Работа силовой схемы по зонам регулирования

Силовая схема ВИП предусматривает четыре зоны регулирования выпрямленного напряжения.

Упрощенная силовая схема

Очередность открытия плеч ВИП в выпрямленном (тяговом) и инверторном (рекуперативном) режимах определяется алгоритмом работы системы управления преобразователями электровоза (БУВИП).

Пуск электровоза начинается с первой зоны. В первой зоне работает средняя обмотка с выводами 1 – х1. Напряжение подается на ТЭД от выпрямительных мостов, образованных плечами тиристоров V3, V4 ÷ V5, V6.

Силовая схема ВИП содержит 8 тиристорных плеч V1 – V8. Они подключены к 4 выводам вторичной обмотки тягового трансформатора, которая разделена на 3 части: 2 одинаковые секции по 315 В и одна напряжением 630 В. Каждый полупериод питающего напряжения длится 0,01 сек, при частоте 50 Гц, и равен 180° эл. Чтобы по цепи ТЭД начал протекать выпрямленный электрический ток необходимо определенное время держать открытым оба плеча. Для этого в один из полупериодов импульсы управления подаются на тиристоры V3 и V6 плеч, а в другой на тиристоры V4 и V5 плеч.

Когда угол открытия тиристоров равен 180° эл., то тиристор полностью заперт и ток по цепи не проходит.

Плавно уменьшая угол открытия тиристоров до минимально допустимого 9°±1°, происходит открытие тиристоров и по цепи ТЭД протекает выпрямленный ток, определяемый величиной выпрямленного напряжения. Изменяя угол открытия от max до min на первой зоне регулирования, напряжение плавно увеличивается от 0 до ¼ полного значения.

В первый полупериод «1 зоны» ток протекает по цепи:

вывод 1 → V3 → L5 (PC) → группа ТЭД (М1, М2) → V6 → вывод Х1.

Во второй полупериод:

вывод Х1 → V5 → L5 (PC) → группа ТЭД (М1, М2) → V4 → вывод 1.

Такое чередование происходит каждую секунду 100 раз.

Когда тиристоры плеч V3, V4, V5, V6 станут работать с углом открытия 9°±1°, то к ТЭД будет приложено наибольшее напряжение секции 1 - х1 равное 315 В. Дальнейшее повышение напряжения на ТЭД происходит путем ввода в работу плеч I, II и при полном открытии напряжение на ТЭД достигает ½ полного значения выводов а1 - х1 равное 630 В. Для дальнейшего увеличения напряжения на ТЭД нагрузка с секций а1 - х1 переводится на секцию а2 - х2 равноценную по напряжению 630 В.

Повышение напряжения на ТЭД в третьей зоне осуществляется путем ввода в работу тиристоров плеч V3, V4 и при минимальном открытии угла тиристоров плеч V3, V4 напряжение на ТЭД будет составлять ¾ полного значения, равного 945 В, т. е. будут работать секции с выводами 1 - х2.

В четвертой зоне к напряжению секций 1 - х2 добавляется напряжение секций а1 - 1 путем ввода в работу плеч V1, V2 и при полностью открытых тиристорах V1, V2 к ТЭД будет приложено напряжение всей вторичной тяговой обмотки с выводами а1 - х2, равное 1260 В.

Аналогично происходит регулирование напряжения на всех других блоках ВИП с выводами а3 – х4 и а5 – х6.

Для уменьшения напряжения на ТЭД последовательность переходов обратная. При вращении штурвала в обратную сторону углы регулирования постепенно увеличиваются, и происходит переключение зон с высших на низшие.

Цепь вторичных обмоток тягового трансформатора и ТЭД в режимах тяги и рекуперативного торможения

Напряжение на ТЭД подается от вторичных обмоток тягового трансформатора Т5 через ВИП U11 – U13.

Напряжение секций а2 – х2, а4 – х4, а6 – х6 составляет по 630 В.

Напряжение секций а1 – 1, 1 – х1, а3 – 2, 2 – х3, а5 – 3, 3 – х5, составляет по 315 В.

Трансформаторы Т17, Т25, Т26 подают напряжение 50 В. в БУВИП (А56) для установки угла открытия тиристоров ВИП, в зависимости от формы напряжения в контактной сети (4, 6 отсеки).

Трансформаторы Т21 – Т24 вместе с дросселями L21 – L24 являются датчиками угла коммутации открытия тиристоров ВИП (4, 6 отсек).

Трансформатор Т18 подает напряжение 220 В. в БУВИП (А56) для синхронизации работы аппаратуры управления ВИП с напряжением контактной сети (6 отсек).

QP – реверсоры меняет направление тока в обмотке возбуждения ТЭД, для изменения направления движения электровоза.

QT – тормозные переключатели, служат для перевода электрической схемы электровоза из режима «Тяга» в режим «Торможения» и наоборот.

L5 – L7 – сглаживающие реакторы, обеспечивают сглаживание пульсаций выпрямленного тока в цепи ТЭД.

