Электрическая схема тепловоза ТЭП70
Цветная схема — на вкладке
Канд. техн, наук Б.Н. МОРОШКИН, г. Коломна
На вкладке этого номера журнала публикуется цветная электрическая схема пассажирского тепловоза ТЭП70, соответствующая заводскому чертежу ТЭП70.70.00.005ЭЗ. В статье приведено описание работы основных ее цепей.
На схеме аппараты изображены в положении, когда катушки их обесточены; выключатели, кнопки и тумблеры — в отключенном положении; выключатели, предназначенные для защиты цепей, ключ ВкА «Аварийный останов тепловоза» и тумблер Тбб «Аварийный останов дизеля» — во включенном. Положение контактов реверсора соответствует движению «Вперед», тормозного переключателя — режиму «Тяга».
Зажимы имеют дробное обозначение: в числителе — указан номер рейки зажимов, в знаменателе — номер зажима. При описании электрической схемы для облегчения поиска нужного контакта аппарата после его обозначения в скобках указаны номера проводов или зажимов, между которыми он включен, например КП2 (779, 780). Номера проводов и зажимов приведены в тексте только в тех случаях, когда это необходимо для облегчения отыскания нужной цепи.
В процессе выпуска тепловозов в электрическую схему были внесены некоторые изменения:
- на тепловозах с № 0365 применяется выпрямительная установка В-ТППД-6,Зк-1к-УХЛ2, в которой последовательно с каждым диодом включен быстродействующий предохранитель, имеющий вспомогательные контакты; также в выпрямительной установке имеется защитное устройство с усилителем и выходным реле;
- с тепловоза № 0378 отменены блокировки дверей БД5, БДб выпрямительной установки ВУ;
с тепловоза № 0380 выключатель аварийного останова ВкАтипа ВП19М.21 Б.421 -67.У2.17заменен на ВП19М.21 Б.421 -67. У2.16, который имеет большее количество блокировочных контактов, благодаря этому в цепь катушки вентиля ВЗС1 введены отдельные контакты ВкА между проводами 1158 и 1159, а разделительные диоды Д16, Д17 отменены.
СИЛОВЫЕ ЦЕПИ
На тепловозе ТЭП70 применена электрическая передача переменно-постоянного тока. От тягового синхронного генератора Г типа ГС-501 А (см. схему на вкладке) через выпрямительную установку ВУ типа В-ТППД-5,7к-750 получают питание шесть тяговых двигателей постоянного тока последовательного возбуждения ЭТ1 — ЭТб типа ЭД-121 А. Коммутация силовых цепей осуществляется поездными контакторами КП1 —КП6.
Направление движения тепловоза меняется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей при помощи группового переключателя (реверсора) Р. Схемой предусмотрены две ступени ослабления возбуждения тяговых двигателей — 58 и 34 %, для чего при помощи групповых контакторов КШ1 и КШ2 параллельно обмоткам возбуждения подключаются шунтирующие резисторы ВШ1 — Rm6. Кроме режима тяги, электрическая схема также обеспечивает работу тепловоза в режиме электрического торможения и нагружения дизель-генератора на тормозные резисторы.
В режиме электрического торможения тяговые двигатели становятся генераторами с независимым возбуждением. Силовая схема переводится в тормозной режим переключателем ТП (положение контактов ТП изменяется на противоположное показанному на схеме). При этом якорь каждого тягового двигателя через соответствующие контакты ТП и КП1 — КП6 подключается к своей группе тормозных резисторов R3P Например, для 1-го тягового двигателя собирается цепь: якорь ЭТ1 провод 117 —> шина 265Ш -> шунт Ш13 -> шина 116Ш —> контакт КП1 -> шина 2x111Ш -> провода 182,183 -> тормозные резисторы R3T1.1 — R3T1.3 -> провода 184 -> 185 -> шунт LU2 -» шины 186LU, 187Ш -> контакт ТП -> провод 118-> якорь ЭТ1.
Обмотки возбуждения всех тяговых двигателей соединяются последовательно и получают питание от тягового генератора по цепи: «плюс» ВУ -> провода 107x3,108x3 -> шина 2x111Ш —> контакт контактора КП7 -> шина 219Ш -> шунт Ш19 -> шина 271Ш -> провод
218 -> шина 168Ш -> контакт реверсора Р -> провода 169, 170 -» обмотка возбуждения ЭТ6 -> провода 171, 172 -> контакт реверсора Р -> шина 173Ш -> замыкающий контакт ТП -> шины 217Ш, 158Ш; далее последовательно обмотки возбуждения ЭТЗ, ЭТ5, ЭТ2, ЭТ4, ЭТ1 -> шины 175Ш, 2х134Ш, 2x198111, 2x193111 -> шунт Ш1 -> «минус» ВУ. Коммутируют эту цепь контактором КП7.
