Тема: [01-2023] Электрическая схема электровоза типа ЭС5К «ЕРМАК»

**бабулер83** · 22.02.2023, 23:06

Электрическая схема электровоза типа ЭС5К «ЕРМАК»

С.А. ГУЖВА, машинист-инструктор эксплуатационного локомотивного депо Белогорск Забайкальской дирекции тяги,
Й.С. ПЕТРОВ, преподаватель Красноярского подразделения Красноярского учебного центра профессиональных квалификаций

Грузовые электровозы семейства «Ермак» выпускаются ООО «ПК "Новочеркасский электровозостроительный завод"» начиная с 2004 г. в двух-, трех- и четырехсекционном исполнениях. Цветные электрические схемы этих локомотивов ранее неоднократно публиковались в журнале «Локомотив».
Начиная с 2019 г. завод выпускает электровозы данного семейства с поосным регулированием силы тяги. Последний вариант такой схемы и ее описание были опубликованы в журналах «Локомотив» № 1 — 4 за 2022 г.
В эксплуатации находится значительное количество электровозов данных серий выпуска до 2019 г. (с потеле-жечным регулированием силы тяги). По многочисленным просьбам читателей в этом номере журнала на вкладке приведены основные электрические схемы электровоза типа ЭС5К «Ермак» с потележечным регулированием силы тяги. За основу был взят наиболее распространенный вариант схемы (электровозы ЗЭС5К № 269 — 682). При необходимости в тексте статьи приведены сведения о внесенных изменениях в процессе выпуска электровозов.

СИЛОВЫЕ ЦЕПИ

Силовые цепи предназначены для образования силы тяги и электрического торможения. Они подразделяются на цепи высшего напряжения и цепи тяговых электродвигателей (ТЭД). Соединительные провода всех силовых цепей обозначаются буквой В.
Цепи высшего напряжения обеспечивают питание первичной обмотки тягового трансформатора. В цепи высшего напряжения включены токоприемник ХА1, дроссель радиопомех L1, отключа-тель неисправного токоприемника QS1, отключатель неисправной секции QS2, главный выключатель QF1, грозоразрядник F1, фильтр радиопомех Z1, трансформатор тока Тб, первичная обмотка тягового трансформатора Т5 с выводами А-Х, трансформатор тока счетчика электроэнергии Т7, главный выключатель (ГВ).
Силовая схема ГВ включает в себя дугогасительный контакт QF1, высоковольтный варистор R (на воздушных ГВ), разъединитель QS1, реле максимального тока К2 (К1 на вакуумных ГВ), отключающий электромагнит переменного тока УАЗ (УА4 на вакуумных), обогреватель главного выключателя Е. Все эти цепи соединены силовыми шинами на крыше электровоза и между секциями.
Вывод X первичной обмотки тягового трансформатора подключен к корпусу кузова непосредственно (если электровоз оборудован ТЭД с моторно-осевыми подшипниками скольжения). Если электровоз оборудован ТЭД с моторно-осевыми подшипниками качения, то подключение к корпусу кузова первичной обмотки тягового трансформатора происходит через токоотводящие устройства Х2, ХЗ и дроссель L6. Токоотводящие устройства не допускают прохождение силового тока по подшипникам качения во избежание их повреждения. Дроссель L6 устанавливают на случай выхода из строя токоотводящих устройств, чтобы защитить локомотивную бригаду от поражения током при сходе с электровоза.

На односекционном электровозе Э5К на крыше устанавливаются два токоприемника, на 2ЭС5К — на каждой секции по одному. На электровозах 3(4)ЭС5К токоприемники устанавливаются только на крайних секциях.
На электровозе Э5К и на бустерной секции электровоза ЗЭС5К отключатель неисправной секции не устанавливается. Кроме того, на электровозе Э5К установлены два отключателя неисправного токоприемника QS1 и QS2 и два дросселя радиопомех L1 и L2.
При прохождении однофазного переменного тока напряжением 25 кВ, 50 Гц через первичную обмотку тягового трансформатора появляется переменное магнитное поле, под действием которого во вторичных обмотках тягового трансформатора появляется ЭД С.
Цепи тяговых электродвигателей обеспечивают питание тяговых электродвигателей в режиме тяги и рекуперацию в режиме электрического торможения. В цепи ТЭД входят две идентичные тяговые обмотки трансформатора Т5, к каждой из которых подключены отключатель неисправного ВИП QS3 (QS4), силовой блок ВИП U1 (U2), сглаживающие реакторы L2, L3 (L4, L5), ручной разъединитель ввода в депо QS5, тяговые электродвигатели М1, М2 (М3, М4), отключатели неисправных ТЭД QS11, QS12, отклю-чатели реле земли (РЗ) QS7.
В цепь каждого ТЭД включены обмотка якоря с выводами Я1-Д2, обмотка возбуждения с выводами С1-С2, силовые контакты реверсоров QP1, силовые контакты тормозных переключателей QT1, силовые контакты контакторов ослабления поля К11 (К12), К21 (К22), К31 (К32), индуктивный шунт L11 (L12, L13, L14), блок силовых резисторов R1 (R2), силовой тиристор V1 (V2).
Перечисленное выше оборудование работает в режимах тяги и рекуперации.
К оборудованию, работающему только в режиме рекуперации, относятся вторичная обмотка трансформатора Т5 для питания цепей возбуждения, отключатель неисправной выпрямительной установки возбуждения (ВУВ) QS15, силовой контакт контактора К1, силовой блок ВУВ U3, балластные резисторы R10.
Контролирующее оборудование силовых цепей включает в себя:

трансформатор тока Т7, который подключен к счетчику электроэнергии РЛ с целью контроля расхода и отдачи электроэнергии;
трансформаторы напряжения Т17 — Т20 и трансформаторы тока (датчики угла коммутации) Т21 — Т24 (они осуществляют обратную связь с МСУД в режиме рекуперации);
блоки диагностики ВИП А7 (А8);
шунты амперметров RS1, RS2 (параллельно RS1 в цепи первого ТЭД подключен килоамперметр РА1 «Якорь», установленный на пульте машиниста; параллельно RS2 в цепи возбуждения подключен килоамперметр РА2 «Возбуждение», также установленный на пульте управления). На электровозах новых серий шунты амперметров RS1, RS2 заменены датчиками тока Т25, Т1 б, которые осуществляют питание килоамперметров и обратную связь с МСУД;
датчики напряжения ТЗ, подключенные параллельно якорным обмоткам второго и четвертого ТЭД (в цепь каждого датчика включен понижающий резистор R3; на электровозах ранней постройки в эту цепь включали плавкие предохранители F13);
на электровозах первых выпусков параллельно якорной обмотке первого ТЭД подключался киловольтметр PV2 «Двигатель», установленный в машинном отделении на блоке № 9 возле счетчика электроэнергии (последовательно в цепь PV2 включены понижающий резистор R26 и плавкий предохранитель F26); для защиты от коммутационных перенапряжений параллельно киловольтметру подключен конденсатор С26;
датчики тока Т1, Т2 в цепях ТЭД и Т15 в цепи возбуждения для обратной связи с МСУД.

