книги из ГПНТБ / Сорокин, Владимир Иванович. Промышленные электровозы учебное пособие для учебно-курсовой сети и для подготовки квалифицированных рабочих на производстве

можении изменяется направление тока в обмотках возбужде­ ния. Сериесные генераторы не могут устойчиво работать парал­ лельно на общую нагрузку. Для устойчивой работы двигателей на генераторном режиме применяется перекрещивание обмоток возбуждения (рис. 134).

В этом случае ток двигателя 1 протекает через обмотку воз­ буждения двигателя 2 и ток двигателя 2 через обмотку возбуж­ дения двигателя 1. Если по каким-либо причинам увеличится напряжение на зажимах якоря двигателя 1, то от якоря через обмотку возбуждения двигателя 2 пойдет большой ток, который увеличит напряжение на зажимах якоря двигателя 2, и таким образом произойдет автоматическое выравнивание напряжения на зажимах якорей.

§ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ

1. Системы управления

Электрическое оборудование электровоза, соединенное между собой проводами в определенной последовательности, состав­ ляет электрическую схему электровоза. На электрических схе­ мах оборудование и аппаратура электровоза обозначаются ус­ ловными знаками.

При ведении поезда необходимо, чтобы схема позволила производство следующих операций: изменение скорости движе­ ния поезда от нуля до максимальной величины, соединение всех тяговых двигателей по последовательной схеме, переключение их на смешанное или параллельное включение, движение с вы­ ключенными двигателями, соединение двигателей по схеме электрического торможения, а также переключение двигателей для движения поезда в обратном направлении.

Для производства этих операций применяются две системы управления силовыми двигателями: непосредственная и дистан­ ционная. При системе непосредственного управления аппараты, производящие переключение в цепи двигателей, приводятся в действие от руки машиниста. При системе дистанционного управления аппараты, производящие переключение в цепи дви­ гателей, управляются индивидуальными или групповыми кон­ такторами при помощи контроллера управления из кабины ма­ шиниста.

Простейшая схема непосредственного управления тяговыми двигателями показана на рис. 135. Напряжение 1500 в подво­ дится к медному сегменту 1 вала контроллера. При повороте ручки 2 вала контроллера включаются тяговые двигатели по­ следовательно с пусковыми сопротивлениями 3; при дальней­ шем повороте ручки производится выключение пусковых сопро­ тивлений и тем самым разгон поезда.

Простейшая схема косвенного управления тяговыми двига-

210

телями при помощи электропневматических контакторов приве­ дена на рис. 136. При повороте рукоятки 1 контроллера маши-

!5О0в

Рис. 135. Принципиальная схема силового контроллера

ниста сегмент 2 подает напряжение на катушку 3 контактора а. Якорь катушки, поднимаясь, открывает клапан 4 и впускает воз­ дух из трубы 5 в цилиндр 6 контактора. Поршень 7 цилиндра

управления тяговыми двигателями при помощи индивидуальных контакторов

контактора движется вниз, контакты 8 замыкаются, производя включение тяговых двигателей через пусковой реостат 9. При дальнейшем повороте рукоятки включаются катушки контакто­ ров б и в , закорачивая постепенно пусковые сопротивления. Таким образом осуществляется разгон поезда.

Последовательность замыкания контакторов дается обычно в виде таблицы, в которой указывается, на какой позиции конт­ роллера машиниста должны быть включены те или иные кон­ такторы.

В табл. 13 приведена последовательность замыкания контак­ торов для разобранного выше примера.

Т а б л и ц а 13

Таблица замыкания контакторов дает возможность легко установить, какие должны быть замкнуты контакторы на той или иной позиции контроллера машиниста. Так как управление кон­ такторами производится низковольтными цепями, то нарушение последовательности замыкания контакторов указывает на неис­ правности в этих цепях.

Системы с косвенным управлением по конструкции аппара­ тов управления можно разделить на систему с индивидуальными контакторами, систему с групповыми контакторами и смешан­ ные системы (индивидуально-групповые).

В системе с индивидуальными контакторами применяется большое количество электрических блокировок контакторов между собой. Электрические блокировки при этой системе при­ ходится применять не только между контакторами, но и между другими аппаратами, обеспечивая максимальную гибкость си­ стемы управления и надежность ее действия в эксплуатации. При большом количестве блокировок они иногда сами являются причиной неисправности системы вследствие, например, окисле­ ния или загрязнения их контактирующих поверхностей.

Система управления с групповыми контакторами не имеет недостатков системы с индивидуальными контакторами, так как необходимая последовательность действия контакторных эле­ ментов определяется соответствующей конфигурацией и относи­ тельным угловым смещением на кулачковом валу кулачковых шайб и поэтому не требует блокировки отдельных контакторных элементов. Система с групповыми контакторами допускает лег­ кую и простую автоматизацию управления.

На мощных промышленных электровозах применяются пер­ вые две системы: электровозы 1УКП-1, EL-1 и EL-2 выполнены по системе с индивидуальными контакторами, а электровозы 13Е-1 и 21Е-1 по системе с групповыми контакторами.

