нажатие создаётся пластинчатой пружиной у рукоятки ножа и тарельчатыми шайбами на нижней пластине.

Разъединитель высоковольтный наружной установки РВН-004Т,

предназначен для включения и выключения силовой цепи электровоза в обесточенном состоянии.

Он работает при напряжении 3000В. при номинальном токе 1850 А., и при усилии 12 кг. Масса 30 кг.

Разъединитель РВН-004Т представляет собой выключатель рубящего типа. Контактное устройство смонтировано на двух пластмассовых изоляторах. Изолятор подвижного контакта укреплён на подвижной штанге, которая в отключенном и включенном положениях фиксируется запирающим устройством. Изолятор неподвижного контакта прикреплён к основанию.

Для переключения замок разъединителя отпирают ключом кнопочного выключателя КУ, после чего рукоятку можно оттянуть вниз и произвести переключение. Перед переключениями разъединителя необходимо убедится, что подвижная штанга надёжно заземлена гибким проводом.

Разъединитель высоковольтный однополюсный РВО-007Т,

Предназначен для заземления цепи токоприёмника при открытых дверях высоковольтной камеры. Работает при номинальном напряжении 3000 В., а контакты разъединителя должны замыкаться при открывании дверей ВВК на 100-120 мм Масса 15,5 кг.

Он установлен над дверью входа в ВВК и предохраняет людей при попадания в ВВК под высокое напряжение в случаях, если по какой-либо причине высокое напряжение оказалось на токоприёмнике.

Разъединитель представляет собой однополюсный рубильник, установленный в металлическом кожухе. Неподвижный контакт установлен на изоляторе, который прикреплён ко дну кожуха. Контактный нож соединён тягой с рычажной системой. Ролик рычажной системы перемещается по фигурному профилю верхней кромки двери высоковольтной камеры. При открывании двери ролик перемещается и через систему рычагов замыкает контакты. При закрывании двери контакты размыкаются.

ДРОССЕЛЬ радиопомех ДР-027 Т

Предназначен для подавления радиопомех, создаваемые аппаратурой и электрооборудованием электровоза.

Работает при номинальном напряжении 3000 В и индуктивности

140-145 мк Гц. Масса 75 кг.

Дроссель радио помех типа ДР-027 установлен на основании токоприёмника.

Он состоит из медной катушки, которая закреплена на угольниках. Катушка защищена от попадания снега, стеклопластиковым кожухом.

При работе электрических машин и аппаратуры электровоза, а также при искрении на токоприёмнике создаются радиопомехи, для подавления которых применяются дроссели высоковольтный конденсатор. Индуктивные катушки включаются в силовую цепь между токоприёмниками и крышевыми разъединителем и служат для подавления переменных составляющих тока помех.

Конденсатор с бумажной изоляцией, герметизированный, рассчитанный на напряжение 10 кВ и ёмкость 0,5 мКф, установленный в металлическом ящике, служит для подавления постоянных составляющих. Конденсатор включается параллельно силовой цепи между индуктивными шунтами и землёй и через него происходит разряд, после прохождения волны перенапряжения.

ИНДУКТИВНЫЕ шунты ИШ-2К

Включаются в цепь ослабления электродвигателей. Они предназначены для предотвращения бросков тока при повторном касании токоприёмника контактного провода, после случайного отрыва его от контактного провода во время движения поезда (электровоза).Индуктивные шунты также облегчают прекращение работы тяговых электродвигателей в генераторном и тяговом режимах в случае короткого замыканиях в схеме электровоза или контактной сети.

Если бы цепь ослабления поля состояла только из омического сопротивления, то при всяком изменении величины тока проявление индуктивности обмоток возбуждения тяговых электродвигателей вызвало бы нарушение пропорциональности деления тока между обмотками возбуждения и цепью ослабления поля. Так, при повторном после отрыва касания токоприёмника контактного провода быстро нарастающий ток, пройдя через якорь, большей частью ответвиться а цепь ослабления поля, т.к. обмотки возбуждения будут оказывать большое индуктивное сопротивление.

В течение некоторого времени тяговый электродвигатель не будет иметь основного магнитного поля. Вследствие этого противо-э.д.с. его будет незначительна и ток в цепи якоря и сопротивления ослабления поля достигнет большей величины. Это может вызывать образование кругового огня на коллекторе двигателя и срабатывания защиты, т.е. отключение БВ-1. При постановке в цепь ослабления поля индуктивного шунта индуктивное сопротивление цепи становится примерно равным индуктивному сопротивлению цепи обмоток возбуждения двигателя. Поэтому нарастающий ток разделится поровну между обеими цепями, намагничивание двигателя ускорится и возникшая противо-э.д.с. ограничит величину тока.

При коротком замыкании в силовой цепи индуктивный шунт, создавая дополнительное сопротивление в цепи ослабления поля, вынуждает генераторный ток проходить по обмоткам возбуждения двигателей в обратном направлении по сравнению с направлением тягового тока, создающего остаточный магнетизм. Такое прохождение генераторного тока, быстро размагничивает двигатели и прекращает их работу в генераторном режиме. Этим двигатель предохраняется от прохождения большого тока.