Трансформаторы тока Т1 и Т2 служат для контроля тока ТЭД и обратной связи по току с системой управления ВИП.

БВ QF1, QF2 обеспечивают подключение ТЭД к ВИП U11 – U13 и защиты ТЭД от коротких замыканий и перегрузок по току.

R1, R2 – резисторы постоянной шунтировки обмотки возбуждения ТЭД (выводы 1-2), для уменьшения пульсации тока в обмотке возбуждения ТЭД и резисторы трех ступеней ослабление поля ТЭД.

РЗ KV5 обеспечивает контроль замыкания силовых цепей на корпус, воздействует на отключение ГВ.

В БСА (2, 8, 10 отсек) установлены разъединители QS3 для ввода электровоза в депо от внешнего источника питания.

Противобоксовочная защита KV1, противоюзовая защита А1, разъединители QS4 для отключения узла РЗ.

Регулирование напряжения ТЭД осуществляется путем изменения угла открытия тиристоров ВИП.

Силовой схемой предусмотрено четырехзонное плавное автоматическое регулирование выпрямленного напряжения. Якорная обмотка и обмотка возбуждения в схеме в режиме «Тяга» соединены последовательно.

После полного открытия тиристоров плеч V1, V2, V7, V8 (конец четвертой зоны) увеличение скорости осуществляется ослабление возбуждения ТЭД, путем включения последовательно трех ступеней ослабления возбуждения ТЭД.

ОП1 – 75% (включены контактора К1, К2)

ОП2 – 57%( включены контактора К1-К4)

ОП3 – 48% (включены контактора К1-К6)

Это означает, что только 75%, 57%, 48% тока якоря проходит по обмоткам возбуждения всех ТЭД электровоза. Этим самым обеспечивается увеличение скорости движения электровоза.

Режим рекуперативного торможения

В режиме «Рекуперации» происходит инвертирование постоянного тока вырабатываемого ТЭД, которые работают генераторами в переменном токе промышленной частоты.

Все переключения силовой цепи производят QT, при этом якорь каждого ТЭД отключается от обмотки возбуждения ТЭД и подключается к ВИП последовательно с блоком резисторов R10.

R10 обеспечивает электрическую устойчивость и лучшее распределение тока между двумя ТЭД.

Обмотка возбуждения всех ТЭД соединяются последовательно тормозными переключателями QT, и подключаются к обмотке независимого возбуждения х7, а7, а8. Обмотка независимого возбуждения и ВУВ U14 – U15 одной из секций электровоза образуют схему двух полупериодного выпрямления с нулевой точкой для питания обмотки возбуждения ТЭД в режиме «Рекуперации».

Напряжение между а7 – а8 и х7 – а8 -270 В. Трансформатор Т20 является датчиком тока возбуждении для обратной связи по току с системой автоматики в режиме «Рекуперации».

Тормозное усилие регулируется автоматически плавным изменением тока возбуждения ТЭД и изменением напряжения на выходе ВИП.

Реверсирование ТЭД

При постановки реверсивной рукоятки в «ПП вперед» а штурвала в положение «П» на передней секции получают питание катушки «Вперед» QP, а на задней – катушки «Назад» QP.

Через силовые контакты QP по обмотке возбуждения ТЭД ток протекает в направлении соответствующем движению электровоза вперед.

После постановки реверсивной рукоятки в «ПП назад» и положение штурвала в «П» на передней секции получает питание катушки «Назад» QP, а на задней катушке «Вперед» QP. Реверсоры на обеих секциях переводится в соответствующее положение: на головной в положение «Назад», а на задней – «Вперед».

Через силовые контакты QP по обмотке возбуждения ТЭД ток протекает в направлении соответствующем движению электровоза назад.

Ввод электровоза в депо

1. Отключить ГВ, опустить токоприемник, отключить аккумуляторную батарею рубильником SA2.

2. Через розетку х8 в цепи управления подается 45 -50 В от цепи депо.

3. На электровозе должен быть сжатый воздух для работы аппаратуры и тормозов.

4. Включить на этой секции один из QS3 в одном из блоков А11, А12, А13 и в этом же блоке один из QS1 или QS2 отключить.

5. Q1 ставим в рабочее положение (вниз).

6. ВВК обеих секций заблокировать механической блокировкой SQ5.

7. Проверить работу тормозов согласно п. 4.4 инструкции ЦТ 277.

8. Должны быть включены автоматы SF22, SF23, SF24, SF34.

9. Включить кнопку «Главный выключатель» и кратковременно кнопкой «Возврат защиты» включить БВ секции, где включен QS3.

10. Включить в розетку х4 вилку деповского кабеля питания по которому на ТЭД будет подаваться напряжение.

11. Включить розетку х30 (розетка безопасности) в цепь питания катушки деповского контактора К2, при включении которого через его силовые контакты будет подаваться напряжение 150 – 200 В. постоянного тока в розетку х4.

12. При отпущенных тормозах локомотива включается деповской контактор и через его силовые контакты подается напряжение 150 – 200 В. на один из ТЭД силового блока на котором включен QS3.

