Общие сведения

Электрической схемой называется изображение на чертеже совокупности электрических соединений всего электрического оборудования локомотива. Различают схемы: принципиальную, на которой показано соединение между собой всего электрооборудования, но не указано конкретное подключение проводов; исполнительную, на которой показаны конкретное подключение каждого провода и маркировка всех проводов; монтажную, на которой показаны трассы в высоковольтной камере, по которым должны прокладываться все провода.

В электрической схеме различают:

силовые цепи, в которые входят главные электрические машины и аппараты (тяговые электродвигатели, тяговые генераторы, главные контакты силовых контакторов, реверсора и т. д.);

цепи управления, объединяющие катушки приводов аппаратов, блок-контакты, контакты органов управления и защиты и др.;

вспомогательные цепи, в которые входят двигатели и генераторы вспомогательных устройств локомотива, средства управления ими и их защиты (двигатели компрессоров, вентиляторов, масляных и топливных насосов и др.);

цепи освещения, соединяющие все осветительные устройства локомотива и средства управления ими.

Это деление условное, так как отдельные элементы одного аппарата могут входить в различные цепи.

Электрические схемы локомотивов выполняют с учетом следующих требований:

все операции по управлению локомотивом должны быть простыми.

легко запоминающимися, удобными и выполняемыми с помощью минимального количества органов управления;

должны быть обеспечены заданные последовательности переключения аппаратов при перестановке органа управления из одного положения в другое как в прямом, так и в обратном направлении;

отказ какого-либо аппарата не должен привести к неправильному режиму, представляющему опасность (движение локомотива не в заданном направлении, тяговый режим вместо тормозного, короткое замыкание и т. д.);

возможность работы по системе многих единиц; при этом неисправность какого-либо одного из локомотивов не должна влиять на работу других тепловозов.

На локомотивах применяют главным образом аппараты с дистанционным управлением, которые открывают широкие возможности для автоматизации управления и защиты. Автоматизация позволяет упростить управление локомотивом, снизить опасность ошибок и обеспечить наиболее рациональные режимы работы оборудования. Управление современным локомотивом настолько сложно, что если поручить его полностью машинисту, то это потребовало бы установки большого количества измерительных приборов и органов управления. В результате внимание машиниста было бы сосредоточено не на наблюдении за условиями движения (путевые сигналы, состояние пути, скорость движения и др.), а на управлении локомотивом.

Автоматизация управления локомотивом оставляет за машинистом только несколько основных операций: подготовку локомотива к движению (пуск дизеля), выбор направления движения, выбор тягового или тормозного режима, регулирование скорости движения и некоторые другие простейшие операции. При этом машинист только устанавливает рукоятку управления в соответствующее положение, а все остальные операции выполняются автоматически в заданной последовательности и с необходимыми выдержками времени.

Кроме устройств управления, предусмотрены элементы защиты обслуживающего персонала и оборудования от аварийных режимов и условий работы. Наиболее правильный метод защиты - автоматическое ограничение регулируемого параметра. Например, на тепловозах ТЭ10 ограничение максимального тока и напряжения тягового генератора осуществляется специальной системой возбуждения тягового генератора. Однако возможны неисправности, при которых единственным способом защиты является снятие нагрузки или остановка машины. Это необходимо, когда даже кратковременный аварийный режим приводит к серьезным нарушениям или опасен для людей (пробой изоляции на корпусе, глухое короткое замыкание и др.) или когда без отключения нельзя прекратить аварийный режим (приваривание контактов, неисправность тягового двигателя и др.). Часто при неисправностях ограничиваются лишь звуковой или световой сигнализацией.

Очевидно, что автоматизация приводит к усложнению системы управления, увеличению числа аппаратов и контактов и, следовательно, к возможному снижению надежности локомотива. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо оценивать эффективность устройств автоматики с точки зрения эксплуатационных показателей и надежности работы локомотива.

При проектировании необходимо стремиться к тому, чтобы режимы работы и характеристики оборудования мало зависели от параметров отдельных элементов как в процессе производства (допуски на изготовление и др.), так и в эксплуатации (износы, старение, влияние окружающей среды и др.). Иначе при постройке локомотива и в эксплуатации потребуется частая настройка и подгонка элементов системы. Если же настройка неизбежна, то желательно, чтобы она была по возможности простой и ее можно было выполнять на специальных стендах. Например, регулятор напряжения целесообразнее настраивать не на локомотиве, а на стенде. Число регулировок при испытаниях локомотива на заводе и в эксплуатации должно быть максимально сокращено. Это требование особенно важно для оборудования, подверженного сильному износу и часто сменяемого.

Большие перспективы для повышения надежности системы управления и ее автоматизации имеет использование бесконтактных устройств (полупроводниковых и магнитных), отличающихся высокой надежностью и долговечностью из-за отсутствия изнашиваемых деталей, нечувствительности к пыли, влаге, тряске и т. д.

При составлении и чтении схем необходимо четко знать условные обозначения, установленные ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.730-73 и ГОСТ 2.728-74. Необходимо учитывать, что на схемах все аппараты показаны в нормальном положении, т. е. в положении, которое аппарат занимает при обесточенных цепях управления (контакторы выключены и т. д.). Для некоторых аппаратов нормальное положение принимают условно (реверсор - в положении «Вперед», тормозной переключатель - в положении тягового режима, отключатели тяговых двигателей - в положении, когда двигатели включены, и т. д.). Размыкающим называется контакт, замкнутый при нормальном (выключенном) положении аппарата, а замыкающим- контакт, разомкнутый в этом положении. Провода, входящие в межсекционные соединения, имеют стрелки на концах. Все элементы схемы имеют буквенные или цифровые обозначения. Дополнительные обозначения на контактах многопозиционных аппаратов показывают, на каких позициях замкнут данный контакт. При описании работы электрической схемы рассматриваются вопросы, только связанные с взаимодействием аппаратов.

⇐ | Бесконтактные аппараты | | Тепловозы: Основы теории и конструкция | | Схема электрических цепей тепловоза типа ТЭ10 | ⇒