Общие сведения об электрических аппаратах

Электрические аппараты осуществляют связь между отдельными электрическими машинами и управление ими. По назначению аппараты подразделяют на контакторы, реле, реверсоры, контроллеры и др. Контакторы и реле в большинстве своем состоят из электромагнита 1 (рис. 64, а), неподвижного 3 и подвижного 2 контактов. В электромагнит поступает ток, сердечник намагничивается и через систему рычагов притягивает подвижной контакт 2 к неподвижному 3, замыкая цепь. Технические характеристики контакторов приведены в табл. 13.

Управление аппаратами может осуществляться включением рубильников, выключателей или дистанционно (на расстоянии). Машинист, нажимая ручной выключатель 4 (рис. 64, б) на пульте управления, замыкает цепь питания электромагнита, например пускового контактора при запуске дизеля. По катушке электромагнита проходит ток порядка 1—5 А. В результате прохождения тока через катушку электромагнита под действием магнитного поля приводится в действие подвижная система и замыкаются силовые контакты 2 и 3, через которые проходит ток порядка 500—2000 А. Этот ток поступает по самостоятельной цепи от батарей, как в данном примере, или от генератора в других случаях.

Дистанционное управление позволяет совершенно безопасно управлять из кабины машиниста высоковольтными и низковольтными аппаратами и машинами, расположенными не только на данной секции тепловоза, но и на другой, электрически соединенной с ней. Например, при замыкании включателей ТВ2 и ТВ4-(рис. 64, в) (по схеме тепловоза ТЭЗ) на пульте управления ведущей секции включаются вентили ВП2 и ВП4 правых и левых жалюзи обеих секций тепловоза. Стрелками показано прохождение тока по цепям на обеих секциях тепловоза.

В электрической схеме тепловоза различают силовую цепь с напряжением 500—900 В и цепи управления и освещения с напряжением 75 или ПО В (на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭП75). Аппараты, которые устанавливают в цепь высокого напряжения, условно называют высоковольтными, а в цепь низкого напряжения — низковольтными.

Тип контактора (тепловоз)

Основные параметры

ПК-753А (ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1)

ПК-753Б, ПК-754, ПК-753Б-7 (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭИ6)

ПКГ-460 (2ТЭ10Л, ТЭП60, М62, ТЭМ2)

ПКГ-566, ПКГ-556 (2ТЭЮЛ, 2ТЭ10В, ТЭП60, М62, ТЭМ2, 2ТЭИ6)

со'

-СП

м®

ССГ)

ЙЙН

КПД-46А1 (ТЭ1, ТЭ2, ТЭЗ, ТЭМ1)

КПВ-504, КПВ-604 (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, ТЭП60, М62, ТЭМ2)

КПМ-220А, КПМ-220В (ТЭТ, ТЭ2, ТЭЗ, ТЭМ1)

КПМ-Ш. КПМ-121 (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, ТЭП60, М62, ТЭМ2)

КПМ-114 (ТЭЗ, 2ТЭЮЛ, 2ТЭ10В, ТЭМ1, ТЭМ2, М62)

Длительный ток, А . . . .

750

830

320

450

400

400

300

80

80

400

Максимальное напряжение, В

900

900

900

900

900

900

220

220

220

550

Нажатие контактов, кгс . .

44—63

55—63

18—22

2X12

6,4-7,3

8,5—10

7—8

1.4—1,6

0,7

1,5—3,2

Раствор контактов, мм< . .

14,4— 16,5

14,5— 16,5

10

6

17—18

17—18

18—20

8—9

8—9

16

Провал контактов, мм ...

13—16,5

13—16,5

6

4

2,5—5,5

8—10

4,5—5,5

5—7

4

6

Тип вентиля .......

ВВ-3

ВВ-3

ВВ-3

ВВ-3

Примечание. Контакторы типа ПК имеют электропневматический привод, а типа КП—электромагнитный.

Принципиальная схема работы электрического контактора и реле (а), включение контактора в цепь (б), дистанционное включение аппаратов двух
Рис. 64. Принципиальная схема работы электрического контактора и реле (а), включение контактора в цепь (б), дистанционное включение аппаратов двух секций (в)

При прохождении тока контакты нагреваются (нагрев зависит в основном от переходного сопротивления, которое имеется в месте соприкосновения контактов). Загрязненность и окисле' ние поверхностей контактов увеличивают переходное сопротивление и, следовательно, их нагрев.

Контакты подвержены действию электрической дуги в момент разрыва цепи. Дуга выплавляет металл контактов, нарушает чистоту поверхности. Чтобы контактные поверхности очищались, а дуга не разрушала места непосредственного соприкосновения, в конструкции всех аппаратов предусмотрено при замыкании и размыкании перекатывание и скольжение подвижного контакта относительно неподвижного. Этот процесс называют притиранием. Скольжение очищает поверхности от окислов, перекатывание удаляет рабочую точку контактов от места образования дуги. Притирание обеспечивается за счет того, что подвижной контакт 1 с держателем 2 на рычаге 3 (или якоре) укреплен шарнирно и между ними установлена притирающая пружина. В начальный момент замыкания подвижной и неподвижный 4 (рис. 65, а) контакты соприкасаются концами. При дальнейшем движении рычага в электропневматическом контакторе или реле (или якоря в электромагнитном) подвижной контакт с держателем, сжимая пружину, поворачивается вокруг его оси на рычаге и перекатывается по неподвижному до линии рабочего контакта (рис. 65, б).

Работу контактной системы характеризует также величина раствора А (рис. 65, в) и величина провала Б (см. рис. 65, б). Раствор — это кратчайшее расстояние «в свету» между парой контактов в разомкнутом состоянии, обеспечивающее необходимое по условиям электрической изоляции расстояние между ними. Провал — это расстояние, на которое мог бы переместиться подвижной контакт, если удалить неподвижный. За величину провала принимают зазор между упором подвижного контакта и рычагом (у контакторов ПК-753 и КПД-45) или самим контактом (у контактора КПВ-504 и др.). Провал необходим для компенсации износа контактов.

В момент размыкания контактов между ними образуется дуга. Сильное повышение температуры в момент размыкания приводит к ионизации и увеличению проводимости воздушного промежутка между контактами, в результате чего прохождение тока не прекращается. Для гашения дуги в контакторах используют дугогасительные устройства, принцип действия которых основан на законе взаимодействия электромагнитного поля и проводника с током (дуга является проводником с током). Создание магнитного поля в искровом промежутке достигается установкой дугогасительной катушки, последовательно соединенной с силовыми контактами контактора. Под действием магнитного потока дуга перемещается и удлиняется, что способствует ее охлаждению. Чтобы ускорить гашение дуги, а также предохранить соседние детали от ее действия, последнюю направляют в дугогасительную камеру, закрепленную на аппарате. Перегородки камеры способствуют разделению дуги и ее охлаждению. Чтобы уменьшить оплавление концов контактов в конструкции дугогасительной катушки, предусмотрены «рога», через которые при гашении движется дуга.

