бабулер138

Особенности силовых цепей электровоза ЭП2К

И.А. ЕРМИШКИН, инженер, г. Ожерелье

СИЛОВЫЕ ЦЕПИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В РЕЖИМЕ ТЯГИ

Электрическая схема электровоза ЭП2К предусматривает его работу на следующих соединениях: последовательное (С), последовательно-параллельное (сериесно-параллельное, СП), параллельное (П) соединения шести тяговых электродвигателей (ТЭД). На ходовых позициях возможно применение пяти ступеней ослабления возбуждения: 80, 66, 54,46,40 %.
После перевода реверсивных переключателей QP1 и QP2 в положение «Вперед» или «Назад», а тормозных переключателей QT1, QT2 и QT3 в режим «Тяга» (а также других условий, согласно руководству по эксплуатации) возможно включение соответствующих контакторов и сбор схемы тягового режима.


Упрощенная силовая схема тяговых двигателей на 1-й позиции (рис. 1) включает группы пускотормозных резисторов и шесть ТЭД, включенных в общую последовательную цепь: контакт быстродействующего выключателя QF1 т входная шина дифференциального реле КА2 т шины и контакт 10-11 тормозного переключателя QT1 т силовые контакты КМ20 -> последовательно соединенные пускотормозные резисторы R6 и R9 7 силовые контакты КМ16 т последовательно соединенные резисторы R6 н R8 f силовые контакты КМ12 т последовательно соединенные резисторы R6 и R7 -> силовые контакты КМ37 -> обмотка якоря М1-М2 ТЭД -> контакт тормозного переключателя QT2 и реверсора QP1 т последовательно соединенные обмотки возбуждения М1-М2 т контакты QP1 и QT2 т силовые контакты КМ4 -> силовые контакты КМ5 -> обмотка якоря М3 ТЭД т контакты QT2 и QP1 т обмотка возбуждения М3 т контакты QP1 и QT2 -> силовые контакты КМ10 - силовые контакты КМ9 -> обмотка якоря М4 ТЭД г контакты QT3 и QP2 -> обмотка возбуждения М4 -> контакты QP2 и QT3 -> силовые контакты КМ62 -> силовые контакты КМ64 -> обмотка якоря М5-М6 ТЭД -> контакты QT3 и QP2 т обмотки возбуждения М5, Мб -> контакты QP2 и QT3 т силовые контакты КМ1 т выводная шина дифференциального реле КА2 и далее через шунт RS2 и заземляющие устройства на рельсы.

Особенностью защиты силовых цепей ТЭД электровоза ЭП2К является применение дифференциального реле серии РДЗ-61 ЭТ (или РДЗ-63), в котором в окне магнитопровода вместо кабелей размещены две силовые шины (рис. 2).


Регулирование силы тяги и скорости движения электровоза осуществляется посредством выведения секций пускотормозных резисторов R6 — R9 в соответствии с диаграммой замыкания контакторов.
Ходовой (безреостатной) позицией С-соединения ТЭД электровоза является 21-я позиция. При этом все пусковые резисторы полностью выведены из силовой цепи и возможна длительная работа тяговых двигателей:

• > резисторы R6 и R9 зашунтированы контакторами КМ21,КМ23, КМ24 и КМ27;
• > резисторы R6 и R8 зашунтированы контакторами КМ19, КМ31 и КМЗО;
• > резисторы R6 и R7 зашунтированы контакторами КМ 15, КМ39 и КМ38.

На 21-й позиции для дальнейшего увеличения скорости электровоза возможно применение ослабления поля тяговых двигателей.

ОСЛАБЛЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ (ПОЛЯ)

Режим ослабления поля включается на ходовых позициях электровоза и предусматривает параллельное подключение резисторов и индуктивных шунтов к обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей:

• 1-2-й ТЭД — резистор R14 и шунт A10-L2;
• 3-й ТЭД — резистор R15 и выводы Н1-К1 шунта A10-L1;
• 4-й ТЭД — резистор R16 и выводы Н2-К2 шунта A10-L1;
• 5-6-й ТЭД — резистор R1 и шунт Al 0-L3;