Тормозные резисторы конструктивно объединены в два блока, каждый из которых охлаждается мотор-вентилятором. Электродвигатели ЭВТ1 и ЭВТ2 мотор-вентиляторов выполнены с последовательным возбуждением и подключены к тормозным резисторам. Благодаря этому для электродвигателей не требуется дополнительного источника питания, а охлаждение тормозных резисторов автоматически изменяется в зависимости от величины тормозного тока.
Охлаждающий воздух к тяговому генератору и двигателям поступает от системы централизованного воздухоснабжения, осевой вентилятор которой приводится во вращение от вала дизеля. Первые 5 мин работы в тормозном режиме частота вращения коленчатого вала дизеля соответствует 2-й позиции контроллера машиниста, а затем увеличивается до частоты вращения 14-й позиции. Это объясняется тем, что в подавляющем большинстве случаев время электрического торможения не превышает 5 мин и, следовательно, усиленное охлаждение электрических машин не требуется.
Получение необходимых характеристик электрической передачи в режиме тяги достигается автоматическим регулированием магнитных потоков (токов возбуждения) тягового генератора и тяговых двигателей. Ток возбуждения генератора изменяется при помощи системы автоматического регулирования (САР). Магнитный поток тяговых двигателей меняется плавно в зависимости оттока якоря (благодаря последовательному возбуждению) и ступенчато при подключении резисторов ослабления возбуждения Rml — Бшб. В режиме электрического торможения ток возбуждения тягового генератора и, следовательно, электродвигателей изменяет система автоматического регулирования электрического тормоза (САРТ). Часть элементов систем САР и САРТ является общей.
Введение режима нагружения дизель-генератора на тормозные резисторы с реализацией полной мощности дизеля позволяет контролировать параметры дизель-генератора и системы автоматического регулирования без подключения тепловоза к реостатной станции депо. Переключения в силовой схеме при этом осуществляются путем установки съемных шин на тормозной переключатель ТП, благодаря чему группы тормозных резисторов подключаются к выпрямительной установке ВУ. Поездные контакторы не используются и находятся в отключенном положении (работа силовой цепи рассмотрена далее в разделе «Нагружение дизель-генератора на тормозные резисторы»).
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА (САР)
В тяговом режиме САР поддерживает постоянную нагрузку (мощность) дизеля при каждой фиксированной частоте вращения его вала (позиции контроллера машиниста), ограничивает максимальные значения напряжения и тока тягового генератора, изменяет величину нагрузки дизеля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала в соответствии с характеристикой, обеспечивающей минимальные удельные расходы топлива.
Известно, что мощность, снимаемую с зажимов тягового генератора (выпрямительной установки), необходимо корректировать в соответствии с величиной мощности на валу дизеля (последняя зависит от климатических и других условий), а также расхода мощности на привод вспомогательных агрегатов. Для этой цели предусмотрено воздействие регулятора дизеля на САР генератора, которое осуществляется с помощью индуктивного датчика ИД. При этом подвижный сердечник датчика связан с сервомотором регулятора дизеля.
Обмотка возбуждения тягового генератора получает питание от синхронного возбудителя В через тиристорный усилитель (блок БВГ). Коммутируют эту цепь контактором КВГ. При его отключении резистор Rrn уменьшает величину перенапряжения на обмотке возбуждения и тем самым защищает контакты КВГ от повреждения электрической дугой. Питание на обмотку возбуждения возбудителя подается от источника постоянного напряжения 110 В по цепи: зажим 7/1—7 -> провода 320 и 321 -> контакт переключателя ПВА -> провода 322 и 330 -> контакт контактора КВВ -> резисторы RB01 и RBB2 -> шунт LU5 -> обмотка возбуждения В -> провода 327x2 и 2089 -> контакт разъединителя минусовых цепей РЦ2 -> провод 2060 -> зажим 1/1—6.
К обмотке переменного тока возбудителя подключены блок возбуждения тягового генератора БВГ, блок задания БЗВ и распределительные трансформаторы ТрР 1 и ТрР2, от которых получают питание другие элементы САР. Напряжение возбудителя резко падает при увеличении тока нагрузки, что ухудшает работу элементов САР, требующих примерно постоянного отношения величины напряжения питания к частоте. Этот недостаток устраняет узел коррекции напряжения возбудителя, который состоит из выпрямительного моста В и сглаживающего конденсатора С, входящих в блок БСК, и трансформатора тока ТрК.
Ток на выходе трансформатора ТрК, пропорциональный току нагрузки возбудителя, выпрямляется мостом В и поступает в обмотку возбуждения возбудителя. Ток в обмотке возбуждения равен сумме токов, протекающих от источника 110 В и узла коррекции. Параметры последнего выбраны такими, что по мере роста тока нагрузки ток возбуждения увеличивается так, чтобы величина напряжения возбудителя поддерживалась примерно постоянной.
Тиристорный усилитель (блок БВГ), при помощи которого регулируется ток возбуждения тягового генератора, представляет собой полууправляемый выпрямительный мост. В два плеча моста включены тиристоры Т1 и Т2, а в два других — неуправляемые диоды ДЗ и Д4. Диоды Д1 и Д2 необходимы для возбуждения тягового генератора в аварийном режиме. Защита тиристоров и диодов от перенапряжений осуществляется при помощи шунтирующих цепочек R1, С1 — R2, С2. В положительные полупериоды питающего напряжения («плюс» на зажиме С1 возбудителя В) отпирается и пропускает ток тиристор Т1, в отрицательные полупериоды — тиристор Т2. Момент отпирания тиристора в пределах полупериода питающего напряжения определяется моментом подачи на него управляющего импульса от блока управления БУВ.
Регулируя с помощью БУВ угол отпирания тиристоров от 180° до значения, близкого к нулю, можно изменять ток возбуждения генератора от нуля до максимальной величины. Когда один из тиристоров открыт, ток возбуждения генератора протекает от возбудителя В. Когда тиристоры закрыты, ток возбуждения не уменьшается до нуля, а продолжает протекать по обмотке возбуждения и диодам ДЗ, Д4 за счет энергии, накопленной в обмотке в период открытого состояния тиристоров.
Блок управления выпрямителем БУВ состоит из нескольких узлов. Преобразователь напряжения ПН (Тр1, Т1, Т2, ДЗ, Д4, В1 — ВЗ, С2 — С4, R2 — R5 и R12) преобразует постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы. Синхронизирующая цепь СЦ (Д1, Д2, СТ1, СТ2, R1) обеспечивает синхронизацию напряжения преобразователя по частоте с напряжением возбудителя. Два блокинг-генератора БГ1, БГ2 (Тр2, ТЗ, СТ5, Д9, Д10, R6, R10 и ТрЗ, Т4, СТ6, Д11, Д12, R7, R11) формируют импульсы управления тиристорами блока БВГ.
Магнитный усилитель (модулятор) МУ изменяет фазы импульсов управления блокинг-генераторами в зависимости от величины тока в обмотке управления ОУ (режим тяги) или ОУТ (режим электрического торможения). Распределительная цепь РЦ (С1, СТЗ, СТ4, Д7, Д8), подключенная к резистору R8, подает, в зависимости от полярности напряжения на нем, управляющие импульсы поочередно на блокинг-генераторы БГ1 и БГ2. В каждый полупериод питающего напряжения на R8 оно возрастает скачком после того, как намагничивающий ток обеспечит насыщение соответствующего сердечника МУ, и величина индуктивного сопротивления рабочей обмотки станет близкой к нулю.
Затем через распределительную цепь подается сигнал на запуск одного из блокинг-генераторов. Генерируемый в нем импульс тока протекает по цепи управления тиристора, который открывается, и ток от возбудителя поступает в обмотку возбуждения генератора. Моменты насыщения сердечников, а, следовательно, и моменты появления полного напряжения на R8 зависят от величины тока в обмотке управления ОУ или ОУТ. Изменяя величину тока в этих обмотках МУ, можно изменять угол отпирания тиристоров Т1 и Т2, а также величину тока возбуждения тягового генератора.
Для ограничения тока управления в цепь обмотки ОУ включены диод Д13 и источник постоянного напряжения (обмотка W8 трансформатора Тр1, мост ВЗ, конденсатор С4, резистор R12). Дифференцирующая цепь С8 и R13 обеспечивает увеличение амплитуды импульсов управления при токах в обмотке ОУ, близких к нулю, т.е. повышает надежность включения тиристоров. Напряжение питания на преобразователь напряжения ПН и блокинг-генераторы БГ1 и БГ2 подается от стабилизатора, состоящего из стабилитронов СТ1 и СТ2, балластного резистора Rpl и конденсатора С5.
Ток в обмотку управления МУ поступает из селективного узла, в который входят три потенциометра: задания R 4, обратной связи Rp3 и индуктивного датчика Бид. Потенциометр задания Rp4, включенный на выходе блока задания БЗВ, формирует напряжения уставки: по максимальным значениям тока и напряжения тягового генератора (зажимы Р2 — Р11), мощности (зажимы Р9 — P11) и ограничения напряжения при срабатывании защиты от боксования (зажимы Р5 — P11). Последняя уставка вводится при включении реле РУ17.
Блок задания БЗВ является статическим тахометрическим устройством, напряжение на выходе которого пропорционально частоте напряжения возбудителя, а, следовательно, частоте вращения вала дизеля. Поэтому напряжения уставок на потенциометре Rp4 должны изменяться пропорционально частоте вращения вала дизеля (так они и изменяются на зажимах Р2 — Р11 и Р5 — Р11). Это позволяет получать требуемые зависимости максимальных значений тока и напряжения от частоты вращения вала дизеля.
Однако для получения оптимальной по расходу топлива нагрузочной характеристики дизеля зависимость по мощности должна иметь большую крутизну и нелинейный характер. Это достигается тем, что на зажимы Р9 — Р11 потенциометра Rp4 подают два сигнала: один через диод Дб (блок БСЗ), пропорциональный частоте вращения вала дизеля, второй — через диод Д9 (блок БСЗ), равный разности двух напряжений: пропорционального частоте вращения вала дизеля (зажимы Р8 — Р11) и напряжения смещения (зажимы Р8 — Р10).
