№ 1

Основные источники электроснабжения. Назначение.

Контактная сеть

Основным источником электроснабжения вагонов является контактная сеть метрополитена, обеспечивающая питанием силовых и вспомогательных высоковольтных цепей вагонов номинальным напряжением постоянного тока 750в. Подача напряжения от контактной сети на вагоны осуществляется от третьего контактного рельса через башмаки токоприемников

Батарея аккумуляторная (АКБ)-

Щелочная аккумуляторная батарея напряжением 62,5в, предназначена для питания цепей управления, а также низковольтных вспомогательных цепей вагона. АКБ состоит из 52 аккумуляторов, соединенных между собой последовательно. Для ящика аккумуляторной батареи применяется пожаробезопасный металлический модуль, обработанный щелочнозащитнымтрудногорючим изоляционным материалом. Аккумуляторы по 4 штуки установлены в 13 модульных блоках, которые размещены в ящике. Аккумуляторы состоят из блоков положительных и отрицательных пластин, выполненных в виде стальных никелированных решеток, ячейки которых наполнены активной массой и размещенных в металлическом корпусе. Активная масса положительных пластин – гидрат окиси никеля, активная масса отрицательных пластин - губчатый кадмий. Через верхнее отверстие в корпусе элемента заливают электролит плотностью 1,19 – 1,21 г/см. Отверстие закрывается пробкой. Все плюсовые клеммы АКБ на составе соединяют к 549, 550 поездным проводам. Заземление минусовых клемм происходит в блоке соединений (земляной блок) БС-1.При отсутствии напряжения контактной сети. АКБ также обеспечивает работу системы вентиляции салона с 50 % производительностью, аварийного освещения и красных сигнальных фонарей.

Схема электрическихсоединений (АБ)

АКБ включена параллельно с ИПП-10. Электрическая ёмкость одного элемента – 55 Ампер-часов, номинальное напряжение элемента – 1,2В, а всей батареи – 62,5В.

В металлическом корпусе (1) находится пластиковый корпус (7), внутри расположены два пакета (10 и 11) из плюсовых и минусовых стальных никелированных решёток с активной массой (8) внутри ячеек (9). Решётки каждого пакета соединены скобой с соответствующими им клеммами в верхней части « - » или « + ».

Отверстие для залива электролита закрывается пробкой (3) с резиновым уплотнением, которое выполняет роль сапуна, выпуская газы при увеличении давления внутри корпуса банки в процессе работы. Все элементы батареи соединены последовательно.

П люсовая клемма подключается к 549, 550 поездным проводам, а минусовая клемма - через блок БС-1 с проводами 500 и 501.

Модульный блок Выключатель батареи (ВБ-13)

Источник Питания Программируемый (ИПП-6, ИПП-10)

Дополнительным источником питания бортовой сети является источники питания (ИПП-6, ИПП-10.), предназначенные для преобразования напряжения контактной сети постоянного тока 750в в постоянное стабилизированное напряжение (80±2) вольта.

На вагоне 81-740.1 установлено два источника электропитания ИПП-6 и ИПП-10, на вагоне 81-741 только ИПП-10.

Подключение источников электропитания ИПП-6 и ИПП-10 к высоковольтным цепям вагонов обеспечивается контактами КМ1.1 и КМ1.2 электромагнитного контактора КМ, (установленного в БК-01) через демпферный резистор по цепи: токоприемник ТР, силовая втулка, силовая коробка, БРУ (через вставку 63А FU2), через вставку 10А, демперный резистор R2, БК – 01 (контакты эл.магнитных контакторов КМ 1.1 и КМ 1.2), источник питания ИПП, БС-1 (земляная коробка), ЗУМ, земля.

Источник питания ИПП-10 головного вагона, работающий в буферном режиме с АКБ, предназначен для питания цепей управления вагона, в том числе резервных и вспомогательных, подзаряда АКБ, а также для питания систем освещения кабины и салона, тепловентилятора и кондиционера кабины машиниста, наружного освещения и других электропотребителей вагона.

Источник питания ИПП-6 установленный на головном вагоне и предназначен для питания аппаратуры систем отопления и вентиляции салонов (СОВС).

