Электрическая схема тепловоза ДМ62
Цветная схема — на вкладке
Инж. А.Г. ИОФФЕ, г. Москва
На сети железных дорог ОАО «РЖД» в эксплуатации находится значительное количество тепловозов серии ДМ62, прошедших модернизацию. В этом номере журнала публикуются электрическая схема данного локомотива и описание ее работы. Графическая часть схемы составлена машинистом эксплуатационного локомотивного депо Бологовское Октябрьской дирекции тяги А.Н. Павловым на основе заводской документации.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Тепловоз М62 был создан на Луганском тепловозостроительном заводе в 1964 г. и предназначался для экспортных поставок. У данного локомотива предусмотрена возможность работы на железных дорогах с шириной колеи как 1524 (1520), так и 1435 мм. В связи с этим локомотив вписан в габарит 02-Т. Сцепной вес локомотива составляет 120 тс, предусмотрена установка как автосцепок, так и винтовой упряжи с буферами. В качестве силовой установки применен относительно легкий и малогабаритный дизель 14Д40. По тяговым электродвигателям, электроаппаратуре и электрической схеме автоматического управления тяговым генератором тепловоз унифицирован с магистральными тепловозами типа ТЭ10.
С 1970 г. тепловозы М62 начали поступать и на отечественные железные дороги (в основном приграничные) для вождения поездов на малодеятельных участках. С 1976 г. для советских железных дорог стали строить двухсекционные тепловозы 2М62.
С 1982 по 1994 гг. была выпущена партия двухкабинных тепловозов М62 (ДМ62) по заказу Министерства обороны СССР для работы в составе специальных поездов. В отличие от предыдущих тепловозов, на тепловозах ДМ62 были применены бесчелюстные тележки с «гуськовым» расположением колесно-моторных блоков, сцепной вес локомотива был сохранен прежним (120 тс ± 3 %).
Дизель-генератор 3-14ДГУ2 имеет несколько иную комплектацию (в частности, он оснащен объединенным регулятором типа 7РС). На этих регуляторах задействован электромагнит МР5, который при боксовании колесных пар автоматически выводит индуктивный датчик ИД на минимальный упор. Для включения магнита МР5 в схему введено промежуточное реле РУ 18. Функции блок-магнита у регуляторов типа 7РС выполняет электромагнит МР6.
Условия эксплуатации этих тепловозов были связаны с длительным нахождением в режиме «горячего резерва». Для экономии ресурса силовых установок на данных локомотивах была предусмотрена система обогрева дизеля, включающая в себя циркуляционный насос, тумблер, контактор, датчики температуры, реле управления, а на тепловозах раннего выпуска и котел. Также была установлена система контроля нагрева букс и моторно-осевых подшипников, система «разрешения движения», выдаваемого с центрального поста поезда.
На тепловозах ДМ62 предусмотрена схема автоматического пуска дизеля. В отличие от тепловозов М62 и 2М62 не требуется удерживать кнопку в течение всего периода пуска дизеля. Для пуска необходимо кратковременно нажать и отпустить кнопку. Кроме того, цепи пуска и остановки дизеля обеспечивают автоматическую прокачку масла не только при пуске, но и после остановки дизеля подобно тому, как это сделано у тепловозов с дизелями типа Д49. Прокачка масла после остановки позволяет охладить нагретые трущиеся детали дизеля, а также обеспечить смазку подшипников турбокомпрессоров, роторы которых продолжают вращаться еще некоторое время после остановки дизеля. Для повышения надежности цепей управления и освещения предусмотрен дублирующий регулятор напряжения.
Тепловоз ДМ62 может работать по системе многих единиц (до четырех). При этом в каждом локомотиве должна находиться локомотивная бригада. С пульта управления ведущего тепловоза предусмотрено управление тягой, набором и сбросом позиций, изменением направления движения, подачей песка на всех тепловозах в сплотке. На пульте управления установлены контрольные лампы работы дизеля и сброса нагрузки на ведомых тепловозах. Остальные операции (пуск и остановка дизеля, переключение управления охлаждающим устройством на автоматический и ручной режимы, управление в ручном режиме, контроль работы систем и т.д.) осуществляются локомотивной бригадой, находящейся на данном тепловозе. Такое решение значительно сокращает количество необходимых аппаратов и проводов, упрощает электрическую схему, уменьшает погрешности в показаниях приборов.
Впоследствии многие тепловозы серии ДМ62 были переданы в ОАО «РЖД». После проведения соответствующей модернизации они работают на сети дорог с пригородными, пассажирскими и сборными поездами. С тепловозов было демонтировано неиспользуемое оборудование (в частности, системы обогрева на стоянке, контроля нагрева букс и моторно-осевых подшипников). Не используется также система разрешения движения. Установлены современные устройства безопасности и радиосвязи, принятые на сети дорог. Многие тепловозы прошли модернизацию с установкой дизель-генераторов 5-26ДГ.
На вкладке приведена многоцветная принципиальная электрическая схема тепловоза ДМ62. Для удобства схема разделена на листы 2 — 5. Нумерация листов на вкладке совпадает с нумерацией листов в заводских альбомах.
На тепловозах ДМ62 применены реле управления типа ТРПУ-1-413. Реле РУ1, РУ2, РУ4, РУ5, РУ7 — РУ15, РУ21, РУ22 установлены на панели реле. На этой же панели установлены разъемы № 25 и 26, через которые цепи панели реле соединены с остальными цепями тепловоза. Номера проводов панели реле соответствуют номерам разъемов и их штырей, с которыми данные провода соединены. Так, если у разъема указано обозначение 25-15, то это означает, что разъем 25, ножка (гнездо) 15.
На другой панели установлены реле системы обогрева РУ24, РУ25, РУ26 и разъем № 33. Панель с промежуточными реле РУ 16 (разрешение движения), РУ17 (пожарная сигнализация), РУ18 (промежуточное реле электромагнита МР5) соединяется с остальными цепями управления через разъем № 24. Через разъем № 27 цепи управления охлаждающим устройством связаны с остальными цепями тепловоза.
Для соединения цепей аппаратной камеры, пультов управления и дизеля применены панели зажимов. В аппаратной камере установлены панели зажимов СК1 — СК10 и СК20. На схеме зажимы аппаратной камеры обозначены перечеркнутыми кружками с закрашенными правыми половинками. В пультах управления установлены панели зажимов: в кабине «А» (расположена со стороны аппаратной камеры) СК11 — СК15 и СК18, в кабине «Б» (расположена со стороны охлаждающего устройства) СК21 — СК25 и СК28. Зажимы пультов управления помечены на схеме незакрашенными перечеркнутыми кружками.
Зажимы панелей СК имеют дробные наименования: в числителе — номер панели, в знаменателе — номер зажима. Например, обозначение зажима 3/16 означает: 16-й зажим панели СКЗ (в аппаратной камере). Аналогичные провода, проложенные в пределах пультов управления кабин «А» и «Б» и не выходящие в другие цепи, имеют одинаковые номера.
Зажимы дизельных коробок 1Д и 2Д на схеме обозначены закрашенными перечеркнутыми кружками и названы 1Д1 — 1Д20 и 2Д1 — 2Д20. Зажимы тройниковых коробок, установленных по кузову, также изображены закрашенными перечеркнутыми кружками и обозначены № 1, № 2, № 11, № 12, № 13, № 14, к13 и к14. Провода с номерами, начинающимися с буквы «А», относятся к цепям АЛСН, с буквы «П» — к цепям пожарной сигнализации и пожаротушения, с буквы «Р» — к цепям питания радиостанции.
Некоторые провода соединяют аппараты, изображенные на схеме далеко друг от друга. Чтобы не загромождать схему длинными линиями, в этих случаях провода на схеме обрываются, и обрыв помечается кружком с номером. Рядом указан номер листа, куда направляется данный провод. Продолжение провода следует искать в соответствии с указанным номером листа и номером, помещенным в кружок. Так, на листе 2 в правом верхнем углу провод 373 от контакта пускового контактора 1Д заканчивается кружком с номером 6, а рядом указано: «Лист 3». На листе 3 находим кружок с номером 6. От этого кружка идет провод 373 к цепям пуска дизеля.
При описании схемы используются условные обозначения контактов аппаратов: з.к. — замыкающий, р.к. — размыкающий. В скобках при необходимости указаны номера проводов, между которыми включены данные контакты.
ПИТАНИЕ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
При неработающем дизеле цепи управления и освещения тепловоза получают питание от аккумуляторной батареи АБ (лист 2). Для подачи питания к цепям управления и освещения необходимо включить выключатель батареи (рубильник) ВБ на данной секции тепловоза. При этом от «плюсового» зажима батареи через «плюсовой» нож рубильника ВБ, шину 04ШЗ, резистор заряда батареи СЗБ, шунт амперметров 103, плавкую вставку предохранителя ПР2, провод 367 напряжение подается на общие «плюсовые» зажимы 2/8... 10 аппаратной камеры.
