Элементы электрических схем

Элементы электрических схем

Прежде чем начать изучать электрические схемы тепловозов, надо познакомиться с их элементами. Так, в схемы тепловозов входят электрические машины, аккумуляторные батареи, электрические аппараты и приборы.

Электрические машины. Все рассматриваемые в настоящей книге тепловозы имеют электрическую передачу постоянного тока (рис. 3). Для такой передачи в качестве тягового генератора и тяговых двигателей (ТЭД) используются машины постоянного тока. Кроме тягового генератора и ТЭД, на тепловозах устанавливаются следующие электрические машины: возбудитель, подвоз-будитель, вспомогательный генератор и вспомогательные электродвигатели.

По виду преобразования энергии среди электрических машин постоянного тока различают генераторы и двигатели. Все они имеют обмотки: якоря, добавочных полюсов, возбуждения. По способу включения обмоток возбуждения различают машины с независимым возбуждением и с самовозбуждением. При этом последние могут иметь последовательное, параллельное и смешанное возбуждение (рис. 4).

Тяговый генератор Г постоянного тока служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую для питания ТЭД, а также для вращения валов дизеля при его пуске (при этом генератор работает в режиме двигателя). Тяговые генераторы на всех тепловозах имеют в режиме тяги независимое возбуждение от возбудителя, а в режиме пуска дизеля - последовательное возбуждение (рис. 5). У них есть обмотки: якоря, добавочных полюсов, независимого возбуждения и пусковая (последовательного возбуждения).

Тяговые электродвигатели ТЭД служат для преобразования электрической энергии в механическую и создания силы тяги. Они имеют последовательное возбуждение. В ТЭД есть обмотки: якоря, добавочных полюсов, последовательного возбуждения.

Возбудитель В служит для возбуждения (создания магнитного потока полюсов) тягового генератора. Возбудитель тепловозов типа ТЭ10 имеет независимое возбуждение. У него есть обмотки: якоря, добавочных полюсов, две обмотки независимого возбуждения.

Синхронный подвозбудитель СПВ (см. рис. 3) служит для возбуждения возбудителя и питания обмоток всех электрических аппаратов, которые могут работать лишь на переменном токе. Он имеет обмотки: ротора, независимого возбуждения (рис. 6).

Принципиальная схема электрической передачи тепловозов типа ТЭ10
Рис. 3. Принципиальная схема электрической передачи тепловозов типа ТЭ10: Г - тяговый генератор постоянного тока, ТЭД - тяговый электродвигатель постоянного тока, В - возбудитель; СПВ - синхронный подвозбудитель, ВГ - вспомогательный генератор, РН - регулятор напряжения
Системы возбуждения электрических машин постоянного тока тепловозов
Рис. 4. Системы возбуждения электрических машин постоянного тока тепловозов
Обмотки возбуждения тягового генератора и ТЭД
Рис. 5. Обмотки возбуждения тягового генератора и ТЭД: ЯІ-Д2 обмотки якоря и добавочных полюсов; НІ-Н2-обмотка независимого возбуждения тягового генератора; Я/-П2 - пусковая обмотка тягового генератора, С/-С2 - обмотка последовательного возбуждения ТЭД; НИ- НІ2 - обмотка независимого возбуждения возбудителя
Обмотки синхронного под-возбудителя
Рис. 6. Обмотки синхронного под-возбудителя: С/-С2 - обмотка ротора; ИІ-И2 - обмотка независимого возбуждения

Вспомогательный генератор ВГ- машина постоянного тока, которая служит для возбуждения синхронного подвозбудителя (см. рис. 3) и возбудителя, заряда аккумуляторной батареи, питания цепей управления, освещения, вспомогательных электродвигателей. Вспомогательный генератор в обычном режиме имеет параллельное возбуждение, а при пуске дизеля - независимое возбуждение от аккумуляторной батареи (рис. 7). У него есть обмотки: якоря, добавочных полюсов, параллельного возбуждения.

Вспомогательные электродвигатели постоянного тока с параллельным или смешанным возбуждением общепромышленного исполнения используются для привода топливоподка-чивающего, маслопрокачивающего насосов, вентиляторов кузова и кабины машиниста, отопительно-венти-ляционной установки.

Аккумуляторные батареи. Батареи используются на тепловозах для питания тягового генератора при пуске дизеля, а также для питания цепей управления, освещения, вспомогательных электродвигателей при неработающем дизеле.

Электрические аппараты и приборы. Рубильник аккумуляторной батареи ВБ служит для включения батареи в цепи тепловоза. Этот рубильник включается вручную машинистом на всех секциях тепловоза перед началом работы.

Реверсор ПР служит для смены направления движения тепловоза путем изменения направления тока в обмотке возбуждения ТЭД. Он имеет 24 силовых контакта и 4 вспомогательных.

