РАБОТА СИЛОВОЙ ЦЕПИ В ХОДОВОМ РЕЖИМЕ
МАНЕВРОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ «ХОД 1»
- группы двигателей соединены последовательно;
- реостатный контроллер находится на первой позиции;
- реверсор находится в положении «вперед» или «назад»;
- переключатель положений находится на позиции ПС.
В режиме «Х1» включены контакторы КШ1, КШ2, ЛК1, ЛК2, ЛК3, ЛК4, ЛК5. ПТС введены полностью: 4,96 Ом. Поле ослаблено до 35 % для плавности трогания, т. к. при уменьшении величины магнитного потока уменьшается тяговое усилие.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГРУПП ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ «ХОД 2»
В режиме «Х2» реостатный контроллер приходит во вращение, контакторы КШ1 и КШ2 отключаются, начинается автоматический вывод пусковых сопротивлений при полном поле тяговых двигателей под контролем РУТ. Секции ПТС, одна за другой, шунтируются контактами РК.
На 18 позиции РК останавливается; при этом, группы тяговых двигателей соединены последовательно; ПТС полностью выведены. Вновь включаются контакторы шунтировки КШ-1 и КШ-2, поле ослабляется до 55 %. В отличие от режима «Х1», в данном случае поле ослабляется для увеличения скорости движения.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГРУПП ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ «ХОД 3»
В режиме «ХЗ» переключатель положений переходит на позицию ПП, группы тяговых двигателей соединяются параллельно. Переход из последовательного соединения в параллельное соединение групп двигателей происходит т.н. «методом моста»: вначале замыкаются контакты переключателя положений Т3 и Т8, а затем размыкаются Т12 и Т13, т.е. переход происходит без разбора схемы. РК начинает вращаться в обратном направлении с 18 по 4 позицию, выводя пусковое сопротивление полностью. На 5 позиции обратного хода РК включаются контакторы шунтировки КШ-1 и КШ-2, и поле ослабляется до 78%, на 4 позиции – до 55%. Поле ослабляется для увеличения скорости движения.
Следует отметить, что, согласно первоначальному проекту, поле должно было ослабляться до 35%, а РК вращался до 1 позиции обратного хода.
РАБОТА СИЛОВОЙ ЦЕПИ В ТОРМОЗНОМ РЕЖИМЕ
СБОР СХЕМЫНА ТОРМОЗ – «ТОРМОЗ 1»
В режиме «Т1» переключатель положений переходит на позицию ПТ1, включаются контакторы ЛК5, ЛК3, ЛК4, которые собирают перекрестную схему электрического реостатного торможения с введённым тормозным сопротивлением Rт = 3,33 Ом, подключённым к проводам К1 и Л12 («зажимы» генераторного контура).
В тормозном режиме силовая цепь представляет собой мост, в диагональ которого включено тормозное сопротивление (ПТС). Схема называется перекрёстной потому, что в каждое плечо моста последовательно включены якоря и обмотки возбуждения разноимённых групп генераторов, т.е. к якорям первой группы генераторов подключаются обмотки возбуждения второй группы и наоборот.
Для облегчения самовозбуждения генераторов с помощью контактора ТШ подключаются дополнительные подмагничивающие обмотки, получающие питание от контактного рельса. За счет включения КШ-1, КШ-2, а также КШ-3, КШ-4 поле ослаблено до 31 %.
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ – «ТОРМОЗ 2»
В режиме «Т2» под контролем реле РУТ начинает вращаться реостатный контроллер. На первых позициях прямого хода РК происходит ступенчатое усиление поля генераторов при неизменной величине ПТС 3,33 Ом:
1 поз. - 31 %
2 поз. - 35 %
3 поз. - 44 %
4 поз. - 55 %
5 поз. - 78 %
6 поз. и на всех остальных - 100 %.
В дальнейшем идет процесс выведения тормозного сопротивления при вращении реостатного контроллера с 6 по 18 позицию. Затем происходит переход переключателя положений с позиции ПТ1 на позицию ПТ2, реверсирование СДРК и вращение реостатного контроллера с 18 по 1 позицию обратного хода. После остановки РК на первой позиции в цепи нагрузки генераторов остается тормозное сопротивление Rт=0,203 Ом.
РУЧНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ – «БАЙ-ПАС»
«ТОРМОЗ 1А»
При «бай-пасном» (от английских глаголов to buy – покупать и to pass – передавать) торможении возможно ручное управление работой реостатного контроллера. При переводе главного вала КВ из положения «Т1» в положение «Т1А» и обратно РК переходит только на одну позицию.
С помощью ручного торможения можно тормозить до полной остановки. Однако следует помнить, что для перехода переключателя положений из ПТ1 в ПТ2 необходимо кратковременно перевести ГВКВ в положение «Т2» на 18-позиции РК – тогда РК сможет вращаться в обратном направлении и дойти до 5-позиции, т.е. до момента включения вентиля регенерации № 1.
Как и в случае «Т2», РУТ контролирует величину тока в силовой цепи и, если это будет необходимо, на время приостановит вращение РК.
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫСИЛОВОЙ ЦЕПИ ВАГОНА Ем
Для защиты силовой цепи вагона применяются:
- главный предохранитель;
- реле перегрузки;
- дифференциальное реле.
ГЛАВНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ
Главный предохранитель защищает силовую цепь в ходовом режиме. При его перегорании силовая цепь на «ход» не работает. Неисправность определяется по приборам на вагоне и по возможному передёргиванию состава. ГП работает неограниченно долго при токе 500 А (Iном – номинальный ток), а при токе выше 1000 А перегорает за несколько секунд.
ПАНЕЛЬ С РЕЛЕ ПЕРЕГРУЗКИ
На панели – шесть отдельных реле. Это – РПЛ, РП 1-3, РП 2-4, РЗ-1, РЗ-2 и РПвозвр. Три из них имеют токовые катушки. Это реле РПЛ, РП 1-3, РП 2-4. Катушку напряжения имеет РЗ-1. Остальные реле не контролируют никаких параметров и выполняют функцию электромагнитных включающих аппаратов.
РЕЛЕ ПЕРЕГРУЗКИ ЛИНЕЙНОЕ РПЛ служит для защиты обеих групп тяговых электромашин в ходовом режиме от перегрузок и токов короткого замыкания. Реле отрегулировано на ток срабатывания (уставка) 900 А.
РЕЛЕ ПЕРЕГРУЗКИ РП 1-3 и РП 2-4 предназначены для защиты, соответственно, цепей первой и второй групп тяговых электромашин в ходовом и тормозном режимах от перегрузок и токов короткого замыкания. Ток уставки 450 А.
РЕЛЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ РЗ-1 защищает силовую цепь тормозного режима при пробое изоляции, перебросах электрической дуги на корпус тяговых электромашин или других аппаратов. Напряжение уставки 180 В.
РЕЛЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ РЗ-2 предназначено для принудительного освобождения от механического зацепления якоря реле возврата РПвозвр., т.е. для принудительного «выбивания» РП и заземления цепей сигнальных ламп при определении вагона, на котором не собралась электрическая схема (не включился линейный контактор ЛК4).
Катушка реле на каждом вагоне подключена к 24 поездному проводу и получает питание при нажатии на пульте машиниста кнопки «Сигнализация неисправности». Катушка РЗ-2 получает «землю» через нормально-замкнутый блок-контакт ЛК4.
РЕЛЕ ВОЗВРАТА РП «РПвозвр.» предназначено для отключения линейных контакторов вагона при срабатывании любого из защитных реле (РП, РЗ) и включения сигнализации. РПвозвр. – это единственное реле на панели, имеющее контактную группу. В схеме цепей управления его контакты обозначаются «РП».
Любое из реле связано с реле РПвозвр. механически. На панели установлен валик, имеющий пальцевидные отростки. По отросткам, при срабатывании реле, бьют хвостовики их якорей. При этом валик, преодолевая сопротивление возвратной пружины, поворачивается, и якорь реле РПвозвр. выходит из зацепления со своим отростком валика, якорь его отпадает за счёт усилия возвратной пружины, контактная группа переключается.
Катушка РПвозвр. на каждом вагоне подключена к 17 поездному проводу и получает питание при нажатии на пульте машиниста кнопки «Возврат РП». Выключатель управления ВУ должен быть включён, а рукоятка главного вала контроллера машиниста должна находиться в нулевом положении. Если кратковременно подать напряжение на 17 поездной провод, следовательно, и на катушку РПвозвр., то его якорь притянется к сердечнику, а хвостовик якоря вновь войдет в механическое зацепление с отростком валика; таким образом, якорь останется притянутым после снятия напряжения с 17 поездного провода.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ РЕЛЕ
ДР служит для защиты силовой цепи при разнице токов различных групп тяговых двигателей более 230 А.
