[06-2014] Тормозные системы электровоза ЭП2К

[poster333]

Тормозные системы электровоза ЭП2К

Величина тока возбуждения определяется соотношением времени открытого и закрытого состояния транзисторов V1 и V2. Коэффициент пульсации номинального тока возбуждения (565 А) — 8 %. При отключенном состоянии транзисторов ток возбуждения замыкается через обратные диоды V3 и V4, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей.

Питание (15 В) на драйверы подается от блока питания Е1, который подключен на напряжение 110 В через предохранитель F7. Цепь питания (110 В) блока управления А4 защищена предохранителем F8. Трансформаторы тока Т2 — Т4 подключены к блоку управления А4. На зажимы «+» и «-» трансформаторов от блока управления подается напряжение питания 15 В, а со средних выводов (по схеме) трансформаторов на блок управления поступают сигналы, пропорциональные величине протекающего тока. Сигнал от трансформатора тока Т4 является сигналом обратной связи по величине тока возбуждения. Сигналы от датчиков тока Т2 и ТЗ используются для защиты от перегрузки или пробоя транзисторных ключей V1 и V2. Настройка защиты от перегрузки — 600 А.

Предварительный подогрев чоппера А2 осуществляется нагревателями ЕЗ и Е4. Включаются и отключаются нагреватели под контролем датчика-реле температуры SK3 типа ТСМ-0890В. Датчик-реле SK3 получает питание 220 В переменного тока через автоматический выключатель SF58 «Датчики температуры». Чувствительным элементом SK3 является терморезистор R5.

Если температура ниже минус 40 °С, то замыкается контакт датчика-реле SK3, и катушка реле К41 получает питание 110 В от зажима XT 12/1... 9 через контакты автоматического выключателя SF52 «Обогрев РВИ» и контакт SK3. Включившись, реле К41 замыкает своими контактами цепь питания 110 В нагревателей ЕЗ и Е4.

Когда температура поднимется до минус 30 °С, контакты датчика-реле температуры размыкаются, реле К41 отключается и снимает питание с нагревателей ЕЗ и Е4.

Внутри блока управления А4 имеется своя встроенная система терморегулирования, исключающая работу элементов блока при температуре ниже минус 40 °С. Защита от превышения допустимой температуры элементов чоппера осуществляется термометром-термостатом Е2, контролирующим температуру охладителя модуля чоппера А2. Сигнал о величине температуры от термометра-термостата Е2 поступает в блок управления А4. Настройка защиты — плюс 80 °С.

При срабатывании любой из защит блок управления снимает управляющие сигналы с транзисторных ключей V1, V2, и они запираются. Кроме того, в блоке управления включается оптореле (не показано), и напряжение «+110 В» от зажима ХТ2/1... 9 через контакт автоматического выключателя SF21 «Цепи диагностики», зажим ХТ8/1... 12, зажим Х1/3 регулятора возбуждения, замкнувшийся контакт оптореле в блоке управления, зажим Х1/4 регулятора возбуждения поступает на зажим Х7/28 блока АЗ МПСУ, сигнализируя о срабатывании защиты. Система МПСУ разбирает схему электрического тормоза. На дисплейном модуле появляется сообщение «Отказ РВИ-111».

После устранения причины срабатывания защиты ее можно восстановить нажатием кнопки «Возврат защиты». При этом от зажима Х2/1... 9 через контакты выключателя SF13 «Аппараты защиты», кнопок «БВ» и «Возврат защиты» получит питание катушка контактора КМ126. Через замкнувшийся контакт КМ126 напряжение «+110 В» подается на зажим Х6/2 блока АЗ МПСУ и далее с зажима Х10/21 блока АЗ МПСУ сигнал восстановления защиты поступает на зажим Х1 /5 регулятора возбуждения и блок управления А4. Оптореле в блоке управления отключается.

Регулятор возбуждения РВИ имеет две двери с блокировочными контактами SQ1 и SQ2. Если во время режима торможения одна из дверей будет открыта, то контакт SQ1 или SQ2 разомкнется, отключится реле К2 и система МПСУ разберет схему электрического тормоза.