Контроллер управления КМ служит для включения и выключения цепей управления (трогание тепловоза с места, переключение электромагнитов регулятора МР1-МР4 с целью изменения частоты вращения валов дизеля, включение отдельных реле). Штурвал (и соответственно главный барабан) контроллера имеет 15 рабочих позиций и одну нулевую. Реверсивная рукоятка контроллера (реверсивный барабан) имеет положения «Вперед», «Назад» и нейтральное. При этом на ведущей секции тепловоза реверсивная рукоятка (реверсивный барабан) занимает положение «Вперед» или «Назад», а на ведомой (ведомых) секции она должна находиться в нейтральном положении. С помощью контактов реверсивного барабана подготавливается цепь для поворота реверсора в положение «Вперед» или «Назад». На тепловозах типов ТЭ10М, ТЭ10У дополнительные контакты реверсивного барабана, кроме того, обеспечивают избирательность питания отдельных цепей только через контроллер ведущей секции.

Обмотки вспомогательного генератора
Рис 7. Обмотки вспомогательного генератора: Я1-Д2 обмотки якоря и добавочных полюсов, Ш1-Ш2 - обмотка возбуждения Черные стрелки указывают направление тока при нормальном режиме (параллельное возбуждение), зеленые - при пуске (независимое возбуждение)

На тепловозах устанавливаются электропневматические и электромагнитные контакторы. Электропневматическими являются силовые контакторы П1-П6 и контакторы ослабления возбуждения двигателей ВШ1, ВШ2. Электромагнитные контакторы используются в качестве контакторов возбуждения генератора КВ, возбуждения возбудителя ВВ, пуска дизеля Д1-ДЗ, электродвигателей топливоподкачивающего КТН и маслопрокачивающего КМН насосов, отопительно-вентиляцион-ной установки КМК.

Каждый контактор имеет включающую катушку, главный контакт (замыкающий), вспомогательные контакты (замыкающие и размыкающие). Замыкающие контакты замкнуты, когда включен контактор (подано напряжение на его катушку), и разомкнуты, когда контактор выключен. Размыкающие контакты, наоборот, замкнуты, когда контактор выключен, и разомкнуты, когда контактор включен.

Управляющие и защитные тепловозные реле
Рис. 9. Управляющие и защитные тепловозные реле

Широко применяются на тепловозах и другие коммутационные аппараты: рубильники, переключатели, замковые ключи, конечные выключатели, тумблеры, кнопки и др.

Среди многочисленных тепловозных реле различают реле неэлектрические и электрические (рис. 8).

К неэлектричес ким реле относят реле давления масла РДМ1, РДМ2, давления воздуха в тормозной магистрали РДВ, температурные ТРВ, ТРМ. Эти реле имеют замыкающие и размыкающие контакты.

К специальным электрическим реле относят:

реле переключения РП1.РП2- для включения и выключения контакторов ослабления возбуждения ТЭД;

реле боксования РБ1-РБЗ-для снижения мощности генератора при боксовании колесных пар и сигнализации об этом машинисту;

реле разносного боксования РПЗ- для выключения тяги при одновременном боксовании всех колесных пар тепловоза;

реле заземления РЗ-для выключения тяги при заземлении в силовой тяговой цепи и сигнализации об этом машинисту;

реле обрыва полюсов РОП - для выключения тяги при обрыве межполюсных перемычек ТЭД.

Эти реле имеют одну или две катушки, замыкающие и размыкающие контакты.

К электрическим относятся также реле времени и реле управления.

Помимо классификации, приведенной выше, все реле можно разделить на две группы: защитные и управляющие (рис. 9). Некоторые реле могут выполнять роль как защитных, так и управляющих. Например, температурные реле ТРВ, ТРМ защищают дизель от недопустимых режимов работы, а температурные реле ВКВ и ВКМ управляют открытием и закрытием жалюзи холодильника в зависимости от температуры воды или масла (в последнем случае температурные реле называют терморегуляторами).

Из регуляторов на всех тепловозах используются регулятор напряжения вспомогательного генератора БРН (полупроводникового типа) и терморегуляторы ВКВ, ВКМ в системе управления жалюзи холодильника.

На тепловозах широко применяются включающие электропневматические вентили. Электропневматический включающий вентиль - это электрический аппарат, который при возбуждении его катушки обеспечивает подачу воздуха в какой-либо механизм управления и выпускает воздух из механизма при снятии напряжения с катушки. На тепловозах используют вентили в электропневматических контакторах (77/- П6, ВШ1, ВШ2), для управления реверсором (ПР), песочницами (КлП), топливными насосами дизеля (ВП6, ВП7, ВП9), муфтой вентилятора (ВП2) и жалюзи холодильника (ВПЗ-ВП5) и др.

