Admin

Управление ослаблением возбуждения. В схеме тепловоза 2ТЭ116У предусмотрены две ступени ослабления возбуждения. Для это­го предназначены два групповых контактора КМ8 и КМ9 (КШ1 и КШ2), а также резисторы шунтировки R25 — R30. УОИ обеспечивает управление контакторами КМ8 и КМ9 в зависимости от напряжения тягового гене­ратора. Величины напряжения генератора, при котором происходит ос­лабление (UT rосл) и усиление (итГусил) возбуждения, приведены в табл. 1.

В устройство U6 введены програм м ны е задержки, которы е обе­спечиваю т управление контакторам и с интервалом не менее 10 с. На время вклю чения контакторов защита по боксованию отключается, чтобы исклю чить ложные срабатывания при неодновременном за­м ы кании контактов гр упп ового контактора. На 1, 2 и 3-й позициях контроллера машиниста контакторы КМ 8 и КМ 9 всегда отключены.
Основные параметры электропередачи. В режиме «Тяга» устройство U6 задает внешние характеристики тягового генератора в соответствии с табл. 2. Устройство получает измеренные значения выхода реекТНВД, на­пряжения и токов на выходе выпрямителя U1, частоты вращения вала ди­зеля. По этим параметрам регулируется нагружение тягового генератора.
Рассчитывают заданную мощ ность из соотнош ения: Рполн зад = Рсел + d Ррейки, где Рсел — ниж нее ф иксированное значение м ощ ности, за­дается програм м но, как ф ункция второго порядка от частоты вращ е­ния вала дизеля (п), т.е. каж дом у значению п соответствует опреде­ленное значение заданной мощ ности.

Второе слагаемое бРрейки = К(1зад - 1изм), где К - константа; 1зад - задан­ный в программе таблично для каждой позиции выход реекТНВД для обе­спечения нужного уровня мощности; 1изм — фактический выход реек.
УОИ, регулируя то к возбуждения тяго вого генератора, управля­ет напряж ением на выходе вы прямительной установки, выводя его на заданный уровень. Заданное напряжение рассчитывается по со­отнош ению : 111ад = Рполн зад/1Ву, где lBV — изм еренны й то к на выходе вы прямительной установки. По разности заданного и изм еренного напряж ения изменяется и величина тока возбуждения.
В начале движения мощ ность на первой и второй позициях ф ик­сирована, темп приращ ения мощ ности составляет 20 кВт/с, чтобы обеспечивалось плавное трогание поезда. В зависим ости от задан­ного номера позиции контроллера маш иниста УОИ задает в элек­тронны й регулятор дизеля нуж ную частоту вращения.

Электронны й регулятор начинает отрабатывать задание, вы дви­гая рейку ТНВД на подачу. Вместе с ростом частоты вращ ения УОИ увеличивает то к возбуждения тяго вого генератора, нагруж ая дизель по селективной характеристике, т.е. уровень задаваемой мощ ности определяется Рсел, а бРрейки = 0. После выхода дизеля на ном иналь­ную частоту вращ ения, соответствующ ую установленной позиции, и уровень мощ ности Р , соответствующ ий этой частоте, устройство U6 включает програм м ны й регулятор рейки ТНВД.
Выход реек ТНВД исправного дизеля и регулятора, соответствую­щ ий Рсел, однозначно меньше выхода реек, соответствующ его Рполн зад.
Величина d Ррейки определяет необходимый уровень добавления мощ ­ности, снимаемой с дизеля. Вместе с повыш ением мощ ности (за счет увеличения тока возбуждения генератора) растет измеренное значе­ние выхода реек. И в тот момент, когда заданное и измеренное значе­ния реек совпадут, заданный уровень мощ ности будет достигнут.


Если темп изменения (приращ ения) Рсел определяется только п, то темп изменения бРрейки определяется величиной рассогласования (1ззд - 1изм). Чем меньш е рассогласование, тем меньше темп приращ е­ния мощ ности, чтобы избежать перерегулирования. Темпы приращ е­ния мощ ности варьируются в пределах 5 — 20 кВт/с. Необходимо от­метить, что для каждой позиции введено программ ное ограничение приращ ения мощ ности бРрейки. Наименьшее его значение не может быть меньше нуля, а максимальное значение — приведено в табл. 3.
Таким образом, уровень полной мощ ности для каждой позиции не может иметь значение ниже селективного уровня для этой позиции.
Если при нагружении дизеля из электронного регулятора дизеля при­ходит сигнал ограничения подачи топлива по давлению наддува, то система начинает снижать уровень dP йки темпом 10 кВт/с. При снятии ограни­чения с1Ррейки начинает расти с темпом, определяемым рассогласованием (1зад - 1изм). Значение параметров выхода реек и мощности для каждой позиции приведены в табл. 3. Когда сбрасывают позиции контроллера, уровень мощности снижается не как функция частоты вращения, а как функция позиции КМ. Таким образом, устройство U6 отвечает за уровень селективной характеристики тепловоза и за поддержание заданного значения выхода реек ТНВД. Уровень полной мощности при заданном выхо­де реек должна обеспечить настройка электронного регулятора.