В зависимости от типа привода контакторы, как и другие аппараты, разделяют на электропневматические и электромагнитные. В электропневматическом контакторе для перемещения подвижного контакта используется энергия сжатого воздуха. Элект-ропневматический контактор применяют там, где проходят большие токи и требуется повышенное нажатие на контакты. На тепловозе такие контакторы используются для включения тяговых электродвигателей, сопротивлений ослабления поля.

Положение контактов
Рис. 65. Положение контактов:

а — в момент замыкания; б — рабочее положение; в — в обесточенном положении

Рис. 66. Вентили электропневматические типов: а — ВВ-1; б — ВВ-32

Для перемещения подвижного контакта в электромагнитном контакторе используется электрическая (магнитная) энергия. Этот вид контактора применяют там, где не требуются большие контактные нажатия.

Электропневматические контакторы, реверсоры, а также некоторые механизмы, установленные на дизеле (ускоритель пуска, механизм привода регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля, отключатели реек топливных насосов и т. д.), управляются электропневматическими вентилями, которые составляют особую группу в электрических аппаратах. Электрическая энергия в них управляет сжатым воздухом, который приводит в действие основной аппарат: контактор, реверсор или другой механизм или устройство.

Электропневматический вентиль (рис. 66) состоит из электрической (катушки с сердечником) и пневматической (корпуса и клапанов) частей. Вентили бывают включающие и выключающие. У включающего вентиля цилиндр 1 аппарата, на котором установлен вентиль, соединен с резервуаром сжатого воздуха. Когда в катушку 5 вентиля поступает ток, якорь 6 нажимает на стержень 10, который, сжимая пружину 12, отжимает нижний клапан 2 от гнезда втулки 3 и открывает доступ сжатого воздуха в цилиндр аппарата. Верхний клапан 11 при этом садится на седло во втулке и разобщает каналы вентиля с атмосферой. Когда поступление тока в катушку вентиля прекращается, стержень 10 под действием пружины 12 возвращается в исходное положение, при этом ему помогает пружина 8, установленная между якорем 6 и скобой 7. Нижний клапан садится на седло и разобщает аппарат от канала, по которому поступает сжатый воздух, а верхний клапан сообщает цилиндр аппарата с атмосферой. Ярмо 4, якорь 6 и сердечник 9 образуют магнитную систему вентиля. Пробка 13 закрывает цилиндр вентиля. У выключающего вентиля цилиндр аппарата соединяется с источником сжатого воздуха при обесточенной катушке. При поступлении тока в катушку якорь нажимает на стержень и, сжимая пружины, давит на клапанную систему, соединяя цилиндр аппарата с атмосферой.

Вентили ВВ-1, ВВ-3, ВВ-32 включающего типа — при отсутствии тока на катушке проход сжатому воздуху через клапаны закрыт. На вентилях ВВ-1, ВВ-3 электромагнитный привод клапанного типа (рис. 66, а), на вентиле ВВ-32 — плунжерного типа с цилиндрическим якорем (рис. 66, б). Катушки вентилей ВВ-1 и ВВ-3 намотаны на каркасах, а катушки вентиля ВВ-32 — без каркаса, залиты эпоксидным компаундом. Вентиль ВВ-32 управляет поворотом реверсора, подачей песка и т. д.

Контакторы. Конструктивно контакторы (рис. 67) состоят из привода, который обеспечивает перемещение узла подвижного контакта, силовых контактов, дугогасительных устройств и блокировочных контактов, создающих необходимые электрические цепи. Привод электропневматического контактора состоит из вентиля, цилиндра с поршнем или диафрагмы и системы рычагов.

При прохождении тока по катушке 2 (рис. 67, а) якорь 1 притягивается к сердечнику 3, стержень перемещает клапаны 4, которые через отверстие 6 сообщают полость цилиндра 8 с воздушной сетью тепловоза. Воздух перемещает поршень 7 со штоком 10 вправо. Рычаг 20 с валиком 19 перемещается по направляющей крышке цилиндра и замыкает подвижной контакт 15 с неподвижным 14, создавая необходимую цепь. После соприкосновения контактов подвижной контакт с контактодержателем 16 поворачивается относительно валика 17, сжимая пружину 18. Блокировочные неподвижные пальцы 22 замыкаются с нижней контактной пластиной (контактными пальцами), укрепленной на изоляционной неподвижной панели 21 (для пневматического контактора). У электромагнитного контактора неподвижные и подвижные части блокировок выполнены в виде пальцев.

При замкнутом положении контактов контактора ток силовой цепи проходит через шунт 23, подвижной и неподвижный контакты, дугогасительную катушку И и далее по проводам в необходимую цепь. На рычаге 20 укреплен дугогасительный рог 13, контакты закрыты дугогасительной камерой 12.

При снятии напряжения с катушки вентиля пружина 5 отжимает клапаны вправо. При этом нижний (левый) клапан перекрывает доступ воздуха в аппарат, а верхний (правый) клапан сообщает полость цилиндра 8 с атмосферой. Пружина 9 цилиндра возвращает в исходное положение поршень и контакты раз-

мыкаются, при этом пара блокировочных пальцев замыкается верхней пластиной неподвижной блокировки

В контакторах различают силовые и блокировочные контакты. Роль силовых — создавать основные цепи (например, подсоединения к генератору тяговых электродвигателей), блокировочных — создавать определенную зависимость в цепях управления при срабатывании данного и других аппаратов.

На тепловозах типа ТЭ10 в качестве контакторов ослабления поля применены групповые электропневматические контакторы типа ПКГ (рис. 67, б), в которых воздух давит на поршень 7 через резиновую диафрагму 24. Движение поршня через шток 10 передается на шестигранный общий вал 25, на котором закреплены шесть рычагов 20; каждый из рычагов замыкает свою пару контактов 14 и 15. Таким образом, при срабатывании контактора замыкаются одновременно шесть цепей — к шести тяговым электродвигателям подключаются сопротивления ослабления возбуж-

Рис. 67. Контакторы: а — электропневматнческий ПК-753; б — электропневмати-ческий групповой горизонтальный, в — электропневматнческий групповой вертикальный; г — электромагнитный
Реле управления Р-45М
Рис. 68. Реле управления Р-45М

дения. Привод (поршень, вентиль) расположен в средней части группового контактора. С 1968 г. контактор ПКГ-461 заменен контакторами ПКГ-565 и ПКГ-566 (тепловоз 2ТЭ116). Эти контакторы расположены вертикально, контакты их выполнены из металлокерамического сплава и не имеют дугогашения.