В объединенных регуляторах тепловозов применяются электромагниты МР1-МР4, которые служат для регулирования силы нажатия все-режимной пружины с целью изменения частоты вращения валов дизеля. Электромагнит МР5 выключает регулятор мощности при боксовании и на 1-3-й позициях контроллера. Электромагнит ЭТ регулятора при пуске дизеля включает подачу топлива и останавливает дизель при снижении давления масла ниже допустимого (когда выключается реле давления масла).

На объединенном регуляторе установлен индуктивный датчик ИД, с помощью которого регулятор мощности дополнительно изменяет возбуждение тягового генератора.

Бесконтактный тахометрический блок БТ служит для регулирования возбуждения тягового генератора в функции частоты вращения валов дизеля, а следовательно, для автоматического регулирования мощности тягового генератора в зависимости от частоты вращения (позиции контроллера).

На тепловозах типа ТЭ10 в системах автоматического регулирования (САУ) электропередачи применяют магнитные усилители - ам-плистат возбуждения возбудителя АВ, трансформатор постоянного напряжения (ТПН), трансформаторы постоянного тока (ТПТ). Принцип работы магнитных усилителей и их характеристики рассматриваются в гл. 2 настоящей книги.

Напряжение переменного тока от синхронного подвозбудителя подводится к потребителям - рабочим обмоткам магнитных усилителей АВ, ТПН и ТПТ, к бесконтактному тахо-метрическому блоку БТ, а также к обмотке индуктивного датчика ИД через распределительный трансформатор ТР.

Стабилизирующий трансформатор СТр служит для успокоения (стабилизации) переходных процессов в электрических цепях. Он имеет первичную и вторичную обмотки.

Для регулирования тока в цепях используются резисторы различной конструкции и мощности. Они могут быть регулируемыми и нерегулируемыми.

На тепловозах применяется ряд панелей и блоков полупроводниковых приборов: панели диода заряда батареи ДЗБ, диодов в цепях уравнительных соединений ПВ1-ПВЗ, диода гашения поля генератора ДТП, блоки диодов селективного узла БВ, диодов индуктивного датчика БВ2, диодов сравнения в цепи катушек реле боксования БДС, диодов реле заземления БВЗ, панель диодов автоматики холодильника Д1-ДИ.

Для защиты электрических цепей от перегрузки или короткого замыкания применяются автоматы максимального тока (А4, А5 и т. д.) или плавкие предохранители 107. Последние размещаются на панелях.

Звуковой сигнал (зуммер) СБ сигнализирует о работе реле боксования, а также о срабатывании пожарной сигнализации.

Для сигнализации о режимах работы дизеля, электрооборудования используются сигнальные лампы, которые размещаются в специальной арматуре.

В качестве измерительных приборов на тепловозах используются: амперметр А1 и вольтметр VI силовой тяговой цепи, амперметр заряда батареи А2, вольтметр цепей управления V, электроманометры ЭМ и электротермометры ЭТ, указатель повреждений УП в цепях управления. Амперметр в комплекте включает прибор и внешний шунт, вольтметр- прибор и добавочный резистор. Указатель повреждений состоит из прибора, панели резисторов и переключателя. Электроманометр и электротермометр состоят из указателя и датчика (приемника).

На тепловозах предусмотрено управление двумя или тремя секциями с одного (ведущего) пульта тепловоза (это называется «управлением по системе многих единиц»). Для этого на раме каждой секции тепловоза установлены по три колодки (розетки) межсекционного соединения, к контактам которых подключены провода от соответствующих цепей. Эти колодки (розетки) соединяются между собой вставками (штепселями) и многожильным кабелем. При этом применяется как прямое, так и перекрещенное соединение контактов вставок (штепселей). Прямое соединение контактов применяется для большинства цепей, перекрещенное - для цепей, которые связаны с изменением направления движения тепловоза или питанием сигнальных ламп. Отдельные колодки (розетки) РПБ служат для соединения «плюсов» и «минусов» батарей всех секций между собой.

Для испытания тепловоза после ремонта устанавливаются колодки (розетки) реостатных испытаний РРИ, к которым подводятся провода от смонтированных на тепловозах шунтов реостатных испытаний, а также от цепей, в которых измеряется напряжение.

Для ввода в цех неработающего тепловоза к его ТЭД через специальные колодки (розетки) РВД подводится напряжение от стационарного источника напряжения, находящегося в депо.

На тепловозах предусмотрена возможность выключения неисправного ТЭД. Для этого служат выключатели ОМ1-ОМ6 в виде тумблеров (по одному на каждый двигатель). Каждый из выключателей имеет по два замыкающих и одному размыкающему контакту.

Предыдущая Оглавление Следующая