Цепь, формирующая напряжение смещения, включает в себя обмотку трансформатора ТрР 1, мост ВЗ, стабилитрон СТЗ, конденсатор С2 блока БСЗ и резистор R5. Стабилитрон СТ2 (блок БС1) необходим для получения требуемой крутизны характеристики. Диоды Дб и Д9 (блок БСЗ) предназначены для выделения большего из двух поданных на них сигналов.
Индуктивный датчик ИД, при помощи которого корректируется мощность тягового генератора, включен в цепь, состоящую из выпрямительного моста В2 (блок БС1) и потенциометра R/fl. Питание подается от вторичной обмотки (Н13 — К13) трансформатора Тр1 блока БЗВ. При изменении свободной мощности дизеля сервомотор регулятора дизеля перемещает якорь ИД, в результате чего изменяется величина индуктивного сопротивления его катушки, а, следовательно, величина тока в цепи и величина падения напряжения на потенциометре RMfl.
Потенциометр RWfl включен последовательно с участком Р9 — Р11 потенциометра Rp4, благодаря чему величина уставки по мощности равна сумме напряжений на RMfl и зажимах Р9 — P11 потенциометра Rp4. Если свободная мощность дизеля увеличилась (например, отключился электродвигатель компрессора), то сервомотор регулятора начинает выводить якорь из катушки ИД. При этом индуктивное сопротивление катушки уменьшается, а ток в цепи, напряжение на RMfl, уставка по мощности и, следовательно, мощность на зажимах тягового генератора увеличиваются.
Встречно напряжениям уставок действуют напряжения обратной связи, пропорциональные току, напряжению и (приблизительно) мощности тягового генератора. Они формируются на потенциометре обратной связи Rp3, выполненном по П-образной схеме. Плечо Р1 — Р8 потенциометра Rp3 включено на выходе трех выпрямительных мостов В1 — ВЗ блока БС2. Данные мосты выпрямляют токи трансформаторов постоянного тока ТрПТ1 — ТрПТЗ, пропорциональные суммам токов, соответственно, 1-го и 4-го, 2-го и 5-го, 3-го и б-го тяговых двигателей.
Схема из нескольких последовательно включенных выпрямительных мостов обладает свойством выделять наибольший из поданных на нее сигналов. Благодаря этому ток в плече Р1 — Р8 потенциометра Rp3 равен току того трансформатора, который в данный момент имеет наибольшую величину. Необходимость такой схемы будет показана дальше в статье при рассмотрении защиты от боксования. Для сглаживания пульсаций мосты шунтированы конденсатором С (БС2).
Плечо Р9 — Р8 потенциометра Rp3 включено на выходе моста В1 (блок БС1), выпрямляющего ток трансформатора постоянного напряжения ТрПН1, который пропорционален напряжению тягового генератора. Таким образом, напряжение между зажимами Р1 и Р8 пропорционально току, а между зажимами Р9 и Р8 — напряжению генератора. Напряжение между зажимами Р5 и Р8 пропорционально мощности генератора. Чтобы придать внешней характеристике генератора на участке регулирования мощности форму ломаной линии и тем самым приблизить ее к гиперболе, введены шунтирующие цепи с диодами Д1 и Д4 (блок БС2).
Ток в обмотку управления магнитного усилителя МУ блока БУВ протекает под действием разности напряжений обратной связи и уставки. Разделительные диоды Д9, ДЮ и Д11 блока БС1, а также Д1 и Д5 блока БСЗ обеспечивают прохождение тока в обмотку управления только в том случае, если напряжение обратной связи больше напряжения уставки. Электрическая цепь, состоящая из участков потенциометров Rp3 и Rp4, на которых выделяются сигналы обратной связи и уставки, разделительного диода и обмотки управления МУ, называется каналом регулирования.
Из приведенного выше описания видно, что селективный узел имеет четыре канала регулирования: I — по току генератора, II — по мощности генератора, III — по напряжению генератора, IV — по напряжению генератора при боксовании. В зависимости от величины тока и напряжения тягового генератора ток в обмотку управления МУ протекает по одному из каналов регулирования. Три других при этом заперты, так как у них напряжения уставок больше напряжений обратной связи, либо включено реле РУ17 (для IV канала).
Для устранения колебаний тока и напряжения тягового генератора, которые могут возникнуть на некоторых режимах работы, в САР введен узел стабилизации, состоящий из потенциометра Rcp включенного на выходе блока БВГ, резистора RCT, конденсаторов Сф и Ссг входящих в блок БСК, а также обмотки управления ОСТ магнитного усилителя МУ блока БУВ. Колебания устраняются посредством демпфирующего действия узла стабилизации.
Если напряжение на выходе блока БВГ увеличивается, то в обмотке управления ОСТ появляется ток, препятствующий увеличению напряжения. Аналогично при уменьшении напряжения блока БВГ в обмотке ОСТ протекает ток, препятствующий уменьшению напряжения. В установившемся режиме работы, когда напряжение на выходе блока БВГ не изменяется, стабилизирующая обратная связь не влияет на работу системы.
АВАРИЙНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА В РЕЖИМЕ ТЯГИ
В случае выхода из строя САР переключатель ПВА устанавливают в положение, соответствующее аварийному возбуждению. При этом контактами ПВА замыкаются накоротко тиристоры Т1 и Т2 блока БВГ, а в цепь возбуждения возбудителя В вводится резистор RBA. При переводе контроллера машиниста с нулевой на более высокие позиции участки резистора RBA шунтируются контактами контакторов КВА1 (на 7 — 15-й позициях) и КВА2 (на 12 — 15-й), что приводит к увеличению тока возбуждения возбудителя и, следовательно, тока возбуждения тягового генератора.
В аварийном режиме ток возбуждения генератора выпрямляется неуправляемым мостом Д1 — Д4 блока БВГ, а величина его на каждой позиции контроллера машиниста остается неизменной. Благодаря большому падению напряжения на индуктивном сопротивлении обмоток и реакции якоря внешние характеристики генератора имеют резко падающий характер, поэтому не требуется принимать специальных мер для ограничения максимального тока тягового генератора.
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЗА (САРТ)
Система автоматического регулирования электрического тормоза (САРТ) обеспечивает получение требуемых тормозных характеристик тепловоза.
Элементы системы автоматического регулирования САРТ расположены в блоке электрического тормоза БЭТ. Поскольку они требуют различного напряжения питания, в БЭТ предусмотрен свой блок питания, подключаемый к источнику постоянного напряжения 110 В при включении контакторов КТ или КВВ. На тепловозах ТЭП70 с №0208 вместо блока КУА-14 внедрен новый блок электрического тормоза типа КУА-14Б, в котором элементы усиления и сравнения сигналов выполнены на микросхемах.
Основными органами управления САРТ являются контроллер машиниста КМ, переключатель тормозной силы ПТС, а также поездной кран машиниста КМТ, при помощи которого электрический тормоз можно включать в режим служебного или экстренного торможения. Контроллер машиниста КМ обеспечивает управление тепловозом в режимах тяги и торможения. При управлении в режиме тяги рукоятку контроллера поворачивают вправо, а при торможении — влево от нулевого положения.
В режиме торможения контроллер, кроме нулевой, имеет следующие фиксированные позиции: П — позиция сборки схемы (подготовка к работе); 1 — позиция задания максимальной скорости; 2 — позиция остановочного торможения. Между 1-й и 2-й позициями расположена зона бесступенчатого задания скорости движения при торможении в пределах от максимального до минимального значения. Для этого с валом тормозного контроллера связан ротор сельсина, который используется как поворотный трансформатор. Напряжение на выходе сельсина, зависящее от положения (угла поворота) ротора, действует в качестве задающего сигнала для САРТ.
Переключатель тормозной силы ПТС имеет 12 положений. При помощи ПТС задают величину ограничиваемой тормозной силы, причем на 12-м положении реализуется предельная тормозная характеристика. В режиме электрического торможения возбуждение тягового генератора осуществляется аналогично тяговому режиму от возбудителя В через тиристорный усилитель (блок БВГ). Однако в данном случае для стабилизации работы системы потребовалось ввести гибкую отрицательную обратную связь по току возбуждения тяговых двигателей. Для этой цели последовательно с обмоткой возбуждения генератора включена цепь обмоток возбуждения электродвигателей.
При этом предусмотрено, чтобы падение напряжения в цепи обмоток возбуждения тяговых двигателей было направлено встречно напряжению на выходе блока БВГ, т.е. уменьшало напряжение на обмотке возбуждения генератора. Благодаря этому при росте тока возбуждения электродвигателей, а, следовательно, падения напряжения на их обмотках, ток возбуждения генератора будет уменьшаться и, наоборот, при уменьшении тока возбуждения электродвигателей ток возбуждения генератора будет увеличиваться. Таким образом, осуществляется демпфирующее воздействие на систему при переходных процессах.
Цепь включения обмотки возбуждения генератора следующая: «плюс» БВГ -> контакт КВГ -> провод 305 -> шунт Ш4 провода 311, 328x2 -> контакт контактора КТ1 (контакт ТП разомкнут) -> провод 329x2 -> шина 2x111Ш —> контакт КП7. Далее описанная ранее цепь последовательно включенных обмоток возбуждения электродвигателей: шина 2х193Ш -> шунт Ш1 -> провод 318x2 -> контакт ТП -> провод 306 -> обмотка возбуждения генератора -> провод 307 -> «минус» БВГ.
Управляющие импульсы на тиристоры Т1 и Т2 блока БВГ поступают от блока БУВ. При работе электрического тормоза сигналы уставок на потенциометре Rp4 превышают сигналы обратной связи потенциометра Rp3, поэтому все каналы регулирования САР тягового режима заперты, и ток по обмотке управления ОУ магнитного усилителя МУ (блок БУВ) не протекает. Регулирование фазы управляющих импульсов, а, следовательно, и тока возбуждения, осуществляется изменением тока в обмотке управления ОУТ магнитного усилителя. Обмотка ОУТ подключена к выходному усилителю блока БЭТ. Ток протекает по цепи: контакт 8/4 разъема БЭТ -> провод 1386 -> зажим 5/23—24 -> провод 1385 -> зажим 5/21—22 -> провод 1384 -> обмотка управления ОУТ -> провод 476 -> зажим 24/4—5 -» провод 1408 -> контакт 8/10 БЭТ.
Входная цепь усилителя в блоке БЭТ подключена к селективному узлу САРТ, который имеет пять каналов регулирования. Принцип построения каналов регулирования аналогичен системе САР, т.е. имеются узлы, на которых сравниваются сигналы уставок и обратных связей, причем ток на выходе этих узлов протекает только в том случае, если напряжение обратной связи больше напряжения уставки. В зависимости от величины регулируемых параметров ток на вход усилителя блока БЭТ и, следовательно, в обмотку управления ОУТ магнитного усилителя МУ, поступает только из одного канала регулирования, остальные каналы закрыты.
При включении электрического тормоза питание 24 В на элементы блока БЭТ подается по цепи: контакт 9/8 БЭТ -> провод 1390 -> зажим 5/27—28 -> контакт реле времени РВ11 -> зажим 5/26 -> провод 1388 -> контакт 8/7 БЭТ. Реле времени РВ11 задерживает подачу питания на 6 с. В этот промежуток времени происходит предварительное торможение с минимальным тормозным усилием.
ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ
Тепловоз ТЭП70 имеет две кабины и два пульта управления. Электрические цепи пульта управления кабины № 1, расположенной рядом с высоковольтной камерой, показаны в левой части схемы, а пульта управления кабины № 2 — в правой части. При неработающем дизеле электрические цепи получают питание от аккумуляторной батареи БА (напряжение 96 В), а при работающем — от стартер-генератора СТГ (напряжение 110 В), который подзаряжает также аккумуляторную батарею. Для питания потребителей напряжением 50 и 75 В от аккумуляторной батареи сделаны специальные выводы.
Все перечисленные напряжения подаются на зажимы высоковольтной камеры, а от них на соответствующие электрические цепи тепловоза. Напряжение 96/110 В поступает на зажимы 7/1—7 и 1/1—6, к которым подключены цепи управления, защиты, электро-пневматического тормоза, пожарной сигнализации, вспомогательные агрегаты. Для питания цепей освещения напряжение 96 В подается на зажимы 7/14—15 и 8/13—15 непосредственно от аккумуляторной батареи (до выключателя ВкБ). Цепи радиостанции получают питание напряжением 75 В с зажимов 7/12 и 1/21, а цепи автоматической локомотивной сигнализации — напряжением 50 В с зажимов 7/8—9 и 1/1—6.
Пуск дизеля. Дизель можно запустить автоматически или вручную из любой кабины машиниста. Рассмотрим порядок операций при пуске с пульта управления кабины № 1. Включают выключатель ВкБ, и напряжение 96 В от аккумуляторной батареи БА подается на электрические цепи. Блокировочные ключи КБ1 и КБ2 устанавливают в положение «Кабина № 1». Контролируют положение рукоятки контроллера машиниста КМ, которая должна находиться на нулевой позиции. Затем включают выключатель АВ2 «Управление общее». При этом напряжение от зажимов 7/1—7 (+) по проводу 1243x2 через контакт 4 ключа КБ1, контакт выключателя АВ2 и провод 999 подается на неподвижные контакты контроллера КМ и далее через замкнутый на нулевой позиции контакт контроллера по проводам 1017 и 1020 — на кнопку КнЗ «Пуск дизеля».
Выключателем АВ4 «Топливный насос» включают контактор топливоподкачивающего насоса КТН. Питание на катушку КТН подается по цепи: зажим 7/1—7 (+)-> провод 1243 -> контакт 2 ключа КБ1 -> выключатели АВ4 (1085,1086) и ВкА (1086,1087) -> тумблеры Тбб (1089, 1090) пультов кабин № 2 и 1 -> зажим 4/1—3 -> контакт реле РУ6 (1121, 1124) —> катушка КТН. Контакт КТН (1536, 1537) замыкает цепь питания электродвигателя ЭТН, который приводит во вращение топливоподкачивающий насос. Автоматический выключатель АВ11 «Топливный насос», расположенный в высоковольтной камере, обеспечивает защиту цепи электродвигателя.
Для автоматического пуска дизеля нажимают и через небольшой промежуток времени отпускают кнопку КнЗ «Пуск дизеля». От нее получает питание катушка контактора КМН по цепи: провода 1024 и 1025 -> зажим 3/14—15 —> контакт реле РУ42 (1030,1031) -» контакт реле РУ15 (1036, 1032) -> тумблер ТбЗ «Ручная прокачка масла» -> провода 1034 и 1035. От кнопки КнЗ питание поступает, кроме того, на катушку реле времени РВЗ (зажим 3/14—15 -> контакт РУ42 -> провода 1037 и 1039), а также на катушку реле РУ8 (зажим 3/14—15 -> контакт РУ42 -> провод 1037 -> контакт КТН -> провод 1038).
