Лампы пульта машиниста

С1-С4 Суммирующий сигнал о состоянии оборудования на 1-ой 4-ой секциях.

ДБ - Суммирующий сигнал о боксовании или юзе тяговых двигателей.

ТМ - Нарушение целостности тормозной магистрали при движении электровоза (погасание лампы сигнализирует о торможении состава).

0, ХП1- 0,ХП4 – Вал главного контроллера, всех секций находится на нулевой или ходовой позиции.

ПС - Суммирующий сигнал о пожаре.

ТЦ - Суммирующий сигнал о не отпуске тормозов (наличии давления воздуха в тормозных цилиндрах).

Лампы сигнального табло

ГВ - Отключен главный выключатель

ГП - Главный контроллер застрял между позициями.

ВУ1, ВУ2 – Сработали соответственно дифференциальные реле 21, 22.

ТД - Отключен тяговый двигатель.

РП - Сработало реле перегрузки тягового двигателя.

Рис. 9 Схема сигнализации.

РЗ - Замыкание на «Землю» в силовых цепях тягового

двигателя.

ФР - Отключен расщепитель фаз или реле панели пуска ППРФ-300.

МК - Отключен электродвигатель компрессора МК.

МВ1-МВ4 – Отключен электродвигатель вентилятора МВ1-МВ4.

МН - Отключен электродвигатель маслонасоса МН системы охлаждения тягового трансформатора.

ППВ - Не соответствует режиму работы электровоза (тяга или торможение) положение переключателя БП или устройства переключения воздуха 251-254.

РКЗ - Замыкание на «Землю» в цепях обмотки собственных нужд.

ЗБ - Суммирующий сигнал о включении аккумуляторной батареи на цепи управления (разряд).

ТЦ - Не отпустились тормоза (наличие давления воздуха в тормозных цилиндрах). При загорании ламп ЗБ, РКЗ или ТЦ на пульте машиниста для определения секции, на которой произошла неисправность, необходимо поочерёдно включить тумблеры 401-404. На практика при обслуживании электровоза, тумблера 401 - 404, лучше иметь в выключенном положении,

почему:

1. Сохраняется качество и длительность работы тумблеров 401-404.

При срабатывании, какого либо аппарата или защиты, на пульте машиниста загорится суммирующая лампа С1 - С4 той секции, где произошло срабатывание или отключения аппарата. Для определения причины, достаточно включить тумблер данной секции.

3. Сохраняется срок службы ламп сигнализации на табло.

Примечания:

1. Блок резисторов 370 в цепи ламп зелёного цвета 0,ХП1 - 0,ХП4 предназначены – для плавного регулирования накала ламп.

2. Применение в блоке резисторов с тремя реостатами и резисторов R-32, R-33 – обеспечивает равномерную яркость сигнальных ламп при работе трёх секций по СМЕ.

3). На электровозе ВЛ80т, сигнальные лампы получают питание от провода Э55 при включенном автоматическом выключателе ВА-7 на блоке автоматов 215 и включенной кнопке «Сигнализация» на выключателе 224. Сигнализация о состоянии аппаратов и оборудования осуществляется сигнальными лампами 301- 317, 319, установленные на пульте машиниста. Сигнальные лампы расположены в три вертикальных ряда, правый ряд этих ламп сигнализируют о состоянии оборудования передней секции, левый о состоянии оборудования задней секции, а средний ряд ламп является общим для обеих секций. Лампа «ФР» имеет зеленый цвет, лампа «РБ»- белый, остальные красный.

Прочие цепи.

Включение радиостанций КВ и УКВ, прожектора, буферных фонарей; освещение кабины, документов и измерительных приборов, ВВК, кузова, тележек; включение печей обогрева кабины, обогрева лобовых стёкол, сигналов, клапанов продувки главных резервуаров, вспомогательного компрессора (МПК-2), производится соответствующими тумблерами 477, 231, 234, 237, 238, и кнопками выключателей 223, 225, 226, 227, 228, 233. Питание радиостанции осуществляется от аккумуляторной батареи (200А и 200Б) 1-ой или 2-ой секции через выключатель ВА-8 «Радиосвязь» блока автоматических выключателей 215, тумблер 478 «Радиосвязь», при включении тумблеров 477 «Радио КВ» или 231 «Радио УКВ». При питании радиостанции от аккумуляторной батареи 2-ой секции, тумблер 478 « Радиосвязь» должна быть отключена. При работе трёх секций по СМЕ при отключении тумблера 478 «Радиосвязь» на 3-й секции радиостанции от этой секции будут получать питание от батареи смежной секции электровоза. Схема питания радиостанций исключает параллельную работу аккумуляторных батарей. Радиостанции КВ и УКВ поставляются одним комплектом, которому присвоен позиционное обозначение А30. Лампа прожектора 300 включается кнопкой «Прожектор тусклый» через резисторы R40, R41. Кнопкой «Прожектор яркий» шунтируют резистор R40 и часть резистора R41, при этом лампа загорается полным накалом. Оставшаяся включенной часть резистора R41 с выводами 2, 3 необходима для увеличения срока службы лампы. На лобовой части кабины машиниста установлены буферные фонари белого и красного цветов. Переключение их осуществляется тумблерами 257, 258. Яркость ламп 374-378 освещения измерительных приборов можно изменять тумблером 256. Включение освещения ВВК (1-го, 2-го концов трансформаторного помещения) и форкамер осуществляется кнопками «Освещение ВВК» кнопками на ЩРП-226, 227. Освещение кузова включается кнопками «Освещение кузова» кнопочных выключателей 226, 227. Указанные кнопки соединены одна с другой так, что при включении освещения кузова кнопкой одного выключателя его можно выключить кнопкой другого выключателя и наоборот. Включение освещения тележек 1-й и 2-й секций, а также всех тележек трёх секций и двух электровозов, работающих по СМЕ, возможно из любой кабины. При включении кнопок «Обогрев кабины 2 Печи и 3 Печи», включаются контакторы 134, 159, которые в свою очередь включают соответствующую группу печей обогрева кабины. При включении кнопки «Обогрев лобовых стёкол» на выключателе 233, включается контактор 195 и электродвигатель калорифера МВ-9. Контактор 195, включившись, подключает нагреватель калорифера 196 к выводам обмотки собственных нужд тягового трансформатора напряжением 380 в. Для защиты нагревателей от чрезмерного нагрева применено термозащитное реле 140, контакт которого при превышении определенной температуры нагревателя разрывает цепь питания катушки контактора 195.

Цепи пожарной сигнализации.

Схема подключения термозащитных реле К1-К7, используются в качестве датчиков температуры. Нормально на работающем электровозе реле 442 находится во включенном состоянии. При срабатывании любого из термозащитных реле К1 – К7 реле 442 отключается и своими контактами включает электропневматический сигнал 371 и сигнальную лампу 443 ПС.

Примечания:

1. Тумблер служит для отключения схемы пожарной сигнализации своей секции.

2. Выключатель 411 предназначен – для оперативного контроля схемы пожарной сигнализации.

Рис. 10 Цепи радиостанции при работе 3-х секций.

Рис. 11 схема включения прожектора, освещения ВВК, кузова, кабины, буферных фонарей.

Рис. 12 Схема включения освещения тележек, обогрева кабины.

Рис. 13 Схема включения освещения кабины, продувки резервуаров.

Цепи управления при подаче питания от сети депо.

Под кузовом каждой секции электровоза установлены розетки 295, предназначенные для подключения к источнику питания катушек контакторов, включаемых в депо, через контакты разъединителей секций 126 и блок устройства 235, обеспечивающие безопасность обслуживания при подаче на электровоз напряжения от сети депо. Подача напряжения на розетки 108-110 (вспомогательные машины) или на розетку 106 (на тяговые двигатели) должна осуществляться контакторами К1 и К2, установленными в депо. Управление контакторами должно производиться только через розетку электровоза 295.

Порядок подъёма токоприёмника от компрессора КБ-18

управление пуск, и движение электровоза.

1. Перекрыть краны В-2, В-5 и В-8 для ВЛ80т и до №1635 (для ВЛ80р), или (КН16, КН17, КН19) для ВЛ80с на обеих секциях.

2. На щитке параллельных работ (ЩРП) - 227 каждой секции включить кнопки: «Компрессор токоприёмника».

3. Все освещение электровоза должно быть выключено.

4. На обеих секциях ВВК заблокировать.

После того, как давление в резервуарах главного выключателя поднимется 6 - 6,5 кгс/см ², поднять токоприёмник, включить главный выключатель, запустить фазорасщепитель и основной компрессор. При достижении давления в главных резервуарах выше 6 кгс/см ² (не менее), выключить вспомогательный компрессор, открыть краны В-2 (КН-16), В-5 (КН-19) и В-8 (КН-17), производить дальнейшее включение оборудования электровоза.

Перед пуском электровоза необходимо:

а) Поднять задний по ходу движения токоприёмник, включить главный выключатель;

б) Включить вспомогательные машины;

в) Включить при необходимости буферные фонари и освещение.