Электромагнитный контактор (рис. 67, г) имеет аналогичные детали, что и электропневматический контактор, только вместо пневматической части в электромагнитном контакторе установлены электромагнит 27 и якорь 26. При прохождении тока по катушке электромагнита якорь притягивается и контакты замыкаются.

Реле — аппарат, основное отличие которого от контактора — меньшие коммутируемые токи Реле по назначению разделяют на реле управления и реле защиты. Вследствие малых токов, которые проходят через контакты, реле не имеют дугогасительных устройств. Контакты реле в зависимости от их положения при обесточенной катушке называются замыкающими, если они замыкают цепь, и размыкающими, если размыкают ее. Их катушки получают питание от контроллера или при срабатывании других аппаратов в их цепях, в зависимость от которых они поставлены.

Реле управления Р-45М (рис. 68). На панели 1 укреплен кронштейн 2 с катушкой 3 При поступлении тока в катушку к сердечнику 4 притягивается якорь 5, свободно качающийся в прорези планки 6. При этом подвижной контакт 10 замыкается с неподвижным контактом 9, создавая необходимую цепь через шунт 12 и держатель неподвижного контакта 13. Пружина 8 с регулировочным винтом 7 позволяет регулировать и устанавливать ток, при котором срабатывают реле. Пружина 11 позволяет регулировать нажатие на контакты.

Различают несколько модификаций реле Р-45М, которые можно определить по последним цифрам в обозначении Например, реле Р-45М32 имеет три замыкающих и два размыкающих контакта, реле Р-45М20 имеет два Замыкающих контакта и не имеет размыкающих и т. д. Буква М указывает, что катушка реле рассчитана на питание постоянным током напряжением 75 В.

Реле заземления типа Р-45Г. Конструкция этого реле отличается от реле управления тем, что у него имеется защелка, удерживающая якорь во включенном состоянии после срабатывания реле. Срабатывает оно тогда, когда изоляция силовой цепи имеет повреждения и ток утечки, проходящий через катушку, достигает 10 А. Блокировки этого реле включены в схему управления тепловоза так, что при срабатывании реле прерывается питание контакторов возбуждения генератора и возбудителя, т. е. снимается нагрузка генератора.

Реле боксования (рис. 69), предохраняющее тяговые электродвигатели от разносного боксования колесных пар, состоит из панели 1, на которой укреплены держатель 2, неподвижные контакты 3 и 6, кронштейн 9 и катушки 17 с сердечником 18. На кронштейне шарнирно через валик 8 закреплен якорь 7. Катушка реле (на тепловозе ТЭЗ) включена по схеме моста, плечами которого являются якоря тяговых электродвигателей #1 и Я2 с одной стороны и резисторы Ш и Я2 — с другой. При отсутствии боксования потенциалы точек А и Б равны между собой и по катушке ток не течет.

При боксовании одной из колесных пар равенство потенциалов нарушается, напряжение на якоре электродвигателя боксующей колесной пары увеличивается и по катушке реле течет ток. Плун-

жер 16, к которому прикреплен якорь 15 с коромыслом, притягивается к сердечнику 18. Подвижные контакты 4 и 5 размыкаются с левым неподвижным контактом 3 (при этом разрывается цепь контактора возбуждения возбудителя) и замыкается с неподвижным контактом 6 (при этом создается цепь на катушку зуммера, который сигнализирует о начавшемся боксовании).

Пружина 14 служит для регулировки тока срабатывания реле. Ввертывая винт 12 в держатель пружины 13, увеличивают затяжку пружины и, следовательно, увеличивают ток, при котором срабатывает реле, и, наоборот, вывертывая его, уменьшают ток срабатывания. Прорезь в угольнике И, в которой утопает головка винта, не допускает его самоотвинчивания. По шунту 10 проходит ток от контактной системы.

Реле переключения служит для автоматического переключения тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение (на тепловозах ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1), включения контакторов ослабления поля электродвигателей и для переключения с ослабленного поля на полное.

Реле переключения Р-42 (рис. 70, а) состоит из катушки напряжения 1 и токовой катушки 7 с сердечниками 2. Сердечники и катушки укреплены на основании 6, расположенном на панели 4. Между катушками к основанию приварен кронштейн 15, на котором укреплены стойка с неподвижными контактами 10, якорь 14 с противовесом 3.

На концах якоря винтами 11 привернуты два стальных плунжера 8 с латунными накладками и два контактных пальца 9 с плоскими пружинами. Для изменения натяжения пружины служит регулировочный винт 13 с пружиной 12. Якорь реле с двумя плунжерами может поворачиваться относительно оси 5 в сторону одной или другой катушки. При обесточенных катушках якорь реле прижимается пружиной 12 к токовой катушке. В этом положении контакты реле разомкнуты.

Реле к схеме тепловоза подключают так, что ток в катушке напряжения пропорционален напряжению генератора, а в токовой катушке — пропорционален току генератора. Магнитный поток катушки напряжения стремится включить контакты реле, а поток токовой катушки и пружина противодействуют этому. При увеличении скорости движения тепловоза напряжение генератора увеличивается, а ток уменьшается. Соответственно этому ток в катушке напряжения реле увеличивается, а в токовой катушке уменьшается. Когда токи в катушках достигают значений, соответствующих срабатыванию реле, якорь поворачивается, контакты реле замыкаются и производят надлежащие переключения контакторов в силовой цепи тяговых электродвигателей.

Реле дифференциальное типа РД-3010 (рис. 70, б), установленное на тепловозах типов ТЭ10, ТЭМ2, 2ТЭ116 и др., управляет контакторами ослабления поля тяговых электродвигателей. Это реле состоит из двух катушек: катушки напряжения 1 и токовой 7. Металлическая панель (ярмо), охватывающая обе катушки, создает магнитопровод реле. Якорь 14, имеющий Г-об-разную форму, шарнирно закреплен на кронштейне 15. Горизонтальной стороной он притягивается к сердечнику токовой катушки или к катушке напряжения. На вертикальной стороне якоря укреплены держатель с парой подвижных контактов 9 и пружина 12 с регулировочным винтом 13. Реле закрывают кожухом. Схема подключения к генератору тепловоза такая же, как и для реле Р-42 (рис. 70, в). В обесточенном реле якорь прижат пружиной 12 к токовой катушке и контакты 9 и 10 разомкнуты.