В качестве примера разберем цепи ослабления поля для 1-2-го ТЭД (рис. 3). Первая ступень ослабления поля тяговых двигателей достигается включением контакторов с дугогашением КМ57-КМ60. Остальные ступени включаются контакторами без дугогашения (рис. 4). Подобный принцип использования электропневматических контакторов применен на грузовых электровозах серий ВЛ 10, ВЛ11. Индуктивные шунты необходимы для улучшения работы тяговых двигателей при переходных процессах и резких колебаниях напряжения в контактной сети при работе электровоза в режиме ослабления возбуждения. Особенностями силовых цепей электровоза ЭП2К (по аналогии с электровозом ЧС7) являются пять ступеней ослабления возбуждения ТЭД посредством только четырех контакторов, которые включаются по определенному алгоритму.
Режим ослабления возбуждения осуществляется подключением контактора КМ60 и образованием силовой цепи тока параллельно обмотке возбуждения тяговых двигателей: кабель 150 -> шина 80Ш т контактор КМ60 т кабель 158 т кабель 160 -> выводы 1-5 резистора R14 -> кабель 165 — выводы Н1-К2 индуктивного шунта A10-L2 т кабель 167 и далее по силовой цепи ТЭД.
На второй ступени включается контактор КМ47, шунтируя выводы 1-2 резистора R14.
На третьей ступени включается контактор КМ46, шунтируя выводы 1-3 резистора R14.
На четвертой ступени включаются контакторы КМ45 и КМ46, создавая параллельное подключение выводов резистора R14.
На пятой ступени включаются контакторы КМ47 и КМ45, шунтируя выводы 1-4 резистора R14.
ПЕРЕХОД С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Переход с П-соединения ТЭД на СП-соединение начинается при переводе главной рукоятки контроллера SM1 на 22-ю позицию (рис. 5).
На первой позиции перехода П1 пускотормозные резисторы полностью выведены. В цепи последовательно соединенных тяговых двигателей Ml — Мб размыкается контактор КМ10, однако цепь протекания тока сохраняется благодаря блоку диодов U5.
На второй позиции перехода П2 отключаются контакторы КМ12 и КМ16, которые разрывают последовательную цепь трех групп пускотормозных резисторов. В цепь ТЭД вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R6, при этом контактами 18-17 QT1, КМ13 и 13-14 QT1, КМ18 с одной стороны и контактом КМ36 с другой стороны цепи резисторов R6, R7 и R6, R8 соединяются параллельно. Отключается контактор КМ20, выводя из цепи тяговых двигателей М1 — Мб резисторы R6, R9 при последовательно-параллельном соединении.
На третьей позиции перехода ПЗ благодаря включению контакторов КМ34 и КМ2 создаются две параллельные ветви тяговых двигателей М1 — М3 и М4 — Мб. Двигатели М1 - М3 и М4 — Мб в каждой цепи соединены последовательно.

На 22-й позиции отключение контактора КМ9 разрывает цепь вентиля U5, что приводит к окончательному переходу на две параллельные ветви по три последовательно соединенных двигателя (М1-М2-МЗ и М4-М5-М6), т.е. на последовательно-параллельное соединение.
При этом образуются две параллельные цепи тяговых электродвигателей:
十 параллельно соединенные пускотормозные резисторы R6, R7 и R6, R8 т контакт КМ37 т якоря электродвигателей Ml, М2 f датчик тока UA2 - обмотки возбуждения Ml, М2 f далее аналогично схеме при последовательном соединении якорь электродвигателя М3 一датчик тока UA3 т обмотка возбуждения М3 9 контакты 11-10 QP1 и 2-1 QT2 т провода 292, 293 -> контакт КМ2 т шины 402Ш, 85Ш т далее к буксовым токосъемникам ХАЗ - ХА8;
Ь параллельно соединенные пускотормозные резисторы R6, R7 и R6, R8 т контакт КМ34 f провод 225 一 шина 224Ш -> провод 227 -> далее аналогично при последовательном соединении -> якорь -> обмотка возбуждения электродвигателя М4 -> якоря электродвигателей М5, Мб -> датчик тока UA4 - обмотки возбуждения М5, Мб -> контакт КМ1 т далее к буксовым токосъемникам ХАЗ - ХА8.
На 22-й позиции начинается работа тяговых электродвигателей на сериесно-параллельном соединении (СП). Дальнейший разгон поезда осуществляется, как и на последовательном соединении, ступенчатым уменьшением величины пускотормозных резисторов R6 — R8 путем закорачивания секций резисторов реостатными контакторами КМ 15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМЗО, КМ31, КМЗЗ.
Ходовой (безреостатной) позицией СП-соединения тяговых электродвигателей является 38-я. На этой позиции, так же как и на 21-й позиции последовательного соединения, можно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.

ПЕРЕХОД НА П-СОЕДИНЕНИЕ

Переход на П-соединение начинается при переводе главной рукоятки контроллера на 39-ю позицию (рис. 6).
На первой позиции перехода П1 пусковые резисторы выведены полностью, тяговые двигатели соединены в две параллельные цепи по три двигателя последовательно в каждой. В начале перехода отключаются контакторы КМ4 и КМ64, но силовая цепь ТЭД сохраняется благодаря блокам диодов U4 и U6.
На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R9, при этом контактами 18-17 QT1, КМ13; 13-14 QT1, КМ18; 10-11 QT1, КМ21, КМ20 с одной стороны и контактами КМ36, КМ29 с другой стороны резисторы R6, R7; R6, R8 и частично R9 (контакты 2-7) соединяются параллельно.


