Описание силовых цепей
Общие сведения
Для изменения группировки в цепи тяговых электродвигателей применены разделительные диоды VD7…VD15 и VD16…VD24. Все переключения в силовых цепях секций пусковых резисторов, резисторов ослабления поля и тяговых электродвигателей производятся электропневматическими контакторами К1…К42 и К45.
Управление контакторами К1…К20 (переключение секций пусковых резисторов), линейными контакторами К21…К25 и К34…К42 (переключение тяговых электродвигателей с одного соединения на другое), контакторами К26…К33 (шунтирование обмоток возбуждения тяговых электродвигателей) производится блоками управления контакторами (БУК2) МСУЛ-А
В схеме применены типовые индуктивные шунты и пусковые резисторы.
Реверсирование тяговых двигателей осуществляется переключением обмоток якорей тяговых электродвигателей с помощью двух переключателей реверсивных по одному на тяговые электродвигатели каждой тележки.
Переключение силовой схемы в режим электрического торможения осуществляется переключателями тормозными по одному на тяговые электродвигатели каждой тележки.
Отключение поврежденных тяговых двигателей осуществляется изменением управления контакторами переключения тяговых электродвигателей К21…К24 и К36…К42.
Защита силовой цепи от токов короткого замыкания осуществляется быстродействующим выключателем QF1.
Защита тяговых электродвигателей от токов короткого замыкания в режиме электрического торможения осуществляется быстродействующими контакторами К43 и К44.
Перегрузка вспомогательных машин выявляется реле перегрузки КА4, КА5, КА6.
Перегрузка тяговых двигателей выявляется МСУЛ-А через преобразователи напряжений в код UZ2…UZ5, перегрузка вспомогательных машин - UZ7, повышение или понижение напряжения в контактной сети – UZ1, ток на резисторах при реостатном торможении измеряется UZ6. Измерение величины сопротивления изоляции тяговых электродвигателей производится мегометрами UZ9 и UZ10.
Перечень электрических аппаратов и их условные обозначения по силовой схеме даны в приложении 2.
Режим тяги
После набора первой позиции собирается схема последовательного соединения тяговых электродвигателей включением контакторов К1, К13, К17, К21, К24, К25, К37, К42, К45 в головной секции и К21, К23, К25, К37, К45 в прицепной секции (см. рис. 1). В каждой секции образуется цепь из четырех последовательно соединенных тяговых электродвигателей с полностью введенными пусковыми резисторами R3 и R4 в головной секции. Контакторы К25 и К45 шунтируют переходные диоды VD7…VD15 и VD16…VD24 на всех позициях последовательного соединения тяговых двигателей.
При поднятом токоприемнике на ведомой секции двухсекционного локомотива ток проходит по цепи: токоприемник ХА1, провод 001, дроссель L1, провод 002, разъединитель QS1, провод 003, и по высоковольтной шине в секцию А, быстродействующий выключатель QF1, провод 009,
дифференциальное реле КА1, контакт контактора К1, провод 017, пусковой резистор R4, провод 021, контакт контактора К17, провод 010, пусковой резистор R3, провод 016, контакт контактора К13, провод 025, контакт контактора К21, провод 027, контакт реверсора QP1, провод 029, якоря тяговых двигателей М1 и М2, провод 037, контакт реверсора QP1, провод 039, шунт RS1 преобразователя напряжений в код UZ2, провод 041, контакт QT1 тормозного переключателя, провод 045, шунт RS3 преобразователя напряжений в код UZ4, провод 051, обмотка возбуждения тягового двигателя М1, провод 053, контакт тормозного переключателя QT1, провод 055, обмотка возбуждения тягового двигателя М2, провод 057, контакт тормозного переключателя QT1, провод 059, контакт контактора К25, провод 028, контакт контактора К24, провод 026, контакт реверсора QP2, провод 030, якоря тяговых двигателей М3 и М4, провод 038, контакт реверсора QP2, провод 040, шунт RS4 преобразователя напряжений в код UZ3, контакт тормозного переключателя QT2, провод 046, шунт RS4 преобразователя напряжений в код UZ6, провод 052, обмотка возбуждения тягового двигателя М3, провод 054, контакт тормозного переключателя QT2, провод 056, обмотка возбуждения тягового двигателя М4, провод 058, контакт тормозного переключателя QT2, провод 060, контакт контактора К37, провод 063, контакт контактора К45, межкузовной провод 064 секции А.
Далее ток проходит по цепи: межкузовной проводу 066 секции Б, контакт контактора К23, провод 025, контакт контактора К21. Далее ток проходит по цепи аналогичной цепи секции А и попадает по межкузовному проводу 064 в секцию А. Через контакт контактора К42, провод 065, реле дифференциальное КА1, провод 150, токосъемы колесных пар, рельсы (земля).