В некоторых вариантах схемы напряжение от «плюсового» ножа рубильника ВБ на провод 367 и зажимы 2/8... 10 поступает по несколько иной цепи: через вставку предохранителя ПРЗ, шунт 103, резистор СЗБ. От зажимов 2/8... 10 по проводу 365x3 получают питание зажимы 12/9, 10 пульта управления кабины «А», а по проводу 366x3 — зажимы 22/9,10 пульта управления кабины «Б».
«Минусовой» зажим аккумуляторной батареи через «минусовой» нож рубильника ВБ, шину 04Ш4, провод 404 соединен с «минусовыми» зажимами аппаратной камеры 1/13...20, которые через провод 397x3 связаны с зажимами 8/13...18. Провод 401x3 соединяет «минус» АБ с зажимами пульта управления кабины «А» 14/1 ...8, а провод 402x3 — с зажимами пульта управления кабины «Б» 24/1 ...8. В некоторых вариантах схем общими «минусовыми» зажимами пультов управления являются, соответственно, 14/1. ..5 и 24/1. ..5.
ЦЕПИ ПУСКА, РАБОТЫ И ОСТАНОВКИ ДИЗЕЛЯ
После того как был включен рубильник аккумуляторной батареи ВБ, перед пуском дизеля необходимо включить автоматы, установленные на стенке аппаратной камеры, а также автомат А16
«Управление» (лист 3) на пульте в той кабине, откуда будет осуществляться управление (далее — рабочая кабина).
Одной из особенностей электрической схемы тепловоза ДМ62 является то, что положения реверсивной рукоятки и рукоятки блокировки тормоза не влияют на цепи пуска дизеля. Данные контакты в цепи кнопки пуска дизеля обойдены проводом 316. Это сделано для того, чтобы при работе по системе многих тяговых единиц бригада, находящаяся в кабине ведомого тепловоза, могла самостоятельно запустить дизель.
Однако чтобы обеспечить правильность выполнения дальнейших операций, в кабине, откуда будет осуществляться управление, штурвал контроллера машиниста необходимо поставить в нулевую позицию, реверсивную рукоятку установить и перевести в одно из рабочих положений. При наличии блокировки тормоза № 367 ее рукоятку следует установить и повернуть вертикально вниз. В другой кабине (в данном случае нерабочей) штурвал контроллера должен находиться на нулевой позиции, реверсивная рукоятка переведена в среднее положение и снята, рукоятка блокировки тормоза № 367 снята, автоматы А16 и А17 выключены.
Рассмотрим цепи пуска дизеля при управлении из кабины «А», которая в данном случае является рабочей. От общих «плюсовых» зажимов 12/9, 10 через контакт автомата А16 «Управление», контакт блокировки тормоза БУ, контакты реверсивного вала контроллера КМ1, зажим 12/1 напряжение поступает на общий провод контроллера. Параллельно от автомата А16 по проводу 316 создается цепь к кнопке ПД «Пуск дизеля». Кроме того, сразу после включения рубильника ВБ от зажимов 2/8... 10 подготавливается цепь питания катушки контактора КТН по проводу 348.
Пуск дизеля следует начинать с включения автомата А17 «Топливный насос» на пульте управления в рабочей кабине. При этом включается контактор топливного насоса КТН по цепи: общие «плюсовые» зажимы 2/8... 10 (лист 2) —» провод 348 (лист 3) -> катушка КТН -> далее через р.к. РУ7 (350,349) -» зажим 3/8 -» провод 352 -> зажим 22/14 в пульте управления кабины «Б» (в данном случае нерабочей) -» контакты реверсивного механизма контроллера КМ2 в кабине «Б», где реверсивная рукоятка снята -> зажим 22/20 в кабине «Б» —> провод 340 -» зажим 12/12 в кабине «А» —> к автомату А17 в кабине «А».
Следует обратить внимание на то, что автомат А17, изображенный на схеме слева, установлен в кабине «Б», а изображенный справа — в кабине «А», что легко проследить по нумерации зажимов. Данная схема, при которой цепь питания катушки контактора КТН проходит через контакты реверсивного вала контроллера в нерабочей кабине и автомат А17 в рабочей кабине, предотвращает работу дизеля и тепловоза в случае, если ошибочно в обеих кабинах будут установлены и переведены в рабочее положение реверсивные рукоятки. При смене кабины управления после переноса управления на другой пульт необходимо выключить автомат А17 в оставляемой кабине, чтобы в любой момент с пульта рабочей кабины можно было остановить дизель.
После включения контактора КТН замыкаются два его главных контакта. Через один главный контакт КТН (227, 228) напряжение поступает на электродвигатель топливоподкачивающего насоса ТН. Второй главный контакт КТН обеспечивает подачу питания на цепи пуска и работы дизеля от автомата А16 «Управление» через зажимы 4/1,2, провод 1048, главный контакт КТН. Когда в результате работы топливоподкачивающего насоса в топливной системе появится давление, для пуска дизеля необходимо кратковременно нажать и затем отпустить кнопку ПД. При этом через зажимы 13/1 и 6/2, р.к. реле РУ11, РУ8, РУ4, РУ22 и контакт тумблера ПМ создается цепь на катушку реле РВ1.
Р.к. РУ11 препятствует включению цепей пуска при работающем дизеле. Совокупное действие р.к. РУ8 и РУ4 обеспечивает возможность работы цепей пуска дизеля только при нулевой позиции контроллера, так как реле РУ4 включено с 1-й по 11-ю позиции, а реле РУ8 — со 2-й по 15-ю. Соответственно, оба р.к. оказываются замкнутыми только на нулевой позиции. Р.к. РУ22 и ПМ отменяют включение цепей пуска, соответственно, при автоматической прокачке масла после остановки дизеля либо при включении прокачки масла вручную.
По параллельной цепи от р.к. РУ22 через р.к. РУ 11, з.к. КТН и контакт выключенного тумблера ПМ (прокачка масла вручную) напряжение подается к катушке контактора КМН. Главные контакты КМН (388, 390x4) подключают электродвигатель маслопрокачивающего насоса МН (см. лист 2), начинается предпусковая прокачка масла по системе. Вспомогательный з.к. КМН (1850, 335) замыкает цепь от главного контакта КТН через зажимы 2/19, 20 и р.к. РВ2 (335, 334) на зажим 6/2, чем шунтирует контакты кнопки ПД (лист 3).
Благодаря этому кнопку можно отпустить. При этом питание катушек РВ1 и КМН сохраняется. Другой з.к. КМН (1850,1851) собирает цепь питания блок-магнита МР6 объединенного регулятора дизеля, подготавливая его к подаче топлива в цилиндры.
Через 55 — 60 с после подачи питания на катушку реле времени РВ1 замыкается его з.к. (332, 361). К этому времени при нормальном режиме прокачки масла и исправном состоянии дизеля давление масла достигает значения не ниже 0,2 — 0,3 кгс/см2, в результате чего замыкается контакт реле давления масла РДМЗ (362, 363). Через эти два контакта создается цепь от главного контакта КТН и зажимов 2/19, 20 на катушку реле РУ5. Кроме того, через указанный контакт РВ1 (332, 361) получает питание катушка реле времени РВ2. З.к. РУ5 (1049, 326) через р.к. ВВ (326, 323) и контакт блокировки валоповоротного механизма 105 (321, 322) замыкает цепь катушек пусковых контакторов 1Д и 2Д.
Главные контакты этих контакторов собирают, соответственно, «минусовую» и «плюсовую» цепи от аккумуляторной батареи на якорь и пусковую обмотку тягового генератора (см. лист 2). Происходит вращение коленчатого вала.
Через з.к. 1Д (231, 232) и з.к. 2Д (232, 233) питание также подается на вентиль ускорителя пуска ВП7 (в некоторых вариантах схемы обозначен ВУП). При наличии в системе сжатого воздуха включившийся вентиль ВП7 (ВУП) пропускает сжатый воздух в пневматический цилиндр ускорителя. Под действием сжатого воздуха поршень ускорителя вытесняет масло под силовой поршень сервомотора регулятора, который выводит рейки топливных насосов высокого давления на подачу топлива.