Защитное оборудование силовых цепей включает в себя:

главный выключатель QF1 для автоматического отключения электрооборудования электровоза от контактного провода в аварийных режимах работы силового и вспомогательного электрооборудования;
> грозоразрядник F1 для защиты электрооборудования цепей высшего напряжения от атмосферных перенапряжений (молния); на электровозах с вакуумным ГВ дополнительно выполняется защита первичной обмотки тягового трансформатора от коммутационных перенапряжений;
> высоковольтный варистор R (защищает от коммутационных перенапряжений первичную обмотку тягового трансформатора на электровозах с воздушным ГВ);
> фильтр радиопомех Z1 для защиты радиостанции от радиопомех;
> трансформатор тока Тб, являющийся главным вводом высокого напряжения внутрь электровоза и источником питания реле максимального тока К2 (К1) для защиты силового и вспомогательного электрооборудования электровоза от аварийных режимов;
> реле максимального тока К2 (К1) (РМТ), отключающее ГВ при токе в цепи первичной обмотки тягового трансформатора 250 А и более (ток такой величины возможен при коротком замыкании в цепи высшего напряжения и при коротком замыкании в цепях вторичных обмоток тягового трансформатора из-за магнитной взаимосвязи);
> отключающий электромагнит переменного тока УАЗ, обеспечивающий отключение ГВ при коротких замыканиях в выпрямительно-инверторных преобразователях;
> конденсаторы С1, С2, С11 — Об для снижения перенапряжений вторичных обмоток ТТ относительно корпуса электровоза (также они дополнительно обеспечивают снижение радиопомех совместно с дросселем радиопомех L1);
> ограничители перенапряжения F2, F3 для защиты от коммутационных перенапряжений вторичных тяговых обмоток трансформатора Т5;
> реле перегрузки КА1 — КА6 для защиты ВИП от короткого замыкания (ток уставки 4000 А); при срабатывании подается питание на отключающий электромагнит переменного тока УАЗ (УА4), в результате чего ГВ отключается;
> реле перегрузки КА7 для защиты от перегрузки цепей возбуждения (ток уставки 1500 А); при срабатывании отключается рекуперация;
> реле перегрузки КА8 для защиты ВУВ от короткого замыкания (ток уставки 1500 А); при срабатывании отключается ГВ;
> реле контроля «земли» KV5, подключаемое одним выводом к корпусу электровоза, а другим — к силовым плечам ВУВ через блок диодов U28 и понижающий резистор R39 для контроля замыкания на корпус цепей возбуждения (при срабатывании в режиме рекуперации загорается сигнальная лампа «ВУВ» на пульте управления);
> силовые контакты быстродействующих выключателей QF11, QF12, установленные в цепи каждого ТЭД для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки (при достижении тока в цепи ТЭД 2000 А и более происходит автоматическое отключение питания ТЭД);
> реле KV01 в блоках А27 выполняют защиту ТЭД от кругового огня только в режиме рекуперации (при срабатывании отключается рекуперация);
> диоды блоков Ul 1 защищают цепи якорей ТЭД от контурных токов в режиме рекуперации;
> реле KV01 и KV02 блока А6 выполняют защиту балластных резисторов от перегрузки (при срабатывании отключается рекуперация); функцией этих реле является профилактика пожара, который может возникнуть из-за перегрева балластных резисторов;
> включающие катушки реле «земли» KV1 и KV3 (на электровозах раннего выпуска — только реле KV1), защищающие силовые цепи тяговых двигателей от замыкания на корпус; они подключаются одним выводом к корпусу электровоза, другим — к трансформатору «земли» T9 и к «минусовым» шинам цепей ТЭД через выпрямительные мосты диодных блоков U1 б — U18. При срабатывании отключается ГВ. Функция реле «земли» — профилактика коротких замыканий в силовых цепях.

Работа цепей тяговых электродвигателей. Здесь и далее приведено упрощенное описание, достаточное для понимания принципа работы электрических цепей.
Режим тяги. Источниками питания ТЭД являются две идентичные тяговые обмотки трансформатора Т5. К каждой обмотке подключены ВИП с целью преобразования переменного тока в постоянный по мостовой схеме и плавного регулирования напряжения в цепях ТЭД зонно-фазным способом.
Каждая тяговая обмотка трансформатора разделена на три части. Участки с выводами al-1 (а2-3) и 1-2 (3-4) имеют напряжение 315 В, участок с выводами 2-х 1 (4-х2) — 630 В.
Подключение участков в различных сочетаниях обеспечивает четыре зоны разных напряжений:

первая зона — участок с выводами 1-2 (3-4) с напряжением 315 В;
вторая зона — участок с выводами а!-2 (а2-4) с напряжением 630 В;
третья зона — участок с выводами 1-х1 (3-х2) с напряжением 945 В;
четвертая зона — участок с выводами а! -х1 (а2-х2) с напряжением 1260 В.

Зонный способ регулирования напряжения позволяет использовать тяговые обмотки не полностью, а по участкам, что значительно снижает потери на нагрев и увеличивает КПД трансформатора.
Каждый силовой блок ВИП состоит из восьми тиристорных плеч, к которым в определенном порядке подключены выводы участков тяговых обмоток. Плечи ВИП нумеруются слева направо и сверху вниз. Таким образом, левые четыре плеча будут нечетными, правые — четными.
Рассмотрим питание ТЭД в первой зоне регулирования. Для удобства возьмем тяговую обмотку, питающую первый и второй ТЭД, с учетом аналогичной работы тяговой обмотки третьего и четвертого ТЭД. Ввиду того, что во вторичных обмотках трансформатора вырабатывается напряжение переменного тока, на выводах 1-2 ток будет менять направление.
В первый полупериод открываются третье и шестое плечи ВИП. Пусть в первый полупериод ток по обмотке будет протекать от вывода 2 на вывод 1. Тогда ток будет проходить по следующей цепи: вывод 1 тяговой обмотки -> реле перегрузки КА1 -> средний нож QS3 -> плечо 3 ВИП -> «плюс» ВИП -> провод В101 -> точка разветвления, и затем ток проходит по двум параллельным цепям тяговых двигателей.

