Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию реле перехода тепловозов. Выполнить рисунок реле перехода тепловозов.

2. Проверить работу реле перехода тепловозов, замерить ток включения и от­ключения реле. Результаты занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1

Наименование параметров	Измерено	Технические требования
Величину тока, при котором происходит включение реле,А		2850 - 2900
отключение реле перехода,А		4200-4400

3.Сдать зачет по работе.

Содержание отчета

1. Назначение реле перехода тепловозов.

2. Эскиз конструкции реле перехода тепловозов.

3. Описать процесс включения и отключения реле перехода тепловозов.

4. Выводы.

Лабораторная работа №16

Исследование конструкции и работы аппарата автоматизации

процессов управления

Цель: Изучить и усвоить конструкции и принцип действия промежуточного контроллера СРН-8А.

Оборудование и инструменты: Эскиз промежуточного контроллера СРН-8А.

Теоретические сведения

Если необходимое число позиций велико (более 45-50), выполнить групповой контроллер силовых цепей не удается из-за малости угла между смежными позициями на кулачковом валу. При этом в силовых цепях применяют индивидуальные контакторы, но управляемые не непосредственно контроллером машиниста, а через промежуточный групповой контроллер цепей управления.

Такой промежуточный контроллер электровоза ЧС 7 (рис.16.1) приводит в действие четырехцилиндровый пневматичес­кий двигатель б, управляемый вентилями. Муфтой 7 он соединен с редуктором 8, от которого через коническую зубчатую передачу приводится во вращение главный кулачковый вал 3, расположен­ный вертикально, а через промежуточный редуктор 9 — вспомо­гательный кулачковый вал 10 переключателя управления двига­телем 6.

Кулачковые шайбы 1 /главного вала имеют сложный профиль; их диаметр 360 мм, что при 56 позициях соответствует углу между ними примерно 6°30' и расстоянию по окружности шайбы — около 20 мм. Шайбы 12 сравнительно простого профиля имеют диаметр 240 мм, расстояние между смежными позициями по окружности шайбы при­мерно 12 мм. Это требует высокой точности изготовления всего ком­плекта кулачкового вала и контроллера в целом.

Переключающие элементы 4 установлены на стойках 5. Весь пе­реключатель собран на жестком каркасе 2 и заключен в герметизи­рованный шкаф 1. Для проверки и регулировки аппарата предус­мотрен ручной привод, 'закрытый кожухом.

Переключающий элемент (рис. 1, б) состоит из пластмассового корпуса 13, В котором на оси 14 шарнирно закреплен пластмас­совый рычаг I5. Пружина 16 отжимает его до упора в выступ кор­пуса, перемещая в крайнее положение ролик 17. В корпусе винтами 18 закреплены неподвижные контакты 23 с серебряными наделка­ми. Винты одновременно служат для подключения выводных про­водов. Элемент закрыт прозрачным колпачком 21, закрепленным штифтом 19. Подвижной мостиковый контакт 22 установлен в про­ушине рычага 75. Притирание контакта обеспечивает пружина 20. При замкнутых контактах зазор между кулачковой шайбой и ро­ликом должен быть 1-1,5 мм. Ход ролика 17 при размыкании кон­такта кулачковой шайбой равен 4 мм.

Контроллер машиниста в рассмотренной системе мало отличается от контроллеров управления систем с групповым приводом главного контроллера. Органов управления всего два: реверсивная рукоятка и штурвал главного кулачкового вала, а число позиций < 10 (без электрического торможения).

Рисунок 16.1 – Промежуточный контроллер СРН-8А

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией промежуточного контроллера СРН-8А, выполнить его рисунок.

2. Ознакомиться с конструкцией переключающего элемента.

3. Сдать зачет по работе.

Содержание отчета

1. Назначение промежуточного контроллера СРН-8А.

2. Эскиз конструкции промежуточного контроллера .

3. Описать работу контроллера СРН-8А;

4. Выводы;

Контрольные вопросы

1. Каково назначение и конструкция промежуточного контроллера СРН-8А.

2. Расскажите о конструктивных особенностях промежуточного контроллера.