На последующих позициях последовательного соединения, начиная со второй, за счет переключения секций пусковых резисторов происходит уменьшение их сопротивления до нулевого значения на 20 позиции (см. Таблица 1).
Последовательность включения линейных контакторов приведена в табли - це 2.
При наборе 21 позиции происходит переход с последовательного соединения на последовательно-параллельное соединение тяговых электродвигателей. При этом выключается контактор К45, вводятся пусковые резисторы (см. рис. 2), включаются контакторы К39 на обеих секциях, выключаются контакторы К42 (головная секция) и К23 (прицепная секция). На позициях 22…35 происходит ступенчатое уменьшение сопротивления пускового реостата до нулевого значения на 35 позиции (см. табл. 1).
При наборе 36 позиции происходит переход на последовательное соединение тяговых электродвигателей. Переход происходит в следующей последовательности; выключается контактор К25, что приводит к вводу в цепь тяговых электродвигателей переходных диодов VD7…VD15. Выключается часть реостатных контакторов, что приводит к вводу в цепь тяговых электродвигателей пусковых резисторов. Включаются линейные контактора К22, К36 и К38. (см. рис.3). На позициях 37…50 происходит ступенчатое уменьшение сопротивления пусковых резисторов до нулевого значения на 50 позиции.
Рис.1. Схема силовых цепей на 1-й позиции последовательного соединения тяговых электродвигателей
Таблица 1
Последовательность замыкания контакторов по позициям
Ослабление возбуждения (ослабление поля) тяговых двигателей четырехступенчатое (см. табл. 3) и производится на ходовых позициях 20, 35 и 50 путем шунтирования контакторами К26…К33 резисторов R5 и R6.
Переключения в схеме при «сбросе» позиций происходит в обратной последовательности переключений в процессе «сбора» схемы силовой цепи.
Таблица 2
|
Ступень ослабления поля |
Контакторы | |||
|
К26, К27 |
К28, К29 |
К30, К31 |
К32, К33 | |
|
ОП1 |
+ |
- |
- |
- |
|
ОП2 |
+ |
+ |
- |
- |
|
ОП3 |
+ |
+ |
+ |
- |
|
ОП4 |
+ |
- |
+ |
+ |
Таблица 3
Рис.2. Схема силовых цепей на 21-й позиции последовательно - параллельного
соединения тяговых электродвигателей
Рис. 3. Схема силовых цепей на 36 позиции параллельного соединения тяговых электродвигателей
Режимы электрического торможения
На электровозе применяется рекуперативное торможение на параллельном и последовательно-параллельном соединениях тяговых двигателей, а также реостатное торможение на последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей.
Сборка и разборка схемы электрического торможения осуществляется под управлением МСУ-А.
Применение того или иного режима электрического торможения производится полуавтоматически и зависит от скорости движения, напряжения в контактной сети и положения переключателя «Режим» («ЭЛТ-П» или «ЭЛТ-СП» или «ЭЛТ-ФС»). При невозможности применения рекуперативного торможения (невысокая скорость движения) включается режим реостатного торможения. Если скорость движения позволяет применить рекуперативное торможение, как при параллельном, так и при последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей, тогда выбирается приоритет соединения в соответствии с положением переключателя «Режим» («ЭЛТ-П» или «ЭЛТ-СП»).
Последовательность включения линейных контакторов представлена в таблице 4. Последовательность включения реостатных контакторов представлена в таблице 1.
Таблица 4
Последовательность включения линейных контакторов
при электрическом торможении
На последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей при повышении напряжения в контактной сети более чем 3800 В включается режим рекуперативно-реостатного торможения с вводом пусковых (тормозных) резисторов включением контакторов К5, К18, К20 – позиция 1 реостатного торможения, см. рис. 4. При снижении напряжения до 3400 в контакторы К5, К18, К29 выключаются.
При реостатном торможении переключение позиций производится в диапазоне 1…25. Позиции 1…3 являются переходными при переходе из режима рекуперативного торможения в режим реостатного торможения.
На параллельном соединении тяговых электродвигателей (режим рекуперативного торможения) при повышении напряжения в контактной сети более чем 3800 В вводятся пусковые (тормозные) резисторы включением контакторов К5, К18, К20, см. рис. 5.
Переход из режима рекуперативного торможения при последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей в режим реостатного торможения производится без разбора силовой схемы.
Работа силовых цепей в аварийных режимах
Схемой электровоза не предусмотрено специальных аппаратов для отключения поврежденных тяговых двигателей. Необходимые в этих случаях переключения осуществляются МСУЛ-А после установки переключателя (переключателей) «Отключение тяговых двигателей» в соответствующее положение.