Э л е ктр о п и е в м а ти ч е с к о е реле времени РВП-2121 (рис. 71) ограничивает продолжительность прокачки масла перед пуском дизеля, предохраняя аккумуляторную батарею от глубокого разряда и главный генератор от перегрева пусковых обмоток. Принцип действия реле основан на получении выдержки времени за счет замедленного поступления воздуха через регулируемое отверстие из одной воздушной полости в другую. При подаче напряжения на катушку 3 якорь 5, преодолевая усилие возвратной пружины 2, притягивается к ярму 4 магнитной систе

Электропневматическое реле времени РВП-2121
Рис. 71. Электропневматическое реле времени РВП-2121

мы. Рычаг 14, нажимая на штифт нижнего микропереключателя 15, переключает его контакты без выдержки времени. Кроме того, якорь освобождает от нажатия пластмассовую колодку 6 и она под действием пружины 7 начинает опускаться вниз вместе с жестко связанной с ней диафрагмой 8. Движению диафрагмы препятствует возникающее в воздушной полости а разрежение В результате этого воздух из полости б пневматической камеры 9 начинает поступать в полость а через регулируемое входное отверстие в За счет изменения величины открытия входного отверстия регулировочным винтом 11 изменяют скорость поступления воздуха из одной полости в другую, т. е время выдержки реле.

Перемещение диафрагмы передается через пластмассовую колодку 6 рычагу 13, который в свою очередь через определенную выдержку времени после подачи напряжения на катушку реле нажимает на штифт микропереключателя 12, переключая его контакты При обесточивании катушки электромагнита якорь 5 под действием возвратной пружины 2 занимает верхнее положение, отжимая колодку и диафрагму в крайнее верхнее положение, при этом воздух из полости а свободно выходит в полость б через клапан 10. Реле смонтировано на панели 1.

Регуляторы напряжения служат для автоматического поддержания постоянного напряжения вспомогательного генератора в пределах 75 или 110 В (на тепловозах 2ТЭ116).

Регулятор напряжения ТРН-1 (рис. 72), установленный на тепловозах ТЭЗ, ТЭ10, ТЭП60 и др., состоит из магнитной системы, катушек, контактной системы, пружин, противовеса, резисторов. На квадратном основании 12 прикреплен сердечник 10, на который насажена неподвижная катушка 11 Снаружи она охватывается стальным кожухом, который имеет шесть отверстий для охлаждения неподвижной катушки и два окна для доступа к наконечнику при регулировке регулятора.

На кожух сверху кольцевой выточкой опирается корпус 6. На сердечник навинчен наконечник 9. В кольцевой зазор между наконечником и корпусом входит подвижная система регулятора, состоящая из катушек, контактной -колодки, деталей магни-

Регулятор напряжения ТРН-1 (а) и его схема (б)
Рис 72 Регулятор напряжения ТРН-1 (а) и его схема (б)

топровода и соединительных узлов. Подвижная катушка состоит из двух обмоток: верхней параллельной 7 и ннжней последовательной 8. Подвижная катушка при помощи легкого латунного каркаса прикреплена к шайбе, которая в свою очередь стойками с надетыми на них изоляционными трубками прикреплена к текстолитовой подвижной колодке 5. К этой же колодке присоединена алюминиевая пластина 3 с контактными пластинами метал-локерамнческого сплава.

Подвижная система подвешена на четырех плоских пластинчатых и двух цилиндрических пружинах 1. По обе стороны от контактной колодки расположено по семь пар контактных пальцев 4 с пружинами и подводящими проводами. Выводы от пальцев присоединены к отпайкам резисторов 15, расположенным за задней стенкой регулятора. Эти два резистора и включаются в цепь возбуждения вспомогательного генератора. На обоих столбиках резисторов разбивка по секциям совершенно одинакова и цифровые обозначения на выводах соответствуют цифровым обозначениям схемы регулятора.

В верхней части регулятора (на рисунке не видно) укреплены на кронштейнах два конденсатора, подключенные параллельно контактам. Они служат для уменьшения дуги, возникающей между контактами в период их размыкания. Под основанием регулятора расположен противовес 14, на трехгранную ось которого опирается своей сферической опорной поверхностью нижняя гайка передней цилиндрической пружины. Противовес служит для смягчения резких толчков и тряски контактной системы. В передней части регулятора (на рисунке не видно) укреплены на кронштейнах резисторы, служащие для регулировки регулятора. С левой стороны — два резистора КЗ и Я4 типа ПЭВ сопротивлением по 100 Ом каждый, с правой — реостат корректировки напряжения сопротивлением 8 Ом с регулировочным винтом 13.

Регулятор работает таким образом. При протекании тока по подвижной и неподвижной катушкам между ними создается усилие, под действием которого подвижная система втягивается в кольцевой зазор, образованный между корпусом 6 и наконечником 9.

Контактная колодка имеет наклон в 2°, поэтому она поочередно замыкает (при поднимании вверх) или размыкает (при опускании вниз) нары противоположно расположенных контактных пальцев, в результате чего в цепь обмотки возбуждения вспомогательного генератора вводятся или выводятся ступени сопротивления. Цилиндрические пружины стремятся поднять и удержать контактную колодку в верхнем положении и замкнуть пальцы, а электромагнитные усилия, возникающие между катушками при прохождении по ним тока, опустить колодку вниз и разомкнуть пальцы. Проследить за работой регулятора можно по схеме, изображенной на рис. 72, б.

За исходное принимаем положение, при котором колодка замыкает все пальцы. Тогда все резисторы выключены, т. е. за-шунтированы контактной пластиной, и ток возбуждения вспомогательного генератора (ВГ) максимальный. Такое положение регулятор занимает при неработающем дизеле. После пуска дизеля ток войдет на обмотку возбуждения. В первое мгновение он будет максимальным, так как резисторы выключены. Как только ток поступит на обмотку возбуждения, он одновременно поступит и на катушки регулятора, в результате взаимодействия которых контактная колодка опустится вниз и разомкнет часть передних пальцев. При этом величина сопротивления увеличится. Предположим, что рукоятку контроллера перевели на следующую позицию, частота вращения коленчатого вала возросла и на какое-то мгновение напряжение ВГ увеличилось, увеличилась и сила взаимодействия катушек. Подвижная система опустится ниже и разомкнутся следующие пальцы. Следовательно, в цепь возбуждения ВГ включится еще большая часть сопротивлений и ток возбуждения уменьшится, т. е. с возрастанием частоты вращения коленчатого вала дизеля регулятор включает все большее сопротивление резисторов, уменьшая ток возбуждения, а напряжение ВГ остается постоянным. При переводе рукоятки контроллера на низшие позиции на мгновение напряжение вспомогательного генератора снижается, а это приводит к уменьшению силы взаимодействия между неподвижной и подвижной катушками — контактная планка под действием пружин поднимается вверх, замыкая пары контактов и выводя тем самым ступени сопротивлений.

