1.2.2. Главный (групповой) переключатель

В электрической схеме электровоза имеет обозначение ГП.

На электровозах ВЛ-80 используют переключатель типа ЭКГ-8Ж:

Э – электрический;

К – контроллер;

Г – главный (групповой);

8 – № модели;

Ж – модификация.

Назначение. ЭКГ предназначен для переключения силовых цепей питания тяговых двигателей с целью регулирования напряжения на ТЭД, а также для переключения цепей управления и сигнализации электровоза.

Техническая характеристика ЭКГ-8Ж

Число контакторов с дугогашением………………………….4

Число контакторов переключателя ступеней…………………………………..18

Число контакторов переключателя обмоток…………………………………..12

Номинальное напряжение изоляции, В…………………………………..3100

Номинальное напряжение между разомкнутыми контактами контакторов, В:

с дугогашением………………………….260

без дугогашением………………………….1100

Номинальный ток силовых контакторов, А………………………………………………….1300

Число фиксированных позиций…………………………………..33

Число ходовых позиций…………………………………..9

Время переключения с нулевой до 33-й позиции, с…………………………………..25-28

Число низковольтных контакторных элементов (КЭ):

верхний вал (устройства привода)………………………….14

нижний вал (устройства контроллера)………………………….17

Номинальное напряжение низковольтных КЭ, В…………………………………..50

Номинальный ток низковольтных КЭ, А………………………………………………….30

Масса, кг………………………….920

Контактор с дугогашением:

Нажатие разрывных контактов, кгс………………………….12-13

Нажатие основных контактов, кгс………………………….12

Раствор разрывных контактов, мм………………………….20-26

Раствор основных контактов, мм………………………….22-30

Давление воздуха для дугогашения, кгс/см²…………………………………..5

Зазор между якорем и ярмом компенсатора при замкнутом положении контактов, мм…….4

Контактор без дугогашения:

Нажатие контактов, кгс………………………….14-20

Раствор контактов, мм………………………….22-30

Устройство. Главный контроллер (рис. ) состоит из основания, переключателя обмоток (ПО), переключателя ступеней (ПС), четырех контакторов с дугогашением со своим полым валом, редуктора с сервомотором (СМ), двух валов с низковольтными контакторными элементами (вала привода и вала контроллера).

Основание – состоит из трех стальных боковин толщиной 20 мм, стянутых четырьмя стальными рейками (трубами), опрессованными пластмасслй.

Переключатель обмоток (ПО) произ-водит переключение вторичных обмоток тягового трансформа-тора (нерегулируемой и регулируемой) со встречного соедине-ния (до 17-й позиции) на согласное (от 18-й до 33-й позиции). Он состоит из своего кулачкового вала, закрепленного шарикоподшипниками в боковинах основания. На вал насажены 12 текстолитовых кулачковых шайб, каждая из которых управляет работой одного силового контактора без дугогашения по схеме 9,19,21,31,32,33 и 29,39,25,35,36,37. Контакторы 32, 33 и 36, 37 обеспечивают встречное соединение обмоток до 17-й позиции. Контакторы 9, 19 и 29, 39 обеспечивают согласное соединение обмоток с 18-й до 33-й позиции. Контакторы 21, 31 и 25, 35 включаются во время перехода со встречного соединения на согласное на переходных позициях П2, П3, П4, П5. При наборе одной позиции ЭКГ вал поворачивается на 9⁰, а при наборе всех позиций – на 342⁰.

Переключатель ступеней (ПС) – производит переключение секций вторичных регулируемых

обмоток тягового трансформатора. Он состоит из своего кулачкового вала, закрепленного шарико-подшипниками в боковинах основания. На вал насажены 18 текстолитовых кулачковых шайб, каждая из которых управляет работой одного силового контактора без дугогашения по схеме 11,12,22,13,23,14,24,10,20 и 15; 16,26; 17,27; 18,28; 30,40. При наборе одной позиции ЭКГ вал поворачивается на 18⁰, а при наборе всех позиций – на 684⁰.

Контактор без дугогашения (рис.) – состоит из двух изоляционных боковин между которыми зажата верхняя выводная пластина 32 с наплавкой неподвижного контакта. В средней части между боковинами на оси подшипниками закреплен латунный рычаг 29. На верхней части этого рычага жестко укреплен подвижный силовой контакт 30 с гибким шунтом. На нижнем конце рычага закреплен на оси ролик 28 для взаимодействия с кулачковой шайбой. На латунный рычаг постоянно воздействует сжатая включающая пружина 27. Контактор оснащен магнитным компенсатором 31, магнитопровод которого болтом крепится на латунном рычаге, а ярмо – винтом на верхней выводной пластине. Магнитный компенсатор исключает отскок контактов при включении контактора пружиной.

