Admin

Электрическая схема тепловозов типа ТЭ10МК

(Окончание. Начало см. «Локомотив» № 11, 2018 г.]

Г.И. ЦЫВКУНОВ, преподаватель Нижегородского подразделения Горьковского учебного центра профессиональных квалификаций

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТЕПЛОВОЗА ТИПА ТЭ10МК С ДИЗЕЛЕМ Д49

На тепловозах типа ТЭ10М, на которых в процессе модернизации был установлен взамен дизеля 10Д100 дизель-генератор 1А-9ДГ исп. 3 в электрическую схему были внесены следующие изменения.

О Исключена цепь питания электромагнита МР5 объединенного регулятора ОРЧО. Так как регулирование мощности ТГ осуществляется по сигналу о координате реек ТНВД, который формируется измерительным преобразователем перемещений, то ИД был отключен (поскольку он не участвует в формировании внешней характеристики ТГ на рабочем участке).

Для исключения поворота коленчатого вала дизеля без прокачки масла из штатной схемы была исключена цепь: провод 372 -> р.к. КТН -> провод 329.

© Для равномерного охлаждения деталей дизеля была введена схема включения автоматической прокачки масла после остановки дизеля продолжительностью 90 с.

Цепь питания ЭТ создается з.к. РУ9 при работе дизеля и з.к. ДЗ во время раскручивания вала дизеля. При слабой АБ в момент раскрутки вала дизеля напряжение на ней понижается до 30 В, что приводит к задержке включения блок-магнита ЭТ. Для исключения этого недостатка в схему пуска дизеля введена цепь, позволяющая включать ЭТ после нажатия кнопки «Пуск дизеля».

Топливоподкачивающий насос TH используется для прокачки топлива перед пуском дизеля, где после запуска дизеля TH будет отключен, а для работы дизеля применяется механический насос с приводом от коленчатого вала.

© Для исключения протекания тока через контакты кнопки «Пуск дизеля» после получения питания катушек ДЗ и РУ9 от зажима 5/17 в цепи был установлен разделительный диод ДЭТ1. Диоды ДЭТ1 и ДЭТ2 подключены встречно и соединяются проводом 5107.

В цепь пуска дизеля последовательно з.к. РДМ1 установлен з.к. реле давления воды (РДВ), который включается при достижении давления воды в системе охлаждения 0,5 ± 0,05 кгс/см2.

0 Для исключения влияния больших токовых нагрузок на блок регулирования в момент прокрутки дизеля питание блока от бортовой сети тепловоза поступает только после окончания пуска дизеля. Для этого используется з.к. РУ15. Катушка РУ15 получает питание после запуска дизеля через з.к. РУ9.

© На дизеле 1А-9ДГ исп. 3 установлен вентиль ВП6 для отключения восьми ТНВД (с нулевой по 7-ю позиции КМ, по четыре насоса с каждой стороны).

© Изменена схема прокачки дизеля топливом перед пуском. После нажатия кнопки «Пуск дизеля» собирается цепь на катушку РУ6 по цепи: «плюс» зажима 11/2 -> провод 346 -> автомат А13 —> провод 1232 -> блокировочное устройство БУ № 367 -> провод 1231, контакты реверсивного барабана КМ (в положении В или Н) -> провод 1242 ->4-й контактный палец КМ, замкнутый на нулевой позиции -> провод 1236-> контакты кнопки ПД1 -> провод 318 —> зажим 13/6 -> провод 323 -> зажим 9/17 -> провод 324 -> уравнительный резистор СУ1 -> провод 342 -> р.к. РУ9 -> провод 337 -> з.к. КТН -> провод 327 -> р.к. РВ2 -> провод 334 -> катушка РУ6 -> провода 1858, 381 -> зажим 8/19 -> провод 1176 -> «минус» АБ.
З.к. РУ6 собирает цепь на электродвигатель TH по цепи: от автомата А4 -> провод 225 -» с.з.к. КТН -> провод 1337 -> з.к. РУ6 -> провод 253 -> зажим 9/16 -> провод 237 -> TH -> обмотка С1 — С2 -> провод 275 -> зажим 9/8 -> «минус» АБ.