Как уже было отмечено, главной рукояткой контроллера машиниста, перемещающейся плавно без жестко фиксированных позиций, задается требуемая величина тормозного усилия. Вначале при увеличении тормозного тока до 50 А на 6 с устанавливается режим предварительного торможения с небольшим тормозным усилием (30 кН) для сжатия состава, а затем тормозное усилие плавно увеличивается и автоматически поддерживается постоянным в соответствии с положением главной рукоятки контроллера. Скорость нарастания тормозного усилия устанавливается на уровне 30 — 40 kFI/c.

Максимальные тормозные усилия ограничиваются максимальными допустимыми величинами токов якоря и возбуждения тяговых двигателей (565 А). Для расширения диапазона скоростей движения, при которых возможно эффективное электрическое торможение, предусмотрены две ступени уменьшения сопротивления пуско-тормозных резисторов, что приводит к увеличению тока и тормозного усилия. Первая ступень реализуется при включении контакторов КМ15, КМ19 и КМ23, вторая — при включении КМ 14, КМ 17 и КМ22 (см. рис. 5 в №5).

Предельная тормозная характеристика электровоза, построенная с учетом отмеченных ограничений и двух ступеней уменьшения сопротивления пуско-тормозных резисторов, представлена на рис. 7. Все тормозные характеристики, которые задаются главной рукояткой контроллера, находятся внутри области, ограниченной предельной тормозной характеристикой.

Кроме защит, которые предусмотрены в регуляторе возбуждения РВИ, имеется защита по максимальному току в якорях и обмотках возбуждения тяговых двигателей. Уставка на срабатывание защиты — 630 — 650 А. Сигналы о величине токов в якорях двигателей поступают на МПСУ от трансформаторов тока UA2 — UA4, а потоку возбуждения — от трансформатора тока UA9 (см. рис. 5).

Защита по максимальному току электродвигателей вентиляторов пуско-тормозных резисторов М7 — М10 (в случаях заклинивания, пробоя изоляции, перегрузки) срабатывает при токе 200 — 250 А через 5 с, если ток за это время не становится меньше 200 А. Если же ток превышает 250 А, то защита срабатывает без выдержки времени.

Защита от обрыва цепи электродвигателя вентилятора срабатывает, если в течение 3 с ток двигателя меньше 5 А (5 А принято, поскольку при токе двигателя, равном нулю, на выходе трансформатора тока может быть небольшой сигнал).

Если при сборке схемы электрического тормоза не включился какой-либо аппарат или при работе тормоза сработала любая из защит, то система МПСУ разбирает схему электрического тормоза, отключает электроблокировочный клапан Y1 и включает электроп-невматический вентильY2 (см. рис. 1 и 2 в №4) замещения электрического тормоза пневматическим. Последний плавно увеличивает давление в тормозных цилиндрах электровоза до .

Если в момент срабатывания защиты и разборки схемы электрического тормоза был включен пневматический тормоз состава, то вентиль Y2 не включается, а после отключения клапана Y1 тормозные цилиндры электровоза заполняются воздухом с давлением, равным давлению в тормозных цилиндрах состава. Причина замещения реостатного тормоза пневматическим отражается на дисплее в кабине машиниста.
Рассмотрим возможные варианты торможения и взаимодействия тормозных систем.

Взаимодействие тормозных систем

Рассмотрим возможные варианты торможения и взаимодействия тормозных систем.

• Регулировочное торможение только электрическим тормозом. Для этого машинист рукояткой скорости устанавливает желательную скорость движения, а главной рукояткой контроллера КМ включает тормоз и устанавливает ограничение по величине тормозного усилия.

При увеличении тормозного тока до 50 А на 6 с автоматически устанавливается режим предварительного торможения с усилием 30 кН. Затем тормозное усилие увеличивается в соответствии с ограничением, установленным машинистом.