Для приведения электровоза в движение необходимо:

а) Реверсивную рукоятку контроллера машиниста перевести с нулевого положения в «ПП - Вперёд» или (ПП - назад).

б) Включить вспомогательные машины;

в) Включить при необходимости буферные фонари и освещение.

г) Главную рукоятку контроллера машиниста перевести с нулевого положения на «АВ», кратковременно задержав её в этом положении, на котором происходит сбор схемы «Тяга». Время задержки главной рукоятки в положении «АВ», определяется моментом потухания сигнальной лампы «ТД» (для ВЛ80т), «ТД», С1, С2 (или С3 по СМЕ) для ВЛ80с, которые сигнализируют об окончании сбора схемы и включения линейных контакторов 51-54. Перемещением главной рукоятки контроллера машиниста из положения «ФП» с последующим переводом в положение «РП», затем опять в «ФП» и т.д. Набрать 1-4 позиции (с выдержкой времени 1-3 сек. на каждой позиции) выждать время на трогание электровоза (с составом). При этом обмотки тяговых двигателей не должны находиться под током при неподвижном составе более 15 сек. Прибавляя после трогания электровоза по одной позиции и наблюдая по амперметрам за значением тока в ТЭД, задаётся достаточное значение тока для разгона. При пуске электровоза допускается задавать пусковой ток на ТЭД до 1200А.

При трогании поезда с током на ТЭД 1200А по мере возрастания скорости необходимо уменьшить значение поддерживаемого пускового тока, чтобы избежать боксование. Продолжительность работы тяговых двигателей с током 1200А не более 4 мин. Длительный ток следует поддерживать в пределах 800-820А, часовой ток часовой ток 880А. Для предотвращения боксования и срабатывания защиты от боксования, необходимо при разгоне периодически небольшими порциями подавать песок под колесные пары с помощью ручного клапана или кнопки «Песок». Увеличение скорости может быть достигнуто за счёт применения режима ослабления поля тяговых двигателей. Включение ступеней ослабления поля возможно при любом положении главной рукоятки контроллера. Для уменьшения скорости движения необходимо выключить ослабление поля и главную рукоятку (КМЭ) поставить в положение «АВ» для сброса позиций, после чего поставить на ноль. При этом отключатся ЛК 51-54. Если возникнет необходимость и отключения главного выключателя, то главную рукоятку следует кратковременно установить в положение «БВ».

Методы экономии электроэнергии

Основные советы по экономии электроэнергии при ведении поезда сводятся к следующему:

1.Поезд с места трогать только после полного отпуска его тормозов, за исключением трогания поезда на крутом подъёме. Во избежания разрыва поезда, трогание начинают в момент когда тормоза хвостовых вагонов пошли на отпуск но ещё полностью не отпустили.

2. Разгонять поезд следует при больших токах на ТЭД, добиваясь скорейшего выхода на высокие позиции ЭКГ при которых КПД электровоза достигает 88%. Режим пуска, когда ТЭД развивают не полную мощность (до 21-й позиции ЭКГ), КПД электровоза снижается до 60 %.

3. Не применять ослабление поля при низких скоростях движения, т.к. при одном и том же токе сила тяги при полном поле больше чем при ослаблении поля.

4. Перед площадкой нагрузку сбрасывать при скорости, чтобы проследовать площадку без применения тормозов.

5. На затяжной спуск выходить с пониженной скоростью движения.

6. При движении по спускам не следует терять время, которое придётся нагонять на площадках или подъёмах.

7. Подходить к крутым подъёмам следует наибольшей допустимой скоростью.

8. Максимально использовать площадки и перевалистые профили пути, т.к. режим тяги при малых нагрузках не экономичен, то по лёгкому профилю пути лучше следовать на выбеге, заранее развив необходимую скорость.

9. Не допускать боксования колёсных пар локомотива. Боксование локомотива ведёт не только дополнительному расходу электроэнергии, но и к увеличению проката бандажей, их ослаблению, а также волновому износу рельса.

10. Стремиться предвидеть появление желтого огня на светофоре. Необходимо ориентироваться на ход впереди идущего поезда, учитывая въезд его на подъём или проследования участка с ограничением скорости движения. Это позволяет избежать лишних торможений.

Электровоз ВЛ80р. Общие сведения.

Технический прогресс отечественного электровозостроения определяется главным образом внедрением управляемых вентилей-тиристоров. Применение тиристоров на электровозах переменного тока позволяет осуществить такие технические решения, как, например, плавное регулирование напряжения и рекуперативное торможение. Эти технические решения претворены в жизнь созданием электровоза ВЛ80р, строящимся Новочеркасском электровозостроительным заводом. При установке на электровозах тиристорной выпрямительной установки отпадает необходимость в переходных реакторах, появляется возможность существенно упростить контакторно-переключающую аппаратуру или даже отказаться от применения некоторых сложных аппаратов (нет ЭКГ). Так, как тиристорная выпрямительная установка может не только выпрямлять переменный ток в постоянный, но и преобразовывать постоянный ток в переменный (инвертировать), она называется – Выпрямительно-инверторный преобразователем (ВИП). Большим преимуществом применения тиристорного регулирования является возможность плавного регулирования напряжения на тяговых двигателях. При трогании тяжелого состава на подъёме при ступенчатом регулировании машинист набирает несколько начальных ступеней регулирования и останавливается на той, при которой ток тяговых двигателей достигает предельно возможной величины по условиям сцепления колёс локомотива с рельсами, т.е. при которой нет боксования. После того, как состав взят с места, и скорость постепенно начинает увеличиваться, ток ТЭД плавно уменьшается и сила тяги электровоза так же уменьшается. При каком-то токе машинист набирает следующую позицию, и ток скачком возрастает. Искусство и опыт машиниста в этих условиях проявляется в том, что он правильно выбирает момент набора следующей позиции, т.к. нельзя допустить, чтобы скачком тока при наборе очередной позиции вызвал боксование локомотива, ибо это грозит остановке поезда. Помимо опыта машиниста в этих условиях большую роль играет тяговые качества самого локомотива, т.к. если скачки тока при наборе позиций велики, то трогание поезда и ведение его на подъёме будут затруднены. При плавном же регулировании машинист может при трогании с места и на протяжении всего времени разгона поддерживать величину тока на уровне, близком к максимально допустимой по условиям сцепления колеса с рельсом, обеспечивая наиболее полное использование силы тяги по сцеплению. Это особенно важно для современных мощных электровозов переменного тока, которые имеют очень высокие значения коэффициентов силы тяги при часовом и длительном режимах. Вес поезда для них часто ограничивается не нагревом обмоток тяговых двигателей, а условиями сцепления. Электровоз ВЛ80р спроектирован и построен на базе механической части серийных электровозов ВЛ80к и ВЛ80т с использованием тех же тяговых двигателей, вспомогательных машин, токоприёмников, главного выключателя. Электрическое оборудование электровоза должно обеспечивать надёжную работу при повышении напряжения в контактной сети до 29 кв., и понижения до 19 кв. а так же при изменении температуры окружающей среды вне кузова от - 50˚С до + 40 ˚ С. Краткая теория плавного регулирования напряжения с помощью тиристоров. Обычный неуправляемый кремниевый диод обозначается схематически, как показано на рис.1 (а). Его Р-n переход имеет двухслойную структуру рис. 1 (б) и проводит электрический ток в направлении, указанном стрелкой при условии, если напряжение к вентилю приложено полярностью, указанной на рисунке, и замкнута электрическая цепь. Таким образом, если неуправляемый вентиль включен в цепь переменного тока,

Рис. 1

Рис. 2 а) Схема 2-х полупериодного выпрямителя

с «0» выводом;

то ток через него проходит в течение всего положительного полупериода, т. е. 0,01 сек. (смотреть рис. 2).

б) U на вентилях 1, 2 за период;

в) U два за период

Управляемый вентиль, называемый тиристором, схематически обозначается, как показано на рис. 3 а, Его структура четырёхслойная и имеет 3 Р-n переход: I. II. III.

Рис.3

Как видно на рис. 3 б, первый переход I обеспечивает проводимость слева направо, третий переход III так же проводит слева направо, а переход II имеет обратную полярность и обеспечивает проводимость справа налево, т.е. в противоположную сторону. Таким образом, управляемый вентиль не проводит ток даже, если к его аноду приложено напряжение плюс + и замкнута электрическая, т.к. переход II является запорным. Чтобы данная структура стала проводящей, на её слой Р2, называемый управляющим электродом, подают кратковременно положительный импульс напряжения. Импульс подаётся с некоторым опозданием по отношению к приложенному напряжению и так называемый углом отпирания. В течение начальной части полупериода, когда тиристоры закрыты, напряжение к тяговым двигателям от трансформатора не подводится – цепь разомкнута тиристорами. Напряжение трансформатора подключается лишь с момента отпирания . В течение начальной части полупериода, когда тиристоры закрыты, напряжение к тяговым двигателям от трансформатора не подводится – цепь разомкнута тиристорами. Напряжение трансформатора подключается лишь с момента отпирания тиристоров – момент t1 или t2 и до конца полупериода (смотреть рис. 4).