Индуктивные шунты должны иметь значительное индуктивное и малое омическое сопротивления. Они выполняются в виде катушек из медной шины со стальным сердечником.

Индуктивный шунт имеет магнитопровод и две последовательно соединённых катушки. Магнитопровод броневого типа собран из лакированных листов электротехнической стали 1213 толщиной 0,5 мм. Для получения достаточно высокой индуктивности при часовом токе 1=300 А из–за малого насыщения сердечника между магнитопроводомами имеются зазоры. Суммарный воздушный зазор равен 100 мм.

Дисковые катушки шунта намотаны из шинной меди МГМ размерами 4,4Х28мм, межвитковая изоляция выполнена из асбестовой электроизоляционной ленты толщиной 0,5 мм в два слоя. Между дисками катушек имеется зазор 15 мм для прохождения охлаждающего воздуха.

Шунт установлен на изолированном каркасе между крышей и камерой ВВК, со стороны прохода. Он работает при номинальном напряжении 3000 А и токе продолжительного режима 310 А, часового режима-410 А , рекуперативного режима- 400 А. Масса равна 580 кг.

Грозовой РАЗРЯДНИК РВКУ-3,3А-01

Разрядник вентильный коммутационный унифицированный, предназначен для защиты электрических цепей электровоза от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Он расположен на крыше электровоза кузова №2. Работает при номинальном напряжении 3300 В и допускаемом 4200 В. Масса 30 кг.

Разрядник, присоединённый к сети с напряжением от3000-4000 В, выдерживает 20 импульсов тока коммутационных перенапряжений амплитудой до 1500А длительностью до 5000 мкс с последующим протеканием сопровождающего тока или 100 импульсов тока коммутационных перенапряжений амплитудой от 800-1000 А полной длительностью до 5000 мкс с последующим протеканием сопровождающего тока. При этих воздействиях искровые промежутки разрядника обрывают дугу сопровождающего тока. Ток проводимости разрядника должен находиться в пределах 170-220 мкА при выпрямленном напряжении 4000 В. РМВУ-3,3 состоит из фарфорового корпуса внутри него расположены два вилитовых диска диаметром 150мм, два искровых промежутка, дугогасительное устройство, пружины, помещённой внутри корпуса, блока нелинейных сопротивлений.

Корпус крепится к основанию и герметизирован озоно - морозостойкой резиной. На корпусе имеются зажимы для крепления к токоведущим и заземляющим проводам. С боку имеется регистратор срабатывания. Снизу прикрепляется днище с предохранительным клапаном. Покрыт защитным слоем от коррозии, а наружный цементный шов покрыт влагостойким составом.

При появлении опасного для электрооборудования перенапряжения происходит пробой искровых промежутков между ламелью и кольцевым электродом, а протекающий импульсный ток через разрядник вследствие нелинейности рабочих резисторов не создаёт опасного повышения напряжения для электрооборудования.

Гашение дуги в дугогасительных камерах происходит следующим образом. Сначала дуга под действием магнитного поля перемещается по кольцевому зазору между электродами; дуга, достигнув электрода, заходит в камеру гашения и гаснет в ней, если напряжение на дуге и электроде шунтирующего сопротивления меньше, чем пробивное напряжение между ламелью и электродом.

Если в момент входа дуги в камеру гашения суммарные напряжения на дуге и элементе шунтирующего сопротивления больше, чем пробивное напряжение между ламелью и электродом, то дуга не заходит в камеру гашения, а после повторного пробоя искрового промежутка вновь перемещается по кольцевому зазору между электродами. Гашение дуги будет происходить до тех пор, пока не израсходуется энергия перенапряжения и суммарные напряжения на дуге и резисторе не станут меньше пробивного напряжения между ламелью и электродом. После этого дуга под действием магнитного поля катушки входит в лабиринтную часть камеры, растягивается и гаснет. После гашения дуги работа разрядника закончена, и он снова готов к действию. Для контроля срабатывания разрядника на его днище устанавливают регистратор срабатывания РР-3Т1

АККУМУЛЯТОРНАЯ батарея 40 К Н -125

Аккумуляторная батарея служит источником напряжения +50 В для катушек аппаратов, осветительных и сигнальных ламп при неработающем генераторе управления.

На электровозах серии ВЛ10 и ВЛ10у установлены щелочные (кадмиево - никелевые) аккумуляторные батареи. Она состоит из 42 элементов КН-125, из них два элемента запасные, и имеет номинальную ёмкость 125 А ч.

Щелочные аккумуляторы более долговечные и менее чувствительны к сотрясениям, не до зарядам и пере зарядам, чем кислотные. Но они более дороги и изготавливаются из более дефицитных материалов. Коэффициент полезного действия у них несколько меньше, чем у кислотных.

Аккумуляторная батарея состоит из металлического ящика с открывающейся крышкой, в котором расположены аккумуляторы. Ящик внутри покрыт щёлочно стойкой эмалью.

Каждый аккумулятор имеет номинальное напряжение 1,25 В.

Элементы КН-125 соединяют последовательно медными никелированными шинами только после окончания установки элементов в ящике и затяжки болтов на торцевой его части. При этом затяжку гайки на шпильке вывода аккумулятора следует производить с обязательным удержанием вторым ключом нижней гайки вывода во избежание разрушения вывода.