Смешанная система (индивидуально-групповая) применяется в сложных электровозных схемах при большом количестве кон­

212

такторов и большом числе позиций разгона. В основном эта система применяется для магистральных электровозов.

Применение системы непосредственного управления ограни­ чивается мощностью и напряжением контактной сети: при воз­ растании мощности разрыв силовой цепи влечет подгорание пальцев и сегментов контроллеров; контроллер получается весьма громоздким; при напряжении 825 в и выше система непосредст­ венного управления представляет опасность для машинистов. Эти недостатки заставили отказаться от системы непосредствен­ ного управления.

Электрические цепи электровозов подразделяются на сило­ вую цепь тяговых двигателей, цепь вспомогательных машин и отопления, цепь управления, цепь освещения и сигнализации.

Силовая цепь включает в себя тяговые двигатели, реостаты, контакторы, аппараты защиты, изменения направления враще­ ния двигателей и переключатели. Эта цепь является главной рабочей силовой цепью. Питание силовой цепи происходит от контактной сети при помощи центральных или боковых токо­ приемников.

Силовая цепь вспомогательных машин состоит из двигателей компрессоров, двигателей вентиляторов, отопительных приборов и сетевого вольтметра. Кроме того, в нее. входят все приборы и аппараты для запуска и защиты вспомогательных машин.

Цепь управления включает в себя аккумуляторную бата­ рею, контроллер машиниста, катушки электромагнитных венти­ лей, контакторов и других аппаратов, блокировочные контакты аппаратов, низковольтные контакты защитных реле, регуля­ тор напряжения и др. Назначение цепи управления — произво­ дить включение и выключение аппаратов силовой цепи в необ­ ходимой последовательности. Для обеспечения необходимой по­ следовательности работы аппаратов силовой цепи большая часть аппаратов снабжена блокировочными контакторами, ко­ торые производят замыкание и размыкание проводов управле­ ния отдельных аппаратов. Питание цепи управления происходит от генератора или аккумуляторной батареи напряжением 50 в и

24 в.

Освещение электровоза и сигнализация включают в себя прожекторы, лобовые фонари, плафоны для освещения кабины и скосов, сигнальные лампы, плавкие вставки и относящиеся к этим цепям кнопочные или пакетные выключатели.

2. Условные обозначения электрических схем

Для изображения электрических схем использованы приве­ денные ниже графические изображения оборудования и аппа­ ратуры электровозов.

В схемах цепей управления под обозначением блокировоч­ ных контактов указано условное буквенное или цифровое обо-

2Щ

214

значение того прибора, на котором установлен данный блокиро­ вочный контакт. Буквенное или цифровое обозначение имеют и другие аппараты цепей управления.

3. Схема электрических соединений электровоза 1УКП-1 второго исполнения

Силовая цепь электровоза 1УКП-1 (рис. 137) * состоит из двух групп, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных двигателей. В каждую группу входят двигатели, расположенные на разных тележках. Двигатели 1 и 2 составляют первую группу, а двигатели 3 к 4 вторую группу. Группы дви­ гателей соединяются последовательно на позициях контроллера 1—16 и параллельно на позициях 17—27.

В табл. 14 приведен полный перечень машин и аппаратов электровоза 1УКП-1 второго исполнения с указанием номеров

* Схемы электрических соединений электровозов (рис. 137, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146 и 147) приложены в конце книги отдельными вкладками.

215

—1 Распределительный щиток . . . . РЩ-22Б-1

—4 Розетка междуэлектровозного сое-

—4 Штепсель междуэлектровозного

—1 Автоматический выключатель тор-

2 1 6

Силовая цепь тяговых двигателей

П о с л е д о в а т е л ь н о е с о е д и н е н и е д в и г а т е л е й . Последовательное соединение двигателей, как указывалось вы­ ше, осуществляется с 1 по 16 позиции контроллера машиниста. На первой позиции контроллера машиниста включаются линей­

нее положение ножей) собирается цепь, в которой все четыре двигателя включены последовательно с полностью введенными пусковыми сопротивлениями.

Ток от токоприемника 34 (или 35—36 при боковой сети) про­ ходит последовательно через главный предохранитель 44, разъе­ динитель ГВ, катушку 40 общего реле перегрузки РП, линейные

вых двигателей 1 и 2, контакт реверсора Р1-К1, обмотки возбуждения 1 и 2 двигателей, контакт реверсора КК2-Р2, нож отключателя двигателей ОМЗ-4, контактор 16, нож отклю­ чателя двигателей ОМ1-2, нож ОМЗ-4, катушку РПЗ-4, контакт реверсора РЗ-КЗ, обмотки возбуждения 3 и 4 тяговых двигате­ лей 3 и 4, контакт реверсора КК4-Р4, якоря двигателей 3 и 4, шунт амперметра 130, земля.

Перевод ездовой (главной) рукоятки контроллера машини­ ста на последующие позиции до 16 включительно обеспечивает разгон электровоза закорачиванием секций пусковых сопротив­ лений при помощи включения соответствующих реостатных кон­ такторов. На этих позициях силовая цепь самих тяговых двига­ телей не изменяется, так как контакторы 1, 2, 3 и 13, 16, 23 остаются включенными, а секции пусковых сопротивлений по­ степенно закорачиваются или подключаются параллельно друг

вых двигателей закорочены. Эта позиция является так же, как и позиция 15, ходовой и вместе с тем подготовительной к пере­ ходу с последовательного соединения на последовательно-парал­ лельное.

П е р е х о д с п о с л е д о в а т е л ь н о г о на п о с л е д о ­ в а т е л ь н о - п а р а л л е л ь н о е с о е д и н е н и е д в и г а т е ­ лей. На первой переходной позиции включены контакторы 1, 2, 3, 4, 5, 8, 16 и 23. Двигатели остаются соединенными после­ довательно, но включается вновь секция пусковых сопротивле­ ний R7-R12-, на второй переходной позиции включается кон­

217

тактор 20, вследствие чего группа двигателей 3 и 4 закорачи­ вается и подготовляется к отключению; на третьей переходной позиции выключается контактор 16, вследствие чего закорочен­ ная группа двигателей 3 и 4 отключается и подготовляется к па­ раллельному подключению; на четвертой переходной позиции включается контактор 22, вследствие чего цепь тяговых двигате­

14, 20, 22 и 23, причем вновь включенный контактор 14 является уравнительным соединением двух цепей пусковых сопротив­ лений.

Ток от токоприемника 34 или 35—36 через главный предо­ хранитель 44, разъединитель силовой цепи ГВ, катушку реле перегрузки РП идет по двум параллельным ветвям пусковых сопротивлений:

перрая ветвь — линейные контакторы 1, 2 я 3, секция пуско­ вых сопротивлений R1-R2, контактор 8, секции пусковых сопро­ тивлений R3-R4, R4-R5, R5-R6, контактор 22, нож отключателя двигателей ОМЗ-4, катушку реле перегрузки РПЗ-4, контакт ре­ версора РЗ-КЗ, обмотки возбуждения двигателей 3 я 4, контакт реверсора КК4-Р4, якоря тяговых двигателей 3 и 4, шунт ампер­ метра 130, земля;

вторая ветвь — линейные контакторы 4, 5 я 6, секции пуско­ вых сопротивлений R7-R8, R8-R9, R9-R10, R10-R11, R11-R12,

контактор 23, нож отключателя двигателей ОМ1-2, катушку

На остальных позициях параллельного соединения групп дви­ гателей силовая цепь самих двигателей не меняется, а пуско­ вые сопротивления закорачиваются и подключаются в различ­ ные группы, причем уравнительный контактор 14 дает возмож­ ность производить операции в любой группе сопротивлений, исключая неравенство токов в параллельных цепях групп дви­ гателей.

На позиции 27 включены контакторы 8, 9, 10, 11, 15, 17, 19 и 21. Все секции пусковых сопротивлений выведены из цепей

двигателя он может быть отключен вместе с другим двигателем, входящим в эту группу, отключателем двигателей.

Последовательность вывода пусковых сопротивлений ос­ тается прежней, как на позициях с 1 по 16, так и на позициях е 17.no 27, только меняется цепь самих двигателей.

218

При отключении двигателей 3 и 4 (первая позиция контрол­ лера машиниста) образуется следующая цепь: токоприемник 34, главный предохранитель 44, разъединитель ГВ, катушка 30, ли­

23, контакты 02-03, нож отключателя двигателей ОМ1-2, провод 03, нож ОМЗ-4, реле РПЗ-4, контакт реверсора, обмотки возбуж­ дения двигателей 3 и 4, контакт реверсора РЗ-КЗ, якоря двига­ телей 3 и 4, шунт амперметра 130, земля.

тяговых двигателей происходит для другой группы так, как если бы обе группы были соединены параллельно. Разница в том, что в неотключенной группе больше величина пускового сопротивле­ ния. С 1 по 16 позицию это сопротивление постепенно выводится до конца, на позиции 17 оно вводится опять и постепенно к по­ зиции 27 выводится. Блокировки для предотвращения повтор­ ного пуска с позиции 17 нет, поэтому при отключенной группе двигателей переводить рукоятку контроллера машиниста за по­ зицию 16 не рекомендуется.

Р а б о т а с х е м ы на т о р м о з н о м р е ж и м е . Для того чтобы осуществить тормозной режим, необходимо видоиз­ менить силовую схему следующим образом (рис. 138):

а) отключить силовую цепь двигателя от контактной сети; б) переключить обмотки возбуждения по перекрестной

схеме; при этом ток якоря двигателей 1 и 3 должен проходить обмотки возбуждения двигателей 2 и 4, а ток якоря двигателей 2 и 4 должен проходить через обмотки возбуждения двигателей

/ и 3\

в) соединить двигатели в две параллельные группы; г) предотвратить изменение направления тока в обмотках

возбуждения двигателей для возможности самовозбуждения ма­ шин при переходе на генераторный режим;

д) замкнуть двигатели на сопротивление.

Операции, перечисленные в пункте «а» выполняют контак­ торы 1, 2, 3, 4, 5 и 6, в пунктах «б», «г», «д»— тормозные кон­ такторы 18 и 24, в пункте «в» — контакторы 14 и 20.

219