Включение ИПП

Подключение ИПП производится тумблером S13 «Включение ИПП», расположенным на вспомогательном пульте машиниста, при этом сигнал ( команда) на включение передается в БУП. БУП по манчестерской связи передает эту команду в БУВ- ы вагонов, которые передают ее в ИПП и на всех вагонах включаются ИПП. Подключение ИПП к высокому напряжению происходит при включении контактора КМ-1. Контактор КМ-1, включившись своими замыкающими силовыми контактами замыкает цепь «+750в», и на контакте разъема ИПП появляется напряжение контактной сети.

Источники специального напряжения

Для обеспечения работы отдельных систем вагонного оборудования специальным напряжением на головных вагонах используются дополнительные источники питания - преобразователи и инверторы, к которым относятся:

• блоки питания фар (БПФ) - 3 шт.

• блок питания системы видеонаблюдения (БПВ) - 1 шт.

• инвертор из комплекта кондиционера

• источник питания контейнера тягового привода 1шт

• блок питания тепловентилятора 1шт

• блок питания вентиляторов контейнера тягового привода и тормозного резистора 1шт

№ 2

3. Состав комплекта электрооборудования. Перечислить.

1. Тяговый асинхронный двигатель ДАТЭ-170-4.

2. Контейнер тягового инвертора КТИ.

3. Дроссель сетевого фильтра ДСФ.

4. Тормозной резистор.

№ 3

1. Тяговый асинхронный двигатель ДАТЭ-170-4. Назначение. Устройство. Работа.

Принцип работы асинхронного двигателя, как и любой другой электрической машины, заключается во взаимодействии двух магнитных полей, созданных током в обмотках статора и обмотках ротора.

Обмотка статора, питаемая трехфазным переменным током, создает вращающееся магнитное поле, которое индуктирует ток в обмотке ротора. Возникает магнитное поле ротора. В результате взаимодействия двух магнитных полей в двигателе возникает вращающий момент, направленный в сторону вращения поля статора.

Асинхронная машина состоит из статора, ротора и двух подшипниковых щитов, объединяющих ротор и статор в единую конструкцию.

С татор – неподвижная часть машины – состоит из станины, сердечника и трехфазной обмотки. Ротор – подвижная часть машины – состоит из вала, сердечника и короткозамкнутой обмотки. Обмотка ротора выполнена бесконтактной (она не имеет электрического соединения с внешней цепью).

Все элементы магнитной системы пронизываются переменным магнитным потоком, поэтому сердечники ротора (рис. 3) и статора выполняют из листов электротехнической стали, электрически изолированных один от другого. В результате этого уменьшается вредное действие вихревых токов, возникающих в стали сердечников. Сердечники статора и ротора имеют пазы, в которых располагают проводники соответствующих обмоток. Э лементом обмотки статора является

катушки, разбитые на три группы по числу фаз. В каждой группе катушки электрически соединяются, образуя одну фазу обмотки, т. е. отдельную электрическую цепь. В асинхронных двигателях используются два способа соединения фаз обмоток между собой: «звездой» или «треугольником».

О бмотка ротора выполнена в виде «беличьей клетки» из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни обмотки вставляют в пазы ротора без какой-либо изоляции, так как напряжение в короткозамкнутой обмотке

Ротор.

ротора равно нулю.

В медных короткозамыкающих кольцах профрезеровываются прорези в соответствии с размерами прямоугольных стержней. Стержни и кольца припаиваются друг к другу тугоплавкими припоями.

В двигателях мощностью до 100 кВт стержни «беличьей клетки» могут изготавливаться путем заливки расплавленного алюминия под давлением в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями отливают соединяющие их торцевые короткозамыкающие кольца.

На валу ротора располагают вентилятор, который осуществляет принудительную вентиляцию нагретых частей машины (обмоток и сердечников статора и ротора), позволяя получить от двигателя большую мощность. В роторах с литой обмоткой лопасти вентилятора отливают совместно с торцевыми кольцами.

Образование вращающего электромагнитного момента в асинхронной электрической машине.

Т рехфазный переменный ток, питающий обмотки статора в режиме электродвигателя, создает вращающееся магнитное поле, магнитные силовые линии которого пересекают проводники обмотки неподвижного ротора. На рис. 5 принято вращение магнитного поля по часовой стрелке. По закону электромагнитной индукции в проводниках ротора возникает электродвижущая сила, направление

Рис. 5. Образование вращающего момента.