Каждый элемент находится в индивидуальном резиновом чехле.

Ящик имеет три патрубка для подвода проводов и для подсоединения щёлочеотвода и газоотвода. Щёлочеотвод представляет собой стальную трубу, соединяющую дно ящика с под кузовной частью электровоза. Газоотвод (труба) служит для отвода газов из батареи за крышу электровоза. Элементы установлены в ящике плотно друг к другу и дополнительно уплотнены деревянными досками и фанерой. Дно ящика покрыто досками и фанерой, имеющими пазы для стока разлитой щёлочи через щёлочноотводящий патрубок.

Элемент НК-125 состоит из стального запаянного корпуса, внутри которого расположен блок, состоящий из 5 отрицательных пластин, и блок, состоящий из 6 положительных пластин. Внизу аккумулятора имеется грязевое

пространство, а сверху над электролитом газовое пространство. Каждый блок имеет шпильку, являющейся выводом. Пластины между собой раскреплены эбонитовыми стержнями. Активная масса пластин помещается в пакетах. Пакеты выполнены виде плоских стальных никелированных

трубочек с большим числом малых отверстий: через которые проникает электролит. Для улучшения контакта между пакетами и активной массой добавляется проводящий чешуйчатый графит.

Выводные шпильки в месте выхода из корпуса армированы изоляционными втулками. Блок соединён непосредственно с корпусом элемента. Изоляцией корпуса служит резиновый чехол.

Заливку электролита производят через отверстие, расположенное между выводами. Заливочное отверстие закрыто вентильной пробкой. Пробка имеет отверстие для выхода газов, поэтому зарядка аккумуляторов может производиться при завинченных пробках.

В щелочных кадмиево- никелевых аккумуляторах, работающих при температуре окружающего воздуха от – 19 до + 35°C, применяют составной калиево-литиевый электролит плотностью 1,19-1,21 г/см³ .

Калиево-литиевый электролит состоит из раствора едкого калия с добавкой на 1л 20 гр едкого лития аккумуляторного (моногидрата лития). При температуре от -20 до -40 С применяется раствор едкого калия плотностью 1,26 – 1,28 г/см³ . При температуре воздуха от +10 до + 50 С применяют составной электролит плотностью 1,17 – 1,19 г/см³, состоящий из раствора едкого натрия с добавкой едкого лития 15 – 20 г на 1 л. Для растворения щёлочи пригодна дистиллированная вода, т. е. собранный конденсат с чистой поверхности, а также вода после таяния чистого снега

Введение в эксплуатацию аккумуляторов и батарей, не бывших в эксплуатации или хранившихся в разряженном состоянии без электролита, необходимо с поверхности аккумуляторов и батарейных ящиков удалить чистой ветошью пыль и соль, проверить правильность последовательного соединения и затяжку гаек. Аккумуляторы заливают электролитом и дают выдержку не менее 2 часа, для пропитки пластин. Проверяют напряжение вольтметром каждый элемент, при отсутствии напряжения – оставляют ещё на 10 часов и проверяют напряжение, если напряжение отсутствует, батареи (аккумуляторы) заменяют на более годные.

Уровень электролита должен быть над пластинами не менее 5 мм и не более 19 мм, повышенный уровень будет выбрызгивать электролит из аккумулятора во время зарядки.

Аккумуляторы, хранившиеся с электролитом не более одного года, вводят в эксплуатацию без смены электролита. При более длительном хранении электролит заменяют.

АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ

Электрическое оборудование рассчитано на работу при определённых условиях, с обеспечением их надёжности в работе с поездами, по этому электрические машины, аппараты электровоза нуждаются в устройствах защищающих их от протекания чрезмерно больших токов, при коротких замыканиях и перегрузках. Кроме того, надо предусматривать защиту на случай чрезмерно высокого напряжения в контактном проводе или возникновении боксования колёсных пар электровоза. Быстродействующий выключатель, являющийся основным защитным аппаратом, не может обеспечить защиту схемы электровоза во всех случаях ненормальной работы. Поэтому в дополнение к быстродействующему выключателю на электровозе устанавливается ряд устройств, либо дополняющих его работу и воздействующих на него, либо действующих самостоятельно. Основой работы дополнительных защитных устройств обычно являются реле.

Реле ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ защиты РДЗ-504

Служит для защиты от токов короткого замыкания силовых цепей тяговых электродвигателей, а также используется в качестве реле тока для отключения цепей тяговых электродвигателей, включённых в режиме рекуперативного торможения, в случае появления тока тягового режима свыше 100 А Блокировочные контакты реле, защищающие силовую цепь тяговых электродвигателей, включены в цепь удерживающей катушки быстродействующего выключателя БВП-5.

РДЗ-504 работает при номинальном напряжении силовой цепи 3000 В и при номинальном напряжении включающей катушки и контактов +50 В,

время срабатывания не более 0,0065 сек.

Дифференциальное реле защиты РДЗ-504 состоит из шихтованного магнитопровода, катушки, якоря, регулировочной пружины, блока контактов и двух добавочных езисторов, соединённых параллельно.

Магнитопровод, блок контактов и добавочный резистор установлены на панели Реле закрыто прозрачным кожухом.