Рассмотрим последовательно цепь первого ТЭД: сглаживающий реактор L2 -> силовой контакт быстродействующего выключателя QF11 -> шунт амперметра RS1 -> обмотка якоря тягового двигателя М1 -> датчик тока Т1 -> силовой контакт тормозного переключателя QT1 -> силовой контакт реверсора QP1 -> обмотка возбуждения тягового двигателя М1 -> силовой контакт реверсора QP1 -> силовой контакт отключателя неисправного ТЭД QS11 —> силовой контакт тормозного переключателя QT1. Далее по проводу В216ток первого ТЭД объединяется с током второго ТЭД, по цепи которого ток протекал в аналогичном порядке, затем на «минус» ВИП, шестое плечо ВИП и на вывод 2 тяговой обмотки.
Во второй полупериод ток меняет направление. Ток пойдет по следующей цепи: вывод 2 тяговой обмотки -> реле перегрузки КА2 -> правый нож QS3 -> плечо 5 ВИП -> «плюс» ВИП -> цепи первого и второго ТЭД «минус» ВИП -> плечо 4 ВИП -> вывод 1 тяговой обмотки.
Таким образом, в первой зоне регулирования будут поочередно открываться плечи 3-6 и 5-4 ВИП в определенный момент времени, что позволит плавно, благодаря регулированию по фазе, изменять напряжение ТЭД в пределах от 0 до 315 В.
Во второй зоне плечи З-б и 5-4 остаются полностью открыты, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 315 до 630 В.

В третьей зоне полностью открыты плечи 5-8 и 7-6, а плечо 3 в первый полупериод и плечо 4 во второй обеспечат плавное регулирование от 630 до 945 В.
В четвертой зоне полностью открыты плечи 3-8 и 7-4, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 945 до 1260 В.
Ток от «плюса» ВИП по цепям ТЭД на «минус» ВИП во всех зонах будет протекать в аналогичном порядке. Отличие будет только в прохождении тока по обмоткам возбуждения первого и второго ТЭД. Ввиду особенности крепления тяговых двигателей к раме тележки (противоположно друг другу) контакты реверсоров в цепи первого ТЭД будут замкнуты таким образом, что направление тока будет сверху вниз, а в цепи второго ТЭД контакты реверсоров обеспечат направление тока снизу вверх. В результате направление вращения якорей первого и второго ТЭД будет противоположным друг другу, но совпадать по направлению движения электровоза.
Для изменения направления движения электровоза при помощи силовых контактов реверсоров изменяется направление тока в обмотках возбуждения. В результате вращение якорей ТЭД меняется на противоположное, и электровоз движется в обратном направлении.

Чтобы увеличить скорость движения электровоза, когда на ТЭД подано максимальное напряжение после полного открытия тиристоров в четвертой зоне, необходимо применить ослабление возбуждения ТЭД. Для этого параллельно обмоткам возбуждения всех ТЭД одновременно подключаются силовые резисторы блоков R1, R2 и индуктивные шунты L11— L14.
На электровозе предусмотрены три ступени ослабления возбуждения:

первая ступень обеспечивает включение контакторов К11, К12; часть тока (30 %) будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через силовые резисторы с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты;
вторая ступень дополнительно подключает контакторы К21, К22; тогда 48 % тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через часть силовых резисторов с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты;
третья ступень дополнительно подключает контакторы К31, К32; тогда 57 % тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД, минуя силовые резисторы с выводами Р1-Р2, только через индуктивные шунты.

По обмоткам возбуждения будет проходить 70, 52 и 43 % тока якорных обмоток при, соответственно, первой, второй и третьей ступенях ослабления поля.
Работой контакторов ослабления возбуждения управляет МСУД автоматически или с помощью кнопок монитора блока индикации.
Резисторы с выводами РО-РЗ блоков R1, R2 подключены параллельно обмоткам возбуждения ТЭД постоянно для снижения пульсации тока в обмотках возбуждения ТЭД и для улучшения условий их работы. Эти резисторы имеют относительно высокое сопротивление, и через них проходит не более 4 % тока якоря.
Для ввода электровоза в депо необходимо включить разъединитель QS5 (один или оба, в зависимости от местных инструкций), в розетку Х4 вставить вилку с «плюсовым» проводом от деповского источника, а к рельсам подключается «минусовой» провод. После подачи постоянного тока напряжением до 100 В от источника депо ток пойдет по следующей цепи: розетка Х4 -» левый и средний ножи QS5 -> цепи двух ТЭД -> правый нож QS5 -> рельсовая цепь. Таким образом, будет обеспечена небольшая скорость передвижения для безопасного ввода электровоза в депо.

