Электрические схемы электровоза ВЛ80ТК
В соответствии с программой модернизации локомотивного парка на дороги страны с августа 2002 г. начали поступать обновленные электровозы переменного тока с продленным сроком службы. Им присвоено обозначение ВЛ80ТК. Они заменяют своих предшественников — локомотивы ВЛ80Т. Сейчас около 100 модернизированных электровозов работают на Восточно-Сибирской, Красноярской и Северо-Кавказской дорогах. Суммарный пробег всех машин на 01 июня 2005 г. составил 9,83 млн. км. Сегодня мы публикуем описание электрических цепей локомотива ВЛ80ТК, которое поможет локомотивным бригадам освоить новую технику.
Электрическая схема электровоза условно разделена на следующие части: силовую, состоящую из цепи первичной обмотки тягового трансформатора Т5 и цепей питания тяговых двигателей; вспомогательную, состоящую из цепей питания вспомогательных машин, обогревателей и других устройств, питающихся от обмотки собственных нужд тягового трансформатора; цепи управления.
Схемой предусмотрена возможность автоматического и ручного управления электровозом в режиме тяги и автоматического в режиме рекуперативного торможения. Позиционные, обозначения аппаратов и номера проводов, указанные в скобках, относятся ко второй секции электровоза.
Контакты показаны для следующих положений привода аппаратов:
- реверсивный переключатель QP1 в блоках силовых аппаратов А11, А12 — движение вперед кабиной данной секции;
- включено — переключатель Q6, разъединители QS3,
QS4, QS7 в блоках силовых аппаратов А11.А12, переключатель SA5, тумблеры S4 ЭПК, S75, S61 — S64;
- тумблер S3 — в положении «Авторегулирование»;
- тормозные переключатели QT1 в блоках силовых аппаратов А11, А12 — в положении «Тяга»;
- отключено —разъединитель QS28, тумблеры S11 — S14, S17, S18;
- тумблеры S33 — S36 — в положении МПК2;
- тумблеры S5 — S8 — в положении «Блок управления отключен»;
- нулевое положение — реверсивно-режимные рукоятки, рукоятки усилия и скорости;
- «Без воздуха» — пневматические выключатели SP2 — SP8, SP11 и SP12, датчик-реле давления SP6, сигнализатор давления SP17;
- датчик-давления масла SP15, компрессоров — в положении, соответствующем отсутствию давления масла.
Для снижения уровня коммутационных перенапряжений в цепях управления устройством ШУ-001 шунтированы катушки аппаратов НА1, НА2.К1.А11 иА12, (К11.К12, К22, К32, ОР1 и QT1), QF11 вкл, —ОП4вкл„ КТ1, КТ2, КТ4, КТ6, КТ7, KV12 —KV19, KV21, KV22, KV31, KV40, KV41, KV43, KV44, KV46 - KV48, KV51, KV52, KV55, KV63, KV75, KV76, KV78, SA5, SA6, УЗ - У7, У10 - У14, У17, У18, У21 — У23 и УЗО. Катушки электромагнитных контакторов КМ1 -КМЗ, КМ5, КМ7-КМ9. КМ11 -КМ15, КМ21, КМ22, КМ25, КМ35 —КМ37, КМ41 — КМ43 шунтированы устройством ШУ-003.
Схемы секций 1 и 2 отличаются друг от друга следующим: предохранители F20 — F23, обогреватель Е8, промежуточное реле KV75, выключатель SF38, температурное реле SK5, трансформатор Т10 установлены только на секции 2. На секции 1 установлены блокировочное устройство SQ5 типа БУ-01 и вилка Х27, а на секции 2 — блокировочное устройство SQ5 типа БУ-02 и вилка Х28.
В межсекционном соединении электровоза (электровозов в составе двух секций) провода цепей управления одной секции соединяются с проводами другой секции следующим образом: Э01 с Э02, ЭОЗ и Э04, Э2 с ЭЗ, Э13 с Э14, Э17 с Э18, Э29 с ЭЗО, Э34 с Э35, Э54 с Э55, Э61 с Э62, Э65 с Э66, Э71 с Э72, Э81 с Э82. Остальные провода соединяются с одноименными.
