Некоторые особенности цепей электровозов ВЛ11
Инж. И.А. ЕРМИШКИН, г. Ожерелье
В журнале «Локомотив» № 8 за этот год были опубликованы цветные электрические схемы грузового электровоза постоянного тока ВЛ11. Предлагаем вниманию читателей описание работы силовых цепей локомотива с учетом внесенных изменений в конструкцию и оборудование электровозов.
Особенностью силовых электрических цепей электровоза ВЛ11 является возможность эксплуатации локомотивов в трехсекционном исполнении. В данном режиме собирается цепь из 12 последовательно соединенных тяговых двигателей (ТД). Для такого формирования сцепов необходимо переключить силовые кабели на ПкС (рис. 1): [х> в головной секции «А» пластина П1 соединяет провода 008 и 009, пластина П2 — провода 119 и 121;
- в средейй сек ц и и пластины не устанавливают;
- в головной секции «Б» пластина ПЗ соединяет провода 116 и 117.
Для регулирования величины пускового резистора на 1 -й позиции в головной секции «Б» (на электровозах с № 490 — ив средней секции) отключают от изолятора (зажима 13 ПкС) провода 011 и подключают их к выводу 10 контакторного элемента (к.э.) ПкС. При данном переключении (рис. 2) происходит следующее:
- локомотивы по № 4 8 9 —в силовую цепь ТД трех секций введены пусковые резисторы головной секции «А» (R1) и средней секции (R2) величиной 7,168 Ом каждый;
- локомотивы с № 4 9 0 — в силовую цепь ТД трех секций введен только пусковой резистор головной секции «А» величиной 14,28 Ом.
Контроллер машиниста КМЭ-013, установленный на грузовых электровозах постоянного тока ВЛ11, отличается от своих аналогов на локомотивах других серий числом позиций главной рукоятки и наличием дополнительного положения на реверсивно-селективном валу. Напомним назначения положений рукоятки вала:
«М» — служит для пуска и разгона электровоза на последовательно-параллельном (СП) и параллельном (П) соединениях тяговых двигателей (ТД) в режиме тяги;
«МС» — используют для пуска и разгона на последовательном (С) соединении ТД.
Силовые цепи ТД на 1-й позиции образуются после включения линейных контакторов К1, К18 и К19 во всех секциях локомотива. При этом к контактной сети подключается цепь из четырех (или восьми) последовательно соединенных ТД. Особенностью силовой цепи на С-соединении является питание двигателей через быстродействующий выключатель (БВ) и дифференциальное реле РдФ1 головной секции «А».
Силовая цепь ТД на СП-соединении: токоприемник Пк1 -> шина 001 -> дроссель радиопомех L1 -> шина 002 -> крышевой разъединитель Рз1 -> провод 003 -> силовые контакты БВ -> вводные кабели 008 через окно реле РдФ1 -> контакт переключателя ПкС и пластина П1 -> провод 009 -> линейный контактор К1 -> провод 011 -> группа R2 пускового резистора -> провод 018 -> к.э. 1 группового переключателя ПкГ -> провод 021 -> группа R1 пускового резистора -> провод 028 -> линейный контактор К18 -> провод 031 -> катушка реле перегрузки РТ35 ТД1 и ТД2 -> провод 032 -> к.э. отключателя двигателей ПкД1 -> провод 033 -> контакт реверсора ПкР -> обмотки якорей ТД1 и ТД2 -> к.э. реверсора ПкР -> провод 041 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 042.
Затем цепь разделяется на две параллельные ветви:
- обмотка возбуждения ТД1 -> провод 044 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 045 -> обмотка возбуждения ТД2 -> провод 046 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 047;
- контакты контактора К31 -> провод 061 -> катушка 2-3 индуктивного шунта L3 -> провод 047.
Далее ток протекает от провода 047 по общей силовой цепи через к.э. отключателя двигателей ПкД — провод 048 -> к.э. 4 группового переключателя ПкГ -> провод 076 -> линейный контактор К19 -> провод 077 (на электровозах с № 326 — катушка токового
реле РТ38 и провод 087) -> катушка реле перегрузки РТ36 ТДЗ и ТД4 -> провод 078 -> к.э. отключателя двигателей ПкД2 -> провод 079 -> к.э. реверсора ПкР -> провод 080 -> обмотки якорей ТДЗ и ТД4 -> провод 082 -> к.э. реверсора -> провод 084 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 092.
