[11-2018] Электрические схемы электропоезда ЭД4М (НЭВЗ)

[Admin]

Электрические схемы электропоезда ЭД4М (НЭВЗ)

Предлагаем вниманию читателей статью с описанием электрических схем моторного вагона электропоезда ЭД4М с оборудованием ПК «Новочеркасский электровозостроительный завод», которую подготовил наш читатель из депо Апрелевка Московской дирекции моторвагонного подвижного состава В.Е. ГОРЯЧЕВ.

СХЕМА СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ В ТЯГОВОМ РЕЖИМЕ

Позиция «М» главной рукоятки бесконтактного контроллера машиниста (БКМ). После установки реверсивной рукоятки БКМ на позицию «Вперед» («Назад»), главной рукоятки на позицию «М» (предварительно должна быть восстановлена защита — быстродействующий выключатель БВ и быстродействующий контактор ВЗТ), при давлении сжатого воздуха в тормозной магистрали (ТМ) 4,5... 4,8 кгс/см2 собирается силовая схема маневрового режима:

- реверсор разворачивается в положение «Вперед» (включаются силовые контакторы Bl, В2) или «Назад» (включаются силовые контакторы HI, Н2);

- тормозной переключатель ТП разворачивается в «моторный» режим (включаются силовые четные контакторы ТП2, ТП4, ТПб, ТП10, ТП12, нечетный контактор ТП9);

- включаются линейный контактор ЛК и линейно-тормозной контактор ЛКТ.
Создается замкнутая цепь питания через тяговые двигатели (ТД) М1 — М4 при полностью введенных пускотормозных резисторах R1, R4 — R8: токоприемник ПК -» фильтр ДрФ-С1 —> главный разъединитель ГР быстродействующий выключатель БВ дифференциальное реле ДР (шунт первичной катушки ДР1) —> дифференцирующий трансформатор ТрД (первая первичная высоковольтная обмотка ТрД) линейный контактор ЛК силовой контактор тормозного переключателя ТП2 пусковые резисторы R1, R4 — R8 —> линейно-тормозной контактор ЛКТ якорные обмотки (дополнительные полюса) ТД М1 — М4 -> датчики тока якорей ДТЯ, ДТЯ1 —> силовой контактор тормозного переключателя ТПб —> силовой контактор реверсора В1 —> обмотки возбуждения (главные полюса) ТД М1 — М4 —> силовой контактор реверсора В2 -> шунт амперметра АЗ —> дифференцирующий трансформатор ТрД (вторая первичная высоковольтная обмотка ТрД) -» дифференциальное реле ДР (шунт вторичной катушки ДР2) -> шунт амперметра А1 -> шунт счетчика электроэнергии Wh2 —> шунт счетчика электроэнергии Wh1 —> заземляющее устройство ЗУ.

При этом скорость электропоезда минимальна, поскольку в цепь ТД М1 — М4 полностью введены пусковые резисторы (R1, R4 — R8). Все реостатные контроллеры РК находятся на позициях 1, т.е. собран маневровый режим.

Позиция «XI» главной рукоятки БКМ. Чтобы увеличить скорость электропоезда, главную рукоятку БКМ устанавливают на позицию «XI». Кулачковый вал реостатного контроллера РК вращается с 1-й до 14-й позиции. При этом полностью выводятся пусковые резисторы из цепи ТД М1 — М4. Переход реостатного контроллера РК с одной позиции на другую осуществляет электронный блок реле ускорения БРУ. На него подается соответствующий сигнал от датчика тока якорей ДТЯ1, пропорциональный величине силового тока. В зависимости от заданной уставки тока на блок БРУ поступает также сигнал от переключателя SA1 «Уставка РУ» В400.

При этом запитывается один из вентилей реостатного контроллера РК (РК1, РК2). Кулачковый вал на каждом моторном вагоне под контролем блока БРУ устанавливается на следующую позицию, выводя пусковые резисторы R1 — R9 из цепи якорных обмоток ТД Ml — М4. Это вызвано тем, что в процессе увеличения скорости и уменьшения тока якорей ТД М1 — М4 надобность в пусковых резисторах постепенно отпадает.

Силовые контакторы реостатного контроллера РК 1 — 9 при его переходе с позиции на позицию замыкаются в соответствии с диаграммой. На 14-й позиции пусковые резисторы полностью выведены и закорочены силовым контактором реостатного контроллера РК 9. Двигатели М1 — М4 могут длительно работать на безреостатной характеристике при полном возбуждении.