Когда дизель начинает работать самостоятельно, давление масла достигает уровня (1,2 ± 0,2) кгс/см2. При этом замыкаются контакты реле давления масла РДМ1 (242, 243), которые собирают цепь от автомата А16 «Управление» через зажимы 4/1,2 на катушку реле РУ11. З.к. РУ11 (1049, 239) создает параллельную цепь питания катушки блок-магнита МР6 от главного контакта КТН в обход з.к. КМН. Р.к. РУ11 (от провода 381) разрывает цепь питания катушек реле РВ1 и контактора КМН, в результате чего прокачка масла прекращается. З.к. РВ1 (332, 361) отключает катушку реле РУ5. Цепь пуска разбирается. Одновременно от провода 223 (зажим контактора КТН) через р.к. РУ7 и з.к. РУ11 собирается цепь на катушку реле РУ22, а з.к. РУ22 ставит реле на самопитание. Этим подготавливается цепь прокачки масла после остановки дизеля.
Как было сказано выше, после замыкания з.к. РВ1 (332, 361) питание подается на катушку реле времени РВ2. Если по каким-либо причинам реле РДМ1 не включится, то через 30 — 50 с после подачи напряжения на катушку реле времени РВ2 разомкнется его р.к. (335, 334), реле времени РВ1 отключится и цепи пуска дизеля разберутся. Это предотвращает чрезмерный разряд аккумуляторной батареи при неудавшемся пуске дизеля.
На тепловозах позднего выпуска (с № 1825) схема включения реле РУ11 несколько изменена. Оно включается не сразу после срабатывания реле РДМ1, а через контакт реле РВ2, отрегулированного на выдержку времени при включении 12 — 20 с. А контакты реле РДМ1 собирают дублирующую цепь питания катушки реле РУ11 для последующей работы дизеля. Это изменение обеспечивает устойчивый процесс пуска дизеля при холодном масле, когда реле РДМ1 срабатывает преждевременно. Кроме того, кон-
такты реле РУ22 подключают дополнительный резистор СД1 последовательно с катушкой реле РУ11, которая на этих тепловозах рассчитана на напряжение 50 В.
Для остановки дизеля необходимо выключить автомат А17 «Топливный насос» на пульте управления. При этом разрывается «минусовая» цепь питания катушки контактора КТН. Один главный контакт КТН (227, 228) разрывает цепь питания электродвигателя топливоподкачивающего насоса ТН. Прекращается подача топлива в коллектор топливного насоса высокого давления. Другой главный контакт КТН от провода 1048 разрывает цепи питания аппаратов пуска и контроля работы дизеля. При этом выключается блок-магнит МРб, и дизель останавливается. Давление масла падает, контакты реле давления масла РДМ1 размыкаются, и реле РУ11 отключается.
Однако реле РУ22 остается включенным, так как его катушка продолжает получать питание от автомата А16 «Управление» через р.к. РУ7, р.к. РВ1 и собственный з.к. Когда контактор КТН отключается, от автомата А16 «Управление» через зажимы 4/1,2, р.к. КТН (1037, 1038), р.к. РУ11, з.к. РУ22 создается цепь питания катушки реле времени РВ1, а через другой з.к. РУ22 — цепь питания контактора КМН. Происходит прокачка масла.
Через 55 — 60 с после включения реле времени РВ1 размыкается его р.к. (350,359), и цепь питания катушки реле РУ22 разрывается. Реле РУ22, а затем реле времени РВ1 и контактор КМН отключаются, прокачка масла прекращается. На этом процесс остановки дизеля завершен. Р.к. РУ7 был введен в цепь питания катушки реле РУ22 с тем, чтобы прокачка масла не включалась при работе системы обогрева.
Схема предусматривает возможность прокачки масла и в ручном режиме. Если, например, во время ремонта тепловоза при остановленном дизеле потребуется прокачать масло в системе, необходимо при выключенном автомате А17 «Топливный насос» включить тумблер ПМ «Прокачка масла вручную», расположенный на стенке аппаратной камеры. От автомата А16 «Управление» через зажим 4/1,2, р.к. КТН (1037,1038), р.к. РУ 11 (1038,1039), контакты тумблера ПМ создастся цепь на катушку контактора КМН.
Р.к. КТН и РУ11 включены в цепь для того, чтобы электродвигатель МН, рассчитанный на напряжение 64 В, не попал под напряжение вспомогательного генератора (75 В), если тумблер ПМ будет ошибочно включен при работающем дизеле. Размыкающие контакты ПМ (1040, 981) в цепи катушки КМН, а также (1078, 1080) в цепи катушки РВ1 включены для того, чтобы предотвратить случайный пуск дизеля при включенном тумблере ПМ.
ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
По окончании пуска дизеля, когда отключается пусковой контактор 1Д, от главного контакта КТН (1048, 231), далее по проводу 373 (лист 3, затем лист 2), через р.к. 1Д (373, 374) получает питание бесконтактный регулятор напряжения БРН1. Регулятор напряжения, управляя током в обмотке возбуждения Ш1 — Ш2 вспомогательного генератора ВГ, поддерживает на зажимах последнего напряжение в пределах 75 ± 1 В.
Так как это напряжение выше, чем напряжение аккумуляторной батареи (64 В), от «плюса» вспомогательного генератора ВГ через диод заряда батареи ДЗБ, вставку предохранителя ПР1 на 160 А, вставку предохранителя ПР2 на 125 А, шунт амперметров 103, резистор заряда батареи СЗБ, шину 04ШЗ, «плюсовой» нож рубильника ВБ начинает протекать ток зарядки аккумуляторной батареи, далее через «минусовой» нож рубильника ВБ, шину 04Ш4 на «минус» вспомогательного генератора.
В некоторых вариантах электрической схемы порядок соединения элементов цепи несколько иной: диод ДЗБ —> вставка предохранителя ПР1 —> резистор СЗБ —> шунт 103 —» вставка предохранителя ПРЗ -> шина 04ШЗ —э далее, как было изложено выше.
Основной особенностью данных цепей у тепловоза ДМ62 является наличие резервного бесконтактного регулятора напряжения БРН2. Этот регулятор такой же, как и основной (они установлены рядом). При выходе из строя основного регулятора необходимо отсоединить от него разъем и подключить к резервному регулятору. Кроме того, в связи с наличием у тепловоза двух кабин к шунту 103 подключен не один, а два амперметра АН.
ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДИЗЕЛЯ
Данные цепи, включающие контакты контроллеров КМ и электромагниты объединенного регулятора дизеля МР1 — MP4, не отличаются от аналогичных цепей других тепловозов типа М62. Особенностью является только наличие двух кабин и, соответственно, двух контроллеров. Управление может осуществляться из любой кабины.
Рабочая кабина выбирается в соответствии с предстоящим направлением движения. Только в этой кабине устанавливается и поворачивается в рабочее положение реверсивная рукоятка (иначе потеряет питание катушка контактора КТН, и дизель остановится). Соответственно, благодаря механической блокировке штурвал из нулевой позиции можно перевести только в рабочей кабине. В рабочей кабине необходимо включить автомат А16 «Управление», установить и повернуть вниз рукоятку блокировки тормоза БУ, установить и поставить в одно из рабочих положений реверсивную рукоятку.
При управлении из кабины «А» собирается цепь от общих «плюсовых» зажимов 2/8... 10 через зажимы 12/9,10 пульта кабины «А» (лист 2), автомат А1б «Управление» (лист 3), контакт блокировки БУ, контакт реверсивного барабана контроллера КМ1, зажим 12/1 на общий провод контроллера КМ1, а через зажим 1/2 — на катушку реле РУ14.
При управлении из кабины «Б» цепь от общего «плюсового» зажима 2/8... 10 создается через зажимы 22/9, 10 (лист 2), далее (лист 3) автомат А16, контакты блокировки БУ и контроллера КМ2, зажимы 22/1 на общий провод контроллера КМ2, а через зажим 1/5 — на катушку РУ 15. Таким образом, реле РУ14 является контрольным при управлении из кабины «А», а реле РУ15 — при управлении из кабины «Б». Эти реле являются размножителями контактов реверсивного барабана контроллера.
Далее от главного провода контроллера через контакты последнего получают питание аппараты в соответствии с разверткой контроллера. На схеме условно показана развертка контроллера КМ1 в кабине «А». У контроллера в кабине «Б» развертка аналогична.
Для управления частотой вращения коленчатого вала дизеля служат электромагниты объединенного регулятора МР1 — MP4. Электромагнит МР1 получает питание через 10-й контакт контроллера и включается на 2-й, 3-й, б-й, 7-й, 10-й, 11-й, 14-й и 15-й позициях. Электромагнит МР2 получает питание через 9-й контакт контроллера и включается на 4-й — 7-й и 12-й — 15-й позициях. Электромагнит MP3 получает питание через 8-й контакт контроллера и включается на 8-й — 15-й позициях. Электромагнит MP4 получает питание через 2-й контакт контроллера и включается на четных позициях. Несложно заметить, что такая развертка контактов обеспечивает все возможные 15 сочетаний включения электромагнитов (кроме включения одного электромагнита MP4). На нулевой и 1-й позициях контроллера все электромагниты выключены.