После этого цепь разветвляется на два параллельных участка:
- обмотка возбуждения ТДЗ -> провод 093 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 094 -> обмотка возбуждения ТД4 -> провод 095 -> шунт Шн1 амперметра А1 «Возбуждение» -> провод 099 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 096;
- контакты контактора К32 -> провод 110 -> катушка 2-3 индуктивного шунта L4 -> провод 096.
От провода 096 общая силовая цепь проходит через к.э. отключателя двигателей ПкД2: провод 115 -> шунт Шн2 амперметра А2 «Якорь» -> провод 116 -> к.э. режимного переключателя ПкС -> провод 117 -> к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 119 -> к.э. режимного переключателя ПкС (на головной секции «А» — и пластина П2) -> выводные кабели 121 через окно РдФ1 -> токовые обмотки электросчетчиков Wh1 и Wh2 -> провод 100 -> заземляющие устройства Пк2 — Пк5 -> «земля».
Таким образом, на 1-й позиции все ТД получают питание от контактной сети через полностью введенные пусковые резисторы (R1 + R2) величиной 7,168 Ом каждый, с глубоким ослаблением возбуждения — 16%.
Одновременно от провода 028 через резистор R13 подается питание к катушкам реле максимального и низкого напряжения — РН10иРН9.
Схема формирования секций «А + А + Б»
Головная секция «А»: токоприемник Пк1 — шина 001 -> дроссель L1 -> шина 002 -> крышевой разъединитель Рз1 -> провод 003 -> силовые контакты БВ -> вводный провод 008 РдФ1 -> контактная пластина П1 -> провод 009 -> линейный контактор К1 -> провод 011 -> группа R2 пускового резистора -> провод 018 -> к.э. 1 ПкГ -> провод 021 -> группа R1 пускового резистора -> провод 028 -> линейный контактор К18 -> цепь ТД1 — ТД4 до шунта Шн2 амперметра А2 «Якорь» -> провод 116 -> к.э. ПкС -> провод 122 -> зажим 9 на БлКл2 и далее — на среднюю секцию «А».
Средняя секция «А»: зажим 9 на Бл Кл1 -> провод 125 -> к.э. ПкС -> провод 009 -> линейный контактор К1. Далее путь тока на электровозах разных годов выпуска различается:
на локомотивах по № 4 8 9 — аналогичен
протеканию тока на головной секции «А» (включены R1 и R2) до провода 122 на зажиме 9 БлКл2;
на локомотивах с № 4 9 0 — провод 011 ->
к.э. 10-11 ПкС -> провод 028 -> линейный контактор К18. Затем путь тока совпадает с цепью на головной секции «А» (до провода 122 на зажиме 9 БлКл2). От зажима 9 ток протекает на головную секцию «Б».
Головная секция «Б»: зажим 9 на БлКл2 -> провод 125 -> к.э. ПкС -> провод 009 -> линейный контактор К1 -> провод 011 -> к.э. 10-11 ПкС -> провод 028 -> линейный контактор К18 -> цепьТД1 —ТД4 до шунта Шн2 амперметра А2 -> (цепь, аналогичная цепи головной секции «А») -> провод 116 -> контактная пластина ПЗ -> провод 117 -> к.э. ПкТ -> провод 119 -> к.э. ПкС -> провод 123 -> зажим 6 на БлКл2 и далее — на среднюю секцию «А».
Средняя секция «А»: зажим 6 на БлКл2 -> провод 119 -> к.э. ПкС -> провод 123 -> зажим 6 на БлКл1 и далее — на головную секцию «А».
Головная секция «А»: (см. рис. 2): зажим 6 на БлКл2 -> провод 119 -> пластина П2 -> выводной провод 121 РдФ1 и далее — к шунтам счетчиков и в рельсовую цепь.
Схема формирования секций «А + Б + Б»
Головная секция «А»: путь протекания тока от токоприемника Пк1 через силовую цепь ТД1 — ТД4 аналогичен рассмотренному ранее при СП-соединении ТД. Затем цепь продолжают провод 116 -> к.э. ПкС -> провод 122 -> зажим 9 на БлКл2 и далее — на среднюю секцию «Б».