Вывод из схемы поврежденного тягового двигателя М1 или М2 осуществляется не включением контакторов К21, К36, К38 и К24, К25 на последовательном и последовательно-параллельном соединениях тяговых двигателей и включением контактора К22.
Вывод из схемы поврежденного тягового двигателя М3 или М4 осуществляется не включением контакторов К22, К37, К39, К24 и К25 на последовательном и последовательно-параллельном соединениях тяговых двигателей и включением контакторов К36 и К41 на последовательном соединении тяговых двигателей.
На последовательно-параллельном соединении секция с неисправными тяговыми двигателями М1 или М2 или М3 или М4 полностью выводится из работы.
Вспомогательные машины
Управление вспомогательными машинами (электродвигатель электромашинного преобразователя, электродвигатель компрессора, электродвигатель вентилятора) производится электромагнитными контакторами типа 1КМ.016М. Для защиты вспомогательных машин используется дифференциальное реле КА2 и реле перегрузки КА4...КА6. Срабатывание дифференциального реле и (или) реле перегрузки приводит к отключению быстродействующего выключателя.
Включение вспомогательных машин возможно только при включенном БВ.
Мотор-компрессоры. Питание электродвигателя компрессора М6 осуществляется через демпферный резистор R23. Дополнительно введенный в схему пусковой резистор R24 обеспечивает двухступенчатый пуск в функции времени. При включении контактора КМ3 в цепь электродвигателя компрессора вводится резистор R24. После этого через 2 с включается контактор КМ4 и резистор R24 шунтируется.
Мотор-вентиляторы. В нормальном режиме работы электродвигатель вентилятора М5 получает питание от понижающего регулятора РН3000 А1 (ПР), который в свою очередь получает питание через демпферный резистор R21.
Дополнительно введенный в схему пусковой резистор R22 обеспечивают двухступенчатый пуск в функции времени. При включении контактора КМ1 в цепь понижающего регулятора вводится резистор R22. После этого через 2 с включается контактор КМ2 и резистор R22 шунтируется.
Рис. 7. Схема цепей вспомогательных машин и электропечей
ПР обеспечивает работу электродвигателя вентилятора с плавной регулировкой скорости вращения путем изменения величины напряжения в зависимости от тока в якорях тяговых двигателей. При токе в цепи якорей тяговых двигателях от 0 до 380 А напряжение на электродвигателе вентилятора составляет 40% от максимального напряжения 3000 В выдаваемого ПР, что соответствует работе вентилятора в режиме «низкая скорость». При токе в цепи якорей тяговых двигателей выше 380 А ПР обеспечивает плавное регулирование напряжения на электродвигателе вентилятора до 3000 В (100%) вплоть до тока в якорях тяговых двигателей 475 А. При дальнейшем увеличении тока в якорях тяговых двигателей величина напряжения выдаваемая ПР остается неизменной. Напряжение на электродвигателе вентилятора 3000 В соответствует работе вентилятора в режиме «высокая скорость».
На всех позициях в режиме тяги величина напряжения на электродвигателе вентилятора определяется по наибольшему из значений токов якорей параллельных ветвей тяговых двигателей секции.
В режимах рекуперации и реостатном торможении напряжение на электродвигателе вентилятора определяется по большему из значений токов якорей или токов возбуждения параллельных ветвей тяговых двигателей секции.
При отсутствии связи с МСУЛ-А ПР поддерживает на электродвигателе вентилятора напряжение 1500 В, а в случае пропадания связи с МСУЛ-А в течение 10 с поддерживает имеющееся значение напряжения, а затем плавным переходом устанавливает напряжение 1500 В.
При появлении или восстановлении связи с МСУЛ-А и получения управляющих сигналов от МСУЛ-А на установку напряжения отличного от текущего производится плавный переход на управляющее МСУЛ-А напряжение.
При выходе из строя ПР предусмотрено аварийное питания электродвигателя вентилятора установкой переключателя Q3 в нижнее положение. При этом на электродвигатель вентилятора подается напряжение контактной сети, что соответствует работе вентилятора в режиме «Высокая скорость».
Преобразователи. Питание электродвигателя преобразователя М7 осуществляется через демпферный резистор R25. Пусковой резистор R26 обеспечивает двухступенчатый пуск в функции времени. После включения контактора КМ5 в цепь двигателя преобразователя включен резистор R26. Через 2 с включается контактор КМ5 и резистор R26 шунтируется.
Описание цепи питания независимой обмоткой возбуждения Н1 – НН1 электродвигателя преобразователя М7 приведено в разделе 3.6 настоящего руководства.