Позиция «Х2» главной рукоятки БКМ. Для увеличения скорости движения электропоезда главную рукоятку БКМ устанавливают на позицию «Х2». Кулачковый вал реостатного контроллера РК поворачивается на 15-ю, а затем на 1 б-ю позицию. При этом включаются контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш и силовые контакторы реостатного контроллера РК 10, 11, подсоединяя параллельно обмоткам возбуждения ТД М1 — М4 шунтирующую цепь: индуктивный шунт ИШ -> силовой контактор тормозного переключателя ТП4 -> контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш -» резисторы RIO —R15.

Теперь часть тока, протекавшего через обмотки возбуждения ТД М1 — М4, ответвляется в указанную цепь, создавая так называемое ослабление возбуждения. Такой процесс приводит к увеличению тока якорей ТД М1 — М4, возрастанию мощности, потребляемой из контактной сети, силы тяги и, следовательно, скорости электропоезда.

Позиция «ХЗ» главной рукоятки БКМ. На этой позиции кулачковый вал реостатного контроллера РК поворачивается вначале на 17-ю, а затем на 18-ю позицию. При этом включаются силовые контакторы реостатного контроллера РК 12,13, выводя резисторы R11, R12.

Позиция «Х4» главной рукоятки БКМ. Кулачковый вал реостатного контроллера РК продолжает вращаться и сначала переходит на 19-ю, а затем на 20-ю позицию. При этом включаются силовые контакторы реостатного контроллера РК 14,15, выводя резисторы R13, R14. Таким образом, из-за уменьшения сопротивления шунтирующей цепи увеличивается степень ослабления возбуждения ТД М1 — М4, и они выходят на естественную характеристику. Скорость электропоезда достигает наибольшего значения.

Позиция «0» главной рукоятки БКМ (отключение тягового режима). Если главную рукоятку БКМ перевели на позицию «0» из позиций «Х2» — «Х4», то тяговый режим отключается в два приема: контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш отключается сразу, а линейный ЛК и линейно-тормозной контакторы ЛКТ — с некоторой задержкой. Отключение контактора Ш увеличивает возбуждение ТД М1 — М4 до нормального уровня и снижает ток якорей ТД М1 — М4. Уменьшившийся ток окончательно разрывают контакторы линейный ЛК и линейно-тормозной ЛКТ. Тем самым облегчается дугогашение контакторов, улучшаются потенциальные условия на коллекторах ТД М1 — М4.
Погасить мощную электрическую дугу помогает также контур из диодов ДЗО — Д37. Поскольку обмотки возбуждения ТД М1 — М4 имеют большую индуктивность, в момент отключения тягового режима возникают достаточно опасные перенапряжения. За счет электродвижущей силы ЭДС самоиндукции повышается напряжение на резисторах R71 и R73 до уровня, достаточного для открытия стабилитрона ПП2. Затем подается сигнал на управляющий электрод тиристора Тт9, и он открывается.

Цепь (контур) перенапряжений: обмотки возбуждения ТД М1 — М4 -> силовой контактор реверсора В2 -> силовой контактор тормозного переключателя ТП9 -> тиристор Тт9 -> диоды ДЗО — Д37 -> якорные обмотки ТД М1 — М4 -> датчики тока якорей ДТЯ, ДТЯ1 —> силовой контактор тормозного переключателя ТПб -> силовой контактор реверсора В1 -> обмотки возбуждения ТД М1 — М4.

Токи самоиндукции снижаются. После окончания переходного процесса тиристор Тт9 закрывается, разрывая защитный контур. Это является дополнительной мерой, облегчающей дугогашение линейного контактора ЛК, линейно-тормозного контактора ЛКТ и снижение отключаемой ими мощности.

СХЕМА СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ В ТОРМОЗНОМ РЕЖИМЕ

Силовая схема в режиме электрического торможения (ЭДТ) обеспечивает переходы на:

- рекуперативное или реостатное торможение с независимым возбуждением обмоток ТД М1 — М4 от тиристорного преобразователя Тт1 — Ттб с максимальной скорости до 50 — 45 км/ч;

- реостатное торможение с самовозбуждением ТД М1 — М4 от 50 — 45 км/ч до 15 — 10 км/ч;

- электропневматическое торможение (ЭПТ) до полной остановки электропоезда.

Рекуперативное торможение. При установке главной рукоятки БКМ на позицию «ТЗ» силовая схема собирается в такой последовательности (тормозной переключатель ТП находится в режиме «Тормозной»):

- включается контактор ослабления возбуждения ОВ, подключая обмотки возбуждения ТД М1 — М4 к тиристорному преобразователю Тт1 — Ттб;

- включается контактор возбуждения КВ, подающий питание на тиристорный преобразователь Тт1 — Ттб через трансформатор возбуждения ТрВ;

- включаются контакторы Ш, ЛК и ЛКТ.