Электрическая и механическая характеристики регулятора напряжения подобраны так, что при напряжении 75 В подвижная система вибрирует между двумя соседними парами пальцев. Пружины 1 (см. рис. 72, а), ограничительный винт 2, наконечник 9 позволяют регулировать характеристику регулятора. Пр и навинчивании наконечника 9 на сердечник 10, ввинчиванием винта 2 изменяются воздушные промежутки, следовательно, и магнитное сопротивление цепи, а это изменяет силу взаимодействия катушек.

Регулятор напряжения СРН-7 (рис. 73, а), установленный на тепловозах ТЭМ1, состоит из П-образного магнито-провода 6, в котором укреплен сердечник 5. На сердечнике надета катушка, состоящая из двух обмоток: параллельной 7 и последовательной 8. С левой стороны магнитопровода в кольцевой заЗор входит подвижная катушка 9, к каркасу которой прикреплен легкий якорь 11, поворачивающийся на призматической оси 10. В верхней части панели 1 укреплены на кронштейнах 14 при помощи хомутов 12 угольные контакты 13. К якорю также прикреплен хомутом угольный подвижной контакт 2. Под действием пружины 3 якорь прижимается к правому неподвижному контакту. Винтом 4 регулируют величину натяжения пружины. В регулятор входят пять столбиков резисторов: ЯО, Я1, Я2, ЯЗ и Я4 типа ПЭ, четыре конденсатора (два запасных) и промежуточное реле ПР. Конденсаторы служат для уменьшения дуги между контактами, а промежуточное реле — для облегчения работы регулятора. Схема присоединения регулятора к вспомогательному генератору показана на рис. 73, б.

Регулятор напряжения СРН-7
Рис. 73. Регулятор напряжения СРН-7

Регулятор работает таким образом. В результате взаимодействия потоков подвижной и неподвижной катушек создается электромагнитное усилие. Подвижная катушка 9 втягивается в кольцевой зазор, образованный сердечником и втулкой магнитопро-вода. При втягивании катушки подвижной контакт 2, укрепленный на якоре, стремится замкнуться с левым неподвижным контактом 13, преодолевая усилие пружины 3. При нормальном напряжении вспомогательного генератора усилие пружины полностью уравновешивается электромагнитным усилием катушек и подвижной контакт занимает среднее положение.

Из схемы на рис. 73, б видно, что в этом случае ток от плюса вспомогательного генератора на его обмотку возбуждения идет через резистор ЯО и два параллельно включенных резистора Я1 и ЯЗ. При увеличении частоты вращения вала дизеля и мгновенном увеличении напряжения вспомогательного генератора подвижная катушка притягивается к неподвижной и подвижной контакт замыкается с левым неподвижным контактом. В этом случае ток, поступающий в обмотку возбуждения, уменьшится за счет того, что параллельно обмотке возбуждения включится Я2. Если усилие катушек мало, то пружина притягивает подвижной контакт к правому неподвижному контакту. В этом случае ток в обмотку возбуждения идет только по резистору Яи, а резисторы Я1 и ЯЗ шунтируются замкнувшимися контактами.

Таким образом, при увеличении напряжения ВГ (при увеличении частоты вращения коленчатого вала дизеля или снятии нагрузки) регулятор напряжения вводит в цепь обмотки возбуждения резисторы, снижая ток возбуждения, при уменьшении напряжения регулятор выводит эти резисторы, увеличивая ток возбуждения, и напряжение на всех частотах вращения поддерживается в пределах 75±2 В. Последовательная обмотка 8 ограничивает зарядный ток батареи (на схеме не показана). Контакты промежуточного реле ПР размыкаются на 5-й позиции контроллера и служат для облегчения работы регулятора на высоких частотах вращения коленчатого вала дизеля.

Контроллер машиниста служит для замыкания отдельных цепей управления. При помощи рукоятки контроллера машинист может изменять частоту вращения коленчатого вала дизеля, направление движения тепловоза и т. д.

Контроллер машиниста типа КВ-16А тепловоза ТЭЗ (рис. 74) имеет два вала: главный 8 и реверсивный 3. Рукоятка 6 главного вала имеет 16 позиций (на маневровых тепловозах ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭ1, ТЭ2 — 8), рукоятка 5 реверсивного вала — три положения: «Вперед», «Назад» и «Среднее» — 0 (нулевое). В «Среднем» положении рукоятка реверсивного вала может быть снята. На главном валу насажены текстолитовые шайбы 20, имеющие по наружной поверхности различное количество впадин. Вал вращается в подшипниках, запрессованных в основание 14 и крышку 4. По обе стороны от главного вала на изоли-

Рис. 74 Контроллер машиниста рованных стойках 9 и 11 укреплены контактные элементы: на стойке 9 — неподвижные пальцы 29 с серебряными напайками 28, а на стойке 11 — подвижные пальцы, состоящие из угольника 21, самого пальца 24, контакта 27 с серебряной или металлокерамической (на тепловозе 2ТЭ116) напайкой.

К угольнику 21 подсоединен провод 13. Палец имеет П-об-разное сечение, во внутреннюю часть его на оси помещен ролик 23. При вращении главного вала под соответствующий ролик попадает впадина шайбы 20, ролик западает, а подвижной контакт 27 замыкается с неподвижным. Пружина 22 на пальце прижимает его к поверхности шайбы, а пружина 26 прижимает подвижной контакт к неподвижному. Гибкий шунт 25 соединяет палец с угольником 21.

Главный и реверсивный валы сблокированы так, что при любом рабочем положении главной рукоятки выше положения «Холостой ход» реверсивную рукоятку повернуть нельзя. Эта зависимость обеспечивает невозможность повернуть реверсивную рукоятку «Вперед» или «Назад», т. е. изменить направление движения, если тепловоз в движении. И вторая зависимость — нель зя передвинуть главную рукоятку, если реверсивная рукоятка стоит в положении 0. Это значит, что если не подготовлено направление движения тепловоза («Вперед» или «Назад»), тепловоз привести в движение нельзя. Эта зависимость обеспечивается так.

На реверсивном валу насажен сектор 19 с тремя впадинами, из которых две крайние глубокие, а средняя — мелкая. К крышке контроллера йа валу прикреплена собачка 17, которую пружина 18 прижимает к сектору 19. Собачка имеет левый выступ, который ^топает в одной из впадин сектора, и правый выступ, который касается шайбы или утопает во впадине шайбы, насаженной на главном валу.

В положении, показанном' на рис. 74, изображен момент, когда реверсивный вал стоит в положении 0 — левый зуб собачки попал в мелкий паз, а правый — во впадину шайбы главного вала. В этом положении главная рукоятка не может быть повернута, так как не пустит зуб собачки. Чтобы освободить его, нужно поставить реверсивную рукоятку в положение «Вперед» или «Назад», тогда зуб собачки попадет в одну из глубоких впадин и освободит тем самым главный вал. Сектор 7 с фиксатором положений 15 и пружиной 16 обеспечивают четкую фиксацию контроллера на каждом из положений.