Электромагниты МР1 — MP3 через треугольную пластину воздействуют на золотник управления затяжкой всережимной пружины регулятора. Величина минимальной частоты вращения коленчатого вала регулируется так, что оно составляет 400 об/мин. Геометрия треугольной пластины и регулировка выхода штоков электромагнитов выбраны так, что при включении электромагнита МР1 частота вращения увеличивается на 50 об/мин, при включении электромагнита МР2 — на 100 об/мин, MP3 — 200 об/мин.
Электромагнит MP4 воздействует на втулку этого золотника и его включение вызывает уменьшение частоты вращения коленчатого вала на 25 об/мин. Таким образом, при наборе каждой последующей позиции контроллера частота вращения увеличивается на 25 об/мин и на последней 15-й позиции она составляет 750 об/мин.
ЦЕПИ ПРИВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА В ДВИЖЕНИЕ
Как и на всех тепловозах типов М62 и ТЭ10, основными аппаратами данных цепей являются переключатель реверсивный (реверсор) ПР с электропневматическими вентилями В и Н, контакторы КВ, ВВ, реле времени РВЗ и поездные контакторы П1 — Пб. Однако на тепловозе ДМ62 цепи управления имеют ряд отличий от аналогичных цепей других тепловозов типа М62.
Данные цепи рассматриваются исходя из того, что рубильник аккумуляторной батареи, автоматы на стенке аппаратной камеры, а также автоматы А16 «Управление» и А17 «Топливный насос» на пульте управления в рабочей кабине включены, дизель запущен. Для приведения тепловоза в движение необходимо в рабочей кабине установить рукоятку блокировки тормозов БУ и повернуть ее вниз, включить электропневматический клапан ЭПК, установить реверсивную рукоятку контроллера и повернуть ее в соответствии с направлением движения, включить автомат А12 «Управление тепловозом» и тумблер «Управление движением» 1ТД (если управление осуществляется из кабины «А») или 2ТД (кабина «Б»). В ранних вариантах схемы тумблеры 1ТД и 2ТД отсутствовали. Затем необходимо штурвал контроллера перевести в 1-ю позицию. При этом замкнутся последовательно соединенные контакты 1 и 3 главного вала контроллера.
Далее рассматривается цепь (лист 3) при управлении из кабины «А», а отличающиеся элементы цепи при управлении из кабины «Б» помещены в скобках: автомат А16 «Управление» —» контакт блокировки БУ -> контакт реверсивного вала контроллера КМ1 (КМ2) —> зажим 12/1 (22/1) —> общий провод контроллера —> последовательно соединенные контакты 1 и 3 —> контакты автомата А12 -> тумблеры 1ТД (2ТД) -> ЭПК -> контакты реверсивного вала контроллера.
Если выбрано направление движения вперед, замкнут 7-й контакт реверсивного вала контроллера, а при направлении назад — 8-й контакт контроллера. От 7-го (8-го) контакта контроллера КМ1 (КМ2) напряжение поступает на зажим 5/3 и вентиль «В» (вперед) реверсора, а от 8-го (7-го) контакта контроллера КМ1 (КМ2) — на зажим 5/4 и вентиль «Н» (назад) реверсора.
Далее цепи от обоих контроллеров общие. Параллельно с катушками реверсора «В» и «Н» включены вспомогательные контакты реверсора с такими же обозначениями. Эти контакты замыкаются, когда реверсор полностью переведен в направление, соответствующее тому, какой из вентилей запитан. Далее цепи от этих контактов объединены и идут через з.к. РДВ (113,1842) на катушку реле РУ12. Это реле является промежуточным для подачи команды на приведение тепловоза в движение. Реле давления воздуха РДВ не позволяет привести локомотив в движение при пониженном давлении в тормозной магистрали.
При работе по системе многих тяговых единиц через межтепловозные соединения напряжение поступает на соответствующие вентили «В» или «Н» ведомых тепловозов в зависимости от того, как данный ведомый тепловоз развернут. Например, если ведомый тепловоз сориентирован так же, как и ведущий, то реверсор на ведомом разворачивается в ту же сторону, что и на ведущем. Если же ведущий и ведомый тепловозы развернуты в разные стороны, то и реверсоры разворачиваются в разные стороны.
Важной особенностью электрической схемы тепловоза ДМ62 является то, что через контакты контроллера получают питание только катушки реверсора и катушка реле РУ12, подключенная через з.к. РДВ (113, 1842). Первоначально в цепь катушки реле РУ12 был включен также р.к. РУ9 системы перевода дизель-генератора на холостой ход (см. ниже), но в связи с демонтажем этой системы р.к. РУ9 был исключен из цепи.
Подключение цепей питания катушек остальных аппаратов цепей приведения в движение (контакторов КВ, ВВ и реле РВЗ) осуществляется через автомат А16 «Управление», зажим 4/1, 2, главный контакт контактора КТН (1048,356) и далее через зажим 2/19, 20, т.е. параллельно цепям катушек контакторов П1 — Пб (лист 3). Данная схема подключения позволяет уменьшить ток, проходящий по контактам контроллера ведущего тепловоза.
При включении реле РУ12 собирается цепь: 2/19, 20 (лист 3), провод 1840, з.к. РУ12 (1840, 1841), контакты блокировок дверей аппаратной камеры БД2 и БД1, р.к. пусковых контакторов 1Д и 2Д, р.к. РОП, р.к РЗ, катушка реле времени РВЗ. От зажима 2/19, 20 через два последовательно включенных з.к. РВЗ, зажим 9/2 собираются шесть параллельных ветвей на катушки поездных контакторов П1 — Пб. От р.к. РЗ (108,117) собирается параллельная цепь: р.к. РУ8, з.к. П1 — Пб, р.к. РУ16, р.к. РУ1, з.к. РУ4, р.к. термореле ТРВ и ТРМ, катушка контактора КВ. От р.к. РУ1 через зажим 1/8 собирается еще одна параллельная цепь через р.к. РБ на катушку контактора ВВ.
Р.к. 1Д и 2Д введены для того, чтобы исключить возможность нагружения тягового генератора на аккумуляторную батарею в случае, если при предыдущем пуске дизеля «приварился» хотя бы один контакт пускового контактора. Реле РОП, РЗ, РБ, РДМ2, РУ1, а также термореле ТРВ и ТРМ относятся к защитным аппаратам, действие которых рассмотрено ниже.
Параллельно включенные р.к. РУ8 и з.к. КВ обеспечивают включение нагрузки тягового генератора только на 1-й позиции контроллера машиниста, на которой реле РУ8 выключено. На 2-й позиции р.к. РУ8 размыкается, но цепь питания катушек КВ и ВВ сохраняется через з.к. контактора КВ, который в это время уже включен. Если при движении в тяговом режиме по какой-то причине нагрузка будет снята и контактор КВ отключится, то при исчезновении данной причины нагрузка не восстановится до тех пор, пока штурвал контроллера не будет возвращен на 1-ю позицию. Вспомогательные з.к. П1 — Пб введены для того, чтобы напряжение возбуждения на тяговый генератор подавалось только после сбора силовой цепи.
При работе на аварийной схеме с отключением неисправного тягового электродвигателя вспомогательный контакт отключенного поездного контактора шунтируется контактом отключателя ОМ данного двигателя. З.к. РУ 16 был введен для работы системы разрешения движения, которая включалась с центрального поста управления поездом. В настоящее время з.к. РУ16 зашунтирован, а само реле не задействовано. З.к. РУ4 введен для шунтирования з.к. РДМ2 до 11-й позиции контроллера включительно.
Реле времени РВЗ введено для того, чтобы при сбросе нагрузки поездные контакторы отключались с задержкой времени после отключения контакторов КВ и ВВ. Это предохраняет от подгара главные контакты поездных контакторов. Еще одной особенностью электрической схемы тепловозов ДМ62 является включение контактов термореле ТРВ и ТРМ непосредственно в цепь катушки КВ без промежуточного реле.
Включившиеся поездные контакторы собирают силовую цепь (лист 2), тяговый генератор дает питание на тяговые электродвигатели. Главные контакты контактора КВ подключают обмотку возбуждения тягового генератора к выводам возбудителя В, а главный контакт контактора ВВ замыкает цепь питания обмотки возбуждения синхронного подвозбудителя СПВ.
При работе нескольких (до четырех) тепловозов по системе многих тяговых единиц предусмотрено синхронное управление частотой вращения коленчатых валов всех тепловозов, а также цепями приведения в движение с ведущего пульта ведущего тепловоза по межтепловозным соединениям. Изначально электрическая схема тепловозов ДМ62 предусматривала возможность перевода дизель-генератора того или иного тепловоза на холостой ход в случае, если не требовалось участие всех тепловозов в тяговом режиме. Это могло быть использовано также при работе системы обогрева.
Для этого на обоих пультах управления были установлены тумблеры ТТХ, а на панели реле в аппаратной камере — реле РУ2 и РУ9. Машинист, находившийся в любой кабине ведомого тепловоза, переводимого на холостой ход, должен был включить тумблер ТТХ, через контакты которого получали питание катушки реле РУ2 и РУ9. Контакты реле РУ2 разрывали цепи электромагнитов МР1 — MP4 регулятора от контактов контроллера и по отдельной цепи подключали электромагниты МР1 и MP4, в результате чего дизель переходил на режим, соответствующий 2-й позиции контроллера. Р.к. РУ9 отключал реле РУ 12, тем самым разрывая цепи приведения тепловоза в движение.
В настоящее время тепловозы ДМ62 работают в основном одиночным порядком, система обогрева не используется. Поэтому система перевода на холостой ход впоследствии была демонтирована, а реле РУ2 и РУ9 не задействованы.
На тепловозах ДМ62 также имеется кнопка маневровой работы КМР, расположенная на правой стенке кабины. С ее помощью машинист может привести тепловоз в движение, находясь у бокового окна кабины и наблюдая за действиями и командами составителя или помощника машиниста. Для пользования этой кнопкой необходимо осуществить все подготовительные операции вплоть до перевода реверсивной рукоятки контроллера в положение, соответствующее направлению движения, а штурвал контроллера оставить в нулевом положении. При нажатии на кнопку КМР собирается цепь от 4-го контакта контроллера, замкнутого в нулевом положении штурвала через контакт кнопки КМР на автомат А12 «Управление тепловозом». Далее цепи управления действуют, как при наборе 1-й позиции контроллера.
ЦЕПИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ
Электрическая передача тепловоза должна нагружать дизель в соответствии с его заданной мощностью на каждой из позиций контроллера и поддерживать эту мощность с высокой точностью при различных режимах движения тепловоза, работы вспомогательного оборудования, при различных атмосферных условиях. Это позволяет получить максимальную эффективность и экономичность локомотива при обеспечении надежности работы его силового оборудования.
На тепловозах типа М62 реализована схема автоматического управления электрической передачей, разработанная для локомотивов типа ТЭ10, ТЭП60. Основным способом управления является регулирование тока возбуждения тягового генератора (лист 2). Для питания независимой обмотки возбуждения тягового генератора применен возбудитель постоянного тока В, конструктивно объединенный со вспомогательным генератором ВГ в двухмашинный агрегат.
В свою очередь, возбудитель также имеет две обмотки возбуждения: независимую Н11 — Н12 и размагничивающую Н21 — Н22. На некоторых схемах встречаются обозначения этих обмоток, соответственно, Н1 — Н2 и НЗ — Н4. Независимая обмотка возбуждения возбудителя получает питание от синхронного подвозбудителя СПВ через аппараты автоматического управления, а размагничивающая обмотка — от вспомогательного генератора ВГ.
Для уменьшения габаритов применяемых электрических аппаратов и повышения точности регулирования на тепловозе реализована так называемая каскадная схема. При такой схеме процесс регулирования осуществляется не в цепи обмотки возбуждения тягового генератора, а в более слаботочной цепи независимой обмотки возбудителя. В свою очередь, изменение тока возбуждения возбудителя ведет к изменению напряжения последнего, и, как результат, к изменению напряжения тягового генератора.
Схема автоматического управления основана на применении магнитных усилителей. Питание их обмоток осуществляется переменным током от синхронного подвозбудителя СПВ через трансформатор распределительный ТР.
Основным аппаратом автоматической системы является ам-плистат возбуждения АВ, представляющий собой многообмоточный магнитный усилитель. На двух сердечниках амплистата АВ расположены по одной рабочей обмотке Н1 — К1 и Н2 — К2, по которым протекает переменный ток от 3-го и 4-го выводов ТР. Обе рабочие обмотки соединены последовательно, и в каждый полупериод по каждой из них протекает ток только в одном направлении, но с изменяющейся величиной, что обеспечивает внутреннюю положительную обратную связь в амплистате. Далее обе обмотки рассматриваются как единая рабочая обмотка. Через диоды моста В2 блока выпрямителей БВ рабочая обмотка амплистата связана с независимой обмоткой возбуждения Н11 — Н12 возбудителя В.
Кроме рабочей обмотки, оба сердечника амплистата охватываются четырьмя обмотками управления, которые питаются постоянным током. Эти обмотки (задающая, управляющая, регулировочная и стабилизирующая) соответствующим образом управляют магнитным потоком в сердечниках амплистата. В результате этого ток рабочей обмотки и, соответственно, ток независимой обмотки возбуждения возбудителя зависят от суммарного воздействия обмоток управления.
Задающая обмотка амплистата ИЗ — КЗ оказывает основное воздействие в системе автоматического управления электропередачей. Источником сигнала для задающей обмотки является тахометрический блок ТБ. Этот блок получает питание (входные выводы 1 и 4) также от синхронного подвозбудителя СПВ через входные зажимы трансформатора распределительного ТР (1-й и 4-й выводы). Выходные выводы тахометрического блока 2 и 3 через резистор СОЗ соединены с задающей обмоткой.
В основу конструкции тахометрического блока положен насыщающийся трансформатор, после которого включен выпрямитель. Выходное напряжение такого трансформатора зависит от количества импульсов входящего тока в единицу времени, т.е. от частоты тока. Поэтому ток задающей обмотки пропорционален частоте вращения вала синхронного подвозбудителя, а следовательно, и частоте вращения коленчатого вала дизеля.
Так как мощность, которую может развивать дизель, практически пропорциональна частоте вращения коленчатого вала, сигнал задающей обмотки пропорционален мощности дизеля на данной позиции контроллера. Таким образом, задающая обмотка формирует основной управляющий сигнал, соответствующий уровню мощности дизеля.
Управляющая обмотка амплистата НУ — КУ включена встречно задающей и является основным элементом обратной связи. Если мощность, передаваемая электропередачей, окажется выше или ниже мощности, которую может развивать дизель на данной позиции, система должна отреагировать, соответственно, уменьшением или увеличением нагрузки генератора. Эта функция лежит на управляющей обмотке, которая получает питание от селективного узла. На селективном узле выделяется сигнал по току и напряжению тягового генератора. Эти два параметра определяют уровень мощности, фактически передаваемой от дизеля через электропередачу в данный момент.
В селективный узел входят управляющая обмотка амплистата НУ — КУ, балластные резисторы СБТТ и СБТН, диодные мосты ВЗ и В4 блока выпрямителей БВ, резистор СОУ. Датчиками тока и напряжения генератора являются, соответственно, трансформатор постоянного тока ТПТ и трансформатор постоянного напряжения ТПН, которые также являются магнитными усилителями.
Трансформатор постоянного тока ТПТ имеет два тороидальных сердечника, на которых расположены встречно включенные обмотки. Через отверстие ТПТ проходят шесть силовых проводов от тягового генератора к тяговым электродвигателям. Намагничивание сердечников и, как следствие, индуктивное сопротивление расположенных на них рабочих обмоток прямо зависят от величины тока в силовой цепи.
Трансформатор постоянного напряжения ТПН по существу представляет собой классический магнитный усилитель. Его управляющая обмотка через резистор СТН включена на разность
потенциалов на зажимах тягового генератора. Изменение напряжения генератора ведет к соответствующему изменению тока в управляющей обмотке и индуктивного сопротивления рабочей обмотки ТПН.
Рабочие обмотки ТПТ и ТПН питаются, как и остальные элементы системы автоматического регулирования, от синхронного подвозбудителя СПВ через трансформатор распределительный ТР. Нагрузками для них являются балластные резисторы СБТТ и СБТН, а также параллельно подключенная через диодные мосты ВЗ и В4 управляющая обмотка амплистата.
Одним из важнейших свойств селективного узла является избирательный (селективный) принцип формирования сигнала обратной связи в зависимости от параметров работы электрической передачи. В результате этого формируется селективная характеристика тягового генератора, которая состоит из трех участков. Когда величины тока или напряжения достигают значения ограничения, один из диодных мостов, соответственно В4 и ВЗ, запирается. При этом сигнал обратной связи формируется по величине того параметра, по которому наступило ограничение.
В этих режимах селективная характеристика имеет вид так называемых отсечек по току и напряжению генератора, что является защитой тягового генератора от чрезмерного повышения этих параметров. Полная мощность дизеля в этих режимах использована быть не может.
