Групповая с автоматическим включением
При косвенной системе управления водитель включает силовую цепь посредством электрических аппаратов, включаемых в цепь управления напряжением 24В контроллером, работающим при небольших токах низкого напряжения, такая система значительно сложнее, но легка в управлении, более безопасна и позволяет использовать автоматические устройства. Последнее - весьма существенно, так как автоматические устройства значительно облегчают работу водителя и позволяют избежать ошибок при управлении вагоном, связанных с недостаточным опытом вождения, а также толчков при пуске и торможении вагона. Поскольку при этом достигается наиболее плавный пуск вагона, то его можно произвести с более высоким ускорением. То же касается и замедления вагона при торможении, а ведь большие ускорения и замедления повышают маневренность транспорта и скорость его передвижения. Поэтому современные вагоны оборудованы косвенной системой управления с автоматическим пуском, что позволяет создавать определенные комфортабельные условия перевозки пассажиров при высоких скоростях сообщения.
На современных трамваях используется система косвенного управления привода контакторов - групповая с автоматическим включением.
При групповой системе переключения производятся групповым контроллером, приводимым в действие обычно автоматическим специальным электродвигателем (серводвигателем или как его часто называют – сервомотором). Серводвигатель – это механизм исполнитель, облегчающий физический труд водителя (вращает вал ГРК с помощью двухступенчатого редуктора, который гасит обороты и увеличивает усилие крутящего момента).
Электронная тиристорно-импульсная система управления
В последнее время разработаны и начали внедряться другие косвенные системы управления. Из них наиболее перспективной является электронная тиристорно-импульсная система управления. В ней используются полупроводниковые приборы – тиристоры, транзисторы. Импульсной она является потому, что ток (или приложенное напряжение) подается кратковременными толчками-импульсами. Частота таких импульсов достаточна высока.
Тиристорно-импульсная система управления позволяет избегать потерь электроэнергии при пуске и торможении в пусковых, тормозных реостатах и экономить ее благодаря использованию рекуперативного торможения при любых скоростях движения вагона. Этого при других системах управления практически достигнуть нельзя. Опытные работы по применению тиристорно-импульсной системы управления (ТИСУ) показали ее значительные преимущества.
Естественно, что применение принципиально новой электронной тиристорно-импульсной системы управления вызывает необходимость иметь на городском транспорте высококвалифицированный обслуживающий персонал.
Классификация электрических цепей и требования, предъявляемые к электрооборудованию
Классификация электрических цепей
Электрические цепи трамвайных вагонов и троллейбусов подразделяют
на силовые и вспомогательные (высоковольтные и низковольтные).
Силовые (тяговые) электрические цепи
Для приведения в движение трамвайного вагона или троллейбуса используют электрические двигатели, называемые ТЯГОВЫМИ. Тяговые двигатели получают электрическую энергию от контактной сети. Ток от контактного провода проходит к тяговым двигателям по силовым электрическим цепям. В такие цепи входят аппараты: токоприемник, автоматический выключатель, контакторы, контроллер (в зависимости от используемой системы), реостаты и т. д.
Вспомогательные электрические цепи
К вспомогательным электрическим цепям относятся цепи освещения, обогрева кабины водителя или салона, двигателя компрессора (у троллейбусов), двигателя вентилятора (в настоящее время применяется ПНР-100 статический преобразователь заменяющий двигатель-вентилятор и двигатель-генератор), калорифера, дверного механизма и т. д.
Цепь управления обеспечивает включение аппаратов силовой цепи, тормозного оборудования и ряда вспомогательных цепей.
На современном подвижном составе ГЭТ используют напряжение, получаемое от контактной сети (обычно 550В), напряжением 24В, получаемое от аккумуляторной батареи, генератора Г-731, Г-732 или полупроводникового статического преобразователя ПНР-100. Это обеспечивает безопасность работы водителя и позволяет в качестве автономного источника использовать аккумуляторную батарею. Поскольку в процессе эксплуатации аккумуляторная батарея разряжается, ее необходимо подзаряжать. Для этого используют различные способы (от генератора или статического полупроводникового преобразователя).
Принято условно считать цепи с напряжением 550В и аппараты, включаемые в эти цепи, - высоковольтными, а цепи и аппараты на напряжение 24В – низковольтные.