Подвижный и неподвижный контакты выполнены наплавкой типа СОК-15 (серебро – 85%, окись кадмия – 15%).

Собранный контактор вырезами в боковинах навешивается на две изолированные рейки основания ЭКГ и закрепляется на нижней рейке с помощью хомута с двумя болтами, а наверхней рейке – при помощи прижима с болтом.

Включение контактора происходит за счет включающей пружины, когда под ролик фигурного латунного рычага попадает вырез кулачковой шайбы.

Выключение контактора происходит под действием выступа кулачковой шайбы, когда он при повороте вала надавит на ролик рычага, тоо повернется, сжав включающую пружину, и контакты разорвутся.

Контактор с дугогашением (рис.) – 4 шт. (А,Б,В,Г) по своей конструкции аналогичен контактору без дуг огашения, но имеет следующие отличительные особенности:

• система электромагнитного гашения дуги, в которую входят дугогасительная катушка (2 витка), полюсные наконечники, набранные из листов электротехнической стали (образуют магнитопровод), дугогасительная камера (с пластинами из отожженной меди внутри).

• две пары силовых контактов. Кроме основных (как у контактора без дугогашения с наплавкой контактов СОК) еще и разрывные контакты (подвижный и неподвижный) с медно-вольфрамовыми наплавками контактов толщиной 8 мм (медь – 30%, вольфрам – 70%). Эти контакты съемные и крепятся болтами, а также имеют гребенку для крепежа и регулировки раствора контактов.

• на верхней части основного латунного рычага шарнирно укреплен рычаг с притирающей пружиной, с регулировочным винтом и упорной шайбой.

При выключении контактора первыми (без нагрузки) размыкаются основные контакты, а разрывные еще остаются замкнуты своей пружиной, затем – разрывные под нагрузкой. Возникающая дуга, выдувается системой дугогашения, а также при помощи сжатого воздуха, который подается электромагнитными вентилями 221, 222 и гасится в дугогасительной камере.

Редуктор группового переключателя – служит для распределения вращения на все валы ЭКГ. Редуктор состоит из корпуса. В корпусе сверху шарикоподшипниками закреплен червяк, который находится в зацеплении с червячным колесом. Вал червячного колеса через две шестерни соединен с верхним валом низковольтных контакторных элементов ЭКГ.

На одном валу с червячным колесом закреплен двухцевочный привод (в виде двух дисков, между которыми закреплены два пальца и два сегмента). Этот привод при вращении периодически входит в зацепление со своим мальтийским крестом №1.

Вал мальтийского креста №1 выходит наружу из корпуса редуктора (проходя внутри полого вала второго привода) и двумя шестернями с i=1:2 соединен с полым валом контакторов А,Б,В,Г.

Вал червячного колеса и двухцевочного поводка двумя шестернями с i=1:1,5 соединен с полым валом второго одноцевочного привода.

При вращении одноцевочный привод своим единственным пальцем периодически входит в зацепление со своим мальтийским крестом №2. Вал мальтийского креста №2 выведен наружу из корпуса редуктора и двумя шестернями с i=3:10 соединен с валом ПС, который в свою очередь соединен с ПО через четыре шестерни промежуточного редуктора с общим i=1:2.

Снаружи корпуса редуктора червяк через шестерню предельной муфты, через промежуточную пластмассовую шестерню соединен с шестерней на валу СМ (общее передаточное число i=1:1 от СМ до червяка).

Корпус редуктора внутри заполнен осевым маслом (4 кг). К пробке для заливки смазки приварен щуп с двумя рисками – для замера уровня смазки. В нижней части корпуса редуктора смонтирован обогреватель масла (Р=130 Вт на U=55 В).

Работа редуктора ЭКГ. Два мальтийских креста с поводковыми приводами в редукторе ЭКГ служат для преобразования непререрывного вращения СМ в прерывистое вращение валов ЭКГ, а именно, валов ПО, ПС и полого вала контакторов А,Б,В,Г, что необходимо:

 для точной фиксации валов ЭКГ на середине позиций, за счет сегмента поводка и за счет свободного хода СМ;

 для запуска СМ в режиме холостого хода без нагрузки, так как СМ имеет свободный ход, примерно 1,7 оборота, до захода пальца двухцевочного поводка в вырез креста №1;

 для увеличения скорости поворота валов ЭКГ с целью облегчения гашения дуги на контакторов А,Б,В,Г.

Вращение от шестерни СМ через промежуточное пластмассовое колесо и через шестерню предельной муфты передается на червяк (i=1:1) и на червячное колесо (i=1:10) с двухцевочным

п риводом. При вращении этого привода его два пальца периодически входят в вырезы своего креста №1 и поворачивают его при каждом зацеплении на 60⁰.