13. Скорость электровоза регулировать включением и отключением деповского контактора и подтормаживанием прямодействующего тормоза локомотива.

Электрическая схема зарядного агрегата

1. Источником питания цепей управления на электровозе является блок питания БП6 в схеме А25 и аккумуляторная батарея в схеме GB1 и GB2.

Напряжение 380 В. от обмотки собственных нужд через F15 (35А) проводами С1 и С45 через контакты КМ5 подается на первичную обмотку 1 – 2 трансформатора Т1 (Тр 214). КМ5 включается тумблером S3 (включением «БП» от аккумуляторной батареи). Со вторичной обмотки Т1 напряжение подается на тиристорно – диодный преобразователь, состоящий из неуправляемого выпрямителя V3, V4, V5 и управляемого V1, V2, а также прямого U7 и обратного U8 тиристорных ключей.

Неуправляемый выпрямитель V3, V4, V5 выполнен по схеме двухполупериодного выпрямления с нулевым выводом.

Управляемый выпрямитель V1, V2 собран по схеме не симметричного моста с использованием плеч V3 и V4 неуправляемого выпрямителя.

Принцип действия основан на наложении регулируемого по фазе напряжения на нерегулируемое, т. е. напряжение обмотки с выводами 3 – 4 и 6 – 7 на напряжение обмоток с выводами 4 – 5 и 5 – 6.

В начале каждого полупериода и до момента подачи управляющих импульсов тиристоры V1 и V2 заперты, а цепи нагрузки замыкаются через цепи диодов V5 и V4 или V5 и V3 по цепи:

1 полупериод:

вывод 5 → V5 → «+» выпрямителя → L1, L2 → SA1 → Э01, Э03 → нагрузка → корпус электровоза → «-» выпрямителя → V4 → вывод 6.

2 полупериод:

вывод 5 → V5 → «+» выпрямителя → L1, L2 → SA1 → Э01, Э03 → нагрузка → корпус электровоза → «-» выпрямителя → V3 → вывод 4.

Выходное напряжение при этом составляет около 40 В.

При подаче управляющих импульсов от БРН которые контролируют и поддерживают напряжение на выходе выпрямителя заданных пределов, тиристоры V1 и V2 открываются, разделительный диод V5 запирается обратным напряжением, а цепи нагрузки замыкаются через корпус электровоза и плечи V3 и V4 на выводы 4 и 6 в каждый из полупериодов.

1 полупериод:

вывод 3 → V1 → «+» выпрямителя → L1, L2 → SA1 → Э01, Э03 → нагрузка → корпус электровоза → «-» выпрямителя → V4 → вывод 6.

2 полупериод:

вывод 7 → V2 → «+» выпрямителя → L1, L2 → SA1 → Э01, Э03 → нагрузка → корпус электровоза → «-» выпрямителя → V3 → вывод 4.

Напряжение на выходе выпрямителя увеличивается и составляет 50±2,5 В. Это постоянство напряжения в цепи управления поддерживается при изменении входного напряжения от 280 В до 470 В. Напряжение в цепи управления регулируется резистором R11. БРН формирует, усиливает и выдает импульсы управления на открытие тиристоров V1 и V2, изменяя фазу импульсов в зависимости от напряжения на входе и выходе выпрямителя. Напряжение в цепи управления измеряется PV при отключенных кнопках S1 и S6.

2. Зарядку аккумуляторной батареи при работающем БП6 обеспечивает тиристорный импульсный регулятор напряжения заряда и тока заряда аккумуляторной батареи.

В него входят прямой тиристорный ключ U7 токоограничивающий реактор L3 (Р-72), трансформатор тока Т2 (Т-222), с балансным резистором R8, и делители напряжения R14, R10, R17.

U7 обеспечивает импульсное регулирование напряжения заряда и разделяет цепи нагрузки и цепи заряда аккумуляторной батареи. Регулятор ограничивает ток заряда и обеспечивает стабилизацию напряжения заряда на аккумуляторной батареи.

Принцип работы основан на регулировки открытого состояния прямого тиристорного ключа U7 . Для автоматического управления режимом заряда аккумуляторной батареи в БРН заведены обратные связи по току заряда и напряжению заряда.

Датчиком тока заряда является трансформатор тока Т2. Датчиком напряжения заряда является делитель напряжения.

Когда ток заряда достигнет максимального значения или напряжение заряда достигает заданного значения, то за счет сигнала обратной связи тиристор U7 запирается, при этом обеспечивается автоматическая поддержка заданного напряжения заряда. Ток заряда устанавливается резистором R8, напряжение заряда устанавливается зарядом R10.

Подзаряд аккумуляторной батареи происходит по цепи:

«+» выпрямителя → L3 → T2 → U7 → SA2 → F1 → GB2 (АБ) → GB1 (АБ) → F2 → SA2 → шунт RS амперметра → «-» выпрямителя.

При любой разряженной аккумуляторной батареи U7 не дает ток подзаряда более 31 А. Напряжение заряда аккумуляторной батареи устанавливается тумблером S5.