а) б)

Рис.4

а) - схема выпрямления;

б) - Напряжение U на вентилях за период;

в) и г) – Напряжение Ug на двигателе при 1 и 2 соответственно. В этом случае напряжение тяговых двигателей определяется не всей полу синусоидой (полупериодом), а лишь частью её, показанной на рисунке заштрихованной частью. Очевидно, что в этом случае средней напряжение двигателей будет меньше, чем, когда вентили работали бы в течение полного полупериода. Если уменьшить угол отпирания , открывая тиристоры раньше, то среднее значение выпрямленного напряжения увеличивается и, наоборот, при увеличении угла  выпрямленное напряжение уменьшится, если отпирающие импульсы подать в самом конце полупериода (= 180º), то тиристоры окажутся запертыми, и напряжение будет равно нулю. Если импульс подать в самом начале полупериода (=0), то напряжение будет максимальным. Сущность тиристорного регулирования заключается в том, что, изменяя момент подачи отпирающих импульсов или другими словами, изменяя угол регулирования , можно менять среднее значение выпрямленного напряжения. Теперь не трудно представить, что если плавно менять угол регулирования, то выпрямленное напряжение так же будет изменяться плавно. В случаях, когда нужно получить плавно изменяющееся напряжение от нуля до заданной величины, поступают следующим образом устанавливают угол регулирования тиристоров, равный 180 º, при котором тиристоры заперты, и выпрямленное напряжение равно нулю. Затем угол регулирования плавно уменьшают, т.е. отпирающие импульсы подают раньше и раньше. Когда импульсы будут подавать в самом начале полупериода, т.е. угол регулирования будет равен нулю, выпрямитель будут работать как неуправляемый с наибольшим напряжением, равным среднему значению за весь полупериод. Для получения указанных выше импульсов управления на электровозах устанавливают специальную электронную аппаратуру – блоки управления.

Электрические цепи. Общая характеристика.

Электрические цепи электровоза состоят из четырёх основных частей:

1. Силовые цепи, которые в свою очередь состоят из цепей первичной обмотки силового трансформатора 3 (смотри схему), с напряжением 25 кВ, цепей тяговых обмоток трансформатора с напряжением 1230 В наконец, тяговых двигателей с максимальным напряжение на коллекторе 950В пульсирующего тока.

2. Вспомогательные цепи, которые образуются обмоткой собственных нужд с напряжение 225в, 400в, 625в, цепями вспомогательных машин и цепями вспомогательных устройств.

3. Цепи управления 50в выпрямленного тока:

4. Цепи системы регулирования блока 400.

Силовые цепи.

Силовые цепи электрической схемы электровоза охватывают цепь высокого напряжения 25 кВ. цепи тяговых двигателей в тяговом и рекуперативном режимах работы электровоза и цепи вспомогательных машин.

Цепи высокого напряжения 25 кВ.

Подключение электровоза к контактной сети обеспечивается токоприёмником 1, который соединён с выводом – А первичной обмотки силового трансформатора 3 через помехоподавляющий дроссель ДП, высоковольтный разъединитель 2, главный выключатель 4, фильтр 10 и трансформатор тока ТТ. Второй вывод – Х первичной обмотки силового трансформатора 3 соединяется с корпусом электровоза через трансформатор тока 18 и 17. Высоковольтные разъединители 2 и 6 нормально находятся во включенном состоянии, рукоятки их расположены внутри высоковольтной камеры электровоза. В случае необходимости, разъединители 2 можно отключить неисправный токоприёмник, а разъединителем 6 секцию электровоза при разрушении главного выключателя 4. Силовые контакты с дугогашением главного выключателя 4 шунтированы нелинейным сопротивлением для уменьшения коммутационных перенапряжения. В отключенном положение главного выключателя 4, осуществляет дополнительное заземление на «Землю» обмотки силового трансформатора 3, чем обеспечивается электробезопасность при входе в высоковольтную камеру ВВК.

Цепи тяговых двигателей в режиме работы

Преобразование однофазного тока сети в постоянный ток для питания тяговых двигателей осуществляется с помощью двух выпрямительно – инверторных преобразователей ВИП 61 и ВИП-62, собранных на управляемых вентилях (тиристорах) и имеющих по 8 плеч. Все плечи имеют по 7 параллельных ветвей с 3-мя последовательно соединёнными вентилями, за исключением 5-го и 6-го плечей, которые имеют по 2 последовательно соединённых вентиля в каждой ветви. ВИП-61 подключается к тяговой обмотке а1- х1, а ВИП62 подключается к тяговой обмотке а2 – х2 силового трансформатора. К выводам «+» и «-» выпрямительно – инверторных преобразователей 61 и 62 подключаются цепи тяговых двигателей, соответственно М1, М2 и М3, М4. Напряжение холостого хода тяговых обмоток а1 – х1 и а2 – х2 составляет 1230 в. Каждая тяговая обмотка секционирована на три части: секции обмоток с выводами а1 – 1 и а2 –3 имеют напряжение холостого хода 307 В., секции с выводами 1 – 2 и 3 – 4 имеют напряжение холостого хода 308 В., а секции с выводами 2 – х1 и 4 – х2 615 В. Плавное регулирование напряжения тяговых двигателей достигается посредством управления тиристорами соответствующих плеч ВИП61 и ВИП62. Включение и отключение тяговых двигателей М1 – М4 производится автоматическими быстродействующими выключателями 51 –54. Первая ступень –70%; Вторая ступень-52%; третья- 43%;

Это означает, что при работе в режиме ослабления поля 70%, 52%, и 43% тока якоря проходит по обмотке возбуждения. При первой ступени ОП1 включаются контакторы 65, 66, 71 и 72; При второй ступени ОП2 включаются ещё контакторы 76, 68, 73 и 74; При третей ступени ОП3 контакторами 69, 70, 75 и 76 омические сопротивления закорачиваются полностью и обмотки возбуждения шунтируются только индуктивными шунтами, а ослабление поля достигается за счет активного сопротивления – индуктивных шунтов. В случае необходимости любой из тяговых двигателей может быть отключен соответствующим разъединителем ОД1 – ОД4, при этом отключается соответствующий выключатель ВБ 51 –54. ВИП61 или ВИП62 может быть отключен переключателем 81 или 82, при этом так же отключается быстродействующий выключатель ВБ 51, 54 или 53, 54. Питание тяговых двигателей от источника низкого напряжения (от сети депо) осуществляется через розетку 106 и разъединители 19 или 20.

Примечания:

1. Для равномерного распределения тока по ветвям применены индуктивные делители тока ИД1 – ИД28.

2. Реверсоры 63 и 64 обеспечивают изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателях, чем и достигается изменение направления движения электровоза.

3. Тормозные переключатели 49, 50 – предназначены для переключения цепи тяговых двигателей из тягового режима в рекуперативный и наоборот.

4. Для уменьшения пульсации тока возбуждения обмотки возбуждения тяговых двигателей шунтированы постоянным сопротивлением R1 – R4.

5. Сглаживающие реакторы 55, 56 – снижают пульсацию выпрямленного тока в цепи тягового двигателя.

6. Омические сопротивления R1 – R3 с индуктивными шунтами ИШ1 – ИШ4 – предназначены для ослабления магнитного потока главных полюсов. Предусмотрено три ступени ослабления поля (ОП):

7. Индуктивные шунты ИШ1 – ИШ4 включены в цепь ослабления поля для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при неустойчивого процесса в контактной сети, (колебание напряжения в к/сети или его восстановления после кратковременного снятия.

Пуск и регулирование скорости

электровоза в тяговом режиме

Силовая схема предусматривается четырёх зонная, регулирование выпрямленного напряжения. На первой зоне регулирования на тяговые двигатели поступает напряжение от выпрямительных мостов, образованных плечами 3, 4, 5 и 6 и подключенных на выводы секций трансформатора 1 – 2, 3 – 4 с номинальным напряжением холостого хода 308 В (см. рис.5). Изменение напряжения от 0 до 308 В. производится плавно, путём плавного изменения угла отпирания тиристоров плеч 4 и 6, тиристоры плеч 3 и 5 открываются с постоянным минимальным углом 0. В первый полупериод открыты тиристоры плеч 3 и 6 и ток протекает по цепи: вывод вторичной обмотки трансформатора 1, плечо 3, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 6 и вывод вторичной обмотки трансформатора 2. Во второй полупериод открыты тиристоры плеч 4 и 5 и ток протекает по цепи: вывод 2, плечо 5, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1, М2, плечо 4 и вывод 1. Когда тиристоры плеч 3, 4, 5 и 6 станут работать с минимальным углом открытия, то к двигателю будет приложено наибольшее напряжение секции обмотки трансформатора 1–2, равно 308 в.. Дальнейшее повышение напряжения на тяговые двигатели, осуществляется путём ввода в работу плеч 1 и 2 . Открытие тиристоров плеч 1 и 2, так же изменяется плавно, и к напряжению секции трансформатора 1- 2 плавно добавляется напряжение секции а1 – 1 это вторая зона регулирования которая заканчивается, когда тиристоры плеч 1 и 2 станут работать с минимальным углом открытия, то к двигателю будет приложено наибольшее напряжение секции обмотки трансформатора а1–2. При этом к тяговым двигателям будет приложено напряжение двух секций вторичной обмотки трансформатора а1 – 2. Так, при этом напряжение поступает в первый полупериод по цепи: вывод а1, плечо 1, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 6, и вывод 2. Во второй полупериод ток протекает по цепи: вывод 2, плечо 5, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 2, и вывод а1. Напряжение обмотки а1 – 2 равно 615 в. Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения на тяговых двигателях нагрузка переводится с секции а1 – 2 на секцию х1 – 2, имеющую так же номинальное напряжение холостого хода 615 в. Перевод осуществляется без потери тяги и бросков тока путём переключения нагрузки с тиристоров плеч 2, 1, 5, 6 на тиристоры плеч 7, 8, 5, 6 без изменения тока якоря.