Подсистема поосного регулирования касательной силы тяги.
Подсистема предназначена для эффективного использования сцепного веса локомотива в условиях ухудшенного сцепления между колесом и рельсом, что позволяет реализовать максимально возможное тяговое уси­лие. Кроме того, подсистема выполняет функцию защиты от боксования.
На каждой колесной паре установлены датчики частоты вращения ДПС-У-01 (BR1 -б). Сигналы с этих датчиков поступают в устройство U6, ко­торое контролирует скорость вращения и ускорение каждой колесной пары. Если обнаруживаются превышение скорости вращения колесных пар более чем на б % от минимальной, увеличение ускорения более чем 1,5 км/ч за 1 с, то устройство U6 снижает напряжение соответствующего ТЭД с помощью шестиканального управляемого выпрямителя U1.
Диапазон нечувствительности к боксованию (т.е. когда система не изменяет напряжение на тяговом генераторе) находится в зоне от 120 до 100° регулирования открытия тиристоров на управляемом выпрямителе колесной пары. Если диапазона регулирования не хва­тает (скорости колесных пар не выравниваются), то УОИ восприни­мает это как боксование и останавливает рост напряжения на тяго­вом генераторе. Звуковой сигнал боксования не подается.

Когда обнаруживается проскальзывание двух колесных пар, срабаты­вает сирена боксования и плавно снижается мощность тягового генерато­ра темпом 10 В/с. При проскальзывании трех и более колесных пар также срабатывает сирена боксования, и напряжение снижается с темпом 30 В/с.
После восстановления сцепления колесных пар с рельсами мощ­ность тягового генератора и напряжение на ТЭД плавно увеличива­ются до номинальной величины, но с меньшим темпом, чем при нор­мальной работе для исключения повторного срыва в боксование. На ДМ предусмотрена сигнализация проскальзывания (боксования) ко­лесных пар. На «Основном кадре» надписи «А» или «Б» меняют свой цвет на желтый в зависимости от боксующей секции.

Взаимодействие U6 (УОИ) с электронным регулятором ди­зеля. На тепловозе 2ТЭ116У установлен дизель-генератор с элек­тронным регулятором дизеля ЭРЧМЗОТЗ-О6. Электронный регуля­тор — самостоятельная микропроцессорная система, имеет в своем составе независимый блок питания БП (U8), блок управления БУ (U9), исполнительное устройство ИУ (YA1) и датчики.
Электронный регулятор и устройство U6 взаимодействуют пу­тем обмена информацией о заданных и текущих параметрах дизеля.
Обмен информацией осуществляется через последовательный интер­фейс, выполненный в виде токовой петли с гальванической развязкой.
Устройство U6 передает в ЭРД режим работы тепловоза («Стоп», «Холостой ход», «Тяга»), разрешение/запрет топливоподачи в дизель, зна­чение заданной частоты вращения вала дизеля в соответствии с установ­ленной позицией контроллера машиниста. Электронный регулятор пере­дает в устройство U6 текущие параметры дизеля и показания датчиков: измеренную частоту вращения коленчатого вала, ротора турбокомпрессо-" ра; давление масла на входе в дизель; код выхода реек топливных насосов; дискретные сигналы ограничения по наддуву, о малом давлении масла, об остановке дизеля по давлению масла и по предельной частоте вращения.
Циклы обмена информацией следуют через одинаковые проме­жутки времени, равные 50 мс (т.е. обмен информацией происходит 20 раз в секунду). В случае потери связи между УОИ и электронным регулятором каждая из систем выполняет определенные действия: ■> U6 переводит электрическую схему тепловоза в режим холо­стого хода (контакторы КМ10, КМ11, КМ1 — КМ7 выключены), на дис­плейном модуле выводится сообщение «Нет связи с ЭРД»; ЭРД снижает частоту вращения коленчатого вала до 350 об/мин, т.е. выводит дизель на частоту вращения холостого хода.
Электрический реостатный тормоз. МСУ-ТП обеспечивает сле­дующие режимы электрического реостатного торможения: > предварительное торможение в течение б с усилием «4тс для одной секции тепловоза; > служебное торможение с поддержанием заданной скорости движе­ния при управлении от контроллера машиниста (первая позиция » 75 км/ч, вторая я 70 км/ч, третья » 60 км/ч, четвертая » 50 км/ч, пятая ~ 40 км/ч, ше­
стая я 30 км/ч, седьмая я 20 км/ч и восьмая позиция я 0 км/ч) с выполнени­ем ограничений по току возбуждения и токам якорей тяговых двигателей; > замещение электрического тормоза пневматическим при неисправ­ности или малой эффективности первого (на скоростях ниже 10 км/ч); > перевод дизеля на повышенную частоту вращения коленчатого вала (470 об/мин) для обеспечения охлаждения тяговых двигателей.
Во всех режимах электрического реостатного тормоза устройство U6 обеспечивает соблюдение параметров: ограничение тока якоря тягового двигателя по коммутации 630 А при 100 км/ч, по максималь­ному значению — 650 А, а также ограничение максимального тока возбуждения тяговых двигателей — 800 А. Режим предварительного торможения предназначен для сжатия состава при служебном тор­можении и действует в течение б с, обеспечивая тормозное усилие, составляющее приблизительно 4 тс для одной секции тепловоза.