3.Описание положений реверсивно-селективной, штурвала контроллера.

Лабораторная работа №17

Исследование конструкции и работы промежуточного реле

Цель: Изучить и усвоить назначение,конструкцию и работу промежуточных реле электровоза ВЛ 80^Р.

Оборудование и инструменты: Панель №3 с промежуточными реле. электровоза ВЛ 80^Р.

Теоретические сведения

Промежуточные реле предназначены для размножения сигналов первичных реле и коммутации цепей управления.

Рисунок 17.1 - Промежуточное реле.

Рисунок 17.2 - Панель №3 электровоза ВЛ 80^Р

Реле 217 – промежуточное реле в цепи контакторов нагрузки 193, 194.

Реле 205 – реле времени, для включения реле 265.

Реле 218 – реле времени, обеспечивающее питание контакторов 193, 194 от провода Э1 в режиме РТ.

Реле 207 – промежуточное реле, для предотвращения звонковой работы ГВ.

Реле 267 – промежуточное реле, при срыве ЭПК снимает питание с контакторов 193, 194.

Реле 266 – промежуточное реле, для переключения БП из положения «Тяга» в положение «Торможение» и наоборот.

Реле 206 – реле времени, для переключения БП из положения «Тяга» в положение «Торможение» и наоборот.

Реле 264 – промежуточное реле, «0» КМЭ.

Реле 221-222 – промежуточные реле, для включения и отключения переключателей 81-82.

Реле 272 – промежуточное реле, для снятия нагрузки с контакторов 193, 194 при срабатывании САУТ.

Реле 219 – промежуточное реле в цепи контакторов возбуждения 46, 47 и реле 265 и 218.

Реле 269 – промежуточное реле в цепи подачи песка.

Реле 271 – промежуточное реле контроля целостности ТМ.

Реле 268 – промежуточное реле замещения рекуперативного тормоза.

Реле 214 – промежуточное реле, прекращает автоматическую подсыпку песка при скорости менее 10км/ч.

Рисунок 17.3 – Цепи управления токоприемников и главного выключателя электровоза ВЛ-80р.

Для включения главных выключателей необходимо:

1. Штурвал КМЭ в положении «0»;

2. Давление воздуха в резервуаре ГВ не менее 6,0 кгс/см²;

3. Должен быть поднят токоприёмник;

4. Тумблеры включения блоков управления 397, 398 на пульте машиниста в положении «Выключено»;

5. Кнопки на пульте машиниста включать в следующем порядке – «Цепи управления», «Сигнализация», «Блок управления», «Выключение ГВ»;

При включенной кнопки «Цепи управления» получат питание реле 264 по цепи: пр. Н0 »» автомат ВА2 «Цепи управления» »» пр. Н1 »» кн. «Цепи управления» »» пр. Н45 »» катушка кон-ра 192 »» ― цепи.

После включения кон-ра 192, его главный контакт замыкается в проводах Н1 и Э1. От пр.Э1 »» бл. тормозов 213 »» пр. Н2 »» бл. 19-20 главного вала КМЭ »» бл. 57-58 тормозного вала »» пр. Э11 »» катушка реле 264 »» ― цепи.

Реле 264 включатся и замкнут свои блок-контакты в цепи включающей катушки ГВ.

При давлении воздуха более 6,0 кгс/см² в резервуаре ГВ замкнутся контакты РД в минусовой цепи удерживающей и включающей катушек.

При включении кн. «Выключение ГВ» получает питание удерживающая катушка ГВ по цепи: пр. Э15 »» кн. Выключение ГВ» пр. Н88 »» бл. КМЭ 21-22 »» пр. Э13 »» бл. реле 248 »» пр. Н72 »» бл. реле 83 »» пр. Н75 »» бл. реле 88 »» пр. Н76 »» бл. реле 113 »» пр. Н77 »» бл. РТВ1 »» пр. Н78 »» бл. РМТ »» удерживающая катушка ГВ »» бл. РД »» ― цепи.

Удерживающие катушки ГВ получили питание на обеих секциях и притянули якорь, сжимая пружины в блоке управления ГВ.