Требования, предъявляемые к электрооборудованию
К электрооборудованию подвижного состава по сравнению с электрооборудованием, работающим в стационарных условиях, предъявляют повышенные требования, связанные со спецификой условий работы. При движении подвижного состава возникает тряска, она может явиться причиной ослабления крепежей деталей, надлома и обрыва проводов, вызывать отключение аппаратов. Последнее особенно относится к командным аппаратам автоматических устройств, поскольку усилия, прилагаемые к их подвижным частям для срабатывания, обычно по абсолютной величине невелики. Поэтому все болты, винты и гайки электрических соединений и крепления деталей должны быть зашплинтованы, иметь пружинные шайбы или какую-либо иную конструкцию, предотвращающую их отвертывание.
Провода, шины и кабели не должны передвигаться при тряске и монтаж их должен быть таким, чтобы они не несли механической нагрузки.
Для расположения электрооборудования на трамвайных вагонах и на троллейбусах отведено ограниченное пространство. Это объясняется необходимостью размещения большого количества сложных агрегатов в основном под кузовом и частично внутри него. Размеры же кузова ограничены условиями эксплуатации – определенными габаритами, определенным числом мест для пассажиров. Поэтому тяговое электрооборудование изготавливают с наименьшими размерами.
Аппараты, предназначенные для замыкания и размыкания электрических цепей, являются источником ионизации окружающего воздуха. Ионизированный воздух становиться проводником. Это влечет за собой опасность перекрытий (перебросов электрической дуги) между токонесущими частями или с токонесущей части на корпус. Детали электрооборудования работают в условиях повышенной влажности и загрязнения их поверхностей. Отсюда вытекают требования высокого качества изоляционных материалов, используемых в тяговом электрооборудовании. Поскольку кузов троллейбуса не может быть заземлен, то для обеспечения безопасности пассажиров и обслуживающего персонала высоковольтное оборудование троллейбуса должно иметь надежную изоляцию от кузова, состоящую обычно из трех ступеней.
Электрическое оборудование нагревается во время работы. По окончании же работы оно, особенно в холодное время, охлаждается с выделением на нем влаги или инея. В ряде случаев электрооборудование находится под непосредственным воздействием атмосферных осадков. Поэтому нельзя допускать применения гигроскопических составов изоляции и металлических деталей, поверхность которых легко поддается окислению, если оно ничем не защищено.
Для предупреждения недопустимого нагрева различных частей электрооборудования необходимо обеспечить достаточную вентиляцию. Все оборудование должно работать в интервалах от +40°С до -40°С, а для некоторых вагонов еще и большем диапазоне.
Во время движения более сильно подвержена загрязнению песком, пылью и мокрой грязью аппаратура, расположенная под кузовом. Скопление грязи увеличивает износ трущихся частей, ухудшает изоляцию, что может привести к отказу аппарата (например, к «заеданию» якорей) и поверхностному перекрытию изоляционных деталей, являющемуся причиной коротких замыканий. Поэтому для сохранения аппаратуры в чистом виде необходимо ее продувать сжатым воздухом, протирать ветошью, очищать места скопления грязи. Расположение оборудования должно обеспечивать свободный доступ для проведения таких работ. Сами же аппараты на своих деталях должны иметь как можно меньше углублений и горизонтально расположенных поверхностей, на которых могла бы удержаться грязь. Все оборудование должно быть тщательно закрыто кожухами с надежным уплотнением.
При работе тяговых аппаратов непрерывно меняется режим их работы. Это объясняется большими колебаниями тока, напряжения, большим числом включений и выключений (для ГЭТ вследствие частых пусков, торможений и остановок). При такой нагрузке сильно изнашиваются подвижные части аппаратов, а поскольку при этом аппаратура подвергается и тряске, то еще и расшатываются все резьбовые соединения и неподвижных, но механически загруженных частей. Поэтому необходимо предусматривать для тяговых аппаратов подвижного состава большой запас прочности по сравнению со стационарными.
Условия эксплуатации тяговых аппаратов предъявляют требования надежности и простоты их конструкции, так как любые перебои на линии вызывают нарушение графика движения (а на трамвае и задержку всего движения). Конструкция их должна допускать быструю смену выбывших из строя деталей, ремонт или быструю замену аппарата целиком. Следует при этом иметь в виду, что такую замену часто приходится производить на значительном расстоянии о депо.
Расположение узлов и агрегатов
на раме кузова вагона
Токоприемники
Назначение:
для скользящего соединения контактного провода (КП) с электрическим оборудованием трамвая и передачи к нему эклектической энергии (искра допускается). Токоприемник предназначен для съема тока высокого напряжения с контактного провода и передачи его к высоковольтным цепям подвижного состава.
Виды токоприемников:
дуговой (очень распространенный);
пантограф;
полупантограф;
штанговый - применяется очень редко (в Ростове – на – Дону, в Риге, в Румынии).
контактная сеть сделана под троллейбус;
рельсовый (в метро на электропоездах).