Устройство и работа защитных реле силовой цепи электропоездов ЭД4М
И.А. ЕРМИШКИН, инженер, г. Ожерелье
В данной статье рассмотрены особенности работы защитных реле на электропоездах постоянного тока, таких как реле боксования и напряжения.
Реле боксования — это электрический аппарат, предназначенный для защиты электропоезда от боксования или юза колесных пар.
Особенность работы тяговых электродвигателей (ТЭД) последовательного возбуждения заключается в резко увеличивающийся частоте вращения якоря при боксовании одной из колесных пар. Это приводит к работе двигателя «вразнос», к нарушению коммутации, искрению под щетками, образованию кругового огня и перебросу дуги на корпус двигателя. Прекращение боксования неизбежно приводит к динамическому удару в тяговом двигателе и зубчатой передаче тягового привода.
На электропоездах реле боксования включают в цепь якорей ТЭД по мостовой схеме, собранной из двух соседних обмоток якорей ТЭД и двух одинаковых высокоомных резисторов.
Особенностью силовой схемы электропоезда ЭД4М является только последовательное соединение тяговых двигателей (рис. 1), поэтому в цепи моторного вагона установлено три реле боксования. Электропоезда ЭД4М № 500 — 503 и ЭП2Д имеют два вида соединения тяговых двигателей, поэтому на данных поездах защита от боксования установлена отдельно в каждой из их якорных цепей (рис. 2).
Устройство защиты от боксования и юза Э1 — ЭЗ выполнено на основе герконовых реле 1 Р.008 (рис. 3). Реле представляет собой каркас 1 с управляющей катушкой 3. В полости каркаса размещен геркон 2. Включение геркона происходит за счет магнитного поля катушки. В схему блоков входит диодный мост V9 (см. рис. 1). Для повышения коэффициента возврата реле РБ1 установлены стабилитроны V1 — V8, а стабилитрон V10 ограничивает наибольшее напряжение на реле. В дальнейшем была применена несколько иная схема электронных блоков Э1 и Э2 (см. рис. 2), однако принцип срабатывания РБ и РРБ остается неизменным.
Следует отметить, что герконовое реле типа 1 Р.008 является унифицированным. На электропоезде ЭП2Д на основе реле 1Р.008 разных исполнений построены следующие узлы: боксования Э1, Э2 [1 Р.008 (РБ), 1 Р.008.01 (РРБ)]; минимального напряжения ЭЗ-РН, Э17-РН, Э18-РН (1 Р.008); максимального напряжения Э4-РМН (1 Р.008.02); токовое реле РТ1, РТ2 (1 Р.008.01). В таблице приведены основные параметры реле 1 Р.008.
Работа реле начинается в случаях боксования колесных пар, когда происходит изменение потенциала между вывода
ми 00 и 02. При достижении разности до уровня в 50 — 60 В сработает более чувствительное герконное реле РБ1 — первая ступень устройства Э1 — ЭЗ, что вызовет необходимые переключения в цепях управления. При этом происходит включение повторителя ПРБ по следующей цепи (рис. 4): провод 22 A3BQ19 -> провод 22П -> контакт геркона РБ1 -> провод 22ПА токоограничивающий резистор R78 -> провод 22ПБ катушка ПРБ.
Реле-повторитель своими блокировками производит следующие переключения:
> в проводе 1 М-1 ФА (на электропоезде с аппаратурой Новочеркасского электровозостроительного завода, рис. 5) или 1М-1Ф (с аппаратурой Рижского электромашиностроительного завода) снимает напряжение с блока БРУ, в результате прекращается вращение вала РК;
> в проводе 62А-30 создает цепь сигнальной лампы «РБ»;
> в проводе 40ЭЖ-40ЭД в цепи реле ПРТ исключает срабатывание замещения ЭПТ в момент юза колесной пары;
> в проводе 40В-87И снижает уставку блока САУТ при юзе на высоких скоростях.
Если боксование не прекратилось, то при увеличении напряжения выше уставки включается реле разносного боксования РРБ1 — вторая ступень защиты. В этом случае создается цепь включения повторителя: провод 22 -> АЗВ Q19 -> провод 22П -> контакт геркона РРБ1 -> провод 22ПВ -> резистор R89 -> провод 22ПГ -> катушка ПРРБ.
Через блокировки реле-повторителя ПРРБ создаются следующие цепи управления:
цепь самоподпитки в проводах 22П-22ПВ;
в проводах 2В-2И (рис. 6) отключается линейный контактор «ЛК»;
Ъ в проводах 40П-40М отключается тормозной контактор «Т» и разбирается схема электрического торможения при юзе;
в проводах 30Ф-30 создается цепь питания сигнальной лампы «СНВ» желтого цвета Л90-92 в шкафу моторного вагона.
Реле напряжения. На электропоездах постоянного тока с электрическим торможением установлены следующие аппараты:
- ♦ герконовое реле напряжения Эб-РН;
- ♦ реле максимального напряжения Э5-РМН.
При поднятом токоприемнике через резистор R28 получает питание и срабатывает реле напряжения (см. рис. 1). При этом включается повторитель реле ПРН от АЗВ Q15 через геркон PH и резистор R75 (см. рис. 4).
При отсутствии напряжения в КС или отрыве токоприемника от контактного провода при движении срабатывают PH и его повторитель.
Размыкается блокировка ПРИ в проводах 2И-2Г (см. рис. 6), теряет питание вентиль контактора «ЛК», разрывается силовая цепь тяговых двигателей, и данный моторный вагон переводится из режима тяги в режим холостого хода.
В режиме рекуперативного торможения при достижении напряжения в сети величины 3950 ± 50 В срабатывает реле максимального напряжения РМН, которое подключено в силовую цепь якорей 1 — 4 ТЭД (см. рис. 1) через резисторы R17, R61, R62, R63.
Создается цепь включения повторителя: провод 40В -Э геркон РМН резистор R90 -Э катушка ПРМН.
Блокировки ПРМН:
в проводах 40В-22ПД создают цепь самоподпитки;
в проводах 40Н-40Л создают цепь включения контактора «Т», в результате чего происходит переход на реостатное торможение тяговых электродвигателей. В заключение хотелось бы отметить, что информация в данной статье была собрана для теоретического изучения работы электрических цепей студентами железнодорожных учебных заведений. Редакция журнала «Локомотив» приглашает к диалогу сотрудников моторвагонных депо, занимающихся эксплуатацией и обслуживанием электропоездов ЭД4М и ЭП2Д для более полного изучения всех особенностей электрических цепей электропоездов данных серий.