Средняя секция «Б»: зажим 9 на БлКл2 -> провод 125 -> контакты к.э. ПкС -> провод 009 -> линейный контактор К1. Дальнейший путь тока на электровозах по № 489 аналогичен цепи на головной секции «А» (включены R1 и R2) до провода 122 на зажиме 9 БлКл1. На локомотивах с № 490 путь тока иной: провод 011 -> к.э. 10-11 ПкС -> провод 028 -> линейный контактор К18. Затем цепь совпадает с цепью на головной секции «А» до провода 122 (зажим 9 БлКл 1). От зажима 9 ток протекает на головную секцию «Б».
Головная секция «Б»: зажим 9 на БлКл2 -> провод 125 -> к.э. ПкС -- провод 009 — линейный контактор К1 -> провод 011 — к.э. 10-11 ПкС -> провод 028 -> линейный контактор К18 -> цепь ТД1 — ТД4 до шунта Шн2 амперметра А2 -> цепь, аналогичная цепи на головной секции «А», -> провод 116 -> контактная пластина ПЗ -> провод 117 -> к.э. ПкТ -> провод 119 -> к.э. ПкС провод 123 -> зажим 6 на БлКл2 и далее — на среднюю секцию «Б».
Средняя секция «Б»: зажим 6 на БлКл1 -> провод 119 -> к.э. ПкС — провод 123 -> зажим 6 на БлКл2 и далее — на головную секцию «А».
Головная секция «А»: зажим 6 на БлКл2 -> провод 119 -> пластина П2 -> выводной провод 121 РдФ1 и далее через шунты счетчиков — в рельсовую цепь.
а электровозах серии ВЛ11 по № 489 для увеличения тепло
емкости пускового резистора его величину выбрали равной 7,168 Ом на секцию. Таким образом, из-за большого пускового тока на 1-й позиции нарушена плавность пуска локомотива. Чтобы устранить этот недостаток, н а 1-й позиции включены контакторы К31 и К32 для глубокого ослабления возбуждения, равного 16 % (рис. 3,а).
Затем на последующих трех позициях в силовой цепи ТД постепенно (до 36, 55 и 100 %) увеличивается возбуждение. С 5-й позиции начинается реостатный пуск, т.е. уменьшение сопротивления пускового резистора.
Рассмотрим происходящие процессы.
2-я позиция. Включаются контакторы ослабления возбуждения первой ступени КЗЗ и К34. Их блокировки между проводами Э585, 544 и Э585, 545 размыкаются, и контакторы К31 и К32 глубокого ослабления возбуждения выключаются.
3- я позиция. В силовой цепи ток протекает через контакторы КЗЗ и К34, а также К35 и КЗб, замкнувшиеся еще на 1-й позиции, часть резисторов R3, R4 (секции 3 — 5, R = 0,1606 Ом), катушки индуктивных шунтов L3, L4 и далее — в силовую цепь.
4- я позиция . Контатооры
КЗЗ — К36 выключаются. Тяговые двигатели переключаются из режима ослабления возбуждения второй ступени на полное возбуждение.
5- я позиция. Контактор КЗ включается и выводит секцию 1—2 группы пускового резистора R1, уменьшая его сопротивление на 0,93 Ом,т.е. сданной позиции начинается реостатный пуск электровоза.
Позиции б — 2 0. Согласно развертке контроллера включаются реостатные контакторы, уменьшая сопротивление пускового резистора путем закорачивания его секций или соединения их в параллельные ветви. Напряжение на коллекторах ТД увеличивается. Когда оно достигает 2700 В, включается реле низкого напряжения РН9. При замыкании контактов реле в проводах Э801, Э815 загорается сигнальная лампа «PH».
2 1-я позиция (ходовая). Пусковой резистор полностью выведен из цепи ТД. Напряжение на коллекторах ТД зависит от выбранного для пуска соединения: на С-соединении двухсекционного электровоза ВЛ11 оно составляет 375 В, трехсекционного — 250 В, на СП-соединении — 750 В.