При температуре воздуха выше -10° С тумблер S5 выключен (нижнее положение) и напряжение заряда аккумуляторной батареи устанавливается 65 – 67 В.

При температуре воздуха ниже -10° С тумблер S5 включается (верхнее положение) и напряжение заряда аккумуляторной батареи устанавливается 76 – 80 В.

Ток заряда при полностью заряженной аккумуляторной батареи, при выключенной S5 – 1-2 А.

Ток заряда при полностью заряженной аккумуляторной батареи, при включенной S5 – 5-7 А.

Для измерения напряжения на аккумуляторной батареи включить кнопку S6. Для измерения в цепей управления другой секции включить кнопку S1.

3. При снятии напряжения с трансформатора Т1 (проезд нейтральной вставки, перегорание вставки F15, отключение KM5, отключение ГВ, обрыв цепи питания T1) в работу включается обратный тиристорный ключ U8.

Принцип работы U8 основан на разности напряжений между аккумуляторной батареей и выпрямителем. В этом случае током от аккумуляторной батареи U8 открывается и переключает цепи управления на питание от аккумуляторной батареи по цепи:

«+» АБ GB2 → F1 → SA2 → U8 → L1, L2 → SA1 → Э01 Э03 → нагрузка → корпус электровоза → «-» выпрямителя → шунт RS → SA2 → F2 → «-» АБ GB1.

После отключения КМ питание цепей управления происходит от аккумуляторной батареи через силовые контакты КМ. Через блок контакты КМ замыкается цепь на сигнальную лампу «3Б».

При подачи напряжение на Т1 мгновенное значение напряжения на выпрямителе становится больше напряжения на аккумуляторной батареи и U8 запирается, а питание цепей управления переводится на выпрямитель.

4. Питание цепей управления от деповского источника

а) Рубильник SA2 отключается, а рубильник SA1 цепей управления должен быть в положении «Нормально».

б) 45 – 50 В постоянного тока от источника питания депо подается в розетку х8.

5. Зарядка аккумуляторной батареи от деповского источника.

а) Рубильник SA1 цепей управления устанавливается в среднее положение, а рубильник SA2 остается включенным.

б) 45 – 50 В постоянного тока от источника питания депо подается в розетку х8.

в) S3 и S4 отключить.

Схема вспомогательных цепей

Вспомогательные цепи питаются от обмотки собственных нужд трансформатора Т5. Напряжение холосто хода между выводами:

х9 - а11 – 232 В

х9 - а10 – 406 В

х9 - а9 – 638 В

Защита от токов короткого замыкания – реле КА15 на 4000±200 А воздействует на отключение ГВ.

Контроль замыкания на корпус – KV7 при срабатывании загорается лампа «РКЗ»

При срабатывании реле перегрузки КА1 – КА9 защиты ВИП и тяговых обмоток от токов коротко замыкания с уставкой 4000 ± 200 А напряжение 380 В от обмотки собственных нужд проводами С9, С20 подается на отключающий электромагнит ГВ YA3 Трансформатор Т9 земляной защиты получает напряжение 380 В от обмотки собственных нужд через F9 (1А) проводами С9, С13.

Нагревательный элемент ГВ получает напряжение 220 В через F10 (5А) проводами С16, С17.

Защита от коммутационных и атмосферных перенапряжений осуществляется ОПН1,28УХЛ2 (F4).

Трансформатору Т14 напряжение 220 В от обмотки собственных нужд подается проводами С5, С8.

От вторичной обмотки Т14 запитывается панель питания U21.

Блок питания А25 получает 380 В через F15 (35А) проводами С45, С1.

Блоки питания А61 – А63 блок системы формирования импульсов и аппаратов управления преобразователями получают 380 В через F17 (20А) проводами С240, С1.

Розетки х45 и х49 на 220 В – для питания осциллографа.

Для привода вентиляторов, компрессора, фазорасщепителя применяются трехфазные асинхронные электродвигатели АНЭ225L4УХЛ2 мощностью 55 кВт, в схеме М10 – М16.

Для моторнасоса применяется асинхронный электродвигатель с коротко замкнутым ротором А42-4, мощность 2,8кВт, в схеме М17.

Однофазное напряжение обмотки х9-а10 преобразуют в трехфазное с помощью конденсаторов С86 – С88, С101, С111 – С116, и фазорасщепителя М10.

Конденсаторы С87, С88 включаются только на время пуска вспомогательных машин, с помощью контактора КМ20 (11 отсек).

R66, R67, R86 необходимы для снятия статического заряда с конденсаторов, после их отключения.

Вспомогательные машины нормально работают при колебаниях напряжения в контактной сети от 19 до 29 кВ.

При напряжении в контактной сети 12 кВ предусмотрены переключения Q5 с вывода а10 на вывод а9 обмотки собственных нужд.

В депо напряжение к вспомогательным машинам подается через розетки х1, х2, х3.