Управление режимами электрического тормоза осуществляется тумблером «Тормоз-Тяга» и заданием позиций торможения на кон­троллере машиниста. Локомотив может быть переведен в режим электрического торможения только из режима «Выбег», т.е. задатчик позиций контроллера машиниста должен находиться на нулевой по­зиции, тумблер «Движение» включен, реверсивный тумблер установ­лен в положение «Вперед» или «Назад», тумблеры SA1 — SA6 (ОМ1 — ОМ6) включены, давление воздуха в главном резервуаре — не ниже 5 кгс/см2, блокировки дверей ВВК SQ3 и выпрямителя SQ1, SQ2 зам­кнуты, контакты датчика пневматического торможения разомкнуты.
Для перевода локомотива в режим электрического тормоза тумблер «Тормоз-Тяга» устанавливают в положение «Тормоз». При этом система включает вентиль жалюзи электрического тормоза Y1 (ВЖТ) и контроли­рует их открытие по состоянию блокировок жалюзи SQ4 и SQ5. Затем кон­троллер машиниста переводят в одну из тормозных позиций. Устройство U6 в автоматическом режиме выполняет следующие действия: => закрывает тиристоры на всех управляемых выпрямителях U1; => закрывает тиристоры на блоке кремниевых выпрямителей U2 без отключения контакторов КМ10 (КВВ), КМ11 (КВГ); Ф поднимает частоту вращения вала дизеля до 470 об/мин для луч­шего охлаждения тяговых двигателей; => включает вентиль блокировки пневматического тормоза Y2, что­бы предупредить подачу воздуха в тормозные цилиндры локомотива; => подает питание на катушку тормозного переключателя QS3 (тор­моз) и контролирует процесс переключения тормозного переключате­ля, который собирает тормозную схему в цепях тяговых двигателей; => включает контакторы КМ1 — КМ6 для подключения тяговых дви­гателей к тормозным резисторам, контролируя процесс их включения; => вызывает срабатывание поездного контактора КМ7 для подклю­чения последовательно соединенных обмоток возбуждения ТЭД к вы­водам «плюс» и «минус» первого управляемого выпрямителя выпрями­тельной установки U1, с контролем его включения; => открывает тиристоры устройства U2, задавая напряжение на вы­ходе тягового генератора -150 В; => регулирует угол открытия первого выпрямителя U1, чтобы обе­спечить необходимый ток возбуждения ТЭД.