При средних значениях тока и напряжения тягового генератора управляющая обмотка получает суммарный сигнал по току и напряжению от ТПТ и ТПН через диодные мосты ВЗ и В4. При этом формируется наклонная селективная характеристика нагружения тягового генератора, обеспечивающая примерно постоянную мощность генератора на каждой из позиций контроллера.
Регулировочная обмотка амплистата HP — КР осуществляет дополнительное регулирование по степени нагруженное™ дизель-генератора. Она получает питание от синхронного подвозбудителя СПВ через трансформатор распределительный ТР. От выходных выводов ТР обмотка HP — КР питается через индуктивный датчик ИД, входящий в состав объединенного регулятора дизеля, и выпрямительный мост В1 блока выпрямителей БВ. При увеличении нагрузки на дизель первоначально уменьшается частота вращения коленчатого вала. Силовой поршень регулятора перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Одновременно масло в системе регулятора поступает в сервомотор нагрузки, который перемещает якорь индуктивного датчика внутрь его катушки, тем самым увеличивая его индуктивное сопротивление. В результате ток в регулировочной обмотке уменьшается.
При уменьшении нагрузки на дизель якорь, наоборот, выдвигается из катушки, и ток в регулировочной обмотке амплистата увеличивается. Таким образом, эта обмотка служит для корректирования сигнала автоматической системы управления по степени перегрузки дизеля.
Суммарная мощность, которую развивает дизель в каждый момент, зависит не только от мощности, расходуемой на тягу поезда, но и от внешних условий, уровня вспомогательной нагрузки. При одних и тех же условиях тяги на мощность, отбираемую от дизеля, влияют температура и влажность окружающего воздуха, включение или выключение компрессора, изменение режима работы вентилятора охлаждающего устройства. Регулировочная обмотка амплистата совместно с регулятором мощности объединенного регулятора дизеля позволяет поддерживать оптимальную цикловую подачу топлива на каждом режиме при изменяющихся атмосферных условиях и вспомогательной нагрузке. В отличие от других тепловозов типа М62, на тепловозах ДМ62 установлены объединенные регуляторы с электромагнитом МР5, который отключает индуктивный датчик при боксовании (см. далее).
Стабилизирующая обмотка амплистата НС — КС служит для сглаживания переходных процессов и подключена к вторичной обмотке Н2 — К2 стабилизирующего трансформатора ТС. Первичная обмотка Н1 — К1 стабилизирующего трансформатора ТС подключена к выходным зажимам возбудителя В. В установившемся режиме работы системы возбуждения напряжение возбудителя В изменяется мало, и напряжение на вторичной обмотке Н2 — К2 стабилизирующего трансформатора ТС не возникает.
При резком изменении напряжения возбудителя В во вторичной обмотке Н2 — К2 стабилизирующего трансформатора ТС индуцируется ЭДС. При этом ток в стабилизирующей обмотке ам-плистата направлен так, что при увеличении напряжения возбудителя стабилизирующая обмотка уменьшает подмагничивание амплистата, а при уменьшении напряжения возбудителя — увеличивает. Это предотвращает резкие колебания тока и напряжения тягового генератора в переходных режимах.
Как было сказано выше, данная система регулирует ток в независимой обмотке возбуждения возбудителя H11 — Н12. Кроме независимой обмотки возбуждения, возбудитель имеет размагничивающую обмотку Н21 — Н22. Размагничивающая обмотка питается от вспомогательного генератора, ее магнитный поток имеет постоянную величину и направлен встречно потоку независимой обмотки. Размагничивающая обмотка компенсирует ток холостого хода амплистата.
Кроме того, размагничивающая обмотка играет роль аварийной. В случае выхода из строя основной системы возбуждения можно включить аварийный режим. Для этого при сброшенной нагрузке поворачивают рукоятку переключателя АР из положения «Нормальное» в положение «Аварийное», в результате чего размыкаются четные и замыкаются нечетные контакты переключателя. В этом случае размагничивающая обмотка меняет полярность и становится намагничивающей, получая питание от вспомогательного генератора. Тяговый генератор получает постоянное по величине возбуждение.
Для необходимых корректировок формируемых характеристик в цепях возбуждения тягового генератора предусмотрены дополнительные переключения. Начиная со 2-й позиции контроллера включается реле РУ8, а начиная с 4-й позиции — реле РУ10 (см. лист 3). З.к. этих реле включены в цепь задающей обмотки амплистата (лист 2). В этой же цепи имеются контакты отключате-лей тяговых электродвигателей ОМ1 — ОМ6, что уменьшает мощность в случае вынужденной работы при отключенном тяговом двигателе.
Перечисленные контакты шунтируют соответствующие секции резисторов СОЗ. Другие з.к. РУ8 и РУ 10 шунтируют часть резистора СВВ в цепи размагничивающей обмотки возбудителя при работе в режиме аварийного возбуждения. Кроме того, з.к. РУ10 (1132, 470) замыкает цепь регулирующей обмотки амплистата, которая вступает в действие, начиная с 4-й позиции контроллера.
ОСЛАБЛЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Представленная выше система регулирования возбуждения тягового генератора позволяет в достаточно широком диапазоне режимов движения реализовывать заданную мощность дизеля. Однако в процессе разгона тепловоза и увеличения частоты вращения якорей тяговых электродвигателей растет противо-ЭДС в обмотках последних, в результате чего падает ток силовой цепи. До определенного значения система возбуждения реагирует на это, пропорционально увеличивая ток возбуждения и, соответственно, напряжение тягового генератора.
Однако бесконечно увеличивать напряжение нельзя из-за ограничения по предельной разности потенциалов между пластинами коллекторов электрических машин. При достижении предельного значения напряжения (570 В) ток генератора будет продолжать уменьшаться, но, как уже было сказано, внешняя характеристика тягового генератора перейдет в зону ограничения напряжения, и оно больше расти не будет. Это приведет к недоиспользованию мощности дизеля и, как следствие, к ограничению скорости движения локомотива.
Для увеличения диапазона реализации заданной мощности дизеля на тепловозе применяется режим ослабления возбужде-
ния тяговых электродвигателей. При этом параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей вводятся резисторы СШ1 — СШ6 (лист 2), и ток возбуждения двигателей уменьшается. В результате этого снижается противо-ЭДС, и ток силовой цепи увеличивается. Система автоматического регулирования на это реагирует уменьшением тока возбуждения тягового генератора, напряжение генератора снижается, и дальнейший разгон тепловоза происходит при полном использовании заданной мощности дизель-генераторной установки.
Как и на большинстве тепловозов, имеются две ступени ослабления возбуждения тяговых двигателей. На первой ступени по обмоткам возбуждения тяговых двигателей протекает 60 % тока якоря, на второй ступени — 37 %. Для достижения синхронности перехода на ослабленное возбуждение и сокращения габаритов электроаппаратов ввод и вывод резисторов СШ1 и СШ2 в цепях всех тяговых электродвигателей осуществляется групповыми контакторами ВШ1 и ВШ2.
Включение ступеней ослабления возбуждения тяговых электродвигателей производится автоматически под контролем реле перехода РП1 и РП2. Каждое реле имеет две катушки: токовую и напряжения. Токовые катушки этих реле через резистор СРПТ1-2 подключены параллельно обмоткам добавочных полюсов тягового генератора, и ток этих катушек пропорционален току тягового генератора. Катушки напряжения реле РП1 и РП2 через резисторы, соответственно, СРПН1 и СРПН2 включены на напряжение тягового генератора, ток в них пропорционален напряжению тягового генератора.
Токовая катушка реле перехода совместно с возвратной пружиной стремятся удержать якорь реле в исходном (выключенном) положении, а действие катушки напряжения направлено на включение реле. Поэтому реле перехода относится к аппаратам дифференциального действия, т.е. включение этого реле зависит не от величины какого-то одного параметра, а от соотношения двух параметров — напряжения и тока тягового генератора.
Перед началом движения, кроме включения автомата А12 «Управление тепловозом» и поворота ключа ЭПК, необходимо на стенке аппаратной камеры тепловоза включить тумблер управления переходами УП, чем подготавливаются данные цепи. При наборе 1-й позиции контроллера замыкаются его контакты 3 и 1 (лист 3), напряжение подается через зажимы 11/12 (21/12) и 3/10, контакт тумблера УП (260, 262) к контактам реле РП1 и РП2. Далее управление переходами осуществляется в автоматическом режиме, причем, если тепловозы работают по системе многих тяговых единиц, то раздельно на каждой секции.