На третьей позиции перехода ПЗ включаются контакторы КМЗ, КМ6 и КМ28, тем самым подготавливая схему к формированию трех параллельных ветвей по два последовательно соединенных тяговых двигателя.
На 39-й позиции отключаются контакторы КМ5, КМ62 и разрывается цепь вентилей U4 и U6, завершая переход тяговых двигателей на параллельное соединение.
На 39-й позиции начинается работа тяговых электродвигателей на параллельном соединении (П). При этом образуются три параллельные цепи тяговых электродвигателей (М1-М2; МЗ-М4; М5-М6):
А параллельно соединенные пускотормозные резисторы т контакт КМ37 — обмотки якорей тяговых двигателей М1, М2 —> датчик тока UA2 — обмотки возбуждения М1, М2 т контакт КМЗ -> шины 402Ш, 85Ш -> далее к заземляющим устройствам;
А параллельно соединенные пускотормозные резисторы —контакт КМ34 分 обмотка якоря и обмотка возбуждения тягового двигателя М4 -> контактор КМ6 т обмотка якоря и обмотка возбуждения тягового двигателя М3 т контакт КМ2 -> шины 402Ш, 85Ш f далее к заземляющим устройствам;
А параллельно соединенные пускотормозные резисторы -> контакт КМ28 т обмотки якоря тяговых двигателей М5, Мб -> датчик тока UA4 -> обмотки возбуждения тяговых двигателей М5, Мб т контакт КМ1 т шина 85Ш т далее к заземляющим устройствам.

Дальнейший разгон поезда осуществляется, как и на двух предыдущих соединениях, ступенчатым уменьшением величины пускотормозных резисторов R6 — R9 путем закорачивания их секций реостатными контакторами КМ15, КМ38, КМ39, КМ41,КМ19, КМЗО, КМ31, КМЗЗ, КМ23, КМ24, КМ27.
51-я позиция П-соединения тяговых электродвигателей является ходовой (безреостат-ной). На этой позиции также возможно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.
Уменьшение силы тяги (и скорости движения электровоза) осуществляется посредством введения пусковых резисторов в цепь тяговых электродвигателей путем сброса позиций.
Оперативное включение и выключение цепи тяговых электродвигателей осуществляется линейными контакторами. Кроме того, при необходимости тяговые электродвигатели могут быть отключены выключением быстродействующего выключателя QF1.
Охлаждение пускотормозных резисторов R6 — R9 на реостатных позициях осуществляется при помощи отдельных мотор-вентиляторов М7 — М10, которые подключаются к определенным выводам резисторов R6 — R9. При этом обеспечиваются автоматическое охлаждение резисторов и отключение двигателей вентиляторов на ходовых позициях. Поскольку все пускотормозные резисторы состоят из четырех отдельных блоков, то в силовой схеме электровоза также установлены четыре отдельных мотор-вентилятора М7 — М10 для каждой группы резисторов. Каждый двигатель серии 4ПНЖ200МА (60 кВт, 340 В, 3000 об/мин) подключен к отдельным выводам резисторов охлаждаемой им группы.



Например, для охлаждения резистора R6 служит мотор-вентилятор М10 (рис. 7), подключенный по цепи: вывод контактора КМ12 f кабель 70 9 датчик тока UA8 -> XTR29 т кабель 95 т выводы B1-D2 двигателя М10 т кабель 100 XTR28 и XTR27 т кабель 74 9 вывод 2 пускотормозного резистора. Двигатель М10 будет работать при протекании тока по выводам 1-3 резистора R6 на реостатных позициях. Однако при включении контактора КМ15 выводы резистора будут зашунтированы, и двигатель М10 остановится. Таким образом, за один цикл набора на всех соединениях ТЭД двигатель охлаждения резистора R6 будет подключаться импульсно на определенных реостатных позициях, когда контактор КМ15 выключен.
Для охлаждения пускотормозного резистора R7 установлен отдельный мотор-вентилятор М7, подключенный по своей цепи: вывод 6 резистора R7 — кабель 111 -> XTR40 и XTR39 -> кабель 77 分 выводы D2-B1 двигателя М7 т кабель 106 -> датчик тока UA5 -> кабель 71 -> контактор КМ37.
В цепи каждого двигателя вентилятора установлены датчики тока UA5 — UA8, сигналы с которых поступают в блоки А2 и АЗ МПСУ для обеспечения регулирования и контроля за работой электрооборудования.