После окончания пуска дизеля контакты РДВ и РДМ1 собирают цепь на катушку РУ9, которое своим р.к. РУ9 разбирает цепь на катушку РУ6. Р.к. РУ6 между проводами 1337, 253 отключает электродвигатель топливного насоса. С этого момента подача топлива в систему осуществляется механическим топливоподкачивающим насосом, имеющим привод от коленчатого вала дизеля.

© При выходе из строя механического топливоподкачивающего насоса используется TH с электрическим приводом (через аварийный тумблер Т27).

З.к. РУ9 собирает цепь на катушки РУ15 и РВ6.

Цепь на катушку РУ15: автомат А5 «Работа дизеля» -> провод 314 -> зажим 5/15 -> провод 223 -> зажим 7/10 -> провод 440 -> с.з.к. КТН -> провод 239 -> контакты РДВ -> РДМ1 -> провод 227 -> зажим 6/10 -> провод 228 -> з.к. РУ9 -> провод 1328 -> зажим 2/5 -> провод 272 -> катушка РУ 15 —> «минус» в блоке УСТА.

Цепь на катушку РВ6: от зажима 2/5 -> провод 5037 -> разделительный диод ДПМ -> зажим 3/10 -> провода 1062, 1293 -> катушка РВб -> провод 5106 -> зажим 8/1-2 -> «минус» АБ.

© Изменена цепь прокачки дизеля маслом после его остановки. Катушка КМН получает питание после остановки дизеля через р.к. РУ15 (катушка теряет питание) по цепи: от «плюса» зажимов 1/1—1/4 -> провод 1098 -> р.к. РУ15 -> провод 1047 -> з.к. РВ6 -> провода 1555,345 -> катушка КМН.

После получения питания катушки КМН с.з.к. подключает электрический двигатель МН, а вспомогательный з.к. КМН собирает цепь на катушку РВ1.

Выдержку времени 90 с на прокачку масла после остановки дизеля задает реле времени РВ1 по цепи: от «плюса» зажимов 1/1 — 1/4 -> провод 5036 -> р.к. РВ1 (с выдержкой времени 90 с на размыкание) -> провод 1292 -> з.к. РВб -> провод 1293 -> катушка РВ6.

Для подключения бортового напряжения цепей управления на тепловозах ТЭ10MK с дизелями типа Д49 БРН используется при аварийном возбуждении при условии, что не включен тумблер ТШ на блоке УСТА.

При нормальном возбуждении используется реле РУ26, которое получает питание от блока УСТА, третий выходной ключ, через контакт СЗ разъема XS2, после включения тумблера ТШ и подачи напряжения +75 В на контакт АЗ разъема XS2 и сток транзистора выходного ключа.

З.к. РУ26 подключает напряжение 75 В на контакты А4, А5, А6 и А7 разъема ХР2 и сток силового транзистора ключа ШИМ2 (вход ключа).

З.к. РУ26 подключает вывод Ш2 обмотки возбуждения ВГ к «минусу» 75 В.

Из блока УСТА через контакты разъема ВЗ, В4, В7, С7 создается цепь на зажим 3/12, по проводу 380 на обмотку возбуждения I111-LU2 ВГ, далее по проводам 383,5109 через замкнутые контакты РУ 26 на общий «минус». Регулирование напряжения ВГ осуществляет УСТА.

Сигнал обратной связи по напряжению вырабатывает измерительный преобразователь ИН2, на вход которого по проводам 5066, 5067 подается напряжение ВГ, а выходом является унифицированный токовый сигнал, который поступает в аналого-цифровой преобразователь УСТА.

Сигнал датчика напряжения ВГ (ДНвг) поступает на контакты АЗ и А4 разъема XS1.

Схема вентиляторов фильтров очистки воздуха

Для очистки воздуха, поступающего в турбокомпрессор дизеля, применяются два фильтра циклонного типа. Конструкцией фильтра предусмотрен отвод загрязнений центробежным вентилятором наружу. Приводом вентилятора служит электродвигатель постоянного тока П-11.

Вентиляторы должны включаться и работать весь период работы дизеля. Для автоматического включения и отключения вентиляторов на тепловозе смонтирована схема, которая состоит из контактора КВФ типа МК1-20, двух автоматических выключателей А63 и двух электродвигателей П-11.