Рис.5 Упрощённая схема ВИП для питания пары двигателей.

Таким образом, в начале 3-й зоны регулирования, напряжение и ток двигателей не изменилось. Ток при этом протекает по цепи: В первый полупериод - вывод 2, плечо 5, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 8, и вывод х1; во второй полупериод вывод х1, плечо 7, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 6 и вывод 2. Повышение напряжения на тяговых двигателях в 3-й зоне осуществляется путём ввода в работу тиристоров плеч 3 и 4. Плавным изменением угла их открытия плавно добавляется к напряжению секции х1 – 2 напряжение секции 1 – 2.

Заканчивается 3-я зона регулирования, когда тиристоры плеч 3 и 4 станут работать с минимальным углом открытия, т.е. когда к тяговым двигателям будет приложено полное напряжение секции х1 – 1, равно 923 в. Ток при этом протекает в первый полупериод по цепи: вывод 1, плечо 3, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 8, и вывод х1; во второй полупериод – вывод х1, плечо 7, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 4, и вывод 1. В последней 4-й зоне к напряжению секции х1 – 1 плавно добавляется напряжение секции а1 – 1 путём ввода в работу плавным изменением угла открытия тиристоров плеч 1 и 2. Когда тиристоры плеч 1 и 2 будут открываться в самом начале полупериода (х=0) к тяговым двигателям будет приложено напряжение всей вторичной обмотки трансформатора, равное 1230 в. Ток при этом протекает в первый полупериод по цепи: вывод а1, плечо 1, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 8, и вывод х1; во второй полупериод – вывод х1, плечо 7, сглаживающий реактор 55, тяговые двигатели М1 и М2, плечо 2, вывод а1. Аналогично производится регулирование напряжения на тяговых двигателях М3 и М4, питающиеся от выпрямительно - инверторного преобразователя 62, подключенного к вторичной обмотке трансформатора с выводами а2 – Х2.

Рекуперативное торможение

Инвертирование тока

Во время рекуперативного торможения тяговые двигатели работают в генераторном режиме, превращая кинетическую энергию поезда в электрическую. Тяговые двигатели – машины постоянного тока, они вырабатывают постоянный ток. Для того, чтобы энергию направить в контактную сеть (т.е.

Рис. 6 Схема силовых цепей.

осуществить рекуперацию) необходимо постоянный ток преобразовать в переменный и повысить напряжение до напряжения в контактной сети. Процесс преобразования постоянного тока в переменный с помощью статистических преобразователей называется – Инвертированием. Чтобы перейти от выпрямления к инвертированию, тяговые двигатели необходимо перевести в генераторный режим при независимом возбуждении. При этом одновременно изменяют полярность главных полюсов так, чтобы направление тока соответствовало направлению проводимости тиристоров (смотри рис.7). Открытие соответствующих тиристоров осуществляется в отрицательный полупериод напряжения вторичной обмотки трансформатора. При этом ток будет протекать противо Э.Д.С. во вторичной обмотке трансформатора, вследствие чего трансформатор будет передавать в контактную сеть энергию, вырабатываемую тяговыми двигателями. Рассмотрим процесс инвертирования на примере мостовой схеме, применяемой на электровозе ВЛ80р. Напряжение тяговых двигателей, работающих в генераторном режиме, подаётся на шины постоянного тока «Плюс» и «Минус». Постоянный ток этих шин пропускают через трансформаторы Н2 К2 поочерёдно то в одном направлении (сплошные стрелки), то в другом (штриховые).

Рис.7

В первичной обмотке Н1 – К1 трансформатора трансформируется переменное напряжение. Изменение направления тока в обмотке Н2 – К2 осуществляется поочерёдным открытием то одних, то других тиристоров. В один полупериод, когда ЭДС направлено во вторичной обмотке от Н2 к К2, открываются тиристоры 1 и 4, и ток протекает справа налево. В следующий полупериод, когда ЭДС вторичной обмотки направлено от К2 к Н2, открываются тиристоры 2 и 3, и ток протекает слева направо. Для осуществления рекуперации энергии необходимо, чтобы напряжение на обмотке Н1 – К1 имело ту же частоту (50 гц), что и напряжение контактной сети. Это требование выполняется путём синхронного открытия тиристоров с частотой контактной сети. Чтобы происходила передача энергии от трансформатора электровоза в контактную сеть (на тяговую подстанцию или другим электровозам), напряжение Uэ должно быть немного больше напряжения тяговой подстанции Uп. Только тогда ток рекуперации Iр потечёт в направлении, соответствующем направлению напряжения Uэ, против напряжения Uп. Если напряжение Uэ< Uп, то ток рекуперации будет равен нулю, рекуперации не произойдёт. Если напряжение Uп по какой то причине снято на подстанции, то трансформатор электровоза окажется включенным на короткозамкнутую цепь, т.е. попадёт в аварийный режим короткого замыкания. Рассмотрим некоторые особенности инвертирования. Мы уже знаем, что открыть управляемый тиристор можно, подав на него управляющий импульс; закрыть же управляемый вентиль во время протекания через него тока нельзя. Он закрывается и запирается только тогда, когда прекращается протекание через него тока. Как же изменить направление тока в трансформаторе во время, например, первого полупериода, когда открыты тиристоры II – III (смотри рис.7а). Закрыть тиристоры II и III нельзя, а если открыть тиристоры I и IV при работающих II и III, произойдёт короткое замыкание генератора М, т.к. образуются две цепи короткого замыкания – через вентили I и II и через вентили III и IV. Если момент открытия очередных вентилей (в нашем примере I и IV) выбирать правильно, то само напряжение трансформатора переключает работу инвертора с одних тиристоров на другие, и аварийного режима не произойдёт. Напряжение трансформатора Uт (смотри рис. 7а и 7б) изменяется по синусоиде, а напряжение генератора Uм постоянно по величине и направлению. В любой момент до момента один, открыты вентили II и III, а вентили I и IV закрыты. Под действием напряжения генератора Uм, ток через обмотку трансформатора Uт, т.к. величина Uм больше ЭДС Uт (его среднего значения за полупериод). Вентили I и IV открываются в момент 1. В течение короткого промежутка времени 1 – 2, открыты все четыре вентиля. В это время шины «плюс» и «минус» замкнуты накоротко двумя парами вентилей, но благодаря наличию напряжения Uт, ток вентилей не успевает возрасти до опасной величины. Напряжение Uт способствует резкому уменьшению тока вентилей II и III (т.к. направлено против него) и столь же резкому увеличению тока вентилей I и IV. Напряжение Uт как бы коммутирует, перераспределяет токи между одновременно открытыми вентилями, поэтому этот процесс называется – коммутацией. Когда ток вентилей II и III уменьшится до нуля, они запираются (момент 2) и в работе остаются вентили I и IV. В промежутке времени 2 – 3 уменьшающееся напряжение Uт направлено в ту же сторону, что и напряжение Uм и ток от суммарного напряжения быстро возрастает. В момент III, напряжение Uт равно нулю, а затем, изменив направление, быстро возрастает. Ток под действием напряжения Uм продолжает протекать против напряжения Un, среднее значение которого меньше напряжения Uм. К концу второго полупериода, в момент 4, открываются вентили II и III происходит очередная коммутация тока с вентилей I и IV на вентили II и III. Момент открытия вентилей 1 (вентили I и IV и 4 (вентили II и III) отсчитываются от точки перехода напряжения Uт через нуль (точки 3 и 6 на рис. 7б). Время от момента 1 до момента 3 и от момента 4 до момента 6 – называют углом опережения открытия вентилей и обозначают . Другими словами – это время от момента отпирания очередных вентилей, до момента перехода напряжения трансформатора Uт через нуль. Угол  =  + ; где:  - угол коммутации;

Рис.8

а) направление токов и напряжений;

б) график напряжений;

в) график тока Iр во вторичной обмотке:

- угол запаса, необходимый для восстановления запирающих свойств тиристоров. Процесс инвертирования, сложнее процесса выпрямления, и вероятность возникновения аварийных режимов при инвертировании больше. Так, если, например, в первый полупериод в момент 1, когда должны открыться вентили I и IV, а они почему – либо не откроются, то вентили II и III не закроются и в следующий полупериод, когда напряжение Uт направлено согласно с напряжением Uм, под действием суммы этих напряжений в цепи возникнет большой аварийный ток. Такой аварийный режим – называется – опрокидыванием инвертора. Аварийный режим наступит и в том случае, если вентили I и IV откроются не в момент 1, а позже. Тогда быстро уменьшающееся напряжение Uт (смотри рис. 7б) не успеет осуществить коммутацию вентилей II и III, и они не закроются, и снова произойдёт опрокидывание инвертора. Таким образом, для надёжности работы инвертора угол  ухудшает коэффициент мощности электровоза, увеличивается пульсация тока рекуперации, ухудшается коммутация тяговых двигателей. Поэтому, угол  выбирают минимальным, но достаточным для устойчивой работы инвертора.