При достижении заданной скорости система МПСУ начинает изменять (уменьшать или увеличивать в зависимости от профиля пути) тормозное усилие, поддерживая заданную скорость движения. Если в процессе поддержания скорости тормозное усилие станет меньше уровня предварительного торможения, а скорость будет падать, то при снижении скорости на 5 км/ч от заданной система МПСУ разберет схему электрического тормоза без замещения его пневматическим.

• Остановочное торможение электрическим тормозом (пневматический тормоз находится в режиме «Отпуск»), Для этого машинист устанавливает рукоятку «Скорость» в положение v = 0 км/ч. Главной рукояткой контроллера КМ включает электрический тормоз и устанавливает тормозное усилие, которое по своему желанию может изменять в процессе торможения.

При падении скорости и уменьшении тормозного усилия ниже некоторого заданного уровня система МПСУ вначале уменьшает сопротивление пуско-тормозных резисторов (2 ступени), а при уменьшении скорости до 10 — 12 км/ч разбирает схему электрического тормоза, отключает клапан Y1 и включает вентиль Y2. Происходит замещение электрического тормоза пневматическим с плавным нарастанием давления в тормозных цилиндрах электровоза до 2 кгс/см2.

• Машинист осуществляет регулировочное торможение электрическим тормозом (поп. ), а затем, в связи, например, с увеличением скорост и, включает краном КМТ пневматический тормоз состава. При повышении давления за воздухораспределителем ВР до 0,3 кгс/см2 срабатывает сигнализатор давления SP1 и замыкает свой контакт в цепи питания катушки реле К11 (см. рис. 1,2).

Реле К11 включается, и напряжение «+110 В» от зажима ХТ2/1... 9 через контакт выключателя SF21, зажимы ХТ8/1... 12, ХТ16/1... 5 и контакт реле К11 подается на зажим Х8/30 блока АЗ МПСУ, что является для МПСУ сигналом о включении пневматического тормоза.

Система МПСУ прекращает регулирование скорости, и в дальнейшем машинист может раздельно регулировать тормозное усилие электрического тормоза на электровозе главной рукояткой контроллера КМ и тормозное усилие пневматического тормоза в составе рукояткой тормозного крана КМТ.

Если машинист решает отключить электрический тормоз и переводит главную рукоятку контроллера КМ на нулевую позицию, то система МПСУ плавно снижаеттормозное усилие (уменьшая уставку по току возбуждения РВИ) и при уменьшении тормозного тока до 100 А разбирает схему электрического тормоза. Одновременно МПСУ отключает клапан Y1, и тормозные цилиндры электровоза начинают заполняться воздухом до давления, равного давлению в тормозных цилиндрах состава. Два процесса идут параллельно, смягчая переход на пневматический тормоз электровоза.

Если машинист не отключает электрический тормоз, а решает осуществить остановочное торможение при совместном действии тормозов, то МПСУ при уменьшении скорости движения до 10—12 км/ч разберет схему электрического тормоза, отключит электромагнитный клапан Y1 и в тормозных цилиндрах электровоза установится давление воздуха, равное давлению в тормозных цилиндрах состава.

• Включение тормозов от крана машиниста КМТ (рукоятка контроллера машиниста КМ находится в нулевом положении). При переводе рукоятки крана машиниста КМТ в тормозное положение начинают заполняться воздухом тормозные цилиндры электровоза и состава. При давлении воздуха 0,3 кгс/см2 срабатывает сигнализатор давления SP1, включается реле К11 (см. п. ) и МПСУ собирает схему электрического тормоза.

Когда тормозной ток достигает 200 А, система МПСУ включает электроблокировочный клапан Y1 и воздух из тормозных цилиндров электровоза начнет выходить. Происходит замещение на электровозе пневматического тормоза электрическим без резкого изменения тормозного усилия.

Если рукоятка контроллера машиниста КМ остается на нулевой позиции, то МПСУ увеличивает тормозное усилие электрического тормоза до -120 кН (50 — 60 % от максимального) и в дальнейшем поддерживает его.