Режим рекуперации. После переключения силовых контактов тормозных переключателей QT1 схема тяговых двигателей разделяется на две независимые цепи: цепь обмоток возбуждения и цепи якорных обмоток ТЭД. При этом тяговый двигатель переводится в режим работы генератора постоянного тока с независимым возбуждением.
Источником питания цепей возбуждения является вторичная обмотка трансформатора Т5 с выводами аЗ-5-хЗ. Выводы аЗ-хЗ подключены к силовым тиристорным плечам 1, 2 выпрямительной установ
ки возбуждения. ВУВ обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный по схеме с нейтральной точкой и плавное регулирование силы тока в обмотках возбуждения ТЭД.
В первый полупериод ток будет проходить по следующей цепи: вывод аЗ вторичной обмотки трансформатора -> левый нож QS15 —> плечо 1 ВУВ -> вывод 0 ВУВ -> провод В345 -> нижний силовой контакт тормозного переключателя четвертого тягового двигателя QT1 -> силовой контакт отключателя неисправного ТЭД QS12 —> верхний силовой контакт реверсора QP1 -> обмотка возбуждения тягового двигателя М4 -> нижний силовой контакт реверсора QP1 -> точка разветвления рядом с верхним силовым контактом QT1 -» нижний силовой контакт тормозного переключателя третьего тягового двигателя QT1 и так далее в аналогичном порядке по обмоткам возбуждения остальных ТЭД с учетом положения силовых контактов реверсора. Затем провод В108 -> шунт амперметра RS2 -> датчик тока Т15 -> силовой контакт контактора К1 -> реле перегрузки КА7 —> вывод 5 вторичной обмотки трансформатора (нейтральная точка).
Во второй полупериод ток будет проходить по следующей цепи: вывод хЗ вторичной обмотки трансформатора -> реле перегрузки КА8 -> правый нож QS 15 —> плечо 2 ВУВ и далее по цепям, аналогичным первому полупериоду.
При прохождении тока по обмоткам возбуждения ТЭД появляется магнитный поток, сила которого регулируется выпрямительной установкой возбуждения ВУВ-24.
При следовании поезда по спуску вращение от колесных пар электровоза через зубчатую передачу передается на якоря ТЭД. В результате обмотки якорей пересекают магнитный поток, созданный обмотками возбуждения, и в якорных обмотках появляется ЭДС, напряжение которого подводится к щеткам через коллекторные пластины. «Плюс» при этом будет на выводах Д2 якорных обмоток, а «минус» — на выводах Я1, в результате чего поменяется полярность ВИП.
В режиме рекуперации плечи ВИП для увеличения силы тока (тормозной силы) будут открываться в обратном порядке — от четвертой к первой зоне, при этом во всех зонах в работе участвуют те же плечи, что и в тяге.
Рассмотрим цепи обмоток якорей первого и второго ТЭД в начале четвертой зоны регулирования, с учетом аналогичной работы в цепях обмоток якорей третьего и четвертого ТЭД: «плюсовые» выводы якорных обмоток Д2 первого и второго ТЭД -> датчики токаТ1,Т2 верхние силовые контакты тормозных переключателей QT1 -> диоды блоков U11 -> балластные резисторы R10 —> провод В216, в котором объединяются токи первого и второго ТЭД -> четные плечи ВИП.
Для преобразования постоянного тока якорных обмоток в переменный (инвертирование) вторичной обмотки трансформатора плечи 1-8 и 2-7 ВИП будут открываться по очереди на 0,01 с, чтобы обеспечить частоту переменного тока 50 Гц.
Тогда ток по обмотке трансформатора будет протекать по следующей цепи:
> первый полупериод: плечо 8 ВИП -> реле перегрузки КАЗ вывод х! обмотки трансформатора -> вывод а! обмотки трансформатора -> левый нож QS3 -> плечо 1 ВИП -> провод В101 -» точка разветвления на две параллельные цепи -> сглаживающие реакторы L2, L3 -> силовые контакты быстродействующих выключателей QF11, QF12 -> шунт амперметра первого ТЭД RS1 -» «минусовые» выводы якорных обмоток Я1 первого и второго ТЭД;
> второй полупериод: плечо 2 ВИП -> левый нож QS3 -> вывод al обмотки трансформатора -» вывод х1 обмотки трансформатора -> реле перегрузки КАЗ -> плечо 7 ВИП и далее на «минусы» якорных обмоток аналогично первому полупериоду.
При прохождении переменного тока по вторичным обмоткам в результате обратной трансформации на первичной обмотке трансформатора Т5 появляется однофазный переменный ток частотой 50 Гц напряжением несколько большим, чем в контактной сети. Далее ток будет поступать в контактный провод и на ближайший потребитель (электроподвижной состав).
Обязательным условием рекуперации является противоположное направление тока первичной обмотки трансформатора Т5 току контактного провода (противофаза), т.е. когда ток от контактной сети стремится пройти через первичную обмотку и далее в рельсовую цепь (как в режиме тяги). Однако ток рекуперации по первичной обмотке протекает в обратном направлении в контактную сеть из-за разницы напряжений. После смены направления тока контактной сети в следующую фазу направление тока рекуперации также поменяется.

Если по каким-либо причинам произойдет сбой работы оборудования управления ВИП (в том числе МСУД), что приведет к неправильному порядку открытия плеч ВИП и совпадению направления токов контактной сети и рекуперации, то в результате произойдет аварийный режим, который называют опрокидыванием инвертора. Этот режим гораздо опаснее короткого замыкания, так как к току короткого замыкания цепей ТЭД добавляется ток, наведенный контактной сетью. В этом случае могут быстро выйти из строя силовые тиристоры открытых плеч ВИП, а также высока вероятность появления кругового огня в ТЭД, что приведет к их порче. Именно с этой целью на электровозе установлена защита двигателей от кругового огня в режиме рекуперации.
При сборе схемы рекуперации на высоких скоростях (больше 60 км/ч) первоначально включаются плечи четвертой зоны ВИП, и автоматика плавно начинает увеличивать ток возбуждения ТЭД до максимального, регулируя угол открытия тиристоров силовых плеч ВУВ. Затем автоматика начинает плавно изменять угол открытия тиристоров силовых плеч ВИП, увеличивая ЭДС инвертора. По мере снижения скорости движения будет происходить автоматическое переключение на третью, вторую и первую зону с плавным регулированием ЭДС инвертора.
Примерно в середине первой зоны, при скорости движения менее 20 км/ч, тяговые двигатели не смогут вырабатывать мощность, чтобы превысить напряжение контактной сети, и тогда ток контактной сети будет проходить через якорные обмотки ТЭД, как в режиме тяги. Такой режим называется противовключением, и действует он до полной остановки поезда. Иначе говоря, это режим тяги, только направлен в обратную сторону движения поезда. Поэтому, если не учитывать работу устройств безопасности, после остановки поезд начнет движение назад.
Когда работает режим противовключения, счетчик электроэнергии начинает учитывать расход, поэтому такой режим неэкономичен и вдобавок опасен вероятностью возникновения юза, когда сила торможения превысит силу сцепления колес с рельсами. В связи с этим при остановочном торможении могут происходить броски тока в ТЭД и срабатывание защиты на отключение режима торможения. Поэтому следование на запрещающий сигнал в режиме остановочного электрического торможения допускается только при включенных пневматических тормозах поезда.

При следовании на высоких скоростях в режиме рекуперации юз (заклинивание колесных пар) не может произойти в принципе, так как одновременно со снижением частоты оборотов якоря происходит снижение силы тока якорной обмотки, а значит, и тормозной силы, т.е. если якорь ТЭД перестанет вращаться, значит, полностью исчезнет тормозная сила. Поэтому на высоких скоростях движения может произойти только проскальзывание колесных пар, когда частота их вращения не совпадает со скоростью движения, а это значит, что условий появления ползунов на колесных парах в режиме рекуперации нет.
При следовании в режиме электрического торможения происходит поосное регулирование тормозной силы за счет частичного ослабления магнитного потока тех ТЭД, сила тока якорных обмоток которых превышает силу тока других двигателей.
Ослабление поля осуществляется с помощью блоков силовых тиристоров V1 (V2) в цепях ТЭД. Если, к примеру, обмотка якоря первого ТЭД вырабатывает большую силу тока, чем в остальных трех двигателях, то в цепи обмотки возбуждения откроется тиристор V1 на необходимую величину, и часть тока будет проходить параллельно обмотке возбуждения через тиристор VI, резистор Р4 и часть резистора Р1-Р2. В результате произойдет ослабление магнитного потока, вследствие чего уменьшится сила тока якорной обмотки до величины, равной остальным ТЭД. Такой способ позволяет равномерно распределять тормозную силу по всем колесным парам электровоза.
(Продолжение следует)