Одновременно на данной позиции включаются линейный К10 и уравнительный К17 контакторы (на С-соединении — только К17), уменьшая число обходных цепей секций пускового резистора и подготавливая цепь ТД к переключению на П-соединение. Нт СП-соединении ток
протекает к ТД, минуя пусковой резистор, через контакты линейного контактора К10, к.э. 1 группового переключателя ПкГ и к.э. уравнительного контактора К17, а на С-соединении — через контакты «угловых» реостатных контакторов К5, К8 и уравнительного контактора К17.
Внимание. Нт электровозах ВЛ 11 с № 490 контакторы К31 и К32 глубокого ослабления поля не установлены (рис. 3,6). Реостатный контактор КЗ перенесен из группы R2 пускового резистора в цепь группы R1 (рис. 4). В цепь группы R1 резистора дополнительно установлены реостатные контакторы К20 — К22.
Переход с последовательно-параллельного на параллельное соединение ТД
Процесс переключения ТД с СП- на П-соединение происходит при вращении вала группового переключателя ПкГза четыре переходных позиции с применением запирающих диодов, исключающих снижение и броски силы тяги.
Переходная позиция X 1. Нт этой позиции получают питание вентили группового переключателя ПкГ, выключаются реостатные контакторы. Цепь ТД остается такой же, как на 21-й позиции СП-соединения. В кабине машиниста загорается сигнальная лампа «КП».
Переходная позиция X 2. Начинается поворот вала группового переключателя ПкГ. Размыжается к.э. 4 ПкГ. В цепь ТД, соединенных по схеме СП-соединения, вводятся блоки запирающих диодов Д1 — Д24 (или Д1 — Д12 на электровозах с № 490). Кроме того, на данной позиции замыкается блокировка ПкГ 612-589, подготавливая цепь катушек вентилей контакторов К10 и К17 к соединению с корпусом через блокировку К1 589-500.
Переходная позиция X 3. Рaзмрlкается к.э. 1 ПкГ. В цепь ТД, соединенных последовательно-параллельно, вводятся первая и вторая группы пускового резистора, включенные параллельно и имеющие сопротивление 1,79 Ом. Это исключа
ет бросок тока на последующей переходной позиции Х4 при переключении их с напряжения 750 В на 1500 В.
Кроме того, на данной позиции размыкается блокировка группового переключателя ПкГ Э582-591. Вторично прерывается цепь на катушку реле времени РВб и катушки вентилей реостатных контакторов, находящихся под напряжением от провода Э582.
Переходная позиция X 4. Замыкаются к.э 2, 3, 5 и б ПкГ. К.э 2 и 3 подключают ТДЗ, ТД4 к первой группе пускового резистора R2, а к.э. 5 и 6 — ТД1, ТД2 к рельсовой цепи.
Нf этой позиции образуются две параллельные цепи протекания токов через пусковые резисторы:
- линейный конттктор К1 -> группа R2 пускового резистора -> уравнительный конттктор К17;
- линейный конттктор К10 -> группа R1 пускового резистора -> уравнительный конттктор К17.
Уравнительный конттктор К17 включен между силовыми проводами 018 и 028, выравнивая токи, протекающие по пусковым резисторам.
После перехода нт П-соединение в каждой секции образуются две параллельные цепи протекания токов ТД:
первая цепь — провод 028 -> линейный контактор К18 -Э цепь ТД1 и ТД2 (аналогична описанной выше до провода 047) -> к.э. ПкД1 -> провод 048 — к.э. 5 ПкГ -> провод 071 — к.э. тормозного переключателя ПкТ — провод 072 -Э к.э. 6 ПкГ -Э провод 121 -Э РдФ1 и далее через шунты счетчиков — в рельсовую цепь;
вторая цепь — провод 018 -Э к.э. 2, 3 ПкГ -> провод 076 -> линейный конттктор К19 -> цепь ТДЗ и ТД4 (аналогична описанной выше до шунта Шн2 амперметра А2 «Якорь») -> провод 116 -> к.э. ПкС -> провод 117 -Э к.э. тормозного переключателя ПкТ -> провод 119 -> к.э. ПкС (пластина П2) -> провод 121 — РдФ1 и далее через шунты счетчиков — в рельсовую цепь.