В межэлектровозном соединении (при работе двух локомотивов по системе многих единиц СМЕ) провода цепей управления одного электровоза соединяются с проводами другого электровоза следующим образом: Э2 с ЭЗ, Э13 с Э15, Э14 с Э16, Э17 с Э22, Э18 с Э23, Э29 с ЭЗО, Э61 с Э63, Э62 с Э64, Э65 с Э67, Э66 с Э68, Э71 с Э73, 372 с Э74, Э81 с Э83, Э82 с Э84. Остальные провода, кроме Э01, ЭОЗ, Э31, Э32 и Э36, соединяются с одноименными.
Провода Э32 и Э36 соединяются между собой в пределах каждой секции в межэлектровозном соединении. В соединении электровоза с третьей секцией провода цепей управления (указаны первыми) соединяются с проводами секции следующим образом: Э01 с Э02, ЭОЗ с Э04, Э13 с Э14, Э14с Э15, Э15сЭ13, Э17сЭ18, Э18сЭ22, Э22сЭ17, Э32 с ЭЗЗ, Э54 с Э55, Э55 с Э4, Э61 с Э62, Э62 с Э63, Э63 с Э61, Э65 с Э66, Э66 с Э67, Э67 с Э65, Э71 с Э72, Э72 с Э73, Э73 с Э71, Э81 с Э82, Э82 с Э83, Э83 с Э81. Остальные провода, кроме проводов Э34 и Э35 третьей секции, соединяются с одноименными.
СХЕМА СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ
Цепь первичной обмотки тягового трансформатора. Электровоз подключается к контактной сети токоприемниками ХА1, установленными на каждой секции. Снижение напряжения с 25 кВ до величины, необходимой для питания тяговых двигателей, вспомогательных машин и устройств, осуществляется тяговым трансформатором Т5. Его первичная обмотка подключена к токоприемникам через дроссель помехоподавления L1, высоковольтный разъединитель QS1 и высоковольтный разъединитель QS2 при питании от другой секции, главный выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Тб. Первичная обмотка тягового трансформатора соединена через трансформатор Т7 с кузовом.
Дроссель L1 и фильтр Z1 предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе электровоза, разъединители QS1 и QS2 — для отключения соответственно неисправных токоприемника и секции. Рукоятки разъединителей выведены внутрь высоковольтной камеры.
Главный выключатель (ГВ) QF1 служит для оперативных, аварийных отключений тягового трансформатора Т5. После отключения первичная обмотка трансформатора автоматически закорачивается на корпус разъединителем ГВ, чтобы обеспечить безопасность при входе в высоковольтную камеру.
Трансформатор тока Тб служит датчиком тока реле К2, являющимся составной частью главного выключателя QF1. При коротких замыканиях (к.з.) и токовых перегрузках ток в цепи катушки реле достигает величины, равной уставке реле. Последнее включается, размыкается цепь катушки удерживающего электромагнита главного выключателя. Трансформатор тока Т7 выполняет функцию датчика тока для счетчиков активной электроэнергии PJ1, PJ2. Счетчик PJ1 предназначен для учета потребляемой электроэнергии, счетчик PJ2 — рекуперируемой. Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений контактной сети предусмотрен ограничитель перенапряжений F1.
Напряжение контактной сети измеряется вольтметрам PV1, установленным в кабине и подключенным к обмотке собственных нужд трансформатора Т5. К этой обмотке трансформатора Т5 подключены счетчики электроэнергии РЛ, PJ2, а через панель питания А10 — вентиль защиты У1.
Для сохранения работоспособности третьей секции при работе трех секций по СМЕ при неисправном токоприемнике предусмотрено соединение между собой токоприемников электровоза и третьей секции. В случае работы двух локомотивов по СМЕ соединение токоприемника одного электровоза с токоприемниками другого не предусмотрено.
Цепи вторичных обмоток тягового трансформатора и тяговых двигателей (ТД) в режиме тяги. Напряжение на ТД подается от вторичных тяговых обмоток трансформатора Т5 через выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП) U1, U2. Напряжение секций 01—3, 3—1,02—7, 7—5 вторичных тяговых обмоток при холостом ходе трансформатора составляет 290 В, напряжение секции а 1—х1, а2—х2 — 638 В. Для снижения уровня атмосферных и коммутационных перенапряжений в цепях тяговых обмоток предусмотрены ограничители перенапряжений F2 и F3.