В работу вступает электронный блок системы автоматического управления торможением БУ САУТ, и начинается управление тиристорами преобразователя Тт1 — Ттб. В результате ток в обмотках возбуждения ТД М1 — М4 увеличивается. Когда напряжение на якорях ТД М1 — М4 превысит напряжение в контактной сети, через силовые диоды Д2, Д1 начинает протекать ток рекуперации.

Цепь тока возбуждения: плюсовой вывод тиристорного преобразователя Тт1 — Ттб -> контактор ослабления возбуждения ОВ -> силовой контактор реверсора В1 -> обмотки возбуждения ТД М1 — М4 —> силовой контактор реверсора В2 -> шунт амперметра АЗ -> контактор защиты ВЗТ -> датчик тока возбуждения ДТВ -> минусовой вывод тиристорного преобразователя Тт1 — Ттб.

Цепь тока рекуперации: якорные обмотки ТД (генераторов) М1 — М4 —> линейно-тормозной контактор ЛКТ -> силовой контактор тормозного переключателя ТП1 -> силовые диоды Д2, Д1 -> линейный контактор ЛК -> дифференцирующий трансформатор ТрД (первая первичная высоковольтная обмотка ТрД) -> дифференциальное реле ДР (шунт первичной катушки ДР1) —> быстродействующий выключатель БВ -» главный разъединитель ГР -> фильтр ДрФ-С1 -> токоприемник ПК -> контактная сеть -> тяговая подстанция -> рельсы -> заземляющее устройство ЗУ —> шунт счетчика электроэнергии Wh1 —> шунт счетчика электроэнергии Wh2 —> шунт амперметра А1 -> дифференциальное реле ДР (шунт вторичной катушки ДР2) -> дифференцирующий трансформатор ТрД (вторая первичная высоковольтная обмотка ТрД) -> контактор защиты ВЗТ -» силовой контактор тормозного переключателя ТП7 -> индуктивный шунт ИШ —> датчики тока якорей ДТЯ1, ДТЯ —> якорные обмотки ТД М1 — М4.

Блок БУ САУТ продолжает повышать напряжение на выходе тиристорного преобразователя Тт1 — Ттб. Одновременно протекают два процесса: снижение скорости электропоезда и автоматическое, под контролем блока БУ САУТ, увеличение тока возбуждения. При этом ток якорей ТД М1 — М4, а, значит, тормозной эффект поддерживаются на одном заданном уровне.

Реостатное торможение с независимым возбуждением. При напряжении 3950 В и более срабатывает реле максимального напряжения РМН, которое включает тормозной контактор Т (линейный контактор ЛК остается включенным). В цепь ТД М1 — М4 вводятся резисторы R4 — R8.

Цепь тока при реостатном торможении с независимым возбуждением: якорные обмотки ТД М1 — М4 -> линейнотормозной контактор ЛКТ -> пусковые резисторы R4 — R8 —> тормозной контактор Т -э резисторы R24, R11 — R15 —> шунт амперметра А2 —> контактор защиты КЗ ВЗТ -> силовой контактор тормозного переключателя ТП7 -> индуктивный шунт ИШ -> датчики тока якорей ДТЯ 1, ДТЯ -> якорные обмотки ТД М1 — М4.

Цепь тока рекуперации: якорные обмотки ТД (генераторов) М1 — М4 -> линейно-тормозной контактор ЛКТ —> силовой контактор тормозного переключателя ТП1 —> силовые диоды Д2, Д1 —> линейный контактор ЛК —> дифференцирующий трансформатор ТрД (первая первичная высоковольтная обмотка ТрД) дифференциальное реле ДР (шунт первичной катушки ДР1) —> быстродействующий выключатель БВ —> главный разъединитель ГР -> фильтр ДрФ-С1 -> токоприемник ПК -> контактная сеть -> тяговая подстанция -> рельсы -> заземляющее устройство ЗУ —> шунт счетчика электроэнергии Wh1 -> шунт счетчика электроэнергии Wh2 -> шунт амперметра А1 —> дифференциальное реле ДР (шунт вторичной катушки ДР2) —> дифференцирующий трансформатор ТрД (вторая первичная высоковольтная обмотка ТрД) -> контактор защиты ВЗТ -> силовой контактор тормозного переключателя ТП7 -> индуктивный шунт ИШ —> датчики тока якорей ДТЯ1, ДТЯ —> якорные обмотки ТД М1 — М4.