22.02.2023, 23:06	#1 (ссылка)
бабулер83 V.I.P. Регистрация: 16.02.2023 Сообщений: 16 Поблагодарил: 0 раз(а) Поблагодарили 1 раз(а) Фотоальбомы: не добавлял Записей в дневнике: 42 Репутация: 0	Тема: [01-2023] Электрическая схема электровоза типа ЭС5К «ЕРМАК» Электрическая схема электровоза типа ЭС5К «ЕРМАК» С.А. ГУЖВА, машинист-инструктор эксплуатационного локомотивного депо Белогорск Забайкальской дирекции тяги, Й.С. ПЕТРОВ, преподаватель Красноярского подразделения Красноярского учебного центра профессиональных квалификаций Грузовые электровозы семейства «Ермак» выпускаются ООО «ПК "Новочеркасский электровозостроительный завод"» начиная с 2004 г. в двух-, трех- и четырехсекционном исполнениях. Цветные электрические схемы этих локомотивов ранее неоднократно публиковались в журнале «Локомотив». Начиная с 2019 г. завод выпускает электровозы данного семейства с поосным регулированием силы тяги. Последний вариант такой схемы и ее описание были опубликованы в журналах «Локомотив» № 1 — 4 за 2022 г. В эксплуатации находится значительное количество электровозов данных серий выпуска до 2019 г. (с потеле-жечным регулированием силы тяги). По многочисленным просьбам читателей в этом номере журнала на вкладке приведены основные электрические схемы электровоза типа ЭС5К «Ермак» с потележечным регулированием силы тяги. За основу был взят наиболее распространенный вариант схемы (электровозы ЗЭС5К № 269 — 682). При необходимости в тексте статьи приведены сведения о внесенных изменениях в процессе выпуска электровозов. СИЛОВЫЕ ЦЕПИ Силовые цепи предназначены для образования силы тяги и электрического торможения. Они подразделяются на цепи высшего напряжения и цепи тяговых электродвигателей (ТЭД). Соединительные провода всех силовых цепей обозначаются буквой В. Цепи высшего напряжения обеспечивают питание первичной обмотки тягового трансформатора. В цепи высшего напряжения включены токоприемник ХА1, дроссель радиопомех L1, отключа-тель неисправного токоприемника QS1, отключатель неисправной секции QS2, главный выключатель QF1, грозоразрядник F1, фильтр радиопомех Z1, трансформатор тока Тб, первичная обмотка тягового трансформатора Т5 с выводами А-Х, трансформатор тока счетчика электроэнергии Т7, главный выключатель (ГВ). Силовая схема ГВ включает в себя дугогасительный контакт QF1, высоковольтный варистор R (на воздушных ГВ), разъединитель QS1, реле максимального тока К2 (К1 на вакуумных ГВ), отключающий электромагнит переменного тока УАЗ (УА4 на вакуумных), обогреватель главного выключателя Е. Все эти цепи соединены силовыми шинами на крыше электровоза и между секциями. Вывод X первичной обмотки тягового трансформатора подключен к корпусу кузова непосредственно (если электровоз оборудован ТЭД с моторно-осевыми подшипниками скольжения). Если электровоз оборудован ТЭД с моторно-осевыми подшипниками качения, то подключение к корпусу кузова первичной обмотки тягового трансформатора происходит через токоотводящие устройства Х2, ХЗ и дроссель L6. Токоотводящие устройства не допускают прохождение силового тока по подшипникам качения во избежание их повреждения. Дроссель L6 устанавливают на случай выхода из строя токоотводящих устройств, чтобы защитить локомотивную бригаду от поражения током при сходе с электровоза. На односекционном электровозе Э5К на крыше устанавливаются два токоприемника, на 2ЭС5К — на каждой секции по одному. На электровозах 3(4)ЭС5К токоприемники устанавливаются только на крайних секциях. На электровозе Э5К и на бустерной секции электровоза ЗЭС5К отключатель неисправной секции не устанавливается. Кроме того, на электровозе Э5К установлены два отключателя неисправного токоприемника QS1 и QS2 и два дросселя радиопомех L1 и L2. При прохождении однофазного переменного тока напряжением 25 кВ, 50 Гц через первичную обмотку тягового трансформатора появляется переменное магнитное поле, под действием которого во вторичных обмотках тягового трансформатора появляется ЭД С. Цепи тяговых электродвигателей обеспечивают питание тяговых электродвигателей в режиме тяги и рекуперацию в режиме электрического торможения. В цепи ТЭД входят две идентичные тяговые обмотки трансформатора Т5, к каждой из которых подключены отключатель неисправного ВИП QS3 (QS4), силовой блок ВИП U1 (U2), сглаживающие реакторы L2, L3 (L4, L5), ручной разъединитель ввода в депо QS5, тяговые электродвигатели М1, М2 (М3, М4), отключатели неисправных ТЭД QS11, QS12, отклю-чатели реле земли (РЗ) QS7. В цепь каждого ТЭД включены обмотка якоря с выводами Я1-Д2, обмотка возбуждения с выводами С1-С2, силовые контакты реверсоров QP1, силовые контакты тормозных переключателей QT1, силовые контакты контакторов ослабления поля К11 (К12), К21 (К22), К31 (К32), индуктивный шунт L11 (L12, L13, L14), блок силовых резисторов R1 (R2), силовой тиристор V1 (V2). Перечисленное выше оборудование работает в режимах тяги и рекуперации. К оборудованию, работающему только в режиме рекуперации, относятся вторичная обмотка трансформатора Т5 для питания цепей возбуждения, отключатель неисправной выпрямительной установки возбуждения (ВУВ) QS15, силовой контакт контактора К1, силовой блок ВУВ U3, балластные резисторы R10. Контролирующее оборудование силовых цепей включает в себя: трансформатор тока Т7, который подключен к счетчику электроэнергии РЛ с целью контроля расхода и отдачи электроэнергии; трансформаторы напряжения Т17 — Т20 и трансформаторы тока (датчики угла коммутации) Т21 — Т24 (они осуществляют обратную связь с МСУД в режиме рекуперации); блоки диагностики ВИП А7 (А8); шунты амперметров RS1, RS2 (параллельно RS1 в цепи первого ТЭД подключен килоамперметр РА1 «Якорь», установленный на пульте машиниста; параллельно RS2 в цепи возбуждения подключен килоамперметр РА2 «Возбуждение», также установленный на пульте управления). На электровозах новых серий шунты амперметров RS1, RS2 заменены датчиками тока Т25, Т1 б, которые осуществляют питание килоамперметров и обратную связь с МСУД; датчики напряжения ТЗ, подключенные параллельно якорным обмоткам второго и четвертого ТЭД (в цепь каждого датчика включен понижающий резистор R3; на электровозах ранней постройки в эту цепь включали плавкие предохранители F13); на электровозах первых выпусков параллельно якорной обмотке первого ТЭД подключался киловольтметр PV2 «Двигатель», установленный в машинном отделении на блоке № 9 возле счетчика электроэнергии (последовательно в цепь PV2 включены понижающий резистор R26 и плавкий предохранитель F26); для защиты от коммутационных перенапряжений параллельно киловольтметру подключен конденсатор С26; датчики тока Т1, Т2 в цепях ТЭД и Т15 в цепи возбуждения для обратной связи с МСУД. Защитное оборудование силовых цепей включает в себя: главный выключатель QF1 для автоматического отключения электрооборудования электровоза от контактного провода в аварийных режимах работы силового и вспомогательного электрооборудования; > грозоразрядник F1 для защиты электрооборудования цепей высшего напряжения от атмосферных перенапряжений (молния); на электровозах с вакуумным ГВ дополнительно выполняется защита первичной обмотки тягового трансформатора от коммутационных перенапряжений; > высоковольтный варистор R (защищает от коммутационных перенапряжений первичную обмотку тягового трансформатора на электровозах с воздушным ГВ); > фильтр радиопомех Z1 для защиты радиостанции от радиопомех; > трансформатор тока Тб, являющийся главным вводом высокого напряжения внутрь электровоза и источником питания реле максимального тока К2 (К1) для защиты силового и вспомогательного электрооборудования электровоза от аварийных режимов; > реле максимального тока К2 (К1) (РМТ), отключающее ГВ при токе в цепи первичной обмотки тягового трансформатора 250 А и более (ток такой величины возможен при коротком замыкании в цепи высшего напряжения и при коротком замыкании в цепях вторичных обмоток тягового трансформатора из-за магнитной взаимосвязи); > отключающий электромагнит переменного тока УАЗ, обеспечивающий отключение ГВ при коротких замыканиях в выпрямительно-инверторных преобразователях; > конденсаторы С1, С2, С11 — Об для снижения перенапряжений вторичных обмоток ТТ относительно корпуса электровоза (также они дополнительно обеспечивают снижение радиопомех совместно с дросселем радиопомех L1); > ограничители перенапряжения F2, F3 для защиты от коммутационных перенапряжений вторичных тяговых обмоток трансформатора Т5; > реле перегрузки КА1 — КА6 для защиты ВИП от короткого замыкания (ток уставки 4000 А); при срабатывании подается питание на отключающий электромагнит переменного тока УАЗ (УА4), в результате чего ГВ отключается; > реле перегрузки КА7 для защиты от перегрузки цепей возбуждения (ток уставки 1500 А); при срабатывании отключается рекуперация; > реле перегрузки КА8 для защиты ВУВ от короткого замыкания (ток уставки 1500 А); при срабатывании отключается ГВ; > реле контроля «земли» KV5, подключаемое одним выводом к корпусу электровоза, а другим — к силовым плечам ВУВ через блок диодов U28 и понижающий резистор R39 для контроля замыкания на корпус цепей возбуждения (при срабатывании в режиме рекуперации загорается сигнальная лампа «ВУВ» на пульте управления); > силовые контакты быстродействующих выключателей QF11, QF12, установленные в цепи каждого ТЭД для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки (при достижении тока в цепи ТЭД 2000 А и более происходит автоматическое отключение питания ТЭД); > реле KV01 в блоках А27 выполняют защиту ТЭД от кругового огня только в режиме рекуперации (при срабатывании отключается рекуперация); > диоды блоков Ul 1 защищают цепи якорей ТЭД от контурных токов в режиме рекуперации; > реле KV01 и KV02 блока А6 выполняют защиту балластных резисторов от перегрузки (при срабатывании отключается рекуперация); функцией этих реле является профилактика пожара, который может возникнуть из-за перегрева балластных резисторов; > включающие катушки реле «земли» KV1 и KV3 (на электровозах раннего выпуска — только реле KV1), защищающие силовые цепи тяговых двигателей от замыкания на корпус; они подключаются одним выводом к корпусу электровоза, другим — к трансформатору «земли» T9 и к «минусовым» шинам цепей ТЭД через выпрямительные мосты диодных блоков U1 б — U18. При срабатывании отключается ГВ. Функция реле «земли» — профилактика коротких замыканий в силовых цепях. Работа цепей тяговых электродвигателей. Здесь и далее приведено упрощенное описание, достаточное для понимания принципа работы электрических цепей. Режим тяги. Источниками питания ТЭД являются две идентичные тяговые обмотки трансформатора Т5. К каждой обмотке подключены ВИП с целью преобразования переменного тока в постоянный по мостовой схеме и плавного регулирования напряжения в цепях ТЭД зонно-фазным способом. Каждая тяговая обмотка трансформатора разделена на три части. Участки с выводами al-1 (а2-3) и 1-2 (3-4) имеют напряжение 315 В, участок с выводами 2-х 1 (4-х2) — 630 В. Подключение участков в различных сочетаниях обеспечивает четыре зоны разных напряжений: первая зона — участок с выводами 1-2 (3-4) с напряжением 315 В; вторая зона — участок с выводами а!-2 (а2-4) с напряжением 630 В; третья зона — участок с выводами 1-х1 (3-х2) с напряжением 945 В; четвертая зона — участок с выводами а! -х1 (а2-х2) с напряжением 1260 В. Зонный способ регулирования напряжения позволяет использовать тяговые обмотки не полностью, а по участкам, что значительно снижает потери на нагрев и увеличивает КПД трансформатора. Каждый силовой блок ВИП состоит из восьми тиристорных плеч, к которым в определенном порядке подключены выводы участков тяговых обмоток. Плечи ВИП нумеруются слева направо и сверху вниз. Таким образом, левые четыре плеча будут нечетными, правые — четными. Рассмотрим питание ТЭД в первой зоне регулирования. Для удобства возьмем тяговую обмотку, питающую первый и второй ТЭД, с учетом аналогичной работы тяговой обмотки третьего и четвертого ТЭД. Ввиду того, что во вторичных обмотках трансформатора вырабатывается напряжение переменного тока, на выводах 1-2 ток будет менять направление. В первый полупериод открываются третье и шестое плечи ВИП. Пусть в первый полупериод ток по обмотке будет протекать от вывода 2 на вывод 1. Тогда ток будет проходить по следующей цепи: вывод 1 тяговой обмотки -> реле перегрузки КА1 -> средний нож QS3 -> плечо 3 ВИП -> «плюс» ВИП -> провод В101 -> точка разветвления, и затем ток проходит по двум параллельным цепям тяговых двигателей. Рассмотрим последовательно цепь первого ТЭД: сглаживающий реактор L2 -> силовой контакт быстродействующего выключателя QF11 -> шунт амперметра RS1 -> обмотка якоря тягового двигателя М1 -> датчик тока Т1 -> силовой контакт тормозного переключателя QT1 -> силовой контакт реверсора QP1 -> обмотка возбуждения тягового