Выше кулачковых шайб на валу помещен реверсивный барабан 10 с двумя шайбами. Барабан поворачивается относительно главного вала при помощи поводка 2 от реверсивного вала. При положении реверсивной рукоятки «Вперед» одна из шайб замкнет нижний палец реверсивного барабана 12, при положении «Назад» — верхний палец. Эти пальцы замыкают цепи катушек реверсора «Вперед» или «Назад». Прикреплен контроллер к раме тепловоза при помощи каркаса 1.

Реверсор — это аппарат, который изменяет направление тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей, что приводит к изменению направления движения тепловоза. На тепловозах ТЭЗ, выпущенных до 1956 г., устанавливали реверсоры ПР-753, после 1956 г. — реверсоры ПР-1М (на тепловозах ТЭ10 и ТЭП60 — кулачковый переключатель ППК-8601). В реверсорах ПР-753 привод поршневой, а в реверсоре ПР-1М — с диафрагмой. В остальном конструкция этих реверсоров одинаковая. Характеристики реверсоров приведены в табл. 14.

Реверсор типа ПР-1М (рис. 75). На двух стальных изолированных стойках 1 шестигранного сечения прикреплены при помощи болтов латунные литые пальцедержатели 21. На каждом пальцедержателе укреплено по четыре пальца 4 с пружинами 22. В кронштейне 2 вращается стойка 6, на которой болтами прикреплены сегменты 23, разделенные изоляционной прокладкой 5. Масленка 3 служит для смазки. Центральная и боковые стойки изолированы миканитом. Число пар пальцедержателей и сегментов соответствует группам последовательно соединенных

Тип реверсора (тепловоз)

Параметры

ПР-1М (ТЭЗ)

ПР-753 (ТЭ1, ТЭ2)

ПР-720

(ТЭМ1)

ППК-8601,

ППК-8602

(2ТЭ10Л,

2ТЭ10В,

2ТЭ116)

Число цепей:

силовых.......

3

2

2

7

управления......

4

4

4

4

Длительный ток, А . . . .

830

750

830

830

Напряжение, В:

максимальное .....

900

900

900

900

цепей управления . . .

75

75

75

75II10

Привод

Тип...........

Диафрагмен-

Поршневой

Диафра

гменный

Рабочий диаметр диафрагмы (диаметр поршня), мм . .

ный 160

90

160

210

Толщина диафрагмы, мм . .

6

6

6

Ход штока (ход поршня), мм

±8

25,5

8

12

Силовые контакты Ширина контактов, мм . . .

19

19

19

35

Провал, мм........

2—3

2—3

2—3

3—5

Нажатие, кгс.......

5—6

6,5—9

5—6

25—30

Количество, шт......

8X6

8X4

8

24X2

Силовой и блокировочный барабаны Диаметр барабана, мм . . .

127

127

127

Угол поворота, град ....

30

30

30

42

Тип включающего вентиля .

ВВ-2А1

ВВ-2А1

ВВ-2А1

ВВ-32

Масса реверсора, кг ... .

125

92

90

190

тяговых электродвигателей в схеме тепловоза. Так, например, если на тепловозе ТЭЗ три группы последовательно соединенных электродвигателей, то на реверсоре три группы пальцедержате-лей и три группы сегментов. В нижней части центральной стойки укреплена блокировочная часть реверсора: пальцы 12 и блокировочный барабан 7. Центральная стойка с укрепленными на ней сегментами называется главным барабаном, а барабан 7 — блокировочным. Главный барабан вращается влево и вправо относительно своего среднего положения. Общий угол поворота составляет 30°. Поворот осуществляется пневматическим приводом 8, воздух впускается в него двумя электропневматическими вентилями 9.

Привод состоит из штока 15 с дисками 14. Между корпусом привода и крышками с обеих сторон зажаты резиновые диафрагмы 13. Шток 15 — круглый, в средней части имеет паз, в который входит и крепится болтами пластина 16. В овальное отверстие пластины входит шарообразной головкой поводок 11. Другой конец поводка имеет нарезку, на выходящую нарезную часть навернута гайка. Этим концом поводок проходит через отверстие

Реверсор ПР-1М
Рис. 75. Реверсор ПР-1М

в центральной стойке 6. Поступательное перемещение штока 15 через поводок 11 приводит к вращательному движению барабан реверсора. С передней стороны привода прикреплена воздухораспределительная колонка 10, имеющая два горизонтальных канала: верхний канал трубкой 17 соединен е воздушной полостью привода; в нижний горизонтальный канал через конусное отверстие снизу поступает воздух из резервуара управления. Через этот канал воздух идет в канал корпуса вентиля 9, и если нижний клапан 20 отжат книзу (при возбужденной катушке вентиля), то через верхний горизонтальный канал вентиля в верхний горизонтальный канал колонки 10, откуда по трубе 17 в левую полость привода. Под действием сжатого воздуха диафрагма 13 прогибается вправо. Вал поворачивается, перемещая через поводок 11 барабан реверсора. Вентиль имеет два клааана: нижний 20 — впускной и верхний 19 — выпускной. Перемещаются они стержнем под действием якоря 18.

Разобранный случай, когда воздух поступает в левую часть привода, имеет место при возбуждении катушки левого электро-пневматического вентиля — реверсор поворачивается в положение «Назад» (налево, если смотреть на реверсор сверху). При возбуждении катушки правого электропневматического вентиля воздух поступает в правую часть привода, диафрагма выгибается и передвигает шток 15 влево, барабан реверсора поворачивается «Вперед» (на 30° вправо от своего первоначального положения). Прохождение воздуха при этом аналогично описанному для левой части. Реверсор не имеет среднего нейтрального положения — он поворачивается из одного крайнего положения в другое.

Переключатель кулачковый ППК-8601 (ППК-8602). Устройство кулачкового электропневматического переключателя показано на рис. 76. Два электропневматических вентиля 2 управляют впуском воздуха в привод аппарата 1. Воздух и привод проходит через воздухораспределительную колонку 3 по трубкам 4. При поступлении воздуха в крышку 5 привода резиновая диафрагма перемещает через рычаг барабан 10, на котором укреплено двенадцать кулачковых элементов (шесть вверху и шесть внизу). Кулачковый элемент состоит из контактодержателей 12 с двумя подвижными контактами 9, имеющими один общий вывод 13, контактодержателей 11с неподвижными контактами 8 и кулачковой шайбы 14. Каждая кулачковая шайба управляет двумя контактными элементами.