Силовой контакт КМН (1539,1540) собирает цепь электродвигателя ЭМН, приводящего во вращение маслопрокачивающий насос, что обеспечивает смазку узлов дизеля перед пуском. Вспомогательный контакт КМН (1128, 1129) замыкает цепь катушки реле времени РВ9, которое своим замыкающим контактом (1114, 1113) подготавливает цепь питания катушки реле РУ6, а размыкающим (9П, 1117) разрывает цепь питания катушки контактора КРН. Прокачивание масла продолжается в течение 60 с под контролем реле времени РВЗ. Реле РУ8, включившись, одним контактом (1027, 1029) шунтирует кнопку КнЗ «Пуск дизеля» (поэтому ее можно отпустить), а вторым — замыкает цепь катушки электромагнита регулятора дизеля (блок-магнита) МР6.
Питание на электромагнит МР6 подается от выключателя АВ4 «Топливный насос» по цепи: выключатель АВ4 -> контакт ВкА (1086, 1087) -> тумблеры Тбб двух пультов управления -» зажим 4/1—3 -> провод 1121 —> контакт РУ8 -> провод 1115 —> зажим 3/22 -> контакт блокировки газового пожаротушения БГП (1105, 1107) -» контакт реле РУ7 -> провода 1108,1109,10Д. Подача питания на катушку электромагнита МР6 до включения пускового контактора КД, т.е. до просадки напряжения аккумуляторной батареи, обеспечивает надежное включение электромагнита и, следовательно, надежную подачу топлива при пуске дизеля.
Если масляная система исправна, то в процессе работы маслопрокачивающего насоса до истечения 60 с давление масла достигает величины уставки реле давления РДМЗ (0,5 кгс/см2), и оно замыкает свой контакт (20Д, 19Д) в цепи катушки контактора пуска дизеля КД и вентиля ускорителя пуска ВУП, но пока эти аппараты не включаются. Через 60 с после нажатия кнопки КнЗ «Пуск дизеля» замыкается контакт реле времени РВЗ, и на катушки КД и ВУП подается питание по цепи: кнопка КнЗ -э провода 1024,1025,1030->контакт РУ42 -> провода 1037,1039 -> контакт РВЗ -> провода 1047,1050, 20Д -> контакт РДМЗ -> провода 19Д, 13Д -> контакт блокировки валоповоротного устройства БВУ (замкнут, если валоповоротное устройство дизеля выключено) -> провода 12Д, 1052 -> зажим 3/21 -> провода 1053, 1054,1055,1056.
Вентиль ВУП подает воздух в сервомотор ускорителя пуска, который увеличивает подачу топлива на время пуска. Контактор КД подключает стартер-генератор СТГ к аккумуляторной батарее. Работая в режиме электродвигателя с последовательным возбуждением, стартер-генератор раскручивает коленчатый вал дизеля. Вспомогательный контакт КД (796, 797) замыкает цепь питания (от зажима 4/1—3) катушки контактора КВВ. Включившись, контактор КВВ своим контактом (319, 330) подает напряжение на обмотку возбуждения возбудителя.
По мере увеличения частоты вращения вала дизеля увеличиваются величина и частота напряжения на зажимах возбудителя. Это напряжение поступает на вход блока задания возбуждения тягового генератора БЗВ, напряжение на выходе которого, как указывалось выше, пропорционально частоте напряжения, поданного на вход блока, т.е. частоте вращения коленчатого вала дизеля. К выходу блока БЗВ через замыкающий контакт реле РУ8 подключена катушка реле РУ10. При достижении напряжения на катушке 11 — 15 В, что соответствует частоте вращения вала дизеля 250 — 300 об/мин, реле РУ10 включается.
Контакт РУ10 замыкает цепь катушек реле управления РУ6 и РУ42, которые получают питание от выключателя АВ4 «Топливный насос» по той же цепи, что и катушка электромагнита МР6, а также параллельно через контакт реле РВ9. Включившись, реле РУ6 самоблокируется (шунтирует своим контактом контакт РУ10). С этого момента начинается процесс отключения пусковых устройств. В дальнейшем реле РУ6 и РУ42 остаются включенными в течение всего времени работы дизеля и отключаются только при его остановке, тем самым исключая возможность включения пусковых аппаратов при работе дизеля.
Реле РУ42 своим контактом (1030, 1031) размыкает цепь питания катушек КМН, КД, ВУП, КВВ, РУ8, РВ1 и РВЗ, что приводит к их отключению, а замыкающим контактом (1117,1118) подготавливает к включению контактор регулятора напряжения КРН.