Каждая позиция ЭКГ набирается или сбрасывается за 15 оборотов СМ (или 6 оборотов вала ручного привода) и за 1,5 оборота вала червячного колеса. При этом каждые полоборота (такта) вала червячного колеса крест №1 поворачивается на 60⁰, и через две шестерни (i=1:2) поворачивается на 30⁰ полый вал контакторов А,Б,В,Г.

При каждом такте вала червячного колеса вращение от него через две шестерни (i=1:1,5) поворачивается вал одноцевочного привода на 120⁰. Переход с позиции на позицию ЭКГ происходит в три этапа (такта):

 при первом такте (поворот креста №1 на 60⁰), поворачивается полый вал на 30⁰, за счет развертки одной из четырех кулачковых шайб выключается один из четырех контакторов с дугогашением (А,Б,В,Г), при этом его силовая шина обесточивается, и тем самым подготавливается к обключению без нагрузки один из включенных контакторов ПС (подключенный к этой силовой шине).

При первом такте палец одноцевочного привода, поворачиваясь на 120⁰, подходит к вырезу креста №2, но не поворачивает его. Поэтому валы ПС и ПО на ЭКГ не поворачиваются.

 при втором такте (вторй поворот креста №1 на 60⁰), полый вал ЭКГ поворачивается еще на 30⁰, но от этого никаких изменений не происходит за счет развертки четырех шайб полого вала контакторов (А,Б,В,Г).

При втором такте палец одноцевочного привода, поворачиваясь на 120⁰, заходит в вырез креста №2 и поворачивает его на 60⁰. При этом через две шестерни с i=3:10 поворачивается вал ПС на 18⁰ и от вала ПС через четыре шестерни промежуточного открытого редуктора с i=1:2 поворачивается вал ПО на 9⁰. (Но от поворота вала ПО на 9⁰ до 17-й позиции ЭКГ никаких переключений не происходит за счет развертки 12 кулачковых шайб вала ПО).

При повороте вала ПС на 18⁰ за счет развертки шайб вала ПС отключается без нагрузки один из контакторов ПС, а затем включается другой контактор ПС на другой вывод вторичной обмотки тягового трансформатора – при разорванной силовой цепи (из-за отключенного состояния одного из контакторов с дугогашением А,Б,В,Г).

 при третьем такте (при третьем повороте креста №1 на 60⁰), палец одноцевочного привода, поворачиваясь на 120⁰, отходит от выреза креста №2, не поворачивая его, и становится в исходное положение. Поэтому поворота креста №2 и его валов ПС и ПО на ЭКГ не происходит.

При третьем такте полый вал ЭКГ поворачивается еще на 30⁰. При этом за счет развертки одной из четырех шайб полого вала контакторов с дугогашением включается один из контакторов А,Б,В,Г, который отключался при первом такте.

На этом переключения для набора или сброса одной позиции ЭКГ заканчиваются.

При наборе (сбросе) одной позиции валы ЭКГ поворачиваются на следующие углы: вал ПО – на 9⁰, вал ПС – на 18⁰ (при втором такте); полый вал контакторов с дугогашением – на 90⁰ (три раза по 30⁰ при каждом такте); нижний вал низковольтных КЭ ЭКГ – на 9⁰ и вал привода сельсин-датчика – на 9⁰ (при втором такте); крест №2 – на 60⁰ (при втором такте); одноцевочный привод – на 360⁰; крест №1 – на 180⁰ (3 раза по 60⁰); двухцевочный привод и червячное колесо – на 1,5 оборота (540⁰);

верхний вал низковольтных КЭ ЭКГ – на 120⁰ (540х1/4,5=120); червяк – на 15 оборотов; вал СМ – на 15 оборотов; промежуточное пластмассовое колесо с валом съемной рукоятки – на 6 оборотов.

Нижний вал низковольтных КЭ ЭКГ соединен двумя шестернями с i=1:2 с валом ПС и поворачивается на 9⁰ при наборе одной позиции ЭКГ.

Низковольтные контакторные элементы типа КЭ-20 предназначены для переключения цепей управления и сигнализации электровоза. КЭ состоит из пластмассового корпуса, в котором сверху и снизу установлены выводные шпильки для подключения КЭ. На верхней шпильке выполнена наплавка неподвижного контакта типа СОК. На нижней шпильке шарнирно закреплен поворотный рычаг с держателем подвижного контпкта. Снизу на рычаге смонтирован ролик для взаимодействия с кулачковой шайбой. Между средней частью рычага и корпусом установлена тяга, на которую постоянно воздействует включающая пружина, установленная в вырезе корпуса КЭ.

Работает такой элемент аналогично силовому контактору.

Маркировка и коммутационное положение всех КЭ верхнего и нижнего валов ЭКГ в зависимости от позиции приводится на диаграммах переключения.