Вверху и внизу по обе стороны от барабана расположены изолированные миканитом стойки 7 шестигранного сечейия, к которым наконечниками 6 прикреплены провода от тяговых электродвигателей и неподвижные контакты 8. Ток к подвижным контактам проходит через провода и гибкие выводы 13, укрепленные на средних стойках. При повороте барабана замыкаются контакты, диаметрально расположенные. При замыкании пары контактов ток в обмотке возбуждения тягового электродвигателя

идет в одном направлении, при замыкании другой пары ток пойдет в Обратном направлении (на схеме ток одного направления показан сплошными стрелками, противоположного — пунктирными). Направление тока зависит от того, в какой из вентилей — «Вперед» или «Назад» — поступит ток, в какое положение поставлена реверсивная рукоятка контроллера.

Блокировочный узел (мостикового типа) расположен в верхней части переключателя и на рисунке не виден. Контакты его создают цепи, аналогичные описанным в схеме реверсора типа ПР-1М. Подвижные контакты можно вручную' установить в нейтральное положение, т. е. они не будут замыкаться ни с одним из неподвижных контактов. Кулачковый переключатель ППК-8602 предусмотрен для работы в цепи управления с напряжением 110 В (на тепловозе 2ТЭ116), а ППК-8601 — на 75 В.

Разъединители, защитные аппараты, резисторы. Кнопочный выключатель (рис. 77) предназначен для включения и выключения цепей управления, освещения и вспомогательных цепей. На схемах тепловозов приводятся названия кнопок и цепей, которые они замыкают. Каждую из указанных на схеме цепей защищает автомат или предохранитель, плавкая вставка которого перегорает при токе выше установленного. Кнопочный выключатель вмонтирован в пульт управления и расположен в его передней части.

Каждая кнопка состоит из металлического стержня 2, на верхнюю часть которого напрессована непосредственно кнопка 1, а на нижнюю часть — контактная колодочка 4 с двумя параллельными желобками. В верхний желобок вставлена и закреплена шурупами медная вставка 3. Нижний желобок никаких вставок не имеет. В нижней части кнопочного выключателя помеще на изоляционная горизонтальная рейка 13, на которой через фибровые П-образные прокладки 7 шурупами 12 прикреплены стальные планки 8. Контактные пальцы 5 прикреплены к рейке винтом 6. Против каждой кнопки помещены два пальца. При включении (утопании) кнопки колодочка 4 устанавливается под пальцами так, что они оба оказываются на медной контактной вставке. Ток, подведенный к одному из пальцев, через медную вставку поступает по другому пальцу в необходимую цепь.

Выключатель песочницы в отличие от других кнопок приводится ногой. Установлен этот выключатель со стороны машиниста под полом. Выступает над полом только ножная педаль 9. При боксовании тепловоза или в других случаях, когда требуется подача песка под колеса, машинист ногой нажимает на педаль, которая шарнирно укреплена на корпусе 10. Нижний конец педали нажимает на кнопку и контактная колодка перемещается настолько, что под пальцами оказывается медная вставка, которая замыкает пальцы между собой, создавая цепь на катушку электропневматического вентиля песочницы. От той же педали ток идет или к песочнице «Вперед», или к песочнице «Назад»— это зависит от положения реверсора. При снятии ноги с педали кнопка под действием пружины 11 возвращается в выключенное положение — пальцы оказываются на изоляционной части колодки и цепь тока прерывается.

Межтепловозное соединение, служащее для соединения цепей управления секций тепловоза, позволяет с поста управления ведущей секции управлять аппаратами ведомой секции. Через межтепловозные соединения не проходят ни силовые провода, ни высоковольтные провода управления. Конструктивно проводная связь между секциями выполнена следующим образом. Провода межсекционные (т. е. те, которые переходят из одной сек-щии в другую) от соответствующих аппаратов через клеммные рейки идут по двум кондуитам (трубам). Один кондуит идет с левой стороны от дизеля, другой — с правой. На торце секции эти провода входят в розетки, корпуса которых прикреплены к раме секции.

Таким образом, каждая из секций имеет по две розетки: левую и правую.

Реле давления масла. Это по существу электромеханическое реле. Назначение его — предохранять дизель от работы при падении давления масла в системе дизеля ниже допустимого.

Реле РДМ-20 (рис. 78, а) имеет сильфон (гофрированный патрон), на который давит масло системы. Деформация сильфона передается на рычаги, которые механически замыкают электрический контакт, создающий цепь питания блокировочного магнита.

Работа реле протекает так. При давлении в корпусе 1 выше установленного масло, преодолевая сопротивление пружины 16 и сильфона 2, поднимает стержень 13, в результате чего конец сухаря 11 поворачивается относительно оси 10 и не удерживает

рычаг 9. Под действием пружины 12 рычаг 9 поворачивается по направлению вращения часовой стрелки и замыкает цепь питания катушки блок-магнита, которая присоединена к клеммам 3. При понижении давления в корпусе стержень 13 начинает опускаться и дает возможность рычагу 9 повернуться по направлению против вращения часовой стрелки. Однако в начальный момент постоянный магнит 5 удерживает подвижной контакт в замкнутом состоянии. Только при дальнейшем снижении давления масла контакты 6 и 8 размыкаются и прерывают цепь питания катушки блок-магнита, что приводит к остановке дизеля.

Регулировку момента замыкания и размыкания контактов производят винтом 14 и валиком 4. При ввертывании болта рычаг 15 увеличивает силу затяжки пружины, вследствие чего замыкание контактов происходит при большем давлении масла в магистрали двигателя; при вывертывании винта 14 замыкание контактов происходит при меньшем давлении в магистрали двигателя. Поворотом эксцентричного валика 4 по часовой стрелке приближают магнит 5 к якорю рычага и тем самым увеличивают усилие, удерживающее контакты в замкнутом состоянии, вследствие чего разрыв цепи будет происходить при меньшем давлении масла в магистрали; поворотом валика против часовой стрелки отодвигают магнит и разрыв цепи будет происходить при большем давлении масла в магистрали двигателя. Упор 7 ограничивает перемещение подвижного контакта.

Реле РДК-30 (рис. 78, б) защищает дизель при понижении давления в системе смазки верхнего коленчатого вала (на тепловозах типа ТЭ10). При повышении давления масла выше установленной величины рычаг 9 под действием силы давления поворачивается против часовой стрелки. При повороте правый конец рычага отойдет от кнопки микропереключателя, контакты 8 которого замкнутся. При понижении давления рычаг под действием пружины 16 начнет поворачиваться по часовой стрелке и при достижении величины, равной установленной по шкале, рычаг своим правым концом нажмет на кнопку микропереключателя и контакты разомкнутся. Реле настраивают вращением винта 14 после предварительного отворачивания пробки 17. После настройки винт стопорят пробкой 17. Диапазон настройки реле на срабатывание 0—2,5 кгс/см2.