При нажатии на импульсную кнопку «Включение ГВ и возврат реле» получит питание включающая катушка ГВ по цепи: пр. Э15 »» кн. «Включение ГВ и возврат реле» »» пр. Э14 »» бл. реле 248 »» пр. Н84 »» бл. реле 247 »» пр. Н 85 »» бл. реле 264 »» пр. Н86 »» бл. реле 207 »» пр. Н87 »» бл. БП »» пр. Н89 »» собственный бл. 4 »» включающая катушка ГВ »» ― цепи.

Включающая катушка ГВ получив питание, в блоке управления ГВ воздействует на включающий клапан, который открывает путь воздуху в цилиндр ГВ. Сжатый воздух из резервуара ГВ и полости включающего клапана поступает в цилиндр ГВ и перемещает поршень в крайнее левое положение. Шток поршня вращает поворотный вал, обеспечивая замыкание подвижных ножей высоковольтного контакта на неподвижный.

При повороте поворотного вала:

- сегмент, находящийся на валу, воздействует через толкатель и пружину на якорь удерживающей катушки, подготавливая её к отключению;

- сегмент, находящийся на валу и шарнирно связанный со штоком блок-контактов, обеспечивает их переключение.

Замыкаются контакты 4 в проводах:

Э15—Н297 - включает реле 221, 222 только при отключенном ГВ, исключает работу переключателей 81, 22 под нагрузкой;

Э18 — Э19 — Э34 - подает питание на катушку контактора 209 исправной секции при отключении ГВ на неисправной. Обеспечивает на ней работу вспомогательных машин; включает контактор 209 при питании вспомогательных машин от сети депо;

Н146—Н15, Н146—Н16 - включают быстродействующие выключатели 51—54 после включения ГВ.

Н89—4 вкл. - обесточивает включающую катушку ГВ после его включения из-за недопустимости длительного протекания тока через катушку.

Н86—Н92 - после включения ГВ подает питание на катушку реле 207, которое предотвращает его повторное включение при коротком замыкании в схеме.

Порядок выполнения работы

1. Наружным осмотром ознакомиться с конструкцией промежуточных реле и панелью №3.

2. Усвоить работу цепи управления токоприемников и главного выключателя

3. Сдать отчет по работе.

Содержание отчета

1. Назначение промежуточного реле РП-207.

2. Эскиз конструкции промежуточного реле РП-207.

3. Описать работу цепи управления токоприемников и главного выключателя при срабатывании реле РП-207

4. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Назначение блокировок промежуточного реле РП-248, РП-264.

2. Назначение промежуточных реле панели №3.

3.Принцип действия промежуточного реле.

Лабораторная работа №18

Исследование конструкции и принцип действия регулятора напряжения и распределительного щита

Цель: Изучить и усвоить конструкцию и работу регулятора напряжения и распределительного щита РЩ-53.

Оборудование и инструменты: Стенд с распределительным щитом РЩ-53. Электровоз ВЛ 80^р.

Теоретические сведения

Распределительный щит ЩР-53 совместно с ТРПШ-2 предназначен для преобразования переменного напряжения 380 В в напряжение 55 В постоянного тока питания системы формирования импульсов (СФИ) тиристорных преобразователей ВИП2-2200М и обеспечивает автоматическое снятие напряжения с СФИ, в случае превышения выходного напряжения величины 62±3 В.

Распределительный щит ЩР-53 представляет панель, на которой расположены регулятор напряжения РН-43, реле максимального тока Р, плата правления реле Р, рубильник В, нормальное положение которого – замкнут ножами вверх, блокировка, два предохранителя 100 А. С обратной стороны панели установлены: неуправляемый диодный мост Д1 – Д4, полууправляемый диодный мост Т2, Т3, Д7 – Д9, клеммы внешних соединений.

Питание ЩР-53 осуществляется от обмотки собственных нужд 380 В через контактор 135.

Рисунок 18.1 - Схема ЩР-53.

Общая защита трансформатора ТРПШ2 и СФИ ВИП осуществляется предохранителем 254 25 А (панель 2).