Чтобы уменьшать потенциал относительно корпуса при атмосферных перенапряжениях и уровень радиопомех, тяговые обмотки соединили с корпусом электровоза через конденсаторы панелей С1, С2 и конденсаторы С11 — С14.
Тяговые обмотки и ВИП защищены от токов к.з. с помощью реле КА1 — КА6, при срабатывании которых подается напряжение на катушку отключающего электромагнита УАЗ главного выключателя QF1 от обмотки собственных нужд трансформатора. При повреждении ВИП отключаются разъединителями QS3, QS4 с ручным приводом. ТД защищены от токов к.з. выключателями QF11 — QF14.
Чтобы изменить направление движения, переключателями QP1 изменяют направление тока в обмотках ТД. Переключатели QT1 предназначены для переключения электрической схемы электровоза из тягового режима в рекуперативный и наоборот.
Чтобы снизить пульсации выпрямленного тока, в цепи тяговых двигателей включены сглаживающие реакторы L1 и L2 . Для уменьшения пульсаций тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока возбуждения обмотки возбуждения ТД шунтированы резисторами R1 и R2 (выводы РО, РЗ). Напряжение на ТД регулируется за счет изменения угла открытия тиристоров ВИП.
Схемой предусмотрено четырехзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения. После полного открытия тиристоров плеч 1, 2, 7 и 8 (конец четвертой зоны) скорость увеличивается за счет ослабления возбуждения двигателей (шунтирования обмоток возбуждения резисторами Р1, Р2 (выводы Р1 — РЗ) и соединенными с ними последовательно индуктивными шунтами L11 — L14). Предусмотрены три ступени ослабления возбуждения:
- первая — 70 % (включены контакторы К11 и К12);
- вторая — 52 % (включены контакторы К11, К12, К21 и К22);
- третья ступень — 43 % (включены контакторы К11, К12, К21, К22, К31 и К32).
Это означает, что 70, 52 и 43 % тока якоря проходит по обмотке возбуждения. Индуктивные шунты L11 — L14 предназначены для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации ТД при колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановления после кратковременного снятия. В случае необходимости любой из ТД может быть отключен соответствующим разъединителем QS11 или QS12. При этом отключаются соответствующие быстродействующие выключатели. Питание ТД от источника низкого напряжения (сеть депо) осуществляется через розетки Х4 и разъединитель QS5.
Напряжение ТД измеряется вольтметром PV2. От коммутационных перенапряжений вольтметр защищен конденсатором С26. Ток ТД измеряется амперметром РА1, подключенным к измерительному шунту RS1. Амперметр РА1 предназначен для измерения тока первого ТД по ходу движения электровоза и контроля работы ВИП первой по ходу движения тележки. Прибор РА1 установлен в кабине машиниста. В цепи якорей ТД включены датчики тока Т1 и Т2, обеспечивающие совместно со шкафом МСУД А55 контроль тока ТД и обратную связь по току с системой управления ВИП.
Замыкания на корпус цепей питания ТД контролирует реле заземления KV1. Оно имеет включающую и удерживающую катушки. К контролируемым цепями включающая катушка реле подключена через резисторы R5, R6 и разъединитель QS7. Напряжение 50 В на удерживающую катушку подается от контролера машиниста по проводу Э2 через резистор R94.
На включающую катушку напряжение поступает (при замыканиях на корпус обмотки собственных нужд тягового трансформатора Т5) через понижающий трансформатор T9. Разъединитель QS7 предназначен для отключения реле от замкнутой на корпус цепи (например, сглаживающего реактора L2 или ВИП). В этом случае должен быть обязательно отключен соответствующий разъединитель QS3 или QS4.
При замыканиях на корпус включается реле KV1 и размыкает цепь питания катушки удерживающего электромагнита ГВ. Включаются индикаторы ГВ и РЗ над пультом машиниста, и подается сигнал в шкаф МСУД А55.
Регулирование напряжения на ТД в режиме тяги. На упрощенной силовой схеме электровоза цифрами 1 —8 обозначены плечи ВИП, 1 — 3 — секции обмоток трансформатора. При этом секция 1 соответствует секциям 01—3, 02—7 обмоток тягового трансформатора Т1, секция 2 —секциям 3—1,7—5, секция 3 — секциям а 1—х1, а1—х2. Тиристоры ВИП открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых шкафом МСУД А55.
На первой зоне регулирования ТД питаются от выпрямительных мостов, образуемых плечами 3 — 6, подключенных к выводам секции 2 обмотки трансформатора. Рассмотрим упрощенный алгоритм работы тиристоров в режиме тяги.
Тиристоры плеч 3,5 открываются импульсами с постоянной фазой сщ, соответствующей минимальному углу открытия, а тиристоры плеч 4, 6 — импульсами с регулируемой фазой ар. Если в один из полупериодов нагружены тиристоры плеч 4, 5, то в следующий полупериод после открытия тиристоров плеча 3 в момент ао происходит коммутация тока с тиристоров плеча 5 на тиристоры плеча 3. Энергия в цепи выпрямленного тока разряжается по нулевому контуру: тиристоры плеч 4 и 3, сглаживающий реактор, ТД. При угле открытия ар тиристоров плеча 6 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 4 на тиристоры плеча 6. Далее ток нагрузки протекает через тиристоры плеч 3 и 6.
В последующий полупериод при угле открытия ао тиристоров плеча 5 закрываются тиристоры плеча 3. Возникает нулевой контур для разряда энергии по цепи: тиристоры плеч 6 и 5, сглаживающий реактор. Так происходит чередование нулевых вентилей для различных полупериодов напряжения сети, что позволяет не усиливать по току плечи ВИП, работающие в первой зоне регулирования. Чем большую часть проводящего полупериода проходит ток через тиристоры, тем больше среднее значение выпрямленного напряжения на ТД.
Технические данные электровоза ВЛ80ТК
Номинальное напряжение, В 25000
Частота, Гц 50
Формула ходовой части 2(20-20)
Колея, мм 1520 (1524)
Номинальная масса электровоза с 0,67 запаса песка, т 192
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс) 230 (23,5)
Разность между нагрузками на рельсы от колес
одной колесной пары, кН (тс), не более 5 (0,5)
Высота от головки рельса до оси автосцепки
при новых бандажах, мм 1040... 1080
Высота от головки рельса до рабочей поверхности полоза токоприемника:
в опущенном положение, мм, не более 5100
в рабочем положении, мм 5500... 7000
Номинальная длина электровоза по осям автосцепок, мм .... 15200 Номинальный диаметр колеса по кругу катания
при новых бандажах, мм 1250
Минимальный радиус проходимых кривых
при скорости до 10 км/ч, м 125
Мощность в часовом режиме
на валах тяговых электродвигателей кВт, не менее 6520
Мощность в продолжительном режиме
на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее 6000
Сила тяги в часовом режиме, кН (тс), не менее 442 (45,1)
Сила тяга в продолжительном режиме, кН (тс), не менее 400 (40,8)
Скорость в часовом режиме, км/ч, не менее 51,6
Скорость в продолжительном режиме, км/ч, не менее 53,6
Конструкционная скорость, км/ч 110
Кпд в продолжительном режиме тяги, не менее 0,85
Коэффициент мощности в продолжительном режиме в тяге,
не менее 0,82
Тип тягового привода индивидуальный с опорно-осевым
подвешиванием тягового двигателя
Электрическое торможение рекуперативное
Тормозная сила, развиваемая электровозом в режиме электрического торможения при скоростях, кН (тс), не менее:
до 50 км/ч 400 (40,8)
до 80 км/ч 300 (30,6)
до 90 км/ч 250 (25,5)
Примечание. Силы тяги и торможения, скорость указаны для среднеизношенных бандажей колес (диаметр 1200 мм) при напряжении на токоприемнике 25 кВ.