При перемещении рукоятки контроллера КМ на тормозные позиции тормозное усилие устанавливается в соответствии с позицией контроллера КМ. Перемещение рукоятки скорости КМ на величину тормозного усилия не влияет. Теперь машинист может раздельно регулировать тормозное усилие электрического тормоза главной рукояткой контроллера КМ, а пневматического тормоза — рукояткой крана КМТ.

При уменьшении скорости до 10 — 12 км/ч система МПСУ разбирает схему электрического тормоза и отключает клапан Y1. В тормозных цилиндрах электровоза устанавливается давление воздуха, равное давлению в тормозных цилиндрах состава.

Когда машинист хочет отключить электрический тормоз и для этого переводит главную рукоятку контроллера КМ с тормозных позиций на нулевую, система МПСУ плавно снижает тормозное усилие и при тормозном токе 100 А разбирает схему электрического тормоза. Одновременно отключает клапан Y1, и тормозные цилиндры электровоза заполняются воздухом до давления, равного давлению воздуха в тормозных цилиндрах состава.

Если машинист после включения пневматического тормоза краном КМТ оставил рукоятку контроллера КМ на нулевой позиции и установилось тормозное усилие электрического тормоза ~ 120 кН (50 — 60 % от максимального), а затем перевел рукоятку крана КМТ в положение «Отпуск», то отключаются сигнализатор давления SP1 и реле К11. При этом система МПСУ плавно снижает тормозное усилие электрического тормоза, отключает клапан Y1 и при тормозном токе 100 А разбирает схему электрического тормоза. Замещения на пневматический тормоз не происходит.

Если после включения электрического тормоза от крана машиниста КМТ рукоятка контроллера КМ была переведена на одну из тормозных позиций, то при установке крана машиниста КМТ в положение «Отпуск» (отключение пневматического тормоза) электрический тормоз не отключается. МПСУ восстанавливает действие задатчика скорости. Машинист в дальнейшем может осуществлять электрическим тормозом либо регулировочное (см. п. г)), либо остановочное (см. п. ©) торможение.

Если электровоз находится в тяговом режиме, а машинист начинает торможение краном КМТ, то МПСУ вначале разбирает схему тягового режима, а затем собирает схему электрического тормоза и управляет им так, как уже было изложено.

• Совместное действие электрического тормоза и вспомогательного пневматического (управляется краном вспомогательного тормоза КВТ, см. рис. 1) возможно при давлениях воздуха в тормозных цилиндрах электровоза меньше 2,3 кгс/см2.

При достижении этого давления срабатывает датчик-реле давления SP9, через контакт которого подается напряжение «+110 В» на зажим Х8/25 блока АЗ МПСУ (см. рис. 2). Получив этот сигнал, система МПСУ плавно снижает тормозное усилие электрического тормоза, отключает электроблокировочный клапан Y1, включает вентильУ2 и при тормозном токе 100 А разбирает схему электрического тормоза. Изменение положения Y1 и Y2 в данном случае на работу тормоза не влияет, поскольку воздух от вспомогательного крана КВТ поступает в тормозные цилиндры в обход этих приборов (см. рис.1).

• Экстренное торможение. Осуществляется при разрядке тормозной магистрали краном машиниста КМТ, электро-пневматическим клапаном автостопа ЭПКА или стоп-краном до давления 3 кгс/см2 и ниже.

Для экстренного торможения кран машиниста КМТ устанавливают в 6-е положение (см. рис. 3 в №4). При этом с зажима Х8/9 блока АЗ МПСУ снимается напряжение «+110 В», поскольку разомкнулся контакт 2 контроллера тормозного крана КМТ (SA19). Это служит сигналом для МПСУ об экстренном торможении.

Второй сигнал об экстренном торможении поступает от датчика-реле давления SP10, которое контролирует давление в тормозной магистрали — срабатывает при 5 кгс/см2 и отпадает при 3 кгс/см2. При отпадании этого реле снимается напряжение «+110 В» с контакта Х8/26 блока АЗ МПСУ (см. рис. 2).

Получив любой из этих сигналов, система МПСУ выполняет следующие операции:

* разбирает схему тягового режима и приводит ее в соответствие со схемой при нулевом положении главной рукоятки контроллера КМ;

* собирает схему электрического тормоза;

* при увеличении тормозного тока до 200 А включает клапан Y1. Воздух из тормозных цилиндров электровоза выходит. Пневматический тормоз на электровозе замещается электрическим;

* обеспечивает работу электрического тормоза с максимальной эффективностью по предельной характеристике рис. 7. Положение главной рукоятки контроллера КМ на величину тормозного усилия не влияет;

* включает реле К4 (см. рис.З), благодаря чему электропнев-матический тормоз переходит в режим «Торможение». Включаются тормозные вентили ВТ и ВП вагонов иУЗО, Y31 электровоза;

* включает подачу песка под передние колесные пары тележек. При уменьшении скорости движения до 10 — 12 км/ч подача песка прекращается;

* при снижении тормозного усилия ниже 50 кН разбирает схему электрического тормоза, отключает клапан Y1. Электрический тормоз замещается пневматическим с давлением в тормозных цилиндрах электровоза, равным давлению в тормозных цилиндрах состава.

• Аварийная остановка поезда. Осуществляется при выдергивании машинистом ключа из выключателя SQ4 «Аварийный останов электровоза», установленного на пульте машиниста (см. рис. 2).

Через замкнувшийся контакт SQ4 и контакт переключателя кабин SA2 получает питание катушка реле К1, а через контакт К1 напряжение «+110 В» от зажимаХТ16/1... 5 подается на зажим Х9/34 блока А2 МПСУ. Получив этот сигнал, МПСУ выполняет следующие операции:

* разбирает схему тягового режима, если контроллер КМ находился на поездной позиции;

* собирает схему электрического тормоза и обеспечивает торможение по предельной тормозной характеристике (см. рис. 7);

* снимает питание с катушки электропневматического клапана автостопа ЭПКА, что приводит к экстренной разрядке тормозной магистрали, благодаря чему осуществляется пневматическое торможение состава;

* включает реле К4 (см. рис. 3), благодаря чему электропневматический тормоз переходит в режим «Торможение». Включаются тормозные вентили ВТ и ВП вагонов и Y30, Y31 электровоза;

* включает электроблокировочный клапан Y1 и вентиль Y2 (см. рис. 1 и 2). Клапан Y1 исключает поступление в тормозные цилиндры электровоза воздуха с давлением, равным давлению в тормозных цилиндрах состава, а вентиль Y2 в обход Y1 наполняет тормозные цилиндры электровоза воздухом с давлением . Таким образом, при аварийном торможении на электровозе, кроме электрического, действует пневматический тормоз с давлением ;

* включает вентили песочниц, обеспечивающие подачу песка под передние колесные пары тележек;

* включает звуковой сигнал «Тифон»;

* при снижении скорости до 10 — 12 км/ч отключает подачу песка и тифон;

* при уменьшении тормозного усилия ниже 50 кН разбирает схему электрического тормоза, отключает клапан Y1 и вентиль Y2. Происходит замещение электрического тормоза пневматическим с давлением в тормозных цилиндрах электровоза, равным давлению в тормозных цилиндрах состава.

• Режим экстренного торможения и аварийной остановки поезда при отключенном выключателе SA6 «Электрический тормоз». В этом случае система МПСУ выполняет все операции, перечисленные в пп. 6 и 7, кроме включения электрического тормоза, клапанаУ1 и вентиля Y2.

Однако для увеличения тормозного усилия электровоза при скоростях движения выше 55 км/ч система МПСУ включает вентиль Y3 (см. рис. 1 и 2), который обеспечивает увеличение давления воздуха в тормозных цилиндрах электровоза с 3,8 до 6 кгс/см2. При скорости менее 55 км/ч — вентильУЗ отключается.

Канд. техн. наук Б.Н. МОРОШКИН,
заместитель главного конструктора по локомотивостроению
ОАО «Коломенский завод»
инж. С.В. ШЕЛУХИН,
начальник конструкторского бюро

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела xx1.

Перенес: Admin