Защита цепей трансформатора ТН2 осуществляется предохранителем 253 3 А (панель 2).

Работа ЩР-53 аналогична РЩ-34. При превышении выходного напряжения 62±3 В, срабатывает реле Р и отключает питание катушки 135 контактора, снимая питание с ТРПШ2 и СФИ ВИП. Для питания СФИ ВИП в случае неисправности ЩР-53, схемой предусмотрен переход на питание от ЩР-53 другой секции, переводом рубильника В в нижнее положение.

Порядок выполнения работы

1. Усвоить назначение и конструкцию распределительного щита РЩ-53.

2. Изучить работу регулятора напряжения.

3. Сдать отчет по работе.

Содержание отчета

1. Наружным осмотром ознакомиться с конструкцией регулятора напряжения и распределительного щита РЩ-53.

2. Cхема распределительного щита РЩ-53.

3. Показать контур тока на схеме распределительного щита РЩ-53.

4. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о назначении регулятора напряжения.

2. В чем состоит принцип действия регулятора напряжения.

3. Назовите основные элементы конструкции регулятора напряжения РН-43.

Лабораторная работа №19

Исследование конструкции и работы тягового трансформатора

Цель: Ознакомиться с конструкцией и работой тягового трансформатора

Оборудование и инструменты: Обмотка тягового трансформатора электропоезда.

Теоретические сведения

Как известно, трансформаторы способны повышать или понижать подведенное напряжение переменного тока. Напомним, что на дорогах, электрифицированных на переменном токе, номинальное напряжение в контактной сети равно 25 кВ, а тяговые двигатели работают при номинальном напряжении 900—1600 В. Тяговые трансформаторы электровозов понижают напряжение до значения, наиболее благоприятного для работы тяговых двигателей. Известно, что отношение напряжения первичной обмотки U1 к напряжению вторичной обмотки U2 при холостом ходе может быть принято равным отношению чисел их витков (соответственно w1 и w2), т. е.  U1 : U2 = w1 : w2. Таким образом, выбирая необходимое соотношение между числом витков первичной и вторичной обмоток, можно менять соотношение напряжений и тем самым регулировать частоту вращения якорей тяговых двигателей. Это проще и экономичнее, чем регулировать ее, включая в цепь тяговых двигателей пусковые резисторы и применяя различные группировки двигателей. Следовательно, то или иное вторичное напряжение можно получить, изменяя число витков в первичной (рис. 19.1, а) или вторичной (рис. 19.1, б) обмотке. Какой же способ лучше?

Рисунок 19.1 - Схемы, поясняющие регулирование напряжения на первичной (а) и вторичной (б) сторонах тягового трансформатора

Казалось бы, удобнее изменять число витков в первичной обмотке понижающего трансформатора, так как ток в ней меньше. Однако регулировать напряжение U1 в широких пределах трудно по следующей причине. Если необходимо постепенно повышать напряжение на вторичной обмотке, то нужно, переключая соответствующие контакты 1, 2, 3, 4, уменьшать число витков первичной обмотки (см. рис. 19.1, а). Напряжение, приходящееся в этом случае на один виток, будет по мере выполнения переключений увеличиваться. Одновременно магнитный поток в магнитопроводе трансформатора будет индуцировать э. д. с. и в отключенных витках. Поэтому по мере уменьшения числа витков первичной обмотки напряжение между ее началом и концом будет возрастать. Если, например, число витков последней секции меньше числа витков всей обмотки в 5 раз, то при напряжении контактной сети 25 кВ напряжение между началом и концом первичной обмотки составит 25 * 5 = 125 кВ. На это напряжение должна быть рассчитана изоляция трансформатора. Понятно, что такой способ на электровозах, где требуется регулировать напряжение в широких пределах, не применяют.

Регулирование на стороне высшего напряжения тягового трансформатора. Как уже было отмечено (см. рис. 19.1, а), практически это регулирование нельзя осуществить изменением числа витков обмотки высшего напряжения. Приходится применять трансформаторы с регулировочной обмоткой Р (рис. 19.2). Эту обмотку размещают на дополнительном стержне сердечника трансформатора, площадь сечения которого вдвое больше, чем у остальных. Выводы (отпайки) регулировочной обмотки, представляющей собой автотрансформатор, используют для регулирования напряжения на первичной обмотке Р трансформатора, имеющего постоянный коэффициент трансформации, а значит, и на вторичной обмотке В.

Рисунок 19.2 - Схема регулирования напряжения на первичной стороне трансформатора с дополнительной регулировочной обмоткой

В начале пуска двигателей замкнут контактор 5 и весь магнитный поток, создаваемый обмоткои Р, замыкается через нижний стержень трансформатора. Напряжение на обмотке В равно нулю. Повышают напряжение на обмотках П и В, переключая контакторы 1—5. В результате этого часть магнитного потока, создаваемого обмоткой Р, ответвляется в средний стержень, а часть проходит через нижний. Число витков обмотки Р вдвое больше, чем обмотки В. Поэтому, когда переключатель секций обмотки Р займет среднее положение и число ее витков, подключенных к обмотке П, станет равным числу витков обмотки В, весь магнитный поток будет замыкаться через средний стержень. Дальнейшее уменьшение числа витков обмотки Р, подключенных к обмотке П, приведет к тому, что магнитный поток в среднем стержне станет больше, чем в верхнем, и избыточная часть его будет замыкаться через нижний стержень. Когда напряжение на обмотке Я достигнет напряжения контактной сети, половина магнитного потока среднего стержня пойдет через верхний и половина через нижний стержень. Следовательно, в верхнем стержне при любой позиции переключателя магнитный поток не изменяется, и поэтому в обмотке Р не возникнет напря­жение, превосходящее напряжение в контактной сети, как это происходит в схеме, показанной на рис. 19.1, а. Регулировочная обмотка  электровозных трансформаторов состоит из 32 — 35 секций. Достоинства системы регулирования на стороне высшего напряжения заключаются в сравнительно малых габаритных размерах переключающих аппаратов, так как токи здесь в 10—20 раз меньше, чем при регулировании на стороне низшего напряжения. Кроме того, напряжения секций регулировочной обмотки не должны быть обязательно равны, как сопротивления секций пусковых реостатов в параллельных ветвях силовой тяговой цепи электровозов постоянного тока. Ступени напряжения можно выбирать в зависимости от условий работы, на которые рассчитан электровоз. Однако при такой системе регулирования усложняется конструкция трансформатора и переключающей аппаратуры, рассчитанной на напряжение контактной  сети.  Кроме  того,  в  этом случае сравнительно невысок коэффициент мощности. Регулирование на стороне высшего напряжения использовано на электровозах ЧС4 и ЧС8, поставляемых в Советский Союз из Чехословакии. Электрическое оборудование, а также принятый принцип регулирования напряжения этих электровозов отражают традиции, существующие в зарубежном электровозостроении.

Регулирование на стороне низшего напряжения. На отечественных электровозах переменного тока всех серий регулируют напряжение на вторичной стороне трансформаторов (см. рис. 19.1, б). Осуществить практически это не так просто, как кажется на первый взгляд. Допустим, что в начале пуска был замкнут контактор 1 и к потребителю подводилось напряжение секции а. Чтобы увеличить напряжение, нужно к этой секции подсоединить секцию б, выключив контактор 1 и включив контактор 2. Но при этом на определенный промежуток времени потребитель был бы отключен от источника питания, т. е. электровоз работал бы рывками. Можно сделать и так: не отключая контактор 1, включить контактор 2 и только после этого выключить контактор 1. Однако и это плохо, потому что на некоторое время секция б окажется короткозамкнутой, что недопустимо. Поэтому секции трансформатора переключают, используя переходные реакторы (рис. 19.3, а) или резисторы.

Рисунок 19.3 - Схема переключения секций трансформатора с помощью переходного реактора

Реактор может быть выполнен без стального сердечника с обмоткой, имеющей вывод от средней точки. Особенность такого реактора заключается в том, что его индуктивное сопротивление зависит от направления токов в полуобмотках: при встречном включении сопротивление невелико, а при согласном (или при прохождении тока только в одной из полуобмоток) оно значительно больше. В исходном положении начало и конец реактора подключены к одному выводу вторичной обмотки трансформатора (допустим, к выводу 2). Ток нагрузки делится между полуобмотками реактора  поровну и  направлен  в  них встречно, поэтому индуктивное сопротивление реактора равно нулю. Чтобы увеличить напряжение, подводимое к потребителю, один вывод реактора отсоединяют от вывода 2 трансформатора и присоединяют к выводу 3 (рис.19.3, б), замыкая тем самым секцию 2—3 на переходной реактор. Ток в короткозамкнутом витке i0 не опасен для обмотки секции, так как он ограничен соответственно выбранным индуктивным сопротивлением реактора. Затем вывод реактора отсоединяют от вывода 2 трансформатора и присоединяют к выводу 3. В таком же порядке осуществляют последующие переключения секций трансформатора. Переходной реактор используют также и для увеличения числа ступеней регулирования напряжения, подводимого к тяговым двигателям. Для этого присоединяют к каждому выводу обмотки трансформатора два контактора (рис. 19.4, а).

Рисунок 19.4 - Схема включения переходного реактора на различных ступенях регулирования напряжения

Нечетные и четные контакторы соединяют соответственно с двумя шинами, между которыми включен переходной реактор. Если замкнуты контакты 1 и 2, к тяговым двигателям подводится напряжение первой секции, и ток в полуобмотках реактора направлен встречно так, как показано на рис. 54, б. Чтобы повысить напряжение, а зна­ит, к скорость электровоза, отключают контактор 2 и включают контактор 4 (рис. 19.4, б). При этом реактор работает как автотрансформатор и делит напряжение секции Uск пополам: к тяговым двигателям подводится напряжение Uск +0,5Uск = 1.5 Uск.Затем отключают контактор 1 н замыкают контактор 3: к тяговым двигателям подводится напряжение 2Uск и т. д. (потом 2,5Uск, 3Uск). Такой способ перехода позволяет получить числе ступеней, вдвое большее числа выводов трансформатора. Как видим, при регулировании напряжения контакторы 1—8 (см. рис. 19.4,а) разрывают и замыкают электрические цепи под током. Поэтому они должны быть снабжены дугогасящими устройствами. Однако обычно применяют несколько десятков контакторов; большое число дугогасящих устройств усложнило бы их размещение на электровозе н обслуживание в процессе эксплуатации. Поэтому на электровозах для переключения секций трансформатора устанавливают дополнительные контакторы с дугогашением, которые, включаясь и выключаясь в определенной последовательности, обеспечивают переключение остальных контакторов при обесточенной цепи. Для увеличения числа ступеней регулирования напряжения при небольшом числе выводов трансформаторов вторичная обмотка разделена на две. В каждой вторичной обмотке имеется некционированная (нерегулируемая) часть и секционированная (регулируемая); последняя состоит из четырех секций с одинаковым числом витков, а следовательно, одинаковым напряжением Uск. Вначале регулируемую и нерегулируемую части включают встречно (рис. 19.5, а).

Рисунок 19.5 - Схема включения нерегулируемой и регулируемой обмоток трансформатора

Напряжение нерегулируемой части обмотки Uн несколько больше суммарного напряжения секции регулируемой части, поэтому подводимое к двигателям напряжение Uд = Uн — 4Uск. Далее последовательно уменьшают число встречно включенных секций. При переключении их используют переходной реактор. Когда все секции выключены, напряжение, подводимое к тяговым двигателям, равно Uн. Для дальнейшего повышения напряжения нерегулируемую и регулируемую части обмотки включают согласно (рис. 56, б), последовательно подключая к нерегулируемой части одну за другой секции регулируемой. Наибольшее напряжение, подводимое к тяговым двигателям, Uд = Uн +4 Uск. Все переключения обмоток и секций с помощью контакторов с дугогашением и без него должны производиться в строго определенной последовательности. Осуществляют эти переключения групповым аппаратом, называемым главным контроллером.