Для реализации изложенных режимов работы ВИП в первой зоне необходимо подавать на тиристоры плеча 5 в один и тот же полупериод напряжения сети импульсы управления, регулируемые по фазе от я до ао, и импульсы управления с фазой ао-
Это объясняется тем, что тиристоры плеч 3 и 5, на которые подаются импульсы управления в начале полупериода (ао), не удерживаются в открытом состоянии до прихода импульсов с фазой ар на тиристоры плеч 4 и 5. Поэтому подачей дополнительных импульсов на тиристор плеча 5 будет создана цепь тока через тиристоры плеч 4 и 5, что позволит запасти электромагнитную энергию в реакторе. В дальнейшем тиристоры плеча 5, получая импульсы управления с фазой ар, будут находиться в открытом состоянии за счет разряда электромагнитной энергии реактора. Поэтому импульсы с фазой ар могут быть сняты с тиристоров плеча 5. Во второй зоне плавным изменением фазы открытия тиристоров плеч 1 и 2 осуществляется регулирование выпрямленного напряжения от 1/4Uhom до 1/2Uhom- В течение полупериода ток будет протекать следующим образом.
Вначале он проходит от секции 2 обмотки трансформатора через тиристоры плеча 3, цепи ТД, плечо 6. В момент открытия тиристоров плеча 1 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 3 на тиристоры плеча 1. С этого момента ТД питаются от секций 1 и 2 обмотки трансформатора. Аналогично ток будет протекать и во второй полупериод, но в работе будут участвовать тиристоры плеч 2, 4 и 5.
Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения при полностью открытых тиристорах плеч 1 и 2 нагрузка переводится с секций 1 и 2 на секцию 3 обмотки трансформатора. Перевод осуществляется без потери тяги и бросков тока.
Нагрузка с тиристоров плеч 1,2, 5 и 6 переводится на тиристоры плеч 5, 6, 7 и 8 без изменения тока якоря. Это достигается подачей на блок логики аппаратуры управления синхроимпульсов в момент времени WT = "/2- Если синхроимпульс поступает при полностью открытых тиристорах плеч 1,6, то за время WT= л/2 + «о должны быть выполнены логические операции, запрещающие подачу импульсов управления в следующий полупериод на тиристоры плеч 2, 5 и разрешающие открытие тиристоров плеч 6, 7. Тогда под действием э.д.с. всей вторичной обмотки трансформатора происходит коммутация тока с тиристоров плеча 1 на тиристоры плеча 7. Ток нагрузки проходит по цепи: тиристоры плеч 6 и 7, секция 3 обмотки трансформатора.
Тиристоры плеча 6 при таком переходе нагружены током в течение периода один раз. Далее тиристоры плеч 6 и 7 чередуются с тиристорами плеч 5, 8, находясь под напряжением половину периода. Если синхроимпульс поступает при открытых тиристорах плеч 2 и 5, то тиристоры плеча 5 остаются в открытом состоянии еще на один полупериод, так как должны быть открыты тиристоры плеч 5 и 8. Дальнейшее повышение напряжения осуществляется за счет подачи импульсов на открытие тиристоров плеч 5, 8 и 6,7 с углом ао плавным изменением угла открытия тиристоров плеч 3 и 4 от максимального значения до ао- При этом выпрямленное напряжение будет плавно изменяться от '/г^ном. До 3/4ПНом-
Ток по тиристорам указанных плеч в течение полупериода будет протекать следующим образом. Если в начале полупериода он проходит через тиристоры плеч 5, 8 (или 6, 7), то с момента подачи импульса на открытие тиристоров плеча 3 или 4 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 5 или 6 на тиристоры плеча 3 или 4.
На четвертой зоне регулирования к работающим тиристорам плеч 3, 8 и 4, 7 дополнительно подключаются тиристоры плеч 1,2с углом открытия ар. Таким образом, к секциям 3 и 2 обмотки трансформатора добавляется секция 1. В момент открытия тиристоров плеч 1 и 2 с углом открытия ао выпрямленное напряжение будет иметь наибольшее значение. При уменьшении напряжения последовательность перехода обратная.
Остановимся на некоторых особенностях работы преобразователя с параллельным соединением мостов. Так, на третьей зоне в режиме тяги тиристоры плеч 5, 8 и 6, 7 открываются в начале полупериода управляющих импульсов с фазой ао, а тиристоры плеч 3,4 — импульсов с фазой ар. Если в один из полупериодов ток протекал по контуру: плечо 8, секции 3 и 2, плечо 3, то в начале следующего полупериода управляющие импульсы с фазой а© подаются на тиристоры плеч 6 и 7. При этом образуются два контура коммутации тока: плечи 3 и 7 — секции 2, 3; плечи 6 и 8 — секция 3.
Первой начинается коммутация в контуре, где напряжение выше, т.е. в контуре 1. В это время тиристоры плеча 7 открываются, а тиристоры плеча 3 закрываются. После завершения коммутации тока в контуре 1 (угол коммутации а'о) начинается коммутация в контуре 2 (угол коммутации а'о), при котором открываются тиристоры плеча 6.
Поскольку коммутация тока происходит поочередно в контуре с большим напряжением и контуре с меньшим напряжением, потенциальные условия для начала коммутации в плечах, находящихся в контуре с меньшим напряжением, могут создаваться после воздействия на них управляющих импульсов с фазой ао- В этом случае коммутация тока в контуре с меньшим напряжением может не начаться либо не все тиристоры плеча возьмут нагрузку, что приведет к нарушению параллельной работы тиристоров.
Чтобы исключить подобные режимы, осуществляется автоматическое слежение за окончанием коммутации тока в контуре с большим напряжением. Управляющий импульс на тиристоры малого контура поступит в тот момент, когда напряжение на обмотке трансформатора восстановится и создадутся потенциальные условия для начала коммутации тока в меньшем контуре (фаза ао).
В конце второй, третьей и четвертой зон регулирования при подаче управляющих импульсов на тиристоры с углом открытия ар во время коммутации тиристоров с углом открытия ао, может возникнуть режим с нарушением параллельной работы тиристоров, когда часть тиристоров плеча закрыта. Подобное возможно при снятии управляющих импульсов до окончания коммутации, когда ток через отдельные тиристоры меньше тока удержания. Причина — резкое снижение напряжения на обмотках трансформатора и, следовательно, анодного напряжения тиристоров при коммутации. Чтобы исключить подобные режимы, предусмотрено автоматическое ограничение фазы импульса ар.
Цепи ТД в режиме рекуперации. При электрическом торможении ТД работают как генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. Рекуперативное торможение осуществляется за счет инвертирования постоянного тока ТД, работающих генераторами, в переменный ток промышленной частоты.
Все переключения в силовой цепи при переходе из режима тяги в режим рекуперации и обратно производятся переключателями ЛИОН, А12—QT1. При переходе в режим рекуперативного торможения якорь каждого двигателя отключается от своей обмотки возбуждения и подключается к ВИП последовательно с диодами блока U11 и блоком резисторов R10.
Блок резисторов R10 предназначен для большей электрической устойчивости рекуперативного торможения, а также для улучшения распределения тока между параллельно включенными якорями ТД. Блок диодов U11 служит для предотвращения появления контурных токов при переходе в режим рекуперативного торможения на высоких скоростях.
Чтобы защитить блоки резисторов от токовых перегрузок, установлена панель реле напряжения А6. При срабатывании реле контроля напряжения KV01 и KV02 панели А6 разбирается схема электрического торможения.
В схему электровоза включены панели защиты ТД от кругового огня по коллектору А27, А28. При срабатывании реле контроля напряжения KV01
отключается контактор К1, обесточивая обмотки возбуждения ТД. Обмотки тягового трансформатора с выводами а4—аЗ и выпрямительная установка возбуждения U3 образуют двухполупериодную мостовую схему выпрямления с нулевым вентилем для питания обмоток возбуждения ТД. Напряжение холостого хода между выводами а4—аЗ составляет 232 В.
Тормозные переключатели А11—QT1, А12—QT1 соединяют между собой последовательно обмотки возбуждения ТД каждой секции. Резисторы R1, R2 с выводами РО, РЗ остаются подключенными параллельно обмоткам возбуждения, как в режиме тяги. Сбор силовой схемы питания обмоток возбуждения завершается включением контактора К1. Ток возбуждения измеряется амперметром РА2, установленным в кабине на пульте машиниста. Обратная связь по току с системой регулирования обеспечивается с помощью датчика тока Т15.
Цепи обмоток возбуждения защищены от токов перегрузки с помощью реле КА15, от токов к.з. при пробое плеч ВУВ —с помощью реле КА7. При срабатывании реле КА15 отключается контактор К1, при срабатывании реле КА7 отключается выключатель OF1.
Контроль замыкания цепей возбуждения на корпус осуществляет реле контроля земли KV4. При его включении загораются индикаторы «РКЗ» на блоке сигнализации А23 над пультом машиниста. Для снижения уровня радиопомех обмотка аЗ—хЗ тягового трансформатора соединена с корпусом электровоза через конденсаторы С17 и С18.
Регулирование тормозной силы в режиме рекуперации. В данном режиме, в зоне высоких скоростей тормозная сила регулируется плавным изменением тока возбуждения ТД, а в зоне средних и малых скоростей — плавным изменением напряжения ВИП, работающих в инверторном режиме.
Ток возбуждения изменяется за счет изменения угла открытия тиристоров выпрямительной установки возбуждения U3. Тиристоры открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых шкафом МСУД и подаваемых через выходные усилители импульсов выпрямительной установки возбуждения на управляющие электроды тиристоров.
Тормозная сила в четвертой зоне регулируется плавным изменением тока возбуждения, который по мере снижения скорости движения электровоза должен увеличиваться для поддержания заданной тормозной силы. При достижении наибольшего тока возбуждения дальнейшее поддержание заданной тормозной силы осуществляется плавным уменьшением напряжения ВИП.
Плавное регулирование напряжения ВИП производится с середины четвертой зоны (ар = 90 эл. град.) до первой зоны. В четвертой зоне тиристоры плеч 1, 2, 7 и 8 открываются с углом опережения р. Импульсы управления формируются системой авторегулирования инвертора, входящей в шкаф МСУД, обеспечивающий постоянство угла запаса 6 = р - j при токе якоря более 400 А. При меньших токах осуществляется регулирование инвертора с постоянным углом опережения р.
Информация об угле коммутации j поступает с датчиков Т21 — Т24. Регулирование в четвертой зоне осуществляется изменением фазы открытия тиристоров плеч 3 и 4, начиная с угла ар = 90 эл. град.
В начале полупериода ток ТД протекает через тиристоры плеч 1, 8 или 2, 7. В момент подачи управляющего импульса на тиристоры плеч 3 или 4 происходит коммутация тока с тиристоров плеч 1 или 2 на тиристоры плеч 3 или 4. В дальнейшем ток до конца полупериода будет протекать через тиристоры плеч 3, 8 или 4, 7.
Переход на регулирование в третьей зоне осуществляется подачей импульсов с углом опережения (3 на тиристоры плеч 3, 8 и 4, 7 и закрытием тиристоров плеч 1 и 2. При этом изменяется фаза открытия тиристоров плеч 5 и 6. После окончания регулирования в третьей зоне нагрузка синхронно переводится с тиристоров плеч 5, 6,7 и 8 на тиристоры плеч 1, 2, 5 и 6. Последние открываются с углом опережения р, обеспечивая переход во вторую зону регулирования. Во второй зоне за счет изменения фазы открытия тиристоров плеч 3, 4 уменьшается напряжение ВИП.
При переходе на первую зону управляющие импульсы снимаются с тиристоров плеч 1 и 2. На тиристоры плеч 5 и 6 подаются импульсы, регулируемые по фазе. При уменьшении фазы ар до л/2 рекуперация прекращается. При дальнейшем уменьшении угла ар начинается режим торможения противовключением, когда ТД развивает тяговый момент, соответствующий направлению движения назад, и электровоз начинает потреблять энергию из сети. Торможение противовключением обеспечивает возможность остановки поезда и, при необходимости, осаживания его.
В режиме рекуперативного торможения при автоматическом управлении регулирования напряжение ВИП ограничивается тремя зонами (верхняя граница — середина четвертой зоны).
(Продолжение следует)
Инж. С.В. АСТАХОВ,
Улан-Удэнский ЛВРЗ, машинисты-инструкторы В.И. КЛЕЙМЕНОВ, депо Вихоревка Восточно-Сибирской дороги, В.В. ЗАЙКОВ,
депо Северобайкальск Восточно-Сибирской дороги,
с.м. Хлопков,
заведующий сектором ПКБ ЦТ ОАО «РЖД»