Сборка схемы электрического тормоза завершена. Если возни­кает неисправность, то на дисплей выдается аварийное сообщение, сборка прекращается, и силовая схема приводится в состояние ре­жима холостого хода. При этом система обесточивает вентиль Y2 и включает вентиль замещения Y3. Локомотив будет заторможен пнев­матическим тормозом. Вентиль Y1 (ВЖТ) отключается только при вы­ключении тумблера «Тормоз-Тяга». Аналогичным образом система включает режим замещения при скорости локомотива ниже 10 км/ч.
Если сборка схемы ЭТ прошла успешно, то устройство U6 в тече­ние б с обеспечивает режим предварительного торможения с тор­мозным усилием 4 тс. По окончании предварительного торможения устройство U6 поддерживает заданную скорость движения, установ­ленную контроллером машиниста, постоянно контролируя юз ко­лесных пар. В случае возникновения юза автоматически снижается тормозная сила до прекращения опасного режима.
При скорости локомотива ниже 10 км/ч (действие ЭТ неэффектив­но) или при срабатывании защиты по токам якорей или току возбуждения тяговых двигателей устройство U6 разбирает схему электрическо­го тормоза, отключает вентиль Y2 и включает вентиль Y3. Происходит замещение электродинамического тормоза пневматическим.
Разборку схемы ЭТ устройство U6 осуществляет в обратном по­рядке с контролем отключения аппаратов: • закрывает тиристоры устройств U1, U2; • отключает контакторы КВВ, КВГ; • при достижении токов якорей ТЭД 150 А отключает поездные контакторы КМ1 — КМб, КМ7; • снижает частоту вращения коленчатого вала дизеля до 350 об/мин; • включает КВВ, КВГ; • открывает тиристоры U2, обеспечивая напряжение на тяговом генераторе 110 В.

Те же действия устройство U6 выполняет при установке контроллера машиниста на нулевую позицию без включения вентиля замещения Y3.
В режиме электрического тормоза допускается подтормаживание краном вспомогательного тормоза (локомотивным краном) до давле­ния в тормозных цилиндрах не более 1,4 кгс/см2, при котором включа­ется датчик пневматического торможения SP1 (ДПТ). Если появляется сигнал от контактов SP1,to для исключения блокировки колесных пар система МСУ-ТП разбирает схему электрического тормоза.
Защиты дизеля по температуре воды и масла. Устройство U6 предупреждает сообщением на ДМ о достижении температуры воды на выходе из дизеля более 98 °C, а масла — более 82 °C. Осуществляет сброс нагрузки (переход в режим холостого хода) при достижении температуры воды 105 °C (ВК23) или масла 87 °C (ВК25) с выдачей на ДМ аварийного сообщения. После сброса нагрузки устройство U6 допускает нагружение дизель-генератора только при снижении тем­пературы воды ниже 95 °C и масла — ниже 83 °C.
Кроме того, в масляной и водяной системах установлены реле тем­пературы масла SK30 (ТРМ) и реле температуры воды SK31 (ТРВ). При повышении температуры масла до (87 ± 2) °C и воды до (105 ± 2)°C в устройство U6 поступают дискретные сигналы по цепям: Ф 1329 —> ХТ51:1 -> 1325 -> контакт реле SK30-» 1324-» ХТ51:2 —> 4215 -> ХТ15:60 -> 4268 Хб:28 U6; 1329 -> ХТ51:1 -> 1328 -> контакт реле SK31 -> 1327 -> ХТ52:5 -> 4217 -> ХТ13:33 4269 -> Х6:29 U6.

Устройство U6 осуществляет сброс нагрузки с выдачей аварийно­го сообщения и переход в режим холостого хода.
Электронное реле «земли». Для защиты от замыкания силовых цепей на корпус тепловоза установлены два преобразователя на­пряжения — U38 и U39, входные цепи которых соединены после­довательно и подключены к «плюсу» и «минусу» выпрямителей U1, а также к корпусу тепловоза. Численное значение сопротивления изоляции определяется измерением напряжений между «плюсом» и «минусом» выпрямителей U1, а также корпусом тепловоза в режиме «Тяга» при напряжении тягового генератора более 100 В.
Численное значение сопротивления изоляции силовых цепей вы­числяется устройством U6 при сборке тяговой схемы, а затем обнов­ляется с периодом 4 мин. Значение выводится на дисплей машиниста в кадре «Система возбуждения». В случае снижения сопротивления изоляции одной из силовых цепей ниже уровня 500 кОм на дисплей будет выдано одно из предупредительных сообщений — «R[+] си­ловой < 500 кОм», «R[-J силовой < 500 кОм», «В[общ] силовой < 500 кОм». Повторно подобные сообщения система диагностики выдает после следующего запуска дизеля и включения режима тяги.

Если в одной из силовых цепей на корпус тепловоза возникает замыкание, то УОИ осуществляет сброс нагрузки, разборку тяговой схемы и выдает на дисплей соответствующее сообщение — «Земля в [+] силовой цепи», «Земля в [-] силовой цепи».
Обеспечение системой защит электрической схемы тепло­воза. Устройство U6 обеспечивает защиту электрической схемы те­пловоза 2ТЭ116У по следующим предельным параметрам: • ток тягового генератора на выходе ВУ — 7500 А; • ток тягового двигателя — 1250 А; • ток возбуждения тягового генератора — 250 А; • ток ТЭД в режиме электрического тормоза — 780 А;
♦ ток возбуждения ТЭД в режиме электрического торможе­ния — 880 А; ♦ ток резистора при нагружении ДГУ на тормозные резисто­ры — 750 А; ♦ ограничение по коммутации ТЭД — 680 А х 100 км/ч; ♦ рассогласование по токам электродвигателей вентиляторов охлаждения тормозных резисторов — 40 А; ♦ ток электродвигателя вентилятора охлаждения тормозных ре­зисторов — 290 А.
Если любой из перечисленных параметров превышает предель­ные значения, то система УОИ обеспечивает сброс нагрузки и пере­вод электрической схемы тепловоза в режим холостого хода. При этом на ДМ выводится аварийное сообщение, указывающее пара­метр, из-за превышения которого сработала защита.

Повышение давления в картере дизеля. Когда в картере дизеля по­является давление, превышающее предельное значение, оговоренное в ТУ на дизель, замыкаются контакты U-образного манометра A1-SL. При замы­кании контактов реле К12 — повторителя Al -SL система УОИ получает сиг­нал (2255 -> ХТ14:26 -> 2396 -> Хб: 16 U6) и осуществляет остановку дизеля с выводом на ДМ сообщения «Давление газов в картере дизеля (А1-SL)».
Обрыв тормозной магистрали. При обрыве тормозной маги­страли поезда или нарушении ее целостности включается реле КЗ.
От замыкающего контакта реле КЗ (1052 -> X I4:12 -> 1053 -> Х7:2б U6) сигнал поступает в U6. Если тепловоз находился в режиме тяги, то система УОИ разбирает тяговую схему и переводит тепловоз в режим холостого хода. Если тепловоз находился в режиме ЭТ, то включается режим замещения электрического тормоза пневматическим. На ДМ выводится сообщение: «Обрыв тормозной магистрали (КЗ)».
Пожарная сигнализация. Для обеспечения пожарной безопас­ности на тепловозе 2ТЭ116У установлен блок пожарной сигнализа­ции. Если ее автомат не включен, то система УОИ не позволит осуще­ствить запуск дизеля с выдачей аварийного сообщения: «Отключен автомат пожарной сигнализации».
При работающем дизеле срабатывание блока пожарной сигна­лизации УОИ информирует машиниста — «Пожар». В этом случае дизель не останавливается, и схема не разбирается для того, чтобы отвести тепловоз на безопасное от поезда место. Сирена пожарной сигнализации управляется только от блока пожарной сигнализации.

Защита дизеля по давлению масла. При давлении масла в си­стеме дизеля менее 0,3 кгс/см2 (0,03 МПа) размыкается контакт дат­чика давления A1-SP3, который отключает питание от катушки реле К10. Данное реле отключается и размыкает вспомогательный кон­такт, что информирует устройство U6 о создании предпускового дав­ления масла: ХТ15:9-23 -> 1051 -> Х23:1 5 -> вспомогательный контакт К10 —» Х23:11 -> 2234 ХТ14:10 -> 2376 -> Х6:14 U6. Устройство U6 разбирает схему пуска и выдает аварийное сообщение на ДМ.
Если в течение 12 с прокрутки вала дизеля не замыкается контакт датчика давления масла A1-SP1, то система УОИ прекращает запуск дизеля с выдачей аварийного сообщения «Давление масла ниже нормы РДМ4 (A1-SP1)». Когда давление масла становится менее 0,15 МПа (1,5 кгс/см2) при работе на 12 — 15-й позициях, размыкается контакт датчика давления A1-SP2 и поступает дискретный сигнал в устройство U6, которое в этом случае отключает режим тяги и выдает аварийное сообщение на ДМ «Сброс нагрузки А1-SP2».
ЭРД самостоятельно контролирует давление масла на входе в ди­зель и при его снижении передает в систему УОИ признак недостаточ­ного давления (предупредительная сигнализация) и признак дости­жения ограничительной характеристики (аварийная сигнализация) по давлению масла, одновременно останавливая дизель. В первом случае устройство U6 выдает на ДМ сообщение «Мало давление масла (ЭРД)», а во втором — «Останов дизеля — мало давление масла (ЭРД)».

С.В. СЕРГЕЕВ,
заведующий лабораторией АО «ВНИКТИ», А.В. ПАРХОНИН, И.И. ГОРОДЕЦКИЙ, Н.А. ЗАМЯТКИН, инженеры, И.В. РУБАНИК,
начальник конструкторского бюро ПАО «Лугансктепловоз»

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК