3017_EI

т.е. она должна быть тем больше, чем больше масса М. Для уменьшения массы все детали подвижной системы выполняют возможно более легкими; обычно применяют рамы из тонкостенных стальных труб. Наиболее существенное значение имеет облегчение контактного полоза и всех деталей, расположенных в верхнем узле токоприемника.

Для токоприемников высокоскоростного ЭПС особенно важны аэродинамические качества, которые оценивают по дополнительному нажатию полоза на провод под воздействием потока воздуха: оно мало при скорости ниже 80-100 км/ч, а при больших скоростях быстро возрастает и может превосходить статическое нажатие.

Токоприемник любого ЭПС должен обладать также малой парусностью, т.е. под воздействием сильного ветра не подниматься самопроизвольно и не вызывать опасного отжатия контактного провода.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с конструкцией токоприемника Т-5М1 электровоза ВЛ-10 на полигоне СамГУПС, в лаборатории.

2.Выполнить подъем и опускание токоприемника в лабораторных условиях под контролем преподавателя.

3.Разобрать принцип действия привода для подъема и опускания токоприемника.

4.Изучить техническую характеристику токоприемника Т-5М1.

Содержание отчета

1.Краткое описание конструкции и принципа действия токоприемника.

2.Привести кинематическую схему токоприемника T-5M1.

3.Привести техническую характеристику токоприемника T-5M1.

4.Составить выводы об условиях работы токоприемников.

Лабораторная работа № 7

АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия основных аппаратов защиты ЭПС постоянного и переменного тока: быстродействующего выключателя БВП5 и главного выключателя ВОВ25У.

Краткие теоретические сведения

Среди прочих аварийных режимов на ЭПС наиболее опасными являются режимы короткого замыкания в силовых цепях. При возникновении короткого замыкания за счет значительного уменьшения сопротивления цепи ток в ней может достичь больших

21

величин и, как правило, существует в виде электрической дуги в каком-либо аппарате или кабеле.

Электрическая дуга сопровождается большим выделением тепла и вызывает пожар, если ее вовремя не погасить. Гасить электрическую дугу можно только разорвав цепь тока, который эту дугу питает.

Для разрыва силовых цепей в аварийных ритмах предназначены быстродействующие выключатели (БВ) на ЭПС постоянного тока и главные выключатели (ГВ) на ЭПС переменного тока.

Электрический ток, в том числе и в виде электрической дуги, – это поток заряженных частиц (электронов, ионов и т.д.). При повышении температуры в районе возникновения дуги молекулы воздуха ионизируют, увеличивая, поток заряженных частиц. Одновременно с ионизацией молекул воздуха происходит деионизация (т.е. соединение положительно и отрицательно заряженных частиц в молекулы). Для гашения дуги необходимо, чтобы количество молекул воздуха, возникших в результате деионизации, превышало количество молекул, распадающихся на ионы. Это условие соблюдается, если дугу интенсивно охлаждать, например, за счет увеличения ее длины, перемещения ее в пространстве и т.д. Поэтому все устройства, предназначенные для разрыва цепей под током, который при определенных условиях всегда сопровождается возникновением дуги между расходящимися контактами, должны быть сконструированы с учетом условий надёжного достаточно быстрого ее разрыва.

Одним из способов увеличения длины дуги и перемещения, ее в пространстве является так называемое «магнитное дутьё», смысл которого поясняется на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема удлинения дуги с помощью магнитного дутья

22

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, направление которой определяется правилом левой руки.

Электрическая дуга, являющаяся особой разновидностью проводника с током, будет двигаться в направлении, указанном стрелкой.

Быстродействующий включатель устроен так, что режим его включения определяется взаимодействием постоянной намагничивающей силы сердечника из стали и направленной ей навстречу размагничивающей силы, пропорциональной току короткого замыкания.

При переменном токе гашение дуги облегчается вследствие того, что ток периодически меняет направление, т.е. проходит через нуль. Кроме того, ГВ ЭПС переменного тока устанавливается в цепи первичной обмотки трансформатора, где протекает ток значительно меньшей величины, чем в цепях тяговых двигателей. Поэтому ГВ работает в более легких условиях, чем БВ. В ГВ использован другой способ гашения дуги, чем в БВ. Здесь дуга удлиняется с помощью воздушного дутья.

Порядок выполнения работы

1.По плакатам, натурному образу и источникам изучить назначение, конструкцию

ипринцип действия БВ.

2.По плакатам, натурному образу и источникам изучить назначение, конструкцию

ипринцип действия ГВ.

Содержание отчета

1.Назначение БВ и ГВ.

2.Кинематические схемы БВ или ГВ.

3.Название и назначение отдельных их элементов.

4.Описание последовательности физических процессов, протекающих при включении и выключении под действием тока короткого замыкания в элементах конструкции БВ и ГВ.

5.Выводы по работе.

Лабораторная работа № 8

КОНТРОЛЛЕРЫ МАШИНИСТА

Цель работы: изучить конструкцию, принцип действия и назначение контроллеров машиниста.

Краткие теоретические сведения

Тяговые двигатели и электрические аппараты электроподвижного состава во время его работы находятся под высоким, смертельно опасным для обслуживающего персонала

23

напряжением (более 1000 В). Поэтому управление тяговыми двигателями и аппаратами на ЭПС может быть только дистанционным. Контроллеры машиниста служат для дистанционного управления силовыми высоковольтными аппаратами с целью регулирования следующих режимов: пуск и регулирование скорости, электрическое торможение (если оно имеется), реверсирование (перемена направления движения).

Дистанционное управление предусматривает включение, переключение различных силовых аппаратов (замыкающих и размыкающих электрические цепи больших токов при высоких напряжениях) с помощью электрических и электропневматических приводов, работающих при относительно небольших токах и напряжении цепей управления (как правило, 50 В постоянного тока). Цепи управления получают электрическую энергию от аккумуляторной батареи, от генератора управления или специального трансформатора на современных электровозах переменного тока.

Поэтому контроллер машиниста содержит контактные элементы (электрические выключатели особой конструкции), которые замыкаются или размыкаются с помощью рукояток контроллера.

Так как силовых аппаратов на ЭПС достаточно много, столь же много должно быть и контакторных элементов контроллера. Однако контроллер не может иметь большое количество отдельных рукояток для замыкания или размыкания каждого контакторного элемента, чтобы не усложнять работу машиниста. Для сокращения количества рукояток при заранее известной последовательности включения силовых аппаратов, каждый из контакторных элементов контроллера замыкается или размыкается при определенном угле поворота рукоятки контроллера. Это достигается тем, что на валу контроллера, связанного с рукояткой, расположены кулачковые шайбы (шайбы, имеющие выступы – кулачки на поверхности), поэтому вал контроллера называют кулачковым валом. Каждая кулачковая шайба находится в соприкосновении с роликом контакторного элемента, т.е. контакты контакторного элемента могут быть замкнуты или разомкнуты в зависимости от того с выступом (кулачком) или впадиной шайбы соприкасается ролик контакторного элемента. Угол поворота рукоятки контроллера характеризует позицию управления, которая фиксируется на секторе, расположенном на крышке контроллера.

Контроллер имеет несколько рукояток и кулачковых валов для управления разными режимами ведения поезда (тяга, электрическое торможение, реверсирование). Для того, чтобы исключить срабатывание силовых аппаратов, которые не должны включаться или выключаться в выбранном ранее режиме (в тяге не должны работать аппараты, обеспечивающие электрическое торможение, и, наоборот), в контроллере предусмотрены механические устройства (блокировка не позволяющие поворачивать некоторые другие рукоятки, если уже сдвинута из нулевого положения одна из них.

В контроллере предусмотрено также устройство, которое не позволяет постороннему человеку привести в движение электровоз, Для этого используется

24

съемная рукоятка, как правило, реверсивная, служащая своеобразным ключом к контроллеру. Иногда в качестве рукояток используются кольцевые – штурвалы.

При полуавтоматическом или автоматическом управлении, когда определенную последовательность включения и выключения силовых аппаратов обеспечивает специальное устройство (например, групповой переключатель или главный контроллер), конструкция контроллера машиниста упрощается. Переход с позиции на позицию может осуществляться качанием главной рукоятки между двумя ее положениями, а автоматическому набору или сбросу позиций соответствуют фиксированные положения главной рукоятки контроллера машиниста.

Порядок выполнения работы

1.На полигоне СамГУПС и в лаборатории по натурному образу изучить конструкцию и принцип действия контроллера машиниста электровоза постоянного тока.

2.По модели и литературе изучить конструкцию и принцип действия контроллера машиниста электровоза переменного тока.

3.Составить таблицу замыкания контакторных элементов вала тягового режима контроллера машиниста электровоза постоянного тока.

Содержание отчета

1.Назначение контроллера.

2.Описать название и назначение рукояток контроллера машиниста электровоза постоянного тока, количество фиксированных позиций каждой рукоятки.

3.Эскиз контакторного элемента контроллера и кулачковой шайбы.

4.Таблица замыкания контакторных элементов контроллера электровоза постоянного тока.

5.Эскиз расположения рукояток контроллера машиниста электровоза переменного тока на его крышке и положения фиксированных позиций.

6.Выводы по работе.

25

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Электровозы ВЛ 10 и ВЛ10у / под ред. О.А. Кикнадзе. – М.: Транспорт, 1981. – 520

с.

2.Цукало П.В. Электропоезда ЭР2 и ЭР2Р / П.В. Цукало, Н.Г. Ерошкин. – М.:

Транспорт, 1986. – 359 с.

3.Медель В.Е.. Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика. – М.: Транспорт, 1974. – 232 с.

4.Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог / И.В. Бирюков [и

др.]. – М.: Транспорт, 1986. – 256 с.

5.Механическая часть тягового подвижного состава : учебник для вузов ж.-д. трансп.

/под ред. И.В. Бирюкова. – М.: Транспорт, 1992. – 440 с.

6.Подвижной состав и основы тяги поездов : учебник для вузов ж.-д. трансп. / П.И. Борцов [и др.]. – М.: Транспорт, 1983. – 334 с.

7.Исаев И.П. Беседы об электрической железной дороге / И.П. Исаев, А.В. Фрайфельд. – М.: Транспорт, 1989. – 360с.

8.Тихменев Б.Н. Подвижной состав электрифицированных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахман.

–М.: Транспорт, 1980. – 472 с.

9.Электрические железные дороги : учебное пособие для студентов специальности 18.07.00 «Электрический транспорт (железных дорог) / под. ред. проф. Ю.Е. Просвирова.

–Самара: СамИИТ, 1997. – 192 с.

10.Просвирин Б.К. Электропоезда постоянного тока : учебное пособие. – М.: УМК МПС РФ, 2001. – 669 с.

11.Электрические железные дороги : учебник для вузов ж.-д. трансп. / В.А. Кисляков [и др.]; под. ред. А.В. Плакса и В.Н. Пупынина. – М.: Транспорт, 1993. – 280 с.

12.Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт, 1991. – 480 с.

13.Сидоров Н.И. Как устроен и работает электровоз / Н.И. Сидоров, Н.Н. Сидоров. –

М.: Транспорт, 1988. – 223 с.

14.Коломийченко В.В. Автосцепка подвижного состава / В.В. Коломийченко, В.Г. Голованов. – М.: Транспорт, 1973. – 192 с.

26

27

28