Пока тепловоз следует при полном возбуждении тяговых электродвигателей, контакторы ВШ1 и ВШ2 выключены. Через обмотки возбуждения тяговых электродвигателей протекает полный ток их якорей (лист 2). Р.к. ВШ1 (595, 603) и р.к. ВШ2 (588, 589) шунтируют часть резисторов СРПН1 и СРПН2, подготавливая реле перехода к включению. З.к. ВШ1 (479, 596) в цепи катушки напряжения реле РП2 разомкнут (в некоторых вариантах схемы з.к. ВШ1 включен между проводами 584, 596). Поэтому питание получает только катушка напряжения реле РП1. Благодаря шунтированию части резисторов СРПН1 и СРПН2 их сопротивление уменьшается, величина напряжения на катушке напряжения реле РП1 увеличивается.
По мере разгона тепловоза, уменьшения тока и увеличения напряжения тягового генератора сила действия токовой катушки снижается, а катушки напряжения реле РП1 — увеличивается. Реле отрегулировано так, что оно включается при подходе к ограничению тягового генератора по напряжению. При достижении заданного соотношения напряжения и тока тягового генератора релеРШ включается.
З.к. РП1 (262, 263) собирает цепь на катушку электропневматического вентиля контактора ВШ1 (лист 3). Главные контакты ВШ1 (лист 2) подключают часть резисторов СШ1 — СШ6, происходит переход на 1-ю ступень ослабления возбуждения тяговых двигателей. Р.к. ВШ1 (595, 603) вводит дополнительную часть резистора СРПН1, подготавливая реле РП1 к последующему отключению. З.к ВШ1 (479, 596) замыкает цепь на катушку напряжения реле РП2, подготавливая последующий переход на 2-ю ступень ослабления возбуждения.
Когда при дальнейшем разгоне тепловоза в режиме 1-й ступени ослабления возбуждения тяговых двигателей соотношение напряжения и тока тягового генератора вновь достигает установленного значения, включается реле РП2, и через его з.к. (262,265) получает питание катушка вентиля контактора ВШ2. Контактор включается, и его главные контакты подключают оставшиеся секции резисторов СШ1 — СШ6. Происходит переход на 2-ю ступень ослабления возбуждения тяговых двигателей. Р.к. ВШ2 (588, 589) вводит дополнительную часть резистора СРПН2, подготавливая реле РП2 к последующему отключению.
При снижении скорости движения напряжение тягового генератора снижается, а ток растет. При определенном соотношении этих величин отключается реле РП2, и происходит обратный переход на 1-ю ступень. При дальнейшем уменьшении скорости отключается реле РП1 и происходит переход на полное возбуждение тяговых электродвигателей. В силу различия характеристик включения и отключения реле перехода обратные переходы могут происходить при чрезмерно низкой скорости движения. Чтобы отключение реле переходов РП1 и РП2 происходило при оптимальных параметрах, введены р.к. ВШ1 (595, 603) и р.к. ВШ2 (588, 589), которые после перехода на соответствующую ступень увеличивают сопротивление резисторов СРПН1 и СРПН2.
ЦЕПИ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ
Защита по давлению масла в системе дизеля. Работа дизеля при недостаточном давлении масла может вызвать тяжелые повреждения. Поэтому электрической схемой предусмотрены три ступени защиты.
Реле РДМ1 имеет уставку (1,2 ± 0,2) кгс/см2 и предназначено для экстренной остановки дизеля. Когда давление масла становится ниже указанной величины, реле РДМ1 отключается, и з.к. РДМ1 (242, 243) разрывает цепь питания катушки реле РУ11 (лист 3). При этом з.к. РУ11 (1049, 239) разрывает цепь питания блок-магнита МР6, и дизель останавливается.
При работе дизеля с большой нагрузкой требуется более высокое давление масла, поэтому ограничение, вводимое реле РДМ1, на высоких позициях контроллера оказывается недостаточным. Реле РДМ2 отрегулировано на отключение при давлении масла менее (2,2 ± 0,2) кгс/см2. З.к. РДМ2 (135,136) включен в цепь питания катушки контактора КВ. Но с 1 -й по 11 -ю позиции контроллера включительно этот контакт шунтируется замкнутым з.к. РУ4 и на работу цепей управления не влияет. Начиная с 12-й позиции з.к. РУ4 размыкается. Если при этом, т.е. на позициях с 12-й по 15-ю, з.к. РДМ2 также окажется разомкнутым, то цепь питания катушки контактора КВ разорвется, и нагрузка с генератора снимется.
Также опасным режимом является пуск дизеля при недостаточном давлении масла. Реле РДМЗ с уставкой 0,2 — 0,3 кгс/см2 своим з.к. (362,363) при меньшем давлении масла не позволит включиться реле РУ5 и, таким образом, предотвратит пуск дизеля.
Защита от пуска дизеля при введенном в зацепление валопо-воротном механизме. При проведении ремонта дизеля возникает необходимость проворота коленчатого вала вручную при помощи валоповоротного механизма. По окончании ремонта перед пуском дизеля червяк валоповоротного механизма необходимо вывести из зацепления с венцом диска коленчатого вала и зафиксировать механизм в выключенном положении при помощи стопорного болта. При этом стопорный болт нажимает на контакт блокировочного устройства 105, а его з.к. (321,322) включен в цепь питания катушек пусковых контакторов 1Д и 2Д. Если валопово-ротный механизм не вывести из зацепления и не зафиксировать в поднятом положении, з.к. 105 (321,322) останется разомкнутым, контакторы 1Д и 2Д не смогут включиться, что предотвратит пуск дизеля и поломку механизма.
Защита по пробою газов в картер дизеля. При нормальной работе дизеля система вентиляции картера поддерживает в нем разрежение. В случае прогара поршня, излома колец и т.д. газы из камеры сгорания будут поступать в картер. Это грозит взрывом в картере. Для контроля давления в картере служит дифманометр. Если вместо разрежения в картере появится давление более 25 — 30 мм вод. ст., вода в колене дифманометра дойдет до его контакта КДМ (624, 625) и замкнет его. В этом случае создастся цепь от автомата А16 «Управление» через зажимы 4/1, 2, контакт КДМ (624, 625), зажим 5/19 на катушку реле РУ7. По параллельной цепи з.к. РУ7 поставит реле на самопитание от того же автомата А16. Р.к. РУ7 (350, 349) разорвет «минусовую» цепь катушки контактора КТН, и дизель остановится.
Защита по перегреву дизеля. Перегрев воды или масла дизеля чреват тяжелыми последствиями. Однако в этом случае остановка дизеля также недопустима, так как без циркуляции теплоносителей наиболее теплонапряженные детали будут испытывать еще больший местный перегрев. Поэтому при перегреве воды и масла предусмотрено снятие нагрузки с дизеля и перевод его на холостой ход.
Термореле ТРВ, отрегулированное на включение при температуре выше 90 — 95 °С, установлено на трубе выхода воды первого («горячего») контура из дизеля. Термореле ТРМ находится на трубе подвода масла к фильтру грубой очистки и настроено на включение при температуре масла более 70 — 72 °С. Последовательно соединенные р.к. ТРВ (139, 141) и р.к. ТРМ (1200, 142) включены в цепь катушки контактора КВ и при размыкании снимают нагрузку с генератора.
Защита при снижении давления в тормозной магистрали. Если давление в тормозной магистрали окажется меньшим, чем 3,0 — 3,5 кгс/см2, з.к. РДВ (113,1842) разорвет цепь питания катушки реле РУ12, что не даст возможность привести локомотив (поезд) в движение.
Защита и сигнализация при обрыве тормозной магистрали. В случае нарушения целостности тормозной магистрали, например, при открытии стоп-крана, разъединении концевых рукавов, обрыве поезда, перекрытии концевого крана, машинист может не заметить кратковременного движения стрелки манометра тормозной магистрали, особенно, если обрыв произошел в хвостовой части поезда, так как компрессор тепловоза будут стремиться компенсировать утечку воздуха.
Для контроля целостности тормозной магистрали введен пневмоэлектрический датчик № 418. Эти датчики входят в комплект воздухораспределителей № 483, предназначенных для магистральных локомотивов. Датчик установлен между двухкамерным резервуаром № 295 и главной частью № 270.023. В случае утечки из тормозной магистрали воздухораспределители срабатывают на дополнительную разрядку.
При этом замыкается контакт датчика ДДР. От автомата А16 «Управление» через контакт блокировки тормозов БУ, контакт реверсивного вала контроллера, замкнутый в одном из рабочих положений, р.к. РУ15 и з.к. РУ14 (при управлении из кабины «А») или з.к. РУ15 и р.к. РУ14 (при управлении из кабины «Б»), далее через з.к. ДДР (1044, 398), р.к. ДТЦ (398,1042) создается цепь на катушку реле РУ1. По межтепловозным соединениям также включаются реле РУ1 на других тепловозах, работающих по системе многих тяговых единиц.