Рекуперативный режим работы электровоза.

Все переключения в силовой цепи при переходе из тягового режима в режим торможения и наоборот производятся тормозными переключателями 49 и 50 (смотри схему). При сборе силовой цепи в режиме торможения якорь каждого тягового двигателя отключается от своей обмотки возбуждения и подключается последовательно со стабилизирующим сопротивлением R5 к выпрямительно-инверторному преобразователю. Обмотки возбуждения всех тяговых двигателей первой и второй секций соединяются последовательно. Сопротивления постоянной шунтировки Р0 – Р3 в блоках Р1 – Р4 остаются включенными параллельно обмоткам возбуждения. Обмотка силового трансформатора с выводами Х4, а 6 и а 7 первой секции и выпрямительные установки возбуждения 60 первой и второй секций образуют схему двух полупериодного выпрямления с нулевой точкой для питания выпрямленным напряжения обмоток возбуждения тяговых двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а6 – а7 и х4 составляет 180 В. Включение и отключение обмоток возбуждения возбудителя осуществляется электропневматическими контакторами 46 и 47. Стабилизирующее сопротивление R5 - необходимо для обеспечения электрической устойчивости при параллельной работе инвертора и генерирующих тяговых двигателей. Величина тормозного усилия прямо пропорционально току якоря и току возбуждения. Ток якоря i я определяется формулой (1).

Iя = Ем - Ет (1)

Σ Rк

где: Ем – ЭДС двигателя;

Ет – ЭДС трансформатора;

Σ Рк – сумма сопротивлений контура, по которому протекает ток якоря I я.

Из формулы (1) видно, что регулировать тормозную силу (ток zкоря Iя) можно двумя способами: изменением ЭДС двигателя Ем и изменением ЭДС трансформатора Ет. Сумма сопротивления контура величины постоянная, поэтому её регулировать ток якоря невозможно. ЭДС двигателя Е м прямо пропорциональна току возбуждения и скорости вращения якоря (скорости движения электровоза) и определяется формулой (2).

Ем = С · Х · Ф · П (2)

Где: С – постоянный коэффициент машины;

Ф - магнитный поток;

П – скорость вращения якоря.

Из формулы (2) видно, что изменить ЭДС двигателя Ем можно изменением магнитного потока Ф, что машинист и делает, регулируя ток возбуждения вращением тормозной рукоятки КМЭ. Вращая тормозную рукоятку по часовой стрелке, увеличивают ток возбуждения, а следовательно, увеличивается ЭДС двигателя Ем и ток якоря Iя, соответственно увеличивается и тормозное усилие электровоза и уменьшается скорость движения. Уменьшение скорости приводит к уменьшению ЭДС двигателя (см. формулу 1) и к уменьшению тока якоря, т.е. тормозной силы (см. формулу 1). Для увеличения тормозной силы необходимо снова увеличить ток возбуждения вращением тормозной рукоятки по часовой стрелке. Когда ток возбуждения станет максимальным по условиям нагрева обмоток возбуждения, ток якоря Iя увеличивают уменьшением ЭДС трансформатора Ет, вращая главную рукоятку контроллера в сторону уменьшения зоны регулирования. Из формулы (1) видно, что с уменьшением ЭДС трансформатора Ет, ток якоря I Я возрастёт. Таким образом, рекуперативном режиме работы электровоза, тормозное усилие регулируется в зоне высоких скоростей плавным изменением тока возбуждения, а в зоне малых скоростей – плавным изменением противо-ЭДС трансформатора. Регулирование тормозного усилия плавным изменением тока возбуждения от 0 до 1100 А. Осуществляется за счёт изменения угла открытия тиристоров выпрямительных установок возбуждения 60. Открытие тиристоров производится с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых системой управления блока 400 и подаваемых через выходные усилители импульсов выпрямительных установок возбуждения на управляющие электроды тиристоров. Плавное регулирование противо-ЭДС инвертора производится с 4-й до 1- й зоны регулирования. Импульсы управления формируются системой авторегулирования инвертора, входящий в блок 400, обеспечивающий постоянство угла погасания  =  - . Датчиком угла коммутации являются трансформаторы тока 29  32 с дросселями 33  36. Во всех зонах регулирования, кроме первой, ток рекуперации (ток якоря Iя) протекает навстречу ЭДС вторичных обмоток трансформатора, через тиристоры соответствующих плеч, открывающихся в отрицательный полупериод напряжения Uт на их анодах. В первой зоне предусматривается перевод тиристоров плеч 3, 4, 5 и 6 из режима инвертирования в режим выпрямления с противо включением тяговых двигателей. При независимом питании обмоток возбуждения от тиристорного возбудителя достигается электрическое торможение до полной остановки. Это даёт возможность с большой точностью остановить поезд, а так же осадить состав назад.

Сбор рекуперативной схемы следует производить:

При скорости:

- 80 – 55 км/ч в 4-й зоне;

- 55 – 40 км/ч в 3-й зоне;

- 40 – 20 км/ч в 2-й зоне;

- 20 – 0 км/ч в 1-й зоне.

Не допустимо при высоких скоростях движения собирать рекуперативную схему на низких зонах регулирования, т.к. при большой скорости возникает большая ЭДС двигателя Ем (см. формулу 2), а противодействовать ей будет малая ЭДС трансформатора, возникает недопустимо большой ток якоря Iя (см. формулу 1). Чтобы не допустить ошибки, лучше всего при любой скорости движения собрать рекуперативную схему в конце 4-й зоны, выставить нужный ток возбуждения, а затем вращением главного штурвала КМЭ в сторону уменьшения зоны добиться получения тока якоря.

Вспомогательные машины

Вспомогательное оборудование электровоза питается от обмотки собственных нужд силового трансформатора. Напряжение холостого хода этой обмотки на выводах Х3 – а5 = 225 в, на выводах Х3 – а4 = 400 в, на выводах Х3 – а3 =625 в. при напряжении в контактной сети 25 кВ. По роду напряжения всё вспомогательное оборудование делится на потребители однофазного тока, питающихся непосредственно от выводов обмотки Х3, а4, а3 и потребителей трёхфазного тока. К потребителям однофазного тока от обмотки Х3 – а4 (400 в.) относятся: панели питания автоматики ППА, трансформаторы ТН и ТРПШ –1, ТРПШ-2, питающие РЩ-210, ЩР-53 и цепи заряда батарей, цепи выходных усилителей импульсов выпрямительной установки возбуждения 60, цепи выходных усилителей импульсов преобразователей 61 и 62, трансформатор 77 защиты силовых цепей от замыканий на землю, вольтметр 97, блоки защиты 101 и 102, вентиль защиты 104, электромагнита отключения главного выключателя 4, нагревательные элементы печей кабин 173 - 177, обогрев санузла 179 и 180, нагревательный элемент калорифера 196, блока измерения БИ, асинхронный расщепитель фаз ФР, преобразующий однофазное напряжение 400 в, обмотки собственных нужд в 3–х фазное напряжение той же величины для питания вспомогательных машин. Фазорасщепитель включается (выключается) контактором 125. Запуск асинхронный, производится при помощи активного сопротивления R6, включаемого на время пуска контактором 119. Трансформаторы ТН, ТРПШ-1, ТРПШ-2, нагревательные элементы калорифера 196, нагревательные элементы печей 173 – 177, обогреватели санузла 179 –180, включаются (выключаются) контакторами 160, 195, 159, 134, 136, 135. При необходимости минимального обогрева кабины включается только контактор 134, включающий по одной печи и машиниста и помощника. Для большего обогрева кабины включается только контактор 159, включающий 2 печи у машиниста и одну у помощника. Для максимального обогрева кабины включаются оба контактора 134 и 159, которые включают все 5 печей кабины. Включение выходных усилителей импульсов выпрямительной установки возбуждения осуществляется только в рекуперативном режиме при помощи реле 265 и блокировочного переключателя БП. К потребителям однофазного обмотки Х3 – а5 = 225 в., относятся стабилизатор ФС и счётчик электроэнергии 383 и 384. Блокировочным переключателем БП счётчик 384 включается только в тяговом режиме, а счётчик 383- только в рекуперации. Потребителями 3-х фазного тока являются асинхронные двигатели с короткозамкнутыми роторами:

МВ1 и МВ2 – вентиляторы охлаждения тяговых двигателей и Индуктивных шунтов ИШ-95;

МВ3 и МВ4 – вентиляторы охлаждения ВИП, сглаживающих реакторов, радиаторов трансформатора.