Реостатное торможение с самовозбуждением. По мере снижения скорости электропоезда увеличивается ток возбуждения. Когда он достигает максимума 250 А (что соответствует скорости электропоезда 45 — 50 км/ч), вступает в действие блок БРУ, а блок БУ САУТ исключается из работы. В контактную сеть ток больше поступать не может, поскольку напряжение на якорях ТД М1 — М4 стало меньше, чем в контактной сети, силовые диоды Д2, Д1 закрылись.

На 2-й позиции реостатного контроллера РК силовая схема собирается в такой последовательности:

- отключается линейный контактор ЛК (низковольтный контактор РК1);

- обмотки возбуждения ТД М1 — М4 присоединяются силовым контактором реостатного контроллера РК 16 к якорным обмоткам ТД М1 — М4;

- отключается контактор ослабления возбуждения ОВ (низковольтный контактор РК1);

- включается тормозной контактор Т (при переходе из режима реостатного торможения с независимым возбуждением в режим реостатного торможения с самовозбуждением тормозной контактор Т включен);
- исключается из работы блок БУ САУТ.

При скорости 50... 45 км/ч собирается схема реостатного торможения с самовозбуждением и отключается схема рекуперативного торможения. Теперь обмотки возбуждения ТД Ml — М4 получают питание не от тиристорного преобразователя Тт1 — Ттб, а от собственных якорных обмоток ТД Ml — М4. Четыре последовательно соединенные якорные обмотки ТД М1 — М4 имеют гораздо большую мощность по сравнению с тиристорным преобразователем Тт1 — Ттб и могут надежно обеспечить самовозбуждение в зоне сравнительно малых скоростей, т.е. дальнейшее снижение скорости электропоезда. В этом режиме вращается реостатный контроллер РК.

На 3-й позиции реостатного контроллера РК силовая схема собирается в такой последовательности:

- отключается линейный контактор ЛК (линейный контактор ЛК отключен низковольтным контактором РК1);

- отключается контактор возбуждения КВ (низковольтный контактор РК1-2).

Реостатный контроллер РК продолжает вращаться до 11-й позиции под контролем блока БРУ (аналогично тяговому режиму), выводя резисторы из цепи ТД и тем самым поддерживая заданную величину тормозного тока.

Цепь тока при самовозбуждении: якорные обмотки ТД М1 — М4 —> линейно-тормозной контактор ЛКТ -> пускотормозные резисторы R4 — R8 -> тормозной контактор Т-> силовой контактор тормозного переключателя ТПЗ -> контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш -> силовой контактор реостатного контроллера РК 16 —> силовой контактор тормозного переключателя ТП5 —> силовой контактор реверсора В1 —> обмотки возбуждения ТД М1 — М4 -> силовой контактор реверсора В2 -> шунт амперметра АЗ -> контактор защиты ВЗТ -> силовой контактор тормозного переключателя ТП7 —> силовой контактор реостатного контроллера РК 17 -> датчики тока якорей ДТЯ1, ДТЯ —> якорные обмотки ТД М1 — М4. При этом обмотки возбуждения ТД М1 — М4 шунтируются резисторами R24, R11 — R15.

При скорости 15... 10 км/ч электрическое торможение теряет тормозной эффект, автоматически включается малая ступень электропневматического торможения (она действует до полной остановки). Затем главную рукоятку БКМ устанавливают на нулевую позицию, воздух из тормозных цилиндров ТЦ выходит, реостатный контроллер РК из 11-й позиции возвращается на 1-ю. Схема вновь готова к пуску.

Позиция «0» главной рукоятки БКМ (отключение тормозного режима). При установке главной рукоятки БКМ на позицию «0» из позиций «Т1» — «ТЗ» (при рекуперативном торможении) контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш сразу отключается, подает соответствующий сигнал на блок БУ САУТ. Затем уставка блока БУ САУТ плавно снижается, уменьшается тормозной ток, после чего отключаются линейный контакторЛКи (с некоторой задержкой) линейно-тормозной контактор ЛКТ.

После перевода главной рукоятки БКМ на позицию «0» из позиций «Т1» — «ТЗ» в случае торможения с независимым возбуждением контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш также отключается сразу и подает соответствующий сигнал на блок БУ САУТ. Затем плавно снижается уставка блока БУ САУТ, уменьшается тормозной ток, отключаются контакторы Т (тормозной), ЛК (линейный), ЛКТ (линейно-тормозной).

При установке главной рукоятки БКМ на нулевую позицию из позиций «Т1» — «ТЗ» (при торможении с самовозбуждением) контактор шунтирования обмоток возбуждения Ш, как и в предыдущих случаях, отключается сразу. Он вводит в цепь якорных обмоток ТД Ml — М4 резистор R23 величиной 4 Ом. Это снижает ток якорей ТД при отключении тормозного Т и линейно-тормозного ЛКТ контакторов.