Защита от токовых перегрузок вспомогательных машин – ТРТ КК1, КК11 – КК17.

Калориферы E3, E4 предназначены для обогрева лобовых стекол и кабины. Нагревательные элементы на 380 В подключены к обмотке собственны нужд через предохранители F13 и F14 (15А). От перегрева защищены термореле SK с температурой срабатывания 183°-205°С.

Нагреватели E8, E9 для подогрева воды санузла включаются с помощью реле KV75 на 380В через предохранитель F19 (6А).

Электропечи E11 – E14 напряжением 50 В от выводов а1 – х1 и а2 – х2 от Т11 (11 отсек). Т11 защищен от короткого замыкания предохранителем F21 (25 А).

Нагреватели Е22, Е23, для обогрева радиостанций – через SF3 (25А).

Нагреватель E24, для подогрева масла компрессора на 50 В – через SF2 (16А).

Электроплитка E21 на 100В, от Т11, выводы а1 – х2 – через SF1 (16А).

Электрическая схема подъема токоприемника

Для подъема токоприемника ХА1 необходимо падать сжатый воздух в цилиндры привода токоприемника путем включения клапана токоприемника Y10.

Воздух к Y10 подводится из главных резервуаров от редуктора цепей управления КР2 (5 атм.), через включенный вентиль защиты Y1, пневматические блокировки штор ВВК ПБ2, ПБ1 и разобщительный кран КН47.

Подъем токоприемника возможен только при закрытых и заблокированных пневматическими блокировками шторах ВВК, что контролируется ПВУ SP5, который в пневматической схеме находиться после ПБ2 и ПБ1.

Контакты SP5 обеих секций введены в электрическую цепь промежуточного реле KV44, которые в свою очередь своими контактами создают электрическую цепь на клапан токоприемника Y10 и формируют цепь на включающую YА1 и удерживающую YА2 катушки ГВ. Уставка SP5 на замыкание 3,0 – 3,5 атм., на размыкание 0,5 атм.

Вентиль защиты Y1 включается кнопкой «Блокирование ВВК». Токоприемник поднимается кнопкой «Токоприемник С1» или «Токоприемник С2».

Электрическая цепь на включение вентиля защиты Y1

SF21 → H021 → кн. «Блокирование ВВК» → Э28 → Y5 → C407 → катушка «Г» в/з Y1 обеих секций → «-» KV1 → «-»

1. При этом KV1 размыкает цепь вторичной обмотки трансформатора Т14 обеих секций.

2. Вентиль защиты Y1 пропускает сжатый воздух через ПБ2 и ПБ1 к Y10 и ПВУ SP5 обеих секций.

3. Включаются разгрузочные клапана Y5 компрессора обеих секций по цепи:

SF21 → H021 → кн. «Блокирование ВВК» → Э28 → б/к KM16 → Y5 → «-»

4. Формируется цепь на звуковой сигнал НА по цепи:

SF21 → H021 → кн. «Блокирование ВВК» → Э28 → тумблер S75 → Н406 → KV76 → Э75 → U75 → H95 → НА → «-»

Электрическая цепь на клапан токоприемника Y10

Электрическая цепь на клапан токоприемника Y10 создается при включении кнопок «Токоприемник С1» или «Токоприемник С2» ведущего электровоза.

SF21 → H021 → кн. «Блокирование ВВК» → Э28 → кн. «Токоприемник С1» → Э29 → U41 → х27 → SP5 (SQ5) → МСС → SP5 (SQ5) → х28 → Э36 → KV44 → «-» обеих секций

Реле KV44 обеих секций включаются, замыкают свои контакты в цепи клапанов токоприемников Y10 и в цепи YA1 и YA2 катушек ГВ QF5.

На секции №1 получает питание Y10 по цепи:

кн. «Блокирование ВВК» → Э28 → кн. «Токоприемник С1» → Э29 → б/к KV44 → Н236 → Y10 → «-»

Клапан токоприемника Y10 секции №1 включается и пропускает сжатый воздух в цилиндр привода токоприемника и токоприемник поднимается.

При отсутствии на одной из секций сжатого воздуха вход в ВВК блокируется механической блокировкой SQ5, его контакты шунтируют ПВУ SP5, создавая электрическую цепь на промежуточное реле KV44 обеих секций и дают возможность поднять токоприемник и включить ГВ на секции где есть сжатый воздух, исключая при этом вход в ВВК на секции где сжатого воздуха нет.

Электрическая схема включения ГВ

ГВ можно включить только при закрытых и заблокированных шторах ВВК (контроль с помощью SP5 и KV44) и положении штурвала SM в «0» или «П».

При этом необходимо:

1. Включить блокировочное устройство тормозов SQ1.

2. Включить автоматы: SF21 «Токоприемники», SF22 «Главный выключатель», SF23 «Возврат защиты», SF24 «Переключатели».

3. Включить переключатели SA5 (отключение секции).

4. Включить на пульте машиниста кнопка «Главный выключатель».

5. Включить кратковременно (2 – 3 сек) кнопку «Возврат защиты».

С включением кнопки «Главный выключатель» 50 В подается:

1. На включающие катушки SA5 обеих секций:

SF22 → HO22 → кнопка «Главный выключатель» → Н195 → U61, U62 → S61, S62 → Э65, Э66 → включающие катушки SA5 обеих секций → «-».

SA5 устанавливаются в положение «Включено» на обеих секциях.

2. На катушку промежуточного реле KV42 головной секции:

SF22 → HO22 → кнопка «Главный выключатель» → Н195 → SQ1 → KV42 → «-».

KV42 включается только на головной секции, и замыкает свои контакты в Н197 – Э26 в цепи включающей УА1 и удерживающей УА2, в цепях промежуточного реле KV21 – KV23 (Н120 – Э20) в проводах Н024 – Н1 SM, в цепи Н283 – Э48 на реле KV47.

3. Цепь на удерживающую катушку ГВ УА2 обеих секций по цепи:

SF22 → HO22 → кнопка «Главный выключатель» → Н195 → 51 – 52 SM → Н197 → KV42 → Э26 → SA5 → H202 → КV44 → Н210 → KV5 → KA12 → KA15 → К2 РМТ → УА2 → SP → «-».

На заднюю секцию цепь аналогична по проводу Э26.

При включении кнопки «Возврат защиты» 50 В подается:

1. На катушку KV43 ведущей секции:

SF23 → ЭО23 → кнопка «Возврат защиты» → Э27 → KV43 → «-».

2. KV43 ведущей секции включается и замыкает цепь на включающую катушку ГВ УА1 ведущей секции:

SF22 → HO22 → кнопка «Главный выключатель» → Н195 → 51–52 SM → Н197 → KV42 → Э26 → SA5 → H202 → КV43 → КV21 → KV41 → КV44 → K1 → УA1 → Н224 → SP → «-».

ГВ QF5 на ведущей секции включается.

3. С включением ГВ размыкается его контакт K1 в цепи УА1 и замыкаются К1 в цепи KV40 и KV41.

KV40 и KV41 включаются и замыкают свои контакты в цепях удерживающих QF1уд., QF2уд. и включающих QF1вкл., QF2вкл. катушек БВ ведущей секции.

KV41 при этом самоблокируется, размыкающим контактом рвет цепь на УА1, исключая «звонковую» работу ГВ, и замыкающим контактом замыкает цепь на KV32 ведущей секции.

4. KV32 включается:

Кнопка «Главный выключатель» → Н195 → 51–52 SM → Н197 → KV42 → Э26 → КV41 → Н200 → КV32 → «-»

KV32 включается и замыкает цепь с проводами Э27 – Э38.

Э38 передней секции в МСС соединяется с проводом Э27 задней секции, замыкает электрическую цепь на КV43 задней секции и ГВ задней секции включается по цепи аналогично передней секции.

ГВ задней секции включается только после включения ГВ передней секции.

Поочередное включение ГВ на электровозе предусмотрено с целью снижения бросков тока в контактной сети при подключении тяговых трансформаторов.

5. Для включения ГВ задней секции из передней кабины, когда ее ГВ отключен переключателем SA5, в цепь катушки KV32 введены замыкающие контакты отключенного SA5 и KV43. Реле KV32 передней секции включается по цепи:

Кнопка «Главный выключатель» → Н195 → 51–52 SM → Н197 → KV42 → Э26 →SA5 → H198 → КV43 → КV32 → «-»

Вторая пара замыкающих контактов отключенного SA5 шунтирует контакты переключателя SA6 отключенной секции, замыкая цепь на сигнальную лампу «ТЦ», для контроля за давлением в тормозных цилиндрах отключенной секции.

С включением ГВ гаснут сигнальные лампы «ГВ» и «ЗБ», и размыкаются контакты 6 – 9 в цепи ламп «С1», «С2» и замыкаются 7 – 8 ГВ в цепи сигнальных ламп: «В1», «В2», «В3», «В4», «В5», «МН», «РЗ» KV6, «РКЗ», «ДБ».

Электрическая схема включения

быстродействующих выключателей

1. После включения ГВ включается промежуточное реле KV40, при этом одна пара контактов KV40 замыкается в цепи KV41, а три пары – в цепи удерживающих катушек БВ QF1уд, QF2уд каждого БСА А11-А13.

Электрическая цепь на QF1уд, QF2уд всех трех силовых блоков:

«+» моста → Э01 → F37 (25A) → H017 → QS11-QS13 → KV40 → KV23 → QS1, QS2 (A11-A13) → QF1уд, QF2уд (А11-А13) → «-»

Цепь на каждой секции автономная.

2. После включения ГВ при включенной кнопки «Возврат защиты» включается промежуточное реле KV41 и через его замыкающий контакт в провода H017–H192 замыкается электрическая цепь на включающие катушки быстродействующих выключателей QF1вкл., QF2вкл. всех трех БСА и этим самым обеспечивается приближение магнитопроводов удерживающих катушек быстродействующих выключателей к их якорям по цепи:

«+» → SA1 → Э01 → F37 (25A) → H017 → KV41 → H192 → б/к QF1, QF2 (A11-A13) → QF1вкл., QF2вкл. (А11-А13) → «-»

2. После отключения кнопки «Возврат защиты» QF1вкл., QF2вкл обесточиваются и их электромагнитные вентили выпускают воздух из цилиндров пневмоприводов быстродействующих выключателей и процесс включения быстродействующих выключателей завершается замыканием их силовых контактов в силовой цепи и переключением блок контактов в цепях управления.

3. В силовой цепи ТЭД замыкаются силовые контакты быстродействующих выключателей во всех трех силовых блоках каждой секции QF1 и QF2 (А11 – А13).

а) Размыкаются блок контакты QF1 и QF2 в цепях собственных включающих катушек быстродействующих выключателей QF1вкл. и QF2вкл.

б) Размыкаются блок контакты QF1 и QF2 в цепях сигнальных ламп «ТД 1-2», «ТД 3-4», «ТД 5-6» и «С1», «С2».

в) Замыкаются блок контакты QF1 и QF2 в цепях промежуточного реле KV15 по цепи «Рекуперации».

г) Погасание сигнальных ламп «ТД 1-2», «ТД 3-4», «ТД 5-6» свидетельствует о включении быстродействующих выключателей.

Панель питания u21

ПП-071 (8 отсек)

Предназначена для питания вентиля защиты Y1 (ВЗ57), счетчиков электрической энергии PJ1 и PJ2 (их катушек напряжения) и вольтметра PV1 «Сеть» измеряющего напряжения в контактной сети.

Номинальный ток 0,13 А, напряжение 50 В, минимальный ток включения ГВ 0,07 А.

Цепь катушки «Д» (ВЗ) после поднятия токоприемника и включения ГВ

вывод a2 трансформатора T14 → C402 → R6 (270 Ом) → U4 → «+» моста → «Д» → U3 → C401 → вывод а1 трансформатора Т14.

Цепь катушки «Г» после поднятия токоприемника и включения ГВ.

вывод a1 T14 → C401 → U2 → «+» моста → «Г» → «-» → U1 → R5 (180 Ом) → C403 → вывод х трансформатора Т14.

1. Вентиль защиты Y1 кроме катушки «Г» имеет катушку «Д». Обе катушки подключены к трансформатору Т14 через панель питания U21.

Если кнопка «Блокирования ВВК» и кнопки «Токоприемник С1» и «Токоприемник С2» выключены, а токоприемник по какой-либо причине не опустился и ГВ не отключился, то катушки «Г» и «Д» продолжают получать питание, в результате вентиль защиты Y1 остается во включенном положении, пропускает воздух к пневмоблокировкам штор ВВК и исключает тем самым их открытие и вход в ВВК.

2. Катушка «Г» подключена к трансформатору Т14 для обеспечения вентиля защиты Y1 во включенном положении при напряжении в контактной сети 12 кВ при такой же аварийной ситуации.

В этом случае напряжение на вторичной обмотки трансформатора Т14 достаточно чтобы удержать вентиль защиты Y1 во включенном состоянии, если до этого он был включен кнопкой «Блокирования ВВК».

3. Шунтирование вторичной обмотки трансформатора Т14 контактами KV1 необходимо для исключения удержания вентиля защиты Y1 во включенном состоянии за счет напряжения поступающего на первичную обмотку трансформатора Т14 через емкость, которая образуется крышевым электрооборудованием и контактным проводом в случае подключения трансформатора Т14 к цепи 25 кВ.

Фазорасщепитель АНЭ225L4УХЛ2.

На ВЛ85 в качестве расщепителя фаз и двигателей для привода МК и МВ используется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа АНЭ225L4УХЛ2.

Число оборотов n – 1500 об/мин.

Класс изоляции Н - 180°С

Номинальная мощность – 55 кВт

Номинальный ток – 119 А

Номинальное напряжение – 380 В

А – асинхронный

Н - защищенный

Э – в тяговом исполнении для электровоза

225 – высота оси вращения

L – установочный размер по длине корпуса

4 – число полюсов

УХЛ – климатическое исполнение, унифицирован для холодного климата

2 – категория размещения, в кузове.

Фазорасщепитель преобразует однофазный ток трансформатора в трехфазный. Он выполняет одновременно функции однофазного двигателя и трехфазного генератора.

Две фазы фазорасщепителя составляют двигательную обмотку С1, С2, а третья фаза – генераторную обмотку С3. Она используется для запуска фазорасщепителя.

Запуск только от двигательной обмотки осуществить невозможно, так как нет вращающего магнитного поля.

Но если ротор двигателя запустить и предать ему определенную частоту вращения, то он будет продолжат вращаться. Этот принцип и используется при запуске фазорасщепителя. Если к двигательной обмотке подключить генераторную обмотку в цепи которой имеется резистор или емкость то такой двигатель приходит во вращение. В этом случае цепи двигательной и генераторной обмоток имеют разное соотношение сопротивлений. От этих соотношений зависит сдвиг тока относительно питающего напряжения.

Ток генераторной обмотки оказывается сдвинутый по фазе на некоторый угол по сравнению с током в двигательной обмотки и хотя при этом не образуется симметричной трехфазной системы токов, но этого сдвига оказывается достаточно для разгона расщепителя без нагрузки при отключенных вспомогательных машинах. В этом случае в трех обмотках статора создается вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле статора индуктирует в обмотке ротора ЭДС, а так как обмотка ротора замкнута накоротко, то по ней будет проходить ток. На проводники с током действует электромагнитная сила от пересекающего их вращающегося магнитного поля.

Суммарное действие всех этих сил создает вращающий момент, который приводит ротор во вращение в направлении вращения магнитного поля. Этим и заканчивается действие генераторной обмотки в процессе запуска расщепителя фаз.

Когда напряжение в генераторной фазе, то есть между фазами С3 и С2, достигнет 300±50 В. срабатывает панель ППРФ (панель пуска расщепителя фаз) ПРН8 (в схеме А15) на которой включается реле KV47 и отключает контактор KM20, который в свою очередь отключает пусковые конденсаторы С87 и С88. После этого фазорасщепитель работает как однофазный асинхронный двигатель на холостом ходу получая напряжение 380 В от обмотки собственных нужд тягового трансформатора. При этом вращающееся магнитное поле образованное двигательной обмоткой и ротором пересекает витки генераторной обмотки и наводит в ней э.д.с.

Таким образом создается трехфазная система напряжения, у которой под напряжением находится три вывода: С1 и С2 от обмотки собственных нужд тягового трансформатора и один С3 от генераторной обмотки фазорасщепителя.

Теперь фазорасщепитель выполняет функцию трехфазно генератора от них и питаются трехфазным напряжением трехфазные двигатели вспомогательных машин.

На ВЛ80^р применяются фазорасщепители типа НБ455А.

После запуска фазорасщепителя между концом генераторной обмотки С3 и фазами С1 и С2 обмотки собственных нужд образуется два новых линейных напряжения по 380 В, которые вместе с обмоткой собственных нужд образуют трехфазное напряжение в 380 В.

Асинхронные двигатели

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором

Действие трехфазного асинхронного двигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором основано на использовании явления вращающегося магнитного поля.

При питании трехфазным током трех катушек, сдвинутых одна относительно другой на угол 120°эл. возникает магнитное поле вращающееся в пространстве с постоянной скоростью. Полученное вращающееся магнитное поле имеет два полюса, т. е. одну пару полюсов.

Скорость вращения магнитного поля определяется:

где

f – частота питающего напряжения (50 Гц)

p – число пар полюсов статора

60 – переводной коэффициент

об/мин. – для однополюсного двигателя

Число полюсов	Скорость вращения магнитного поля статора
2	3000 об/мин
4	1500 об/мин
6	1000 об/мин
8	750 об/мин
10	600 об/мин

Необходимым условием для возникновения вращающего момента асинхронного двигателя является неравенство частот вращения магнитного поля статора и частоты вращения ротора.

Для определения отставания частоты вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора вводится параметр скольжения:

n=n1(1-S) скорость вращения ротора

Только при этом условии в обмотке ротора индуктируется э.д.с. и возникает ток в роторе, по этой причине двигатель называют асинхронным.

Взаимодействие от величины напряжения в сети трехфазного тока 380 В или 220 В каждый трехфазный электродвигатель включается в трехфазную сеть «звездой» («Y») когда линейное напряжение в сети превышает фазное напряжение обмотки в (1.73) или «треугольником» («∆») если линейное напряжение сети равно фазному напряжению обмотки.

Для этого на двигателе, на табличке, и в паспорте двигателя указывается порядок подключения:

«Y» - 380 В / «∆» - 220 В

Каждый двигатель имеет два номинальных напряжения сети, отличающихся друг от друга в раз.

На ВЛ85 применяется трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа АНЭ225L4УХЛ2.

Зависимость частоты вращения ротора от нагрузки (вращающего момента на валу) называют механической характеристикой асинхронного двигателя.

Такой двигатель обладает «жесткой» механической характеристикой.

Двигатель устойчиво работает при автоматическом установлении равновесия между нагрузкой и моментом развиваемым двигателем до M_max (до т. В).

Если нагрузка превысит M_max, то двигатель теряет устойчивость и может остановиться, при этом по обмоткам двигателя будет проходить ток в 5-7 раз больше номинального и через 20 сек обмотка статора сгорает. Такое же происходит и при снижении в контактной сети напряжения ниже 19 кВ.

Поэтому из-за небольшого пускового момента большого пускового тока и возможности снижения напряжения в контактной сети асинхронные двигатели на ЭПС устанавливают завышенной мощности в 1.6–2 раза.

При обрыве одной из фаз двигатель продолжает работать, но по фазам протекают повышенные токи.

Пуск двигателя с оборванной фазой невозможен.