МВ5 - вентилятор для охлаждения блока стабилизирующих сопротивлений и выпрямительной установки возбуждения 60.

Мк1 …. - электродвигатель для привода компрессора.

МН ….- электродвигатель для привода масляного насоса

Электродвигатели указанных вспомогательных машин, МВ1 –МВ5, МК, МН включаются (выключаются) соответственно контакторами 127 –131, МК1 – контактором 124, МН – контактором 133, при включении которого так же включаются дополнительные ёмкости 165 – 168, 171 между линейной и генераторной фазами, для облегчения запуска и условий работы двигателей за счёт улучшения симметрии 3-х фазной системы. Обмотка собственных нужд силового трансформатора и генераторная фаза ФР, образуют 3-х фазную систему, питающую цепи вспомогательных машин. В рекуперативном режиме работы электровоза, контактором 131 включается МВ5 и дополнительная ёмкость 169. При выходе из строя ФР в одной из секции, необходимо снять пломбы и

Рис. 9 схема вспомогательными машинами.

включить разъединители 126 в обеих секциях: переключателем вспомогательных цепей 111 в той секции, где неисправен ФР, отключить обмотку собственных нужд. Указанный переключатель 111 устанавливается при этом в среднее положение и удерживается в этом положении при помощи, фиксирующей защёлки. При этом переключение выводит из работы неисправный ФР, а пуск всех вспомогательных машин возможен от исправного ФР и одной обмотки собственных нужд. В нормальном рабочем режиме разъединитель 126 должен быть выключен (111 включен) и опломбированы. В случае выхода их строя на длительное время из питающих тяговых подстанций, напряжение в контактной сети в зоне этой подстанции будет порядка 12 кВ, при номинальном питающем напряжении соседних подстанций. Силовая схема обеспечивает нормальную работу тяговых двигателей, при этом напряжении, но работа электровоза невозможно из-за «опрокидывания» вспомогательных машин. Для нормальной работы электровоза при напряжении 12 кВ. посредством переключателя обмоток трансформатора 105 вспомогательные машины отключаются от вывода а4 (400 В) и подключаются к выводу а3 (625 В). Нормальное положение переключателя 105 – верхнее. При подъезде к зоне с повреждённой подстанцией, машинист по сетевому вольтметру следит за снижением напряжения в контактной сети. При показании вольтметра 19 кВ. машинист выключает вспомогательные машины, ГВ, опускает токоприёмник и, разблокировав шторы ВВК переключает переключатель обмоток 105 в нижнее положение. После этого, заблокировав шторы ВВК, собирает нормальную схему и продолжает движение. При этом на вспомогательные машины будет подано напряжение порядка 480 В. которое при снижении напряжения в контактной сети до 12 кВ. составляет около 300 В, что по условиям работы вспомогательных машин достаточно. Показания сетевого вольтметра во время движения с питанием вспомогательных машин вывода а3, будет завышенным в 1, 6 раза по сравнению с действительным, поэтому обратное переключение переключателя обмоток в нормальное положение следует производить при напряжении (по сетевому вольтметру), равном 30 кВ, что соответствует напряжению в контактной сети 19 кВ. Питание вспомогательным цепям при нахождении электровоза в депо, подаётся через розетки 108 – 110, установив рукоятку переключателя 111 в нижнее положение. К розеткам подводится переменное напряжение 380 в от сети депо. Это напряжение подаётся только на вспомогательные машины этой секции. Розетка 100 с напряжением 225 в. предназначена (как в одной так в другой секции) для включения осциллографа, для настройки блоков управления 400 и выходных усилителей импульсов.

Измерительные приборы

Напряжение контактной сети контролируется вольтметром 97. Его показания действительны в случае включения переключателя 105 на вывод обмотки собственных нужд а4, т.е. когда переключатель 105 включен в верхнее положение. В тяговом режиме напряжение на тяговых двигателях измеряется вольтметром 80, подключенным через добавочное сопротивление R10 к двигателю М4 (ТЭД-4). Вольтметр 80 от коммутационных перенапряжения, защищается конденсатором 79. Ток тяговых двигателей контролируется амперметрами 93 и 94 шунты 89, 90 которых включены в цепи тяговых двигателей М1 1-й секции и М4 2-й секции электровоза (в случае самостоятельной работы секции амперметр 94 контролирует ток тягового двигателя М1 своей секции). Для чего необходимо штепсель 95 вставить в розетку 96 этой секции (см. схему). В рекуперативном режиме напряжение и ток тяговых двигателей измеряются теми же приборами, что и в тяговом, а ток обмоток возбуждения контролируется амперметром 99. Активная энергия, потребляемая электровозом, учитывается счётчиком 384. Токовая обмотка счётчика питается от трансформатора тока 18, включенного в цепь первичной обмотки тягового трансформатора, а обмотка напряжения включена на выводы обмотки собственных нужд Х3 –а5 (225 в.) через предохранитель 122 и контакт блокировочного переключателя БП. Энергия, возвращаемая электровозом в контактную сеть в тормозном режиме, учитывается счётчиком 383. При этом счётчик 384 контактами блокировочного переключателя БП отключен. Токовая обмотка счётчика питается от трансформатора 17, обмотка напряжения включена на выводы обмотки собственных нужд Х3 – а5 через предохранитель 152.

Защита электрооборудования электровоза.

Защита силовых цепей от перенапряжения.

Защита электрооборудования цепей 25 кВ и цепей вторичных обмоток тягового трансформатора, от атмосферных и коммутационных перенапряжения осуществляется двумя разрядниками 57 и 5 (см. схему). При отключенном ГВ, крышевое высоковольтное оборудование защищается разрядником 57, имеющим уставку срабатывания 100 кВ. Разрядник 5 имеет уставку срабатывания 85 кВ и ограничивает перенапряжения до уровня, обеспечивающего надёжную работу ВИП. Контакт с дугогашением главного выключателя шунтирован нелинейным резистором НС, для ограничения перенапряжения, возникающих при его размыкании. Вторичные обмотки тягового трансформатора и ВИП защищены дополнительно цепочками РС (конденсатором 7 с резистором R-7, конденсатором 8 с резистором R-8, конденсаторы 37-40 соответственно с резисторами R11-R14); полупроводниковыми ограничителями перенапряжения 13, 14; конденсаторами 9, 25-28. Следует отметить, что конденсаторы 21-24 совместно с дросселями ДП и фильтром 10, обеспечивают так же снижение уровня радиопомех. От коротких замыканий силовые цепи в целом защищены главным выключателем 4, который отключается при срабатывании промежуточного реле РМТ, срабатывающего при протекании тока в первичной обмотке тягового трансформатора 250  25 а.

Защита цепей тяговых двигателей

от замыканий на землю.

Эта защита осуществляется при помощи реле 88, реле 88 имеет две катушки: включающую и удерживающую. Удерживающая катушка получает питание от цепей 50 в. выпрямленного тока через резистор R29, а включающая – от обмотки собственных нужд а4 – Х3 трансформатора 3 через трансформатор 77. При замыкании на «Землю», в силовой цепи создаётся цепь питания включающей катушки. Реле 88 срабатывает, отключает главный выключатель 4 и включает сигнальную лампу «РЗ» на пульте машиниста. Хотя при этом снимается питание с включающей катушки реле, реле остаётся включенным от действия удерживающей катушки. Реле возвращается в исходное положение при постановке главной рукоятки КМЭ в нулевое положение, чем прерывается цепь питания удерживающей катушки от цепи 50 в. От замыканий на «Землю», цепи возбудителя в рекуперативном режиме работы электровоза защищаются реле заземления 83, отключающим ГВ. Реле 83 срабатывает при замыкании на «Землю» любой точки цепей возбуждения и обмотки трансформатора с выводами Х4 – а6. Реле устанавливается только на 1-ой и по принципу работы не отличается от реле 88.

Примечания:

1. Дроссель 78 – предотвращает возможные ложные срабатывания реле заземления от ёмкостных токов в силовой цепи, создаваемых конденсаторами 21 – 28.

2. Резисторы R27 и R28 - ограничивают протекание больших токов при замыкании на «Землю».

Защита тяговых двигателей от коротких замыканий, ВИП, тягового трансформатора, боксования и юза.