двигателя М1 -> силовой контакт реверсора QP1 -> силовой контакт отключателя неисправного ТЭД QS11 —> силовой контакт тормозного переключателя QT1. Далее по проводу В216ток первого ТЭД объединяется с током второго ТЭД, по цепи которого ток протекал в аналогичном порядке, затем на «минус» ВИП, шестое плечо ВИП и на вывод 2 тяговой обмотки. Во второй полупериод ток меняет направление. Ток пойдет по следующей цепи: вывод 2 тяговой обмотки -> реле перегрузки КА2 -> правый нож QS3 -> плечо 5 ВИП -> «плюс» ВИП -> цепи первого и второго ТЭД «минус» ВИП -> плечо 4 ВИП -> вывод 1 тяговой обмотки. Таким образом, в первой зоне регулирования будут поочередно открываться плечи 3-6 и 5-4 ВИП в определенный момент времени, что позволит плавно, благодаря регулированию по фазе, изменять напряжение ТЭД в пределах от 0 до 315 В. Во второй зоне плечи З-б и 5-4 остаются полностью открыты, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 315 до 630 В. В третьей зоне полностью открыты плечи 5-8 и 7-6, а плечо 3 в первый полупериод и плечо 4 во второй обеспечат плавное регулирование от 630 до 945 В. В четвертой зоне полностью открыты плечи 3-8 и 7-4, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 945 до 1260 В. Ток от «плюса» ВИП по цепям ТЭД на «минус» ВИП во всех зонах будет протекать в аналогичном порядке. Отличие будет только в прохождении тока по обмоткам возбуждения первого и второго ТЭД. Ввиду особенности крепления тяговых двигателей к раме тележки (противоположно друг другу) контакты реверсоров в цепи первого ТЭД будут замкнуты таким образом, что направление тока будет сверху вниз, а в цепи второго ТЭД контакты реверсоров обеспечат направление тока снизу вверх. В результате направление вращения якорей первого и второго ТЭД будет противоположным друг другу, но совпадать по направлению движения электровоза. Для изменения направления движения электровоза при помощи силовых контактов реверсоров изменяется направление тока в обмотках возбуждения. В результате вращение якорей ТЭД меняется на противоположное, и электровоз движется в обратном направлении. Чтобы увеличить скорость движения электровоза, когда на ТЭД подано максимальное напряжение после полного открытия тиристоров в четвертой зоне, необходимо применить ослабление возбуждения ТЭД. Для этого параллельно обмоткам возбуждения всех ТЭД одновременно подключаются силовые резисторы блоков R1, R2 и индуктивные шунты L11— L14. На электровозе предусмотрены три ступени ослабления возбуждения: первая ступень обеспечивает включение контакторов К11, К12; часть тока (30 %) будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через силовые резисторы с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты; вторая ступень дополнительно подключает контакторы К21, К22; тогда 48 % тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через часть силовых резисторов с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты; третья ступень дополнительно подключает контакторы К31, К32; тогда 57 % тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД, минуя силовые резисторы с выводами Р1-Р2, только через индуктивные шунты. По обмоткам возбуждения будет проходить 70, 52 и 43 % тока якорных обмоток при, соответственно, первой, второй и третьей ступенях ослабления поля. Работой контакторов ослабления возбуждения управляет МСУД автоматически или с помощью кнопок монитора блока индикации. Резисторы с выводами РО-РЗ блоков R1, R2 подключены параллельно обмоткам возбуждения ТЭД постоянно для снижения пульсации тока в обмотках возбуждения ТЭД и для улучшения условий их работы. Эти резисторы имеют относительно высокое сопротивление, и через них проходит не более 4 % тока якоря. Для ввода электровоза в депо необходимо включить разъединитель QS5 (один или оба, в зависимости от местных инструкций), в розетку Х4 вставить вилку с «плюсовым» проводом от деповского источника, а к рельсам подключается «минусовой» провод. После подачи постоянного тока напряжением до 100 В от источника депо ток пойдет по следующей цепи: розетка Х4 -» левый и средний ножи QS5 -> цепи двух ТЭД -> правый нож QS5 -> рельсовая цепь. Таким образом, будет обеспечена небольшая скорость передвижения для безопасного ввода электровоза в депо. Режим рекуперации. После переключения силовых контактов тормозных переключателей QT1 схема тяговых двигателей разделяется на две независимые цепи: цепь обмоток возбуждения и цепи якорных обмоток ТЭД. При этом тяговый двигатель переводится в режим работы генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Источником питания цепей возбуждения является вторичная обмотка трансформатора Т5 с выводами аЗ-5-хЗ. Выводы аЗ-хЗ подключены к силовым тиристорным плечам 1, 2 выпрямительной установ ки возбуждения. ВУВ обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный по схеме с нейтральной точкой и плавное регулирование силы тока в обмотках возбуждения ТЭД. В первый полупериод ток будет проходить по следующей цепи: вывод аЗ вторичной обмотки трансформатора -> левый нож QS15 —> плечо 1 ВУВ -> вывод 0 ВУВ -> провод В345 -> нижний силовой контакт тормозного переключателя четвертого тягового двигателя QT1 -> силовой контакт отключателя неисправного ТЭД QS12 —> верхний силовой контакт реверсора QP1 -> обмотка возбуждения тягового двигателя М4 -> нижний силовой контакт реверсора QP1 -> точка разветвления рядом с верхним силовым контактом QT1 -» нижний силовой контакт тормозного переключателя третьего тягового двигателя QT1 и так далее в аналогичном порядке по обмоткам возбуждения остальных ТЭД с учетом положения силовых контактов реверсора. Затем провод В108 -> шунт амперметра RS2 -> датчик тока Т15 -> силовой контакт контактора К1 -> реле перегрузки КА7 —> вывод 5 вторичной обмотки трансформатора (нейтральная точка). Во второй полупериод ток будет проходить по следующей цепи: вывод хЗ вторичной обмотки трансформатора -> реле перегрузки КА8 -> правый нож QS 15 —> плечо 2 ВУВ и далее по цепям, аналогичным первому полупериоду. При прохождении тока по обмоткам возбуждения ТЭД появляется магнитный поток, сила которого регулируется выпрямительной установкой возбуждения ВУВ-24. При следовании поезда по спуску вращение от колесных пар электровоза через зубчатую передачу передается на якоря ТЭД. В результате обмотки якорей пересекают магнитный поток, созданный обмотками возбуждения, и в якорных обмотках появляется ЭДС, напряжение