Характеристики реле

РДМ-20/РДК-30

Разрыв контактов, мм................5—6/2—3

Провал * » ...............1—1,5

Нажатие > кгс...............0,04—0,05

Длительный ток, А................1,0

Масса, кг......................1,7II,6

Блокировочный магнит БМ-1А представляет собой электромагнит (катушку, сердечник) с якорем, связанный с гидравлической системой регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля. В схемах тепловозов он включен последовательно с контактом реле давления масла. Если давление масла в норме, контакты реле давления масла замыкаются, тогда в блокировочный магнит поступает ток и он включается, обеспечивая поступление топлива в цилиндры дизеля.

Б л о к-м а г и и т (рис. 79, а) состоит из замкнутого стального ярма 1 и 6 с пластиной 3, в которой укреплен сердечник 4 с катушкой 2. При прохождении тока по катушке якорь 7 и шток 5 втягиваются в нее; шток 5 перекрывает масляный канал, иду-

Блок-магнит (а), тяговый электромагнит ЭТ-52Б (б), тяговый электромагнит ЭТ-54Б (в)
Рис 79. Блок-магнит (а), тяговый электромагнит ЭТ-52Б (б), тяговый электромагнит ЭТ-54Б (в)

Основные параметры

Тип блок-магнита

ЭТ-52Б

ЭТ-54Б

БМ-1А

Тяговое усилие при минимальном токе, кгс, при зазоре не менее:

2,5 мм..............

1,5

5 мм...............

0,3

в конце хода якоря ........

3

4

6

Максимальный ход штока, мм.....

2,5

3,5

Ток срабатывания, А.........

0,12

0,11

3,8

Масса, кг..............

0,73

1,45

1,1

щий из-под силового поршня сервомотора регулятора частоты вращения вала дизеля, при этом поршень сервомотора через систему рычагов и рейки топливных насосов обеспечивает поступление топлива в цилиндры дизеля и последний может работать. Если давление масла в системе дизеля упало, контакты реле давления масла размыкаются, катушка блокировочного магнита обесточивается, масло из-под силового поршня регулятора перетекает в другую камеру. Поршень сервомотора через систему рычагов и реек топливных насосов прекращает подачу топлива в цилиндры дизеля и он останавливается.

Для предохранения внутренней полости блок-магнита от загрязнения установлен защитный колпачок 8. Вверху блок-магнита имеется ограничительный винт 9 из диамагнитного металла (латуни, бронзы). Высоту подъема его устанавливают при регулировке дизеля, проверке четкости пуска его и остановки. После регулировки винт закрепляют гайкой 10 и пломбируют. Этот винт служит также для заклинивания блок-магнита во включенном положении. Заклинивание блок-магнита допускается при давлении масла в системе дизеля не ниже нормы.

С 1968 г. устанавливают блок-магнит усиленной конструкции, который называют тяговым электромагнитном ЭТ-52Б (ЭТ-54Б). Конструктивно элементы его, как и у блок-магнита (рис.

79,6, в), подключают его к схеме тепловоза при помощи штепсельного разъема 11. Технические характеристики блок-магни-тов приведены в табл. 15.

Предохранители служат для защиты отдельных цепей от перегруза большими токами. Предохранители многоамперные (бо-

лее 50 А) представляют собой, цилиндрические патроны 4 (рис. 80) с втулками на торцах. Втулки прикреплены к патрону штифтами 6. На резьбу втулок навертывают колпачки 2. Внутри патрона помещена цинковая вставка 5, она прикреплена болтами 3 к контактным ножам 1. Фасонная шайба 7 фиксирует положение контактного ножа в нужном положении для установки предохранителя на панели.

Предохранители на ток 10, 15, 25, 30 А делают из фибровой трубки, закрытой с обеих сторон медными колпачками 9. Через отверстия в колпачках пропущена медная проволока 8 необходимого диаметра, припаянная с обеих сторон к колпачкам. Трубки заполнены мелом для того, чтобы при перегорании вставки пламя не распространялось на стенки трубки, а гасло.

Резисторы. В электрических цепях тепловозов используют большое количество резисторов (рис. 81) для регулирования величины тока и напряжения в различных цепях. Вследствие выделения относительно большого количества тепла резисторы всегда работают при повышенных температурах. В связи с этим материал, применяемый для их изготовления, должен иметь высокое удельное сопротивление, длительно выдерживать высокую температуру (до 200—300°С и более), иметь минимальный температурный коэффициент, чтобы величина омического сопротивления при работе не изменялась. На тепловозах наибольшее применение получили резисторы: круглые фехралевые типа КФ, ленточные типа ЛС, проволочные с элементами типа СР и трубчатые эмалированные со стандартными трубками типа ПЭ.

Резисторы типа КФ (рис. 81, а) выполнены из фех-ралевой ленты 2, навитой на фарфоровые изоляторы 3, которые в свою очередь укреплены на держателе 4. Ребра изоляторов имеют винтовую канавку, в которую намотана лента. Изготовленные таким образом элементы закрепляют на стальных стойках 1 с изолированными шпильками 5 и круглыми фарфоровыми изоляторами 7. Собранные таким образом два элемента резисторов типа КФ или ЛС образуют так называемый ящик с-резисторами типа ЯС. Резисторы разбиты на несколько секций с припаянными к ним выводами, соединенных между собой шинами 6. Применяют ящики резисторов типа ЯС в цепи зарядки аккумуляторной батареи и в качестве резисторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. Величины сопротивления секций указанных резисторов бывают очень малые.

Резисторы типа СР (рис. 81, б) состоят из фарфоровой трубки с винтовыми канавками по окружности, на которые намотана константановая или нихромовая проволока. Размеры канавок и диаметр проволоки выбирают так, чтобы проволока выступала за пределы канавки. Держатели прикреплены к торцам трубки и закреплены на панелях. Эти резисторы регулируемые, они имеют сопротивление от одного до нескольких десятков ом. Устанавливают их в цепях возбуждения, реле заземления и других цёпях.

Резисторы типов ПЭ, ПЭВ, ПЭВР (проволочные эмалированные) представляют собой трубку, на поверхности которой намотана проволока из фехраля или нихрома. К концам проволоки припаяны медные выводы 9 (рис. 81, в), которые в свою очередь припаяны к стальным стойкам. Внутри трубки проходит стержень 10. Поверхность трубки с намотанной на нее проволокой покрывают стекловидной эмалью, которая предохраняет проволоку от окисления, удерживает ее на трубке и является изоляцией между витками. Если резистор нерегулируемый, то эмалью покрывают всю поверхность трубки, если регулируемый, то вдоль трубки оставляют непокрытую полосу, по которой скользит контактный хомут 8. Передвигая хомут, можно регулировать величину сопротивления. Резисторы типов ПЭ, ПЭВ, ПЭВР при малых габаритах изготавливают на большие величины сопротивления (порядка