Защита тяговых обмоток а1 – Х1, а2 – Х2 осуществляется при помощи реле перегрузки РТ1 – РТ6, обмотки а6 – Х4 реле перегрузки РТВ1, которое при срабатывании отключает ГВ. Реле РТ1 – РТ6, регулируется на ток уставки 4000  200 А. При пробое одиночных тиристоров, защита ВИП осуществляется блоками защиты 101 и 102. С помощью выходного реле Р, включаются сигнальные лампы ВИП 61, ВИП 62 на пульте машиниста. При этом работоспособность преобразователей 61, 62 сохраняется. При сквозном пробое плеча, защита ВИП 61 и ВИП 62 осуществляется реле перегрузки РТ1 – РТ6, которые как и при защите тяговых обмоток, отключает ГВ. Тяговые двигатели, выпрямительно – инверторные преобразователи и трансформаторы, защищаются от коротких замыканий в цепи тяговых двигателей быстродействующими автоматическими выключателями 51 – 54, которое регулируются на ток уставки 2000 50 А. От боксования тяговых двигателей, защищаются реле боксования 43, 44, катушки которых включены в эквипотенциальные точки цепей пары двигателей. При боксовании одного из двигателей в этих точках возникает разность потенциалов и по катушке реле потечёт ток: реле срабатывает, загорается лампа «РБ» на пульте машиниста, и подаётся песок под колёсные пары (если включена автоматическая подсыпка песка). В режиме рекуперативного торможения защита тяговых двигателей от юза осуществляется посредством реле «РЗЮ» панелей защиты 15 и 16. Реле юза работает по принципу, что и реле боксования. При срабатывании указанных реле, производится подсыпка песка под колёсные пара, а на пульте машиниста загорается лампа «РБ». В рекуперативном режиме, обмотки возбуждения тяговых двигателей защищены от перегрузок с помощью реле перегрузки РТВ2, которое при срабатывании отключает электропневматические контактора 46 и 47. Реле РТВ2 регулируется на ток уставки 1250  50 а. Для стабилизации обратного напряжения, приложенного к тиристорам ВИП, вторичные обмотки трансформатора шунтированы кремниевыми стабилизаторами обратного напряжения (КСОН) 13 и 14.

Защита вспомогательных цепей

Вспомогательные цепи в целом защищены от коротких замыканий токовыми реле 113, который воздействует на отключение ГВ. Току уставки реле 113 равен 3500 175а. Электродвигатели вспомогательных машин защищены от перегрузки тепловыми реле: 137, 139 для ФР; 141 – 151 для МВ1 – МВ5; 153, 155 для МН; 154, 156 для МК. В зависимости от времени года, необходимо изменять уставку тока срабатывания тепловых реле при помощи регулировочных рычажков. Зимой все регулировочные рычажки тепловых реле устанавливают на отметке «- 3», а летом на отметке «+ 3» шкалы уставок реле. Весной и осенью рычажки тепловых реле устанавливают на отметке «0». К обмотке собственных нужд силового трансформатора подключена ёмкость 172, состоящая из параллельно включенных конденсаторов. Эта ёмкость обеспечивает снижение уровня перенапряжения, возникающих во вспомогательных цепях электровоза. При замыкании вспомогательных цепей на «Землю» срабатывает реле контроля земли 123, которое включает сигнальную лампу «РЗ» на пульте машиниста. Панель питания автоматики ППА защищены предохранителями 381, 382 (6 А). Этими же предохранителями защищаются цепи выходных усилителей импульсов выпрямительных установок возбуждения. Цепи питания аппаратуры БУВИП, стабилизатор феррорезонансный стабилизатор (ФС) защищаются предохранителем 116 (15А). Трансформаторы ТН-1, ТРПШ-2 защищены предохранителями 253 (3А) и 254 (25А). В цепи самих выходных усилителей импульсов ВИП61 и ВИП62 имеется предохранитель 255 (6А). Для защиты трансформаторов ТН и ТРПШ предохранитель 120 (35А). Трансформатор ТН, защищён предохранителем ПР5 (3А). Трансформатор - 77 питания реле земли 88, защищен предохранителем 115 (6А). В цепи печей кабин 173–177 стоит предохранитель 117 (25 А). Обогреватели санузла защищены предохранителем 114 (6А). Нагревательный элемент калорифера защищён предохранителем 198 (6А). Розетка 100 имеет предохранитель 197 (3А). В счётчиках электроэнергии 383 и 384 стоят предохранители 122 и 152 (0,5А). В цепи сетевого вольтметра напряжения 97 – предохранитель 121 (0,15А).

Цепи управления

Схемой цепей управления предусмотрена возможность управления электровозом из кабины 1-й или 2-й секции и самостоятельная работа одной секции. Схема цепей управления 2-й секции аналогична 1-й секции. Поэтому ниже будут рассмотрены цепи управления одной секции. При описании цепей управления 1-й секции электровоза считается та, из кабины которой осуществляется управление. Вся схема изображена при нормальном положении аппаратов, т.е. все цепи управления обесточены и аппараты, имеющие включенные положения – выключены. Аппараты, не имеющие выключенного положения, изображены так:

1. Реверсоры находятся в положении вперёд для езды из первой кабины.

2. Штурвал КМЭ находится в положении «0».

3. Рубильник РЩК – 19, 20, разъединитель вспомогательных цепей 126 в отключенном положении и опломбирован.

4. В тяговом положении блокировочного переключателя БП и тормозных переключателей 49 и 50.

5. Рубильники ОД включены.

6. Переключатель режимов в рабочем положении (ПР).

7. Переключатель 111 включен на обмотку собственных нужд.

Цепи управления секций электровоза соединены между собой штепсельным разъёмом. Все аппараты имеют номер или буквенное обозначение. Такой же номер имеет и катушка, силовые контакты и блокировки. Провода, обозначенные буквой С (С1, С2, и т. д.) относятся к цепям собственных нужд и системы регулирования ВИП и ВУВ. Провода с буквой Н (Н1, Н2 и т.д.), являются внутренними соединениями в секции, провод с буквой Э (Э1, Э2 и т. д.) идут в межсекционное соединение. В межсекционном соединении перекрещиваются следующие провода: Э2 и Э3, Э16 и Э17, Э25 и Э26, Э27 и Э28, Э29 и Э30, Э38 и Э39, Э41 и Э42, Э44 и Э45, Э46 и Э47, Э48 и Э49, Э53 и Э54, Э61 и Э62, С405 и С406, Э65 и Э66, Э75 и Э76, Э77 и Э78, Э79 и Э80, Э83 и Э84, Э85 и Э86. Управление электровозом осуществляется контроллером машиниста КМЭ (штурвал КМЭ), кнопочными выключателями 223 – 228, 233 и тумблерами 236, 237, 257 – 259, 387, 389 – 398, 398, 469. Для исключения ошибок при управлении электровозом, которые имели бы место при одновременном включении кнопочных выключателей 223, 224 и контроллеров машиниста КМЭ, в обеих кабинах, предусмотрены ключи управления (КУ) и рукоятки для запирания этих аппаратов в нерабочей кабине. Кнопочные выключатели 223 и 224 имеют замки для запирания в отключенном положении всех кнопок, кроме кнопок: «Прожектор тусклый и прожектор яркий». Для включения указанных кнопок, необходимо вставить в замки ключи (КУ) и повернуть их на 90 º по часовой стрелке. Вытащить ключи из замков кнопочных выключателей возможно только в отключенном положении кнопок. Для правильного включения тормозной пневматической системы, установлено блокировочное устройство тормозов со съёмной рукояткой. Для управления электровозом, машинисту должны выдаваться: одна реверсивная рукоятка, одна рукоятка блокировочного устройства тормозов 213, два ключа к кнопочным выключателям 223, 224. Схема цепей управления электровоза предусматривает дистанционное отключение секции переключателем режимов ПР. Цепи управления электровоза и системы регулирования блоков управления 400 предусматривают управление тиристорами выпрямительно – инверторных преобразователей 61 и 62 и выпрямительной установки возбуждения 60 1-й и 2-й секций только от одного блока управления любой секции как в тяговом, так и в рекуперативном режиме. Включение и отключение блоков управления (БУ) 400, осуществляется переключателем блока 410. Контроллер машиниста имеет реверсивную, главную (штурвал) и тормозную рукоятки. Со штурвалом контроллера машиниста, связаны два сельсина, а с валом тормозной рукоятки один. Эти сельсины являются задатчиками соответственно угла открытия тиристоров выпрямительно – инверторных преобразователей 61 и 62 в тяговом и тормозном режимах и угла открытия тиристоров, выпрямительной установки возбуждения 60.

Цепи управления токоприёмниками

Для подъёма токоприёмника необходимо выполнить следующие условия:

1. Давление сжатого воздуха в цилиндре привода токоприёмника не менее 3,5 кгс/см ².

2. Закрытые шторы ВВК. Эту зависимость выполняют блокировки штор ВВК.

3. Напряжение в цепях управления не менее 37,5 - 40 В.

4. Включены рубильники 2Р и 3Р на РЩ-210.

5. Включенном автоматическом выключателе ВА1 (блок 215).