которого подводится к щеткам через коллекторные пластины. «Плюс» при этом будет на выводах Д2 якорных обмоток, а «минус» — на выводах Я1, в результате чего поменяется полярность ВИП. В режиме рекуперации плечи ВИП для увеличения силы тока (тормозной силы) будут открываться в обратном порядке — от четвертой к первой зоне, при этом во всех зонах в работе участвуют те же плечи, что и в тяге. Рассмотрим цепи обмоток якорей первого и второго ТЭД в начале четвертой зоны регулирования, с учетом аналогичной работы в цепях обмоток якорей третьего и четвертого ТЭД: «плюсовые» выводы якорных обмоток Д2 первого и второго ТЭД -> датчики токаТ1,Т2 верхние силовые контакты тормозных переключателей QT1 -> диоды блоков U11 -> балластные резисторы R10 —> провод В216, в котором объединяются токи первого и второго ТЭД -> четные плечи ВИП. Для преобразования постоянного тока якорных обмоток в переменный (инвертирование) вторичной обмотки трансформатора плечи 1-8 и 2-7 ВИП будут открываться по очереди на 0,01 с, чтобы обеспечить частоту переменного тока 50 Гц. Тогда ток по обмотке трансформатора будет протекать по следующей цепи: > первый полупериод: плечо 8 ВИП -> реле перегрузки КАЗ вывод х! обмотки трансформатора -> вывод а! обмотки трансформатора -> левый нож QS3 -> плечо 1 ВИП -> провод В101 -» точка разветвления на две параллельные цепи -> сглаживающие реакторы L2, L3 -> силовые контакты быстродействующих выключателей QF11, QF12 -> шунт амперметра первого ТЭД RS1 -» «минусовые» выводы якорных обмоток Я1 первого и второго ТЭД; > второй полупериод: плечо 2 ВИП -> левый нож QS3 -> вывод al обмотки трансформатора -» вывод х1 обмотки трансформатора -> реле перегрузки КАЗ -> плечо 7 ВИП и далее на «минусы» якорных обмоток аналогично первому полупериоду. При прохождении переменного тока по вторичным обмоткам в результате обратной трансформации на первичной обмотке трансформатора Т5 появляется однофазный переменный ток частотой 50 Гц напряжением несколько большим, чем в контактной сети. Далее ток будет поступать в контактный провод и на ближайший потребитель (электроподвижной состав). Обязательным условием рекуперации является противоположное направление тока первичной обмотки трансформатора Т5 току контактного провода (противофаза), т.е. когда ток от контактной сети стремится пройти через первичную обмотку и далее в рельсовую цепь (как в режиме тяги). Однако ток рекуперации по первичной обмотке протекает в обратном направлении в контактную сеть из-за разницы напряжений. После смены направления тока контактной сети в следующую фазу направление тока рекуперации также поменяется. Если по каким-либо причинам произойдет сбой работы оборудования управления ВИП (в том числе МСУД), что приведет к неправильному порядку открытия плеч ВИП и совпадению направления токов контактной сети и рекуперации, то в результате произойдет аварийный режим, который называют опрокидыванием инвертора. Этот режим гораздо опаснее короткого замыкания, так как к току короткого замыкания цепей ТЭД добавляется ток, наведенный контактной сетью. В этом случае могут быстро выйти из строя силовые тиристоры открытых плеч ВИП, а также высока вероятность появления кругового огня в ТЭД, что приведет к их порче. Именно с этой целью на электровозе установлена защита двигателей от кругового огня в режиме рекуперации. При сборе схемы рекуперации на высоких скоростях (больше 60 км/ч) первоначально включаются плечи четвертой зоны ВИП, и автоматика плавно начинает увеличивать ток возбуждения ТЭД до максимального, регулируя угол открытия тиристоров силовых плеч ВУВ. Затем автоматика начинает плавно изменять угол открытия тиристоров силовых плеч ВИП, увеличивая ЭДС инвертора. По мере снижения скорости движения будет происходить автоматическое переключение на третью, вторую и первую зону с плавным регулированием ЭДС инвертора. Примерно в середине первой зоны, при скорости движения менее 20 км/ч, тяговые двигатели не смогут вырабатывать мощность, чтобы превысить напряжение контактной сети, и тогда ток контактной сети будет проходить через якорные обмотки ТЭД, как в режиме тяги. Такой режим называется противовключением, и действует он до полной остановки поезда. Иначе говоря, это режим тяги, только направлен в обратную сторону движения поезда. Поэтому, если не учитывать работу устройств безопасности, после остановки поезд начнет движение назад. Когда работает режим противовключения, счетчик электроэнергии начинает учитывать расход, поэтому такой режим неэкономичен и вдобавок опасен вероятностью возникновения юза, когда сила торможения превысит силу сцепления колес с рельсами. В связи с этим при остановочном торможении могут происходить броски тока в ТЭД и срабатывание защиты на отключение режима торможения. Поэтому следование на запрещающий сигнал в режиме остановочного электрического торможения допускается только при включенных пневматических тормозах поезда. При следовании на высоких скоростях в режиме рекуперации юз (заклинивание колесных пар) не может произойти в принципе, так как одновременно со снижением частоты оборотов якоря происходит снижение силы тока якорной обмотки, а значит, и тормозной силы, т.е. если якорь ТЭД перестанет вращаться, значит, полностью исчезнет тормозная сила. Поэтому на высоких скоростях движения может произойти только проскальзывание колесных пар, когда частота их вращения не совпадает со скоростью движения, а это значит, что условий появления ползунов на колесных парах в режиме рекуперации нет. При следовании в режиме электрического торможения происходит поосное регулирование тормозной силы за счет частичного ослабления магнитного потока тех ТЭД, сила тока якорных обмоток которых превышает силу тока других двигателей. Ослабление поля осуществляется с помощью блоков силовых тиристоров V1 (V2) в цепях ТЭД. Если, к примеру, обмотка якоря первого ТЭД вырабатывает большую силу тока, чем в остальных трех двигателях, то в цепи обмотки возбуждения откроется тиристор V1 на необходимую величину, и часть тока будет проходить параллельно обмотке возбуждения через тиристор VI, резистор Р4 и часть резистора Р1-Р2. В результате произойдет ослабление магнитного потока, вследствие чего уменьшится сила тока якорной обмотки до величины, равной остальным ТЭД. Такой способ позволяет равномерно распределять тормозную силу по всем колесным парам электровоза. (Продолжение следует)
	Цитировать 0