которой определяется правилом правой

руки. В короткозамкнутой обмотке начинает протекать электрический ток. На рис. 5 в левом проводнике направление тока обозначено «х», что означает протекание тока «от наблюдателя» (за плоскость рисунка), в правом проводнике ток протекает в противоположную сторону (обозначено «точкой»). По правилу левой руки

определяется направление действия сил на проводники (обозначеныFна рис. 5). Под действием пары сил F возникает вращающий момент, направленный в сторону вращения поля статора и ротор начинает вращение. Таким образом, статорный ток вызывает или индуктирует ток ротора, поэтому очень часто асинхронные машины называют индукционными.

Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками. Для этого достаточно изменить чередование фаз трехфазного тока.

№ 4

1 Контейнер тягового инвертора – кти. Назначение кти. Состав оборудования,входящего в кти.

Контейнер тягового инвертора предназначен для размещения оборудования и аппаратуры управления тяговым приводом и питания четырех асинхронных тяговых двигателей. Тяговый инвертор,оборудование которого размещается в контейнере, является преобразователем напряжения контактной сети в трехфазное напряжение, регулируемое по амплитуде и частоте. Контейнер содержит:

-линейный контактор ЛК;

-зарядный контактор ЗК;

-зарядный резистор R_З;

-датчики входного и обратного тока ДТ_ВХ и ДТ_ВЫХ;

-источник вторичного электропитания ИПК;

-панель промежуточных реле ПР;

-блок управления тяговым приводом БУТП;

-датчики тока и напряжения ДТ_W, ДТ_V, ДН1,ДН2 и ДН_С;

-модуль силового инвертора МСИ (транзисторы VT1-VT8);

-вентилятор охлаждения МСИ;

-блок питания вентиляторов БПВ;

-промежуточный дроссель L_П;

-выключатель быстродействующий БВ;

-разрядный резистор R_Р;

-варисторы R_OГР1 и R_OГР2;

-конденсатор сетевого фильтра С_Ф;

-конденсатор инвертора С_И.

В не контейнера смонтированы дроссель сетевого фильтра L_Ф и тормозной резистор

Принципиальная схема тягового инвертора.

Отсек контакторов.

Содержит линейный контактор ЛК, зарядный контактор конденсатора сетевого фильтра ЗК, предохранитель блока питания вентиляторов ПП-29 номиналом 31,5 А.

Линейный контактор предназначен для подачи питания контактной сети на силовой инвертор и отключения его при возникновении неисправности, а также при электрическом реостатном торможении. Включением линейного контактора управляет блок управления тяговым приводом через промежуточное реле на панели реле.

По конструкции линейный контактор является однополюсным электромагнитным, оборудован дугогасительным устройством. Линейный контактор имеет вспомогательные низковольтные контакты, использующиеся для передачи в БУТП информации о состоянии главных (силовых) контактов.

Отключению линейного контактора предшествует снятие управляющих сигналов с транзисторов модуля силового инвертора, при этом контактор не разрывает цепь под нагрузкой. Однако при возникновении аварийного режима контактор способен разорвать ток перегрузки в силовой цепи.

Зарядный контактор предназначен для подключения к контактной сети конденсатора сетевого фильтра через резистор с целью ограничения тока заряда. В качестве зарядного используется электромагнитный контактор МК1-20М, имеющим дугогасительное устройство. Он также имеет вспомогательные низковольтные контакты, использующиеся для передачи в БУТП информации о состоянии главных контактов. Включением зарядного контактора управляет блок управления тяговым приводом через промежуточное реле на панели реле.

Размещенный в отсеке предохранитель блока питания вентиляторов предназначен для защиты цепей питания вентиляторов от коротких замыканий и перегрузок.

Отсек дифференциальной защиты.

В отсеке расположены датчик прямого линейного тока и датчик обратного тягового тока.

Датчик тока предназначен для формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемому току, для БУТП в качестве сигналов для формирования команд управления модулем силового инвертора и защиты тягового привода от перегрузок. Датчик имеет гальваническую развязку между первичной и вторичной цепями. Диапазон измеряемого тока до 2000 А. Сигнал о величине входного тока используется в БУТП для электронной защиты силового модуля от превышения потребляемого тока. Сигнал о величине обратного тока используется в БУТП для электронной дифференциальной защиты, которая контролирует прямой и обратный токи на наличие их разности для обнаружения замыкания на «землю» (утечки тока) внутри тягового оборудования.