В ходовом режиме наиболее вероятно срабатывание ДР при переходе из ПС в ПП, но при некоторых неисправностях в аппаратах силовой цепи, например, реостатного контроллера, может произойти в любой момент.
В тормозном режиме, теоретически, ДР срабатывать не должно, т.к. ветви генераторного контура (плечи моста – см. выше) идеально сбалансированы.
Уставка дифреле настраивается изменением положения геркона относительно токоведущих силовых кабелей (контакты расположены в герметичной колбе и замыкаются при воздействии на них магнитного поля). При разнице токов более 230 А воздействие результирующего магнитного поля двух токов, текущих в разных направлениях, приводит к замыканию контактов геркона. Через них получает питание катушка реле РДР. Контакты РДР замыкаются в цепи питания от 5 (4) поездного провода катушки РЗ-2 со стороны «плюса» и со стороны «минуса». Включение РЗ-2 приводит к принудительному срабатыванию РП, отключению линейных контакторов (разбору схемы) и включению сигнальных ламп – КЛСН и зелёной лампы РП.
ТЯГОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ДК-108
Электрическая машина ДК-108 – постоянного тока, обратимая, коллекторная, самовентилируемая, с волновой обмоткой якоря.
Некоторые характеристики электрической машины ДК-108 приведены в таблице:
| № | характеристика | значение |
| Номинальное напряжение в тяговом режиме, В | ||
| Номинальное напряжение в генераторном режиме, В | ||
| Номинальная мощность, Вт | ||
| Ток продолжительного режима, А | ||
| Ток часового режима, А | ||
| Тип обмотки якоря | волновая | |
| Воздушный зазор между полюсом и якорем, мм | 3,25 | |
| Масса, кг | ||
| Частота вращения часового режима, мин-1 | ||
| Максимальная частота вращения в эксплуатации, мин-1 | ||
| Суммарная величина сопротивления обмоток при температуре 200 С, Ом | 0,13 |
Свойство обратимости означает, что ДК-108 может работать как двигателем, так и генератором.
ДК-108 в тяговом режиме преобразует электрическую энергию контактной сети в механическую энергию вращения колесной пары; в тормозном режиме он преобразует механическую энергию вращения колесной пары в электрическую энергию.
ПРИНЦИП РАБОТЫДК-108 В ХОДОВОМ РЕЖИМЕ
основан на использовании взаимодействия тока, протекающего по проводникам якоря, с магнитным потоком главных полюсов. В результате взаимодействия, на каждый проводник с током действует электромагнитная сила, величина которой прямо пропорциональна току и магнитному потоку F ~ (I, В), где I – ток якоря, В – магнитная индукция.
Направление силы определяется по правилу левой руки. Сила создает вращающий момент Мвр., который приводит якорь с проводниками во вращение.
ПРИНЦИП РАБОТЫДК-108 В ТОРМОЗНОМ РЕЖИМЕ
основан на использовании явления электромагнитной индукции. Согласно этому явлению, в проводниках якоря, пересекающих силовые линии магнитного поля главных полюсов, индуктируется электродвижущая сила Е – ЭДС индукции, величина которой прямо пропорциональна скорости вращения якоря и величине магнитного потока полюсов: Е ~ (n, Ф), где n – скорость вращения якоря, Ф – основной магнитный поток.
Направление ЭДС определяется по правилу правой руки. Так как все проводники якоря соединены последовательно, то ЭДС всех проводников складываются, создавая ЭДС генератора. Таким образом, при движении вагона на выбеге, за счет остаточного магнитного потока главных полюсов, тяговая электрическая машина ДК-108 вырабатывает ЭДС, то есть превращается в генератор. При замыкании цепи якоря на нагрузку (пуско-тормозное сопротивление) по проводникам начинает протекать ток, имеющий направление, совпадающее с направлением ЭДС. С этого момента начинается взаимодействие проводника с током и магнитного поля (возникает электромагнитная сила). В результате этого взаимодействия к якорю прикладывается момент силы, направление которого противоположно направлению вращения якоря. Следовательно, скорость вращения якоря будет уменьшаться.