З.к. РУ1 (355,346) ставит собственную катушку на самопитание, а з.к. РУ1 (346, 347) включает сигнальную лампу ЛРТ «Обрыв тормозной магистрали» (лист 5). Р.к. РУ1 (от провода 1041) разрывает цепь катушки контактора КВ, в результате чего снимается нагрузка с тягового генератора.
При загорании лампы ЛРТ машинист должен перевести ручку крана машиниста № 395 в положение перекрыши без питания и при обнаружении снижения давления в магистрали произвести служебное торможение. В результате этого происходит наполнение тормозных цилиндров и срабатывает микровыключатель ДТЦ. Его р.к. (398,1042) разрывает цепь катушки реле РУ1, лампа ЛРТ гаснет. Это свидетельствует о правильных действиях машиниста.
Защита от попадания человека под действие высокого напряжения. Эту защиту осуществляют блокировочные выключатели БД1 и БД2 дверей аппаратной камеры. Первый из них установлен у двери входа в камеру, а второй — у двери доступа к контактам реверсора, к плавким предохранителям ПР1, ПР2, ПРЗ и к шунту 103.3.к. БД2 (114,115) и БД1 (115,111) последовательно включены в цепь питания катушек контакторов КВ, ВВ и реле времени РВЗ. Благодаря этому при открытых дверях аппаратной камеры нагружение тягового генератора невозможно.
Защита от нагружения тягового генератора при включенных пусковых контакторах. Пуск дизеля происходит при больших токах, протекающих по цепи от аккумуляторной батареи к тяговому генератору. Поэтому не исключается возможность приваривания силовых контактов пусковых контакторов, коммутирующих эти цепи. В этом случае, если по окончании пуска дизеля нагрузить тяговый генератор, он окажется замкнутым на аккумуляторную батарею, что приведет к тяжелым последствиям. Чтобы этого не произошло, в цепь катушек контакторов КВ, ВВ и реле времени РВЗ включены р.к. 1Д (111,112) и р.к. 2Д (112,132).
Защита от случайного включения аппаратов цепей пуска дизеля при работающем дизеле и нагружении тягового генератора. Если при работающем дизеле будет случайно нажата кнопка ПД «Пуск дизеля», то на катушки реле РВ1 и контактора КМН питание подано не будет, так как в данные цепи включены р.к. реле РУ11, которое фактически является реле контроля работы дизеля. Цепи пуска дизеля собраться не смогут.
В случае, если по какой-либо причине останется включенным контактор возбуждения возбудителя ВВ, будет разомкнутым р.к. ВВ (326, 323) в цепи катушки пусковых контакторов 1Д и 2Д. Это предотвратит одновременное включение цепей пуска дизеля и возбуждения тягового генератора.
Если при работающем дизеле будет случайно включен тумблер ПМ «Прокачка масла», катушка контактора КМН питание не получит, так как в данной цепи включен р.к. КТН (1037,1038). Это предотвратит подключение электродвигателя маслопрокачивающего насоса МН, рассчитанного на напряжение 64 В, к вспомогательному генератору, напряжение которого составляет 75 В.
Защита от работы при пробое изоляции в силовых цепях. На ранних тепловозах ДМ62 было применено реле заземления РЗ, обеспечивающее защиту при пробое на корпус, в основном, в «плюсовой» части цепи. В этой схеме катушка реле заземления РЗ включена через резистор между корпусом тепловоза и «минусовой» частью силовой цепи. После срабатывания якорь реле удерживается механической защелкой.
На тепловозах ДМ62 позднего выпуска применена более чувствительная система защиты, срабатывающая при пробое изоляции в любой точке силовой цепи. В усовершенствованной системе реле РЗ имеет две катушки: рабочую и удерживающую. Цепь рабочей катушки (лист 2) проходит от корпуса тепловоза по проводу 585 через блок выпрямителей БВЗ, резистор СР35, разъединитель ВР32 к точке между резисторами СР31 и СР32. В свою очередь, цепочка резисторов СР31, СР32 и СРЗЗ включена через разъединитель ВР31 к «плюсовой» точке силовой цепи. Для получения оптимальной чувствительности реле точка подключения рабочей катушки подобрана так, что сопротивление от катушки до «плюсовой» цепи (резисторы СР32 и СРЗЗ) в два раза превышает сопротивление до «минусовой» цепи (резистор СР31).
Удерживающая катушка (лист 3) подключена к цепям управления через автомат А16 «Управление», зажимы 4/1,2, главный контакт КТН (1048, 356), зажимы 2/19, 20, контакты кнопки КРЗ, резистор СР34. Таким образом, по удерживающей катушке постоянно протекает небольшой ток, но его недостаточно для того, чтобы притянуть якорь реле. Однако если якорь будет притянут другой силой (а именно, рабочей катушкой), то силы притяжения удержи-
вающей катушки хватит, чтобы реле осталось включенным и после того, как прекратится ток через рабочую катушку. Подобная схема представляет собой так называемую «электрическую защелку».
Если в какой-либо точке «плюсовой» части силовой цепи произойдет пробой изоляции на корпус, то через рабочую катушку реле РЗ (лист 2) пойдет ток по цепи: «плюс» силовой цепи —> место пробоя -э корпус тепловоза -» провод 585 -> диод блока БВЗ -» провод 659 -> резистор СР35 -> провод 586 -» рабочая катушка РЗ —> провод 658 —> диод блока БВЗ —> провод 653 —> разъединитель ВР32 -> провод 587 -» резистор СР31 -> провода 582, 493 и далее к «минусовой» части силовой цепи.
Если замыкание на корпус произойдет в «минусовой» части силовой цепи, то цепь рабочей катушки РЗ соберется от «плюсовой» части силовой цепи: провод 584 -> разъединитель ВР31 -> провод 656 -> резистор СРЗЗ -> провод 655 -> резистор СР32 -> провода 654, 587 —> разъединитель ВР32 —> провод 653 —» диод блока БВЗ -> провода 657, 586 -» рабочая катушка РЗ -> провод 658 —> диод блока БВЗ -> провод 585 —> корпус тепловоза -> место замыкания на корпус -> «минус» силовой цепи.
В обоих случаях реле РЗ включится и благодаря удерживающей катушке станет на «электрическую защелку». Р.к. РЗ (108,116) разорвет цепь катушек КВ и ВВ (лист 3). От зажима 20/8 по проводу 183 через з.к. РЗ (183,197) соберется цепь на сигнальные лампы ЛРЗ в обеих кабинах (лист 5). После отключения контакторов КВ и ВВ с тягового генератора будет снята нагрузка, прекратится протекание тока в силовой цепи, а следовательно, и в рабочей катушке реле заземления РЗ. Благодаря действию удерживающей катушки реле останется включенным. Это исключает повторное включение аппаратов силовой цепи и их «звонковую» работу.
При срабатывании защиты следует поставить штурвал контроллера в нулевое положение и восстановить защиту путем нажатия на кнопку КРЗ на стенке аппаратной камеры. При этом удерживающая катушка реле заземления РЗ потеряет питание, и якорь реле придет в исходное положение. Далее следует осмотреть токоведущие части в аппаратной камере, насколько возможно — соединения электрических машин на предмет касания наконечников проводов и шин корпуса тепловоза, а также повреждения изоляции проводов. Также надо проверить, нет ли следов переброса дуги и кругового огня по коллектору тягового генератора.
При осмотре контактов реверсора может быть выявлен сильный подгар одного из контактов. Чаще всего причиной этого является переброс дуги по коллектору того тягового электродвигателя, к цепи которого относится данный контакт реверсора. В этом случае надо отключить неисправный тяговый электродвигатель. Возможно срабатывание защиты при пуске дизеля. В этом случае необходимо проверить состояние аппаратов силовой цепи, попадающих под напряжение аккумуляторной батареи при пуске.
Если внешний осмотр электрооборудования результатов не дал, надо, восстановив защиту путем нажатия на кнопку КРЗ на стенке аппаратной камеры, вновь набрать ходовую позицию контроллера, так как встречаются случаи ложного срабатывания защиты. Если защита сработает вновь, необходимо установить, в какой части силовой цепи произошло замыкание на корпус. Для этого следует, восстановив защиту, выключить разъединитель ВР31 и вновь набрать позицию. Если защита сработает снова, значит, замыкание на корпус произошло в «плюсовой» части цепи, а если не сработает — в «минусовой».
Отключая по очереди тумблеры ОМ1 — ОМб и вновь набирая позицию, можно установить, в цепи какого тягового электродвигателя произошло замыкание на корпус. Далее, отключив неисправный тяговый электродвигатель и заизолировав контакты реверсора между якорной обмоткой и обмоткой возбуждения данного тягового электродвигателя, можно продолжать движение до захода в депо, проявляя повышенное внимание к работе электрооборудования тепловоза.
(Окончание следует)