Кабели начала и конца цепи, протянуты в окно магнитопровода. Катушка реле является включающей и удерживающей. При включении реле на катушку подаётся напряжение +50В. Добавочный резистор вводится в цепь катушки после включения реле, реле продолжает оставаться включённым.Направление магнитного потока, создаваемый катушкой направлены против часовой стрелки, а магнитный поток, возникающий от прохождения тока небаланса в силовых кабелях, протянутых в окно магнитной системы направлен по часовой стрелке. В рабочем зазоре якоря и сердечника катушки направлен встречно.

При отсутствии короткого замыкания на участке, защищаемом дифференциальном реле, магнитный поток, создаваемый токами, протекающем по силовым кабелям, равен нулю. Под действием магнитного потока катушки якорь притянут и контакты замкнуты.

Когда происходит к.з. в цепи, защищаемой дифференциальным реле, возникает ток небаланса. Магнитный поток при достижении током небаланса значения, равному току уставки реле, становится таким, что усилие от результирующего потока в зоне рабочего зазора становится меньше усилия пружины, и якорь реле отпадает. При этом контакты размыкаются и разрывают цепь питания удерживающей катушки быстродействующего выключателя. БВ1 отключается и разрывает цепь тока к.з. Магнитный шунт служит для того, чтобы при к.з. не произошло обратного включения якоря, т.к. ток к.з. сразу не прекращается. При отпадании якоря ещё некоторое время ток к.з. протекает по силовым кабелям, и магнитный поток от этого якоря стремится снова притянуть якорь. При наличии магнитного шунта поток от тока небаланса будет в основном протекать по нему, т.к. проводимость этого участка магнитной цепи АБ значительно больше, чем проводимость воздушного зазора между сердечником катушки и якорем

Реле ОБОРОТОВ РКО-28

Предназначено для отключения электродвигателя преобразователя в случае превышения допустимой частоты вращения якоря.

Реле оборотов крепится с торцевой части подшипникового щита двигателя, имеет частоту вращения 1950 об/мин, при предельной частоты вращения 2000 об/мин

Реле оборотов имеет корпус, на котором укреплены неподвижные контакты, замкнутые мостиком с контактами, укреплёнными на рычаге. Рычаг заблокирован защёлкой. На валу машины укрепляется шайба, на шарнире которой посажен балансир, притягиваемый к центру шайбы пружиной. При нормальном числе оборотов усилие пружины достаточно для удержания балансира в центральном положении. При большом числе оборотов центробежные силы, действующие на балансир, преодолевают натяжение пружины; балансир отходит от центра шайбы и ударяет по защёлке, сжимая пружину. Защелка освобождает рычаг, который под воздействием пружины отходит, и мостик размыкает цепь неподвижных контактов. В результате двигатель останавливается. Восстановление замкнутого положения контактов производится оттягиванием кнопки пружины.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ печи ПЭТ-1У3

Предназначены для отопления кабины управления электровоза. Они рассчитаны для работы при напряжении в контактной сети 3000 В и имеют мощность 1 кВт, номинальное напряжение одного элемента 750 В. В каждой кабине устанавливают по шесть печей. Каждая печь имеет восемь трубок, через которые пропущены проволочные спирали. Для предотвращения вибрации и смещения спиралей трубки заполнены кварцевым песком. Трубки закреплены на изоляторах, помещённых в кожухе, и соединены последовательно между собой. На электровозе печи соединены по четыре последовательно. Получают питание от двух разных кнопок ,т.е. 1 группа и 2группа. От 2 группы работают, по две печи, в разных кабинах одновременно.

Реле КОНТРОЛЯ защиты РКЗ - 3

Предназначено для сигнализации о наличии напряжения на токоприёмниках электровоза и обеспечивает контроль исправности цепи защитного вентиля. Устанавливается на электровозах. реле типа РП-472. Катушка реле РКЗ-3 соединена последовательно, через добавочный резистор, к токоприёмнику. При наличии напряжения на токоприёмнике якорь РКЗ-3 притягивается к сердечнику и блокировочные контакты размыкают цепь сигнальных ламп, на пульте машиниста красного цвета. В случае обрыва цепи катушки РКЗ-3 защитный вентиль 205-2 теряет питание, двери высоковольтной камеры не блокируются и вход туда становится небезопасным, но останутся заблокированными за счёт катушки вентиля защиты питающейся от +50 В.

Реле РКЗ-3 срабатывает при напряжении 50 В

РЕЗИСТОРЫ

Предназначены для ограничения токов и регулирования напряжения и тока на отдельных участках электрических цепей, при работе силовых аппаратов и электрических машин.

В период пуска электровоза последовательно с тяговыми электродвигателями включают пусковые резисторы, т.е. изменяя сопротивление резисторов, машинист регулирует напряжение и ток тяговых электродвигателей, а также силу тяги электровоза. В силовых цепях используют фехралевые резисторы.

Резисторы разделяются на пусковые, переходные, ослабления поля,

стабилизирующие, демпферные в цепи вспомогательных машин, регулировочные и добавочные.

По конструкции они выполняются спирально-ленточными, проволочными и трубчатые.

Пусковые резисторы типа КФП- служат для ограничения токов в цепи тяговых электродвигателей в момент пуска. Каждый комплект блоков резисторов состоит из 28 отдельных элементов. Они расположены в ВВК под крышей кузова электровоза, на втором этаже.

Резисторы ослабления поля типа КФШ- включаются параллельно обмотке возбуждения тягового двигателя для ослабления магнитного потока с целью увеличения скорости движения электровоза. Они расположены отдельными в комплекте блоками совместно с пусковыми а именно в ВВК

Резисторы стабилизирующие типа КФ- применяются для стабилизации тока якоря тяговых электродвигателей в режиме рекуперации.

Резисторы переходные типа КФ- служат для шунтирования обмоток тяговых электродвигателей в момент переключения их с одного соединения на другое. Их назначение – предотвращать возникновение генераторного тока или ограничить его величину в переключаемых двигателях, т. е. предотвращать уменьшение силы тяги электровоза при переходах так как возникновение генераторного режима могло бы создать кратковременное тормозное усилие. Расположены в комплекте блоками, вместе с пусковыми резисторами. Пусковые и переходные работают в кратковременном режиме. Все резисторы типа КФ размещены в 11 блоках, каждого кузова.

Резисторы (демпферные ) регулировочные типа ПП- применяют для ограничения и регулирования тока в разных частях электровоза, например как демпферные и пусковые резисторы к вспомогательным машинам электровоза.

Резисторы добавочные (трубчатые) типа ЩС – применяются к катушкам реле, лампам накаливания.

Резисторы типа КФ изготавливаются из отдельных элементах и собранных в блок, который установлен на шпильках, изолированный слюдопластовыми трубками, и прикреплён к раме, представляющей собой сварной каркас из стальных полос. Элементы резисторов изолированы от рамы фарфоров шайбами. Элементы состоят из держателя, на который надеты ребристые кордиеритовые изоляторы с канавками, спирали, намотанной на ребро ленты с высоким электротехническим сопротивлением. К концам спирали припаяны выводы латунью Л-63.

Резисторы типа ПП собирают из элементов на шпильках, которые укреплены на держателях. Элементы между собой соединены медными перемычками и от каркаса изолированы фарфоровыми изоляторами.

Резисторы типа ЩС ( щитковые сопротивления) собраны из трубчатых проволочных эмалированных влагостойких элементов Резисторы укреплены на двух изоляционных рейках, скрепленных между собой планкой. Трубки на панелях укреплены с помощью лапок, которые одновременно являются выводами.

РЕЛЕ

Реле предназначены для повышения разрывной мощности в цепи ,

контролируемой первичным ( основным) реле, и для увеличения количества цепей, управляемых первичным реле.

Контролирующие аппараты служат для контроля за работой электрических устройств. В случае нарушения установленного режима работы они подают электрические сигналы или воздействуют на органы, управляющие данным устройством. К ним относятся различные регуляторы и реле (защитные реле, реле тока, напряжения, времени и т. д.). Они имеют дистанционное управление и не имеют системы дугогашения.

Защитные реле срабатывают при возникновении аварийных режимов и подают сигнал на отключение силовой цепи соответствующим выключателем или на систему сигнализации.

Токовое реле срабатывает при определённых значениях тока, превышающем заданный ток трогания, и приходят в исходное состояние при токах, меньших тока отпускания. В таких реле предусматривается возможность регулирования токов срабатывания и отпускания.

Реле напряжения контролируют уровень напряжения в контактной сети. Они срабатывают и возвращаются в исходное состояние при определённых значениях напряжения.

Реле времени представляют собой аппараты, позволяющие создать регулируемую выдержку времени между моментом подачи напряжения на катушку реле и моментом размыкания ( замыкания) контактов. Основным отличием таких реле является наличие механизма выдержки времени (электромагнитного, теплового, часового).

В системах управления часто применяют промежуточные реле. Эти реле имеют одну катушку управления и несколько пар контактов, разомкнутых или замкнутых в исходном состоянии. Такие реле осуществляют логические операции управления включением и отключением различных электрических аппаратов, находящихся в разных цепях.

Все контактные аппараты имеют основные части : контактную систему и привод. Контактная система аппарата состоит из пары или нескольких пар подвижных и неподвижных элементов, при замыкании которых образуется электрическая цепь. Наиболее широко применяется в электрических аппаратах электромагнитный привод, в котором используется сила притяжения якоря к сердечнику электромагнита или сила втягивания якоря в катушку соленоида. Любой ферромагнитный материал, помещённый в магнитное поле, обретает свойство магнита.

Широкое распространение в электрических аппаратах получила магнитная система, состоящая из П -образного сердечника с катушкой и поворотного якоря, который соединён с подвижным контактом аппарата.

При полностью разомкнутых контактах воздушный зазор между якорем и сердечником относительно велик и магнитное сопротивление системы будет наибольшим. Поэтому магнитный поток в воздушном зазоре электромагнита, индукция и тяговое усилие будут наименьшими. Однако при правильно рассчитанном приводе это усилие должно обеспечить притяжение якоря к сердечнику. По мере приближении якоря к сердечнику и уменьшению воздушного зазора магнитный поток в зазоре увеличивается и соответственно возрастает тяговое усилие. При размыкании электрической цепи катушки привода подвижная система возвращается в исходное положение под действием пружины и силы тяжести. При малых значениях воздушного зазора и возвращающих усилий якорь может удержаться в промежуточном положении остаточным магнитным потоком. Это явление устраняется установкой фиксированного наименьшего воздушного зазора и регулировкой пружин.

В отдельных случаях требуется замедление работы электрического аппарата. Это выполняется с помощью устройства для получения выдержки времени, под которой понимается время от момента подачи или снятия напряжения с катушки привода аппарата до начала движения контактов, Выдержка времени на отключение электрических аппаратов, управляемых постоянным током, осуществляется с помощью дополнительной коротко замкнутой обмотки, находящейся на одном магнитопроводе с катушкой управления.

При снятии питания с катушки управления магнитный поток, создаваемый этой катушкой, изменяется от своего рабочего значения до нуля.

При изменении этого потока в короткозамкнутой катушке наводится ток такого направления, что его магнитный поток препятствует спаду магнитного потока катушки управления и удерживает якорь электромагнитного привода аппарата в притянутом положении.

Вместо короткозамкнутой катушки может быть установлена на магнитопроводе медная гильза. Действие её аналогично действию короткозамкнутой катушки. Этого же эффекта можно достичь при замыкании накоротко цепи катушки управления в момент отключения её от сети.

Реле ПОВЫШЕННОГО напряжения РПН-496

Реле служит для подачи сигнала при увеличении напряжения свыше 4000 В. При повышенном напряжении ,в случае включении рекуперативного торможения, и неправильных действиях машиниста, возможно образование на тяговых электродвигателях напряжений, опасных для изоляции.

При параллельном соединении тяговых электродвигателей в режиме тяги оно служит для отключения всех ступеней ослабления поля, а в рекуперативном режиме – для уменьшения независимого возбуждения генератора преобразователя и отключения быстродействующего выключателя БВП-5 с выдержкой времени.

Работает при номинальном напряжении катушки 3000В

Реле ПОНИЖЕННОГО напряжения РНН-497

Реле служит для сигнализации о снижении напряжения в контактной Работает при номинальном напряжении катушки 3000 В. Срабатывает при напряжении в контактной сети 2700 В.

При работе электровоза иногда происходит резкое снижение напряжения в контактной сети вследствие отключения автоматов ближайших подстанций.

Сигнализация об этом необходима для того, чтобы машинист мог принять меры на случай внезапного резкого повышения напряжения, при повторном включении автоматов подстанций.

Реле ПЕРЕГРУЗКИ РТ-500

Реле перегрузки служит для отключения БВП-5, через дифференциальное реле, в случае перегрузки в цепи преобразователя.

Катушка реле включена в цепь последовательно с якорем электродвигателя преобразователя. В случае перегрузки цепи якорь реле притягивается, при этом размыкаются контакты реле. Работает при номинальном напряжении силовой цепи 3000 В.

Реле ПЕРЕГРУЗКИ РТ-502

Тяговые электродвигатели и вспомогательные машины рассчитаны на работу при определённых нагрузках. Если эти нагрузки работы будут превышены, то двигатель может быть повреждён и выведен из строя. Поэтому в силовую цепь последовательно включают реле перегрузки, которое служит для световой сигнализации о перегрузке тяговых электродвигателей.

По электрической схеме имеют условные обозначения 65-1(2) и 66-1(2).

При срабатывании реле якорь притягивается к сердечнику магнитопровода и отпадает указатель неисправного тягового электродвигателя. На пульте управления машиниста загорается сигнальная красная лампа РП, не прерывая работу тяговых электродвигателей. Реле регулируется на ток срабатывания 750 А. После устранения перегрузки под воздействием пружины якорь возвращается в исходное положение, а положение указателя не изменяется , что позволяет установить, в цепи каких тяговых электродвигателей произошла перегрузка.

Если перегрузка произошла при режиме ослабления поля, то реле выключает контакторы ослабления поля.

Во время рекуперативного торможения реле перегрузки уменьшает возбуждение возбудителя и поэтому уменьшается ток, отдаваемый тяговыми двигателями.

Сигнальный указатель восстанавливается вручную, только при опущенном токоприёмнике, с соблюдением правил охраны труда.

Реле РТ-502 расположено для каждой параллельной цепи двигателей, над к спаренными ножевыми элементами отключателей двигателей каждой группы.

Реле перегрузки состоит из П- образного магнитопровода к которому прикреплен подвижный якорь с возвратной пружиной, один конец якоря стопорит сигнальный указатель в нормальных условиях работы электрической схемы а другой соединён с штоком блок контактов.

На сердечник, изолированный миканитовой втулкой, навита катушка из трёх витков шинной меди на ребро. Концы витков катушки последовательно соединены с силовой цепью цепи питания тяговых электродвигателей

Реле ТОКА РТ-612

Предназначено для автоматического включения вентиля противоразгрузочного устройства, с целью подачи сжатого воздуха давлением 2 – 2,5 атм , через редуктор усл.№ 348, не зависимо от тока тяговых электродвигателей давления воздуха, в противоразгрузочные цилиндры электровоза.

Реле срабатывает при достижении тока 325 А в цепи тяговых электродвигателей оно включается последовательно, после группы двигателей каждого кузова, т.е. после 4 или 8 якоря тягового электродвигателя.

Реле РЕКУПЕРАЦИИ РР-498

Служит для автоматического подключения тяговых электродвигателей к контактной сети при равенстве напряжения сети и электродвижущей силы тяговых электродвигателей в момент выхода в режим рекуперативного торможения.

При сборке схемы рекуперативного торможения важно, чтобы подключение цепи тяговых двигателей к контактному проводу происходило в момент, когда э. д. с. двигателей равна напряжению контактной сети. В этот момент из цепи двигателей должны выводиться пусковые резисторы. Нарушение этого условия иногда приводит к большим броскам тока в двигателе.

Реле имеет одну катушку, установленной на гетинаксовой плите. Катушка реле последовательно включается с добавочным резистором между двигателями и контактной сетью.

При подготовке схемы электровоза к переходу на режим рекуперативного торможения э. д. с. двигателей будет незначительной, так как отсутствует возбуждение. Ток потечёт по катушке реле от контактной сети к тяговым электродвигателям. Реле включится, разомкнув блокировочные контакты, через которые питаются катушки вентилей линейных контакторов. Контакторы будут включены.

С увеличением возбуждения двигателей начнёт возрастать э. д. с. Разность напряжений в контактной сети и тяговых двигателей будет уменьшаться, и когда эта разность достигнет 80-100 В, реле отключится, замкнув блок- контакты.. При этом потечёт рекуперативный ток, так как линейные контакторы включившись, присоединят тяговые двигатели к контактной сети.

Реле ВРЕМЕНИ РЭВ-292 .

Предназначено для контроля счётчика срабатывания БВП-5. Реле времени установлена в высоковольтной камере на панели и состоит из магнитопровода , катушки , якоря, медной втулки, регулировочной пружины и блок контактов.

Катушка насажена на сердечник магнитопровода, который в отличии от других реле, сделан из алюминиевого сплава, и является дополнительным короткозамкнутым витком, увеличивающим время выдержки на отключение. Для создания такой выдержки времени при снятии питания с катушки реле применяют медные гильзы, которые устанавливают на ярме магнитопровода и внутри катушки. Якорь через изолированную прокладку соединён с регулировочной пружиной, а другим концом крепится со штоком блок- контактов.

Катушка имеет номинальное напряжение +50 В, время срабатывания 2-3 сек.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Плавкие предохранители широко применяют для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок. Это аппараты однократного действия, требующие замены плавкого элемента после каждого срабатывания. При токах, несущественно превышающих номинальное значение, нагрев вставки имеет установленный характер, при котором всё выделяемое в ней тепло отдаётся в окружающую среду. При этом, кроме вставки, приблизительно до этой же температуры нагреваются все элементы предохранителя. Температура нагрева при этом такова, что плавкая вставка не расплавляется.

В аварийных режиме при быстром и значительном увеличении тока, проходящего через плавкий элемент, последний плавится, разрывая электрическую цепь. Плавление вставки и разрыва тока должны произойти за возможно более короткое время и при небольших кратностях аварийного тока относительно номинального значения. Резкое сокращение времени плавления достигается применением специальной формы плавкой вставки либо использованием металлургического эффекта.

Плавкую вставку выполняют в виде пластины с вырезами, уменьшающими площадь её сечения на отдельных участках. На этих суженных перешейках выделяется больше тепла, чем на широких частях, из-за повышения сопротивления. В нормальном режиме работы избыточное тепло вследствие теплопроводности материала вставки успевает распространятся к более широким частям и вся вставка имеет практически одну температуру. При перегрузках нагрев суженных участков идёт быстрее и тепло не успевает отводится к широким участкам. В результате температура перешейков быстро достигает значения температуры плавления, что приводит к разрыву цепи. Предохранители выбирают в зависимости от напряжения установки где они должны эксплуатироваться.

Наиболее широкое распространение имеют геометрически закрытые предохранители типа ВПК-6 / 100 Они рассчитаны на номинальное напряжение 6 кВ и ток 100 А., предназначен для защиты цепи вспомогательных машин электровоза ВЛ10 от токов к. з. и токов недопустимой перегрузки, где установлены контакторы КВЦ-2А.

Предохранитель состоит из патрона, двух фарфоровых изоляторов с пружинящими контактами и панели.

Патрон представляет собой фарфоровую трубку, закрытую с обоих концов латунными колпачками. Внутри трубки имеется несколько медных посеребренных завитых в спираль проволочек, которые прикреплены к шайбам и закрыты крышками. Одна из проволок удерживает сигнализатор внутри трубки. Патрон заполнен кварцевым песком. При сгорании плавкой

вставки сигнализатор под воздействием пружины выходит наружу из крышки. Образовавшая дуга охлаждается и гасится в узких щелях между песчинками. Сигнализатор в патроне должен находится внизу.

АППАРАТУРА НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ цепи управления типа ВУ-223А

Предназначен для соединения цепей управления электровоза с источником тока низкого напряжения, т. е. +50 В.

ВУ устанавливается в каждой кабине над входной дверью.

Выключатель управления ВУ-223А имеет контакты мгновенного действия и состоит из корпуса, изготовленный из пластмассы, поворотной рукоятки с вырезом, неподвижного контакта, подвижного подковообразного контакта, пружины, контактной пластины, дугогасительной катушки и камеры, стойки контактной и предохранителя.

Один конец пластинки подвижного контакта упирается в угол выреза хвостовика рукоятки, а другой испытывает натяжение пружины, прижимающей пластинку к вырезу рукоятки. В каждом из крайних положений рукоятки нижний край пластины подвижного контакта смещается в сторону от точки закрепления нижнего конца пружины, которая вызывает дополнительное боковое смещение верхнего конца пластины подвижного контакта либо в сторону неподвижного контакт, либо в сторону упора. Движение контактов мгновенно и не связано со скоростью перемещения рукоятки. При переводе рукоятки из положения ВКЛЮЧЕНО в положение ВЫКЛЮЧЕНО пружина растягивается, а после того как осевая линия поворота рукоятки пересечёт осевую линию пружины, изменит своё направление момент, создаваемый пружиной, что приведёт к мгновенному перебросу подвижного контакта в сторону неподвижного контакта. При постановки рукоятки в положение ВЫКЛЮЧЕНО произойдёт мгновенный отрыв подвижного контакта от неподвижного контакта, а образованная при этом дуга будет выдуваться магнитным потоком дугогасительной катушки в дугогасительную камеру, где дуга окончательно гаснет. Выключатель и предохранитель рассчитаны на напряжение +50 В и длительный ток 45 А.

КНОПОЧНЫЙ выключатель электровоза типа КУ

Применяется для включения аппаратов вспомогательных цепей и цепей управления из кабины управления электровозом.

Кнопочные выключатели в кабинах устанавливаются в горизонтальных панелях перед помощником машиниста и перед машинистом, только у машиниста выключатель имеет замок, который запирает один пульт в не рабочей кабине, а в рабочей- ключом отпирается. Кроме того имеются ещё дополнительный щиток в конце первого кузова в нише и по одному в высоковольтной камере, для включения аппаратов при проверки их работы. Кнопочные выключатели закрываются съёмными щитками. Щитки установлены для повышения безопасности машиниста, при проверки работы аппаратов и управления ими.

Кнопочный выключатель имеют контакты мгновенного действия, работают по тому же принципу, что и в выключателе управления ВУ-223А. Выключатель рассчитан на напряжение +50 В и ток 10 А.

В стальном корпусе установлены переключатели. Каждый переключатель состоит из пластмассовой рукоятки, подвижного и неподвижного контактов, пружины, соединяющие контактное нажатие. Рукоятки переключателей посажены на общую ось и переключаются независимо друг от друга.

Подвижные контакты имеют дугообразную форму и соединены с выводными зажимами гибкими медными проводниками.

Неподвижные контакты переключателей и выводные зажимы закреплены на общей изоляционной планке.

Корпус закрыт крышкой, на которой против каждого переключателя установлена табличка с наименованием аппарата, включаемых данным переключателем.

Валик, служащий упором для рукояток переключателя, имеет пальцы, которые при повороте упираются в рукоятки и не позволяют замыкаться контактам.

Эти выключатели снабжены специальным ключом, который не позволяет включить рукоятки при снятом ключе.

Кнопочный выключатель устанавливается в ВВК, для проверки цепей управления, при ремонте в деповских условиях, т.е. для проверки сенквенции

при наладке аппаратуры

КОНТРОЛЛЕР машиниста К М Э – 8 Б

Контроллер машиниста является основным аппаратом, при помощи которого осуществляется управление высоковольтной аппаратурой, обеспечивающей работу двигателей на тяговом и тормозном режимах.

Контроллер машиниста имеет набор контакторных элементов, или контактов пальцевого типа, объединённых в несколько групп, каждая из которых связана с барабаном или валом и приводится в действие специальной рукояткой.

Контроллер состоит из четырех частей: контактные системы, приводы барабанов, механические блокировки, корпус.

У контроллера машиниста имеется три барабана: главный, реверсивно-селективный, тормозной.

Контроллер машиниста имеет два кулачковых вала: главный и тормозной. Валы приводят в движение двумя рукоятками: главный и тормозной, которые связаны с соответствующими зубчатыми колёсами. Реверсирование тяговых электродвигателей и выбор схемы их соединения на тормозном режиме осуществляется реверсивно-селективной рукояткой.

Главный вал имеет 24 кулачковых шайбы и осуществляет 37 позиций ( не считая нулевой ), из которых ходовыми являются :

С 1 - 17 – серейсное соединение тяговых двигателей;

С 18 - 27 – серейсно- параллельное соединение тяговых двигателей ;

С 28 - 37 – параллельное соединение тяговых двигателей, которые являются рабочими , а остальные пусковыми.

Тормозной вал набран из 22 кулачковых шайб и имеет четыре ступени ослабления поля, нулевую позицию, вспомогательную позицию тормозного режима 02 и 15 позиций торможения.

Реверсивно-селективный вал имеет девять положения, средняя ( О ), а от (0) влево и вправо С. С-П. П. М (назад). О. М (вперёд). П. С-П. С.

Контроллер состоит из контактных систем, приводов барабана, механических блокировок и корпуса.