В результате отключения контакторов КМН и КД останавливается электродвигатель ЭМН маслопрокачивающего насоса и отключается от аккумуляторной батареи стартер-генератор. Размыкается контакт реле РУ8 (1115, 1121), после чего питание катушек электромагнита МР6, а также реле РУ6 и РУ42 начинает осуществляться через контакты реле РДМ4, замкнувшиеся ранее при давлении масла 0,5 кгс/см2. Контакт РУ8 (провод 472) разрывает цепь питания катушки РУ10, и реле отключается.
Реле РУ6 выполняет следующие переключения в схеме пуска.
- Контактом РУ6 (1121,1124) обесточивает цепь питания катушки контактора КТН. Электродвигатель ЭТН топливоподкачивающего насоса останавливается, а подача топлива в дальнейшем осуществляется от топливного насоса дизеля, имеющего механический привод.
- Контактом РУ6 (провод 1008) замыкает цепь катушки реле РУ15, которая получает питание от выключателя АВ2 «Управление
общее» через контакт 10 КБ1, провод 1006, зажим 3/11—13, провод 1007, контакты реле РВ4 и РУ6. Включившись, реле РУ15 одним контактом самоблокируется (шунтирует контакт РУ6), а вторым (1036, 1032) — разрывает цепь питания катушки контактора КМН от кнопки КнЗ «Пуск дизеля».
Двумя другими контактами реле РУ15 замыкает цепь питания катушек реле времени РВ4 и контактора КМН от выключателя АВ2 «Управление общее». Однако реле РВ4 и контактор КМН не включаются, так как ранее в этих цепях разомкнулись контакты реле РУ42 и РУб. Указанные цепи теперь подготовлены для того, чтобы обеспечить автоматическое прокачивание масла после остановки дизеля.
- Контактом РУ6 (1011,1012) собирает цепь катушки вентиля отключения ряда топливных насосов ВТН. Питание подается по цепи: выключатель АВ2 «Управление общее», контакт 10 КБ1, провод 1008, зажим 3/11—13, контакты реле РУб, РУ4 и контактора КВГ, провода 1013,1014 и 1016. Включение вентиля ВТН обеспечивает отключение одного ряда топливных насосов, что необходимо для устойчивой работы дизеля на холостом ходу и, кроме того, позволяет уменьшить удельный расход топлива.
При отключении контактора КМН размыкается его контакт (1128, 1129) в цепи катушки реле времени РВ9. Отключившись, реле РВ9 через 4 с размыкает свой контакт (1114,1113) в цепи катушки реле РУб и замыкает контакт (9П, 1117) в цепи катушки контактора КРН. Теперь питание на катушки реле РУб и РУ42 подается только через контакты реле защиты по давлению масла РДМ4 (25Д, 26Д).
После включения контактора КРН размыкается его контакт (1544, 1545), шунтировавший независимую обмотку возбуждения стартер-генератора с целью исключения прохождения импульсов высокого напряжения от этой обмотки на регулятор напряжения. Силовой контакт КРН (1563, 1564) подает питание на регулятор напряжения АРН. Стартер-генератор СТГ, обмотка возбуждения которого получает питание от регулятора напряжения АРН, начинает работать в режиме генератора, обеспечивая подзаряд аккумуляторной батареи и питание остальных цепей напряжением 110 В. На этом процесс пуска дизеля заканчивается.
Если после пуска дизеля контроллер машиниста КМ будет переведен на первую и последующие позиции при отключенной нагрузке, то на первой позиции вентиль ВТН останется во включенном положении, и дизель будет работать с отключенным рядом топливных насосов. На второй позиции включается реле РУ4 и контактом (1011, 1012) разрывает цепь питания катушки ВТН. Поэтому на позициях 2 — 15 включены все топливные насосы дизеля. При работе под нагрузкой на первой позиции контроллера машиниста включается контактор КВГ и своим контактом (1012, 1013) отключает вентиль ВТН, в результате чего (уже на первой позиции) вступают в работу все топливные насосы.
По условиям надежной работы необходимо ограничить время работы стартер-генератора и аккумуляторной батареи в пусковом режиме. Для этого предусмотрено реле времени РВ1, настроенное на выдержку времени 12 с. Оно включается при замыкании контакта реле времени РВЗ (1039,1047) одновременно с контактором КД. Если пуск оказался неудачным или удачным, но по какой-то причине не сработало реле контроля пуска РУ10,то по истечении 12 с замыкается контакт реле времени РВ1 (1110,1111) в цепи катушек реле РУб и РУ42. Включившись, реле РУб и РУ42 обеспечивают отключение всех аппаратов, участвовавших в пуске.
В случае неисправности топливоподкачивающего насоса, имеющего механический привод от дизеля, можно оставить в работе насос, приводимый от электродвигателя ЭТН. Для этого включают тумблер Т65 «Резервный топливный насос», контакт (1122, 1123) которого шунтирует контакт реле РУб в цепи катушки контактора топливного насоса КТН, благодаря чему последний после окончания пуска остается во включенном положении. Второй контакт тумблера Тб5 (1122, 860) подает напряжение на сигнальную лампу ЛС7 «Резервный топливный насос», установленную на пульте машиниста.
(Продолжение следует)