Питание цепей управления токоприёмниками осуществляется от РЩ-210 через выключатель ВА-1 (блок 215). Токоприёмники от провода Н46. Для подъёма токоприёмника, необходимо включить кнопки на пульте машиниста «Токоприёмники», «Токоприёмник передний» или «Токоприёмник задний». От кнопки «Токоприёмники» получает питание вентиль защиты 104 по цепи: провод Э15, контакт разъединителей 19, провод Н43, контакт 20, провод Н44, катушка 104 корпус. Вентиль 104 возбуждается и пропускает сжатый воздух к блокировкам штор ВВК (пневматических блокировок 3 штуки), а далее через реле давления 232 к клапану токоприёмника 245. Одновременно получает питание катушка реле 248 по цепи: РЩ-210, провод Н0, ВА-1 токоприёмники, провод Н46, кнопки «Токоприёмники», «Токоприёмник передний или задний» провод Э16, диод 414 – провод Э31, контакт 232 (или 235), провод Э28, контакт 126, провод Э35, 126, провод Э28, контакт 232 235 (второй секции), провод Э37, контакт ПР (переключатель режимов), провод Н137, катушка 248 корпус. Реле 248, включившись, замыкает свои контакты одну в цепи клапана токоприёмника 245 и две в цепи главного выключателя, удерживающей и включающей катушек, в проводах Э13 – Н72 и Э14 – Н84. При включении кнопки «Токоприёмник передний», получает питание ЭПВ клапана токоприёмника 245 по цепи: провод Э16, контакт реле 248, провод Н125 катушка 245 корпус. При включении кнопки «Токоприёмник задний», получает питание катушка ЭПВ 245 токоприёмника ведомой секции по цепи: провод Э17, межсекционное соединение, провод Э16, контакт 248, провод Н125, катушка 245 корпус. Поднимается токоприёмник второй секции.

Примечания:

1. Реле 248 – предназначено, для обеспечения опускания токоприёмника без тока.

2. Выпрямитель 414 – необходим для разделения питания цепей клапанов 245, 1-й и 2-й секций.

3. Контакт 232 не допускает подъём токоприёмника и включения главного выключателя, если хотя бы на одной секции шторы ВВК не закрыты и не заблокированы.

4. Контакт 235 – служит для возможности подъёма токоприёмника и включения главного выключателя в случае работы малого компрессора токоприёмника только на одной секции.

5. Контакты РЩК-19, 20 в цепи катушки вентиля защиты 104, не допускает подъём токоприёмника, т. к. цепь тяговых двигателей при включенных РЩК-19, 20 заземлены.

6. Контакты 126 и 111 – служат для исключения возможности подъёма токоприёмника и включения главного выключателя при переходе на работу одним фазорасщепителем когда оба разъединителя 126 включены, но ни один из переключателей 111 не выключены..

В этом случае при выключении главного выключателя одной секции, возникает короткое замыкание первичной обмотки тягового трансформатора на той секции, где главный выключатель выключился.

7. При резервировании, если фазорасщепитель вышел из строя, включают оба 126 и выключают один 111 на той секции, где вышел из строя фазорасщепи тель. Если разъединитель 19, 20 находятся в положении, соответствующем питанию тяговых двигателе от сети депо, то контактами разъединителя разрывается цепь питания катушки защитного вентиля 104, который в свою очередь перекрывает в этом положении доступ воздуха к пневматическим блокировкам ВВК и реле 232. Вентиль 104 имеет вторую катушку переменного тока, включаемую на переменное напряжение 380 в. Если будут выключены кнопки управления токоприёмниками, а сам токоприёмник по какой либо причине не опустился, то при включённом (в ручную ГВ) главного выключателя вход в ВВК будет невозможен, т. к. катушка переменного тока вентиля 104 будет обтекать током, не будет выпускать воздух из пневматических блокировок и штор ВВК. Следовательно, открыть их невозможно. Если необходимо поднять токоприёмник на одной из секций, не накачивая воздух в пневматическую систему пневматическую систему другой секции (пневматический выключатель управления 232 выключен), то контроль за блокированием ВВК этой секции осуществляется блокировочным устройством 235. Включение контакта этого устройства возможно только при закрытых шторах и дверей ВВК, вынутых ключах из замков ВВК, вставленных в замки блокировочного устройства 235 и повёрнутых на 90 º. Включение контактов 235 выполняют поворотом ручки в положение ’’Реле давления зашунтирован’’. Включение контактов устройства 235 возможно ключами замков ВВК только своей секции.

Цепи управления главным выключателем

Включение главного выключателя возможно при выполнении следующих условий:

1. Включено реле давления 232 в обеих секциях.

2. Давление в резервуаре ГВ не менее 5,6 – 5,8 кгс/см ².

3. Переключатель режимов находится в положении «рабочий режим».

4. Штурвал контроллера машиниста (КМЭ) находится на «0».

Главный выключатель имеет: НС - нелинейное сопротивление, РД – автомат минимального давления, РМТ – реле максимального тока, 4 уд. – удерживающая катушка , 4 вкл. катушка, 4 откл. – электромагнит отключения переменного тока. При включении кнопки «Выключение ГВ» получает питание катушка 4 удерживающая по цепи: провод Н88, контакт КМЭ, (замкнутый во всех положениях кроме «БВ»), провод Э13, контакт 248, провод Н72, контакт 83, провод Н75, контакт 88, провод Н76, контакт 113, провод Н77, контакт РТВ-1, провод Н78, контакт РМТ, катушка 4 удерживающая ГВ, контакт РД корпус. Ток по катушке 4 уд. протекает, но ГВ не включается. При включении кнопки «Включение ГВ и возврат реле», получает питание катушка 4 включающая по цепи: провод Э14, контакт 248, провод Н84, контакт 247, провод Н85, контакт 264, провод Н86, контакт 207, провод Н87, контакт БП, провод Н89, контакт 4 вкл, контакт РД корпус. Главный выключатель включается и размыкает контакт в цепи собственной катушки 4 вкл. а так же в цепи катушек 221, 222. Замыкает контакт 4 в цепи катушки реле 207. Катушка реле 207 получает питание одновременно с катушкой 4 вкл., но за счёт затяжки

пружины, реле 207 включается через 0,01–0,02 сек. после начала включения главного выключателя. При этом, размыкается контакт 207 в цепи 4 вкл. предотвращая звонковую работу ГВ, замыкается контакт 207 в цепи собственной катушки, тем самым, становясь, на само подхват и замыкает контакт 207 в цепи быстродействующих выключателей 51 – 54. При включении ГВ так же замыкается контакт 4 в цепи быстродействующих выключателей 51 – 54 удерживающих, подготавливая их для включения. При включении кнопки «Включение ГВ и возврат реле», должны погаснуть лампы – ГВ, ВИП 61, ВИП 62, ЗБ а так же на табло ТД1 – ТД4. Выключение ГВ может происходить – оперативно и автоматически.

Оперативное отключение производится;

• выключением кнопки: «Выключение ГВ»,

• постановкой штурвала КМЭ в положение «БВ»,

• выключением кнопки: « Токоприёмники».

• Автоматическое отключение ГВ происходит:

• при снижении давления в резервуаре ГВ ниже 4,6 – 4,8 кгс/см ²,

• при срабатывании РМТ, т.е. при протекании по первичной обмотке трансформатора тока более 250 ±25 А

• при срабатывании реле земли 83 или 88

• при срабатывании ВА1 на блоке автоматов 215 при срабатывании реле перегрузки РП-113

- при срабатывании токового реле возбуждения в режиме рекуперативного торможения РТВ1.

• при срабатывании реле перегрузки РТ1 – РТ6

Примечания:

1. Контакт 264 в проводах Н85 – Н86 контролирует включение ГВ только в положениях 0 и П0 штурвала КМЭ, когда ток якоря тяговых двигателей равен нулю.

2. Контакт переключателя режимов ПР в проводах Э37 – Н137 – обеспечивают отключение промежуточного реле 248 и размыкает свои контакты в цепи главного выключателя, тем самым, отключая ГВ. Так же размыкается контакт в цепи катушки ЭПВ 245 соответствующего токоприёмника в режиме отключения секции.

3. Контакт блокировочного переключателя БП в цепи 4 вкл. не допускает включение ГВ в рекуперативном режиме электровоза.

4. Контакт 207 в цепи 4 вкл. предотвращает звонковую работу ГВ при включении. Допустим, что её нет, а в силовой схеме пробой изоляции, вызывающий срабатывание РЗ-88. Тогда при нажатии кнопки «Включение ГВ и возврат реле», ГВ включится и сразу же выключится из-за срабатывания РЗ-88. При этом замкнётся контакт 4 в цепи катушки 4 вкл. и ГВ вновь отключится. Процесс повторяется до тех пор, пока не снизится давление в резервуаре ГВ и отключится РД (АМД). Так как, есть контакт 207, то через 0,01 сек. после начала включения ГВ она разомкнёт цепь катушки 4 вкл. и не допустит включения ГВ сразу же после его включения.