Катушка контактора получает питание после включения катушки РУ9 по цепи (см. рисунок): з.к. РУ9 -> провод 1328 -> рейка 2/5 -> провод 5200 -> рейка 4/19 -> провод 5201 -> рейка 9/20 -> провод 5202 -> катушка КВФ -> провод 503 -» рейка 9/3 -> «минус».

Электродвигатель правого фильтра получает питание по цепи: «плюс» ВГ -> провод 5208 -> автомат А21 провод 5209 —> с.з.к. КВФ -> провод 5210 -> рейка 4/20 -> провод 5211 -> электрический двигатель привода вентилятора фильтра ВФ -> провод 5212 -> рейка 6/20 -> провод 5213 —> «минус».

Цепь питания электродвигателя левого фильтра: «плюс» ВГ -> провод 5204 -> автомат А20 -> провод 5205 -> с.з.к. КВФ -> провод 5206 -> электрический двигатель привода вентилятора фильтра ВФ -> провод 5207 -> «минус».

Тяговый режим

Для использования полной мощности дизеля на тепловозах ТЭ10МК с дизелем типа Д49 устанавливается датчик линейного перемещения реек топливных насосов высокого давления (ТНВД) ДЛП. Сигнал с этого датчика поступает на блок УСТА на входы ХР1: А9, АО.

ДЛП устанавливается в лотке дизеля и рычагом соединяется с рейкой ТНВД, а его сигнал пропорционален перемещению реек ТНВД.

При перемещении штурвала КМ по промежуточным позициям информация о включении электромагнитов МР1 — MP4 подается в блок регулирования УСТА.

Электромагниты питаются от автомата А13 «Управление» через контакты блокировки тормоза БУ, контакты реверсивного механизма контроллера «Вперед» или «Назад» и контакты контроллера в соответствии с таблицей их замыкания по позициям.

Цепи включения электромагнитов МР:

А13 -> провод 1232 -> БУ -> провод 1231 -> реверсивный барабан КМ -> провод 1242;
8- контактный палец КМ -> провод 271 -> рейка 1 /19 —> провод

5022 на контакт В2 внешнего разъема ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провода 1473, 273) на катушку MP3;

9- контактный палец КМ -> провод 276 —> рейка 1 /18 —> провод 5021 на контакт В1 ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провода 1470, 278) на катушку МР2;

10- контактный палец КМ -> провод 280 -> рейка 1/17 -> провод 5020 на контакт А5 ХР1 блока УСТА, а также (провода 1472, 282) на катушку МР1;

2-контактный палец КМ -> провод 284-> рейка 1/20—> провод

5023 на контакт ВЗ ХР1 блока УСТА, а также (провода 1474, 286) на катушку MP4.

Регулирование мощности тяги

Тяговый генератор имеет независимое возбуждение. Обмотка возбуждения питается от возбудителя, имеющего намагничивающую Н1-Н2 и размагничивающую НЗ-Н4 обмотки.

Намагничивающая обмотка подключена к истоку транзисторов УТ1, УТ2 силового ключа ШИМ1 (широтно-импульсная модуляция) по цепи: контакты В1, 2, 6, Сб разъема ХР2 блока УСТА -> провода 5041,5042,475 -> шунт 116 -> провод 468 -> обмотка Н1-Н2 -> провод 469 -> рейка 9/9 -> провод 474 -> рейка 4/16 -> провод 470 -> «минус».

Питание на стоктранзисторовУТ1,УТ2 силового ключа ШИМ1 подается через с.з.к. ВВ по цепи: общий «плюс» рейки 1/1 — 1/4 -> провод 404 -> с.з.к. ВВ -> провод 405 -> замкнутый контакт 1 аварийного переключателя АР (нормальный режим) -> провода 457, 5039, 5040 контакты С1-4 разъема ХР2 блока регулирования УСТА.

Для защиты силового ключа ШИМ1 от перенапряжений намагничивающая обмотка Н1-Н2 зашунтирована К-Д цепью. Конструктивно диод шунтировки размещен в модуле ключа ШИМ1, при этом катод диода подключен к истоку транзисторов УТ1, УТ2, а анод — к контактам А1, А2 внешнего разъема ХР2 блока регулирования УСТА.

Ток в намагничивающей обмотке возбудителя Н1-Н2 регулируется системой автоматического регулирования возбуждения тягового генератора (нормальный режим), которая поддерживает постоянство мощности ТГ, заданной для данной позиции. Кроме того, системой регулирования обеспечивается ограничение максимальных тока и напряжения генератора.

Для осуществления обратной связи системы УСТА по частоте вращения вала дизеля в систему заведен сигнал со штатного датчика частоты вращения, расположенного на дизеле.

Сигнал по частоте поступает с зажимов К17, К18 дизельной коробки «К» по проводам 992, 996, 5093, 5094 на контакты А6 и А8 разъема ХР1 блока УСТА.

Ослабление возбуждения тяговых двигателей

По мере увеличения скорости движения тепловоза тяговый ток уменьшается, а напряжение увеличивается по гиперболической части внешней характеристики генератора так, что поддерживается постоянной мощность тягового генератора.

При определенной скорости наступает ограничение по напряжению. Дальнейшее увеличение скорости вызывает уменьшение тока при постоянном напряжении, что приводит к снижению отбираемой мощности.

Регулятор дизеля при этом уменьшает подачу топлива. В результате это приведет к тому, что мощность дизеля не будет использоваться полностью и дальнейшего возрастания скорости не будет или же будет очень незначительным.

Для возврата генератора в зону полной мощности и расширения диапазона скоростей тепловоза применяется двухступенчатое ослабление возбуждения тяговых двигателей (параллельное подключение резисторов обмотки возбуждения).

Так как скорость локомотива мгновенно измениться не может, то сразу же после перехода на ослабленное поле неизменному режиму движения соответствует тяговый режим в нижней части внешней характеристики. Это позволяет вновь использовать гиперболическую часть внешней характеристики при увеличении скорости.

Потоку возбуждения и напряжения ТГ вычисляется частота вращения коленчатого вала дизеля, которая учитывается в алгоритме управления.

Ввод сигнала о положении штока ИД необходим для обеспечения согласования свободной мощности дизеля с мощностью, снимаемой с ТГ, а также для исключения перегрузки дизеля в переходных режимах.

Согласно заданному алгоритму блок регулирования выдает сигналы на включение групповых контакторов ВШ1 и ВШ2, а также на реле безопасности РУ19, которое срабатывает при повышении напряжения генератора более 850 В или увеличении тока генератора свыше 7200 А.

Подключение резисторов шунтировки СШ1 — СШб первой и второй ступеней ослабления возбуждения на тепловозах типа ТЭ10МК происходит автоматически с помощью групповых контакторов ВШ1 и ВШ2.

Команда на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 вырабатывается управляющей программой блока регулирования УСТА. Формирование управляющего сигнала перехода на ослабленное возбуждение происходит по напряжению тягового генератора. Выдача команды на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 осуществляется при напряжении генератора, равном 7/8 напряжения ограничения для данной позиции контроллера.

Катушки электропневматических вентилей контакторов ВШ1 и ВШ2 подключены к истоку транзисторов выходных ключей блока УСТА.

Уменьшение скорости движения тепловоза с увеличением тока тягового генератора и снижением напряжения до величины 5/8 напряжения ограничения для данной позиции приводит к последовательному отключению контакторов ВШ2, ВШ1 и восстановлению возбуждения тяговых двигателей.

Информация о включении групповых контакторов ВШ1, ВШ2 поступает на модуль дискретных входов при отключении вспомогательных размыкающих контактов ВШ1, ВШ2, через которые подается питание по цепям:

Ф* «плюс» зажимов 1/1 — 1/4 -> провод 775 -> зажим 10/11 -> провод 5045 р.к. ВШ1 -> провод 501 -> зажим 25/6 -> провод 1553 -> зажим 5/11 -> провод 5016 -> контакт А1 разъема ХР1;

& «плюс» -> провод 775 -> зажим 10/11 —> провода 5045,510 —> р.к. ВШ2 -> провод 737 -> зажим 25/7 -> провод 1344 -> зажим 5/7 -> провод 5017 -> контакт А2 разъема ХР1 блока УСТА.

Тумблер ТУП в цепи питания катушек групповых контакторов ВШ1 и ВШ2 служит для аварийного отключения в случае неисправности в цепях управления ослаблением возбуждения, возникшей при движении поезда. При отключении тумблера ТУП в блоке УСТА формируется команда «Запрет» включения выходных ключей, управляющих контакторами ВШ1 и ВШ2.

Информация об отключении тумблера ТУП поступает на модуль дискретных входов по цепи: «плюс» -> автомат А13 -> 7-й контактный палец КМ, который замыкается с 4-й позиции провод 259 -> контакты ТУП -> провод 260 -> зажим 11/5 -э провод 261 -> зажим 4/6 -> провод 5019 —> контакт А4 разъема ХР1 блока УСТА.
Защита от боксования

Электрическая схема тепловоза предусматривает работу ТГ при отсутствии боксования по внешней характеристике, а в случае его возникновения — по характеристикам с мало изменяющимся напряжением (жестким динамическим характеристикам по напряжению), препятствующим развитию боксования.

Для получения таких характеристик применяется алгоритм корректировки возбуждения тягового генератора по сигналу с блока БДС. Вход блока БДС соединен с каждым тяговым двигателем через замыкающие вспомогательные контакты поездных контакторов П1 — П6.

В блоке БДС производятся сравнение потенциалов, поступающих с обмоток возбуждения тяговых двигателей, и выделение их максимальной разности.

На выход блока БДС подключен датчик напряжения ДМС, в котором сигнал максимальной разности преобразуется в нормализованный с уровнем ±5 В (±5 мА). На выход блока БДС включено реле боксования РБ2.

Противобоксовочная система состоит из блока диодов сравнения БДС, реле боксования РБ2 с резисторами СРБ1 — СРБЗ и датчика уровня боксования ИН4 (ДМС), сигнал с которого, пропорциональный величине боксования, поступает в блок УСТА.

Реле боксования РБ1, РБ2, РБЗ реализованы программно. Напряжение срабатывания программного РБ1 — 8,8 В, РБ2 —17,6 В, РБЗ — 26,3 В. При достижении напряжения БДС порога срабатывания программного РБ1 темп роста напряжения генератора снижается до 0 В, РБ2 — напряжение генератора снижается медленным темпом, РБЗ — напряжение генератора снижается высоким темпом.

В случае, если при длительном боксовании система в автоматическом режиме не справляется, срабатывает реле РБ2, и через его замыкающий контакт собирается цепь на катушку РУ5.3.к. РУ5 собирает цепь на зуммер СБ и лампу ЛН1 для сигнализации машинисту о начавшемся процессе боксования.

Информация о срабатывании реле боксования РБ2 в блок регулирования УСТА не поступает. Сигналы обратных связей со штатных реле боксования в систему УСТА не заведены.


Аварийный режим возбуждения тягового генератора

Схема аварийного режима возбуждения тягового генератора тепловозов типа ТЭ10МК с дизелем типа Д49 аналогична схеме тепловозов, оборудованных дизелем 10Д100 и была рассмотрена выше.

Сигнализация и защита электрооборудования

Защита тягового генератора от короткого замыкания и цепи сигнализации о неисправностях электрооборудования на тепловозе ТЭ10МК остаются без изменений. Кроме указанных в техническом описании на тепловоз 2ТЭ10М защит и сигнализации, система УСТА дополнительно выполняет защиту ТГ от перегрузки и перенапряжения. Для этого в схему управления тяговым режимом включено реле РУ19, которое в серийной схеме использовалось для отключения тягового режима при включении холостого режима ХД.

Катушка РУ19 подключена к истоку выходного ключа блока регулирования системы УСТА (XS2: С4): контакт С4 внешнего блока регулирования УСТА -> провод 5034 -> зажим 4/14 -> провод 1943 -> РУ19 -> «минус».

Питание на сток транзистора выходного ключа подается по цепи: «плюс» -> провод 5038 -> контакт А4 разъема Х51 блока УСТА.

При увеличении напряжения генератора свыше 850 В или при увеличении тока генератора свыше 7200 А в блоке регулирования УСТА формируется управляющий сигнал, который включает выходной ключ, подающий питание на катушку РУ19.

После получения питания катушки РУ19, р.к. РУ19 разбирает цепь на катушку РУ2, контакт которого разбирает цепь питания на катушки РВЗ, КВ и ВВ. В результате происходит сброс нагрузки с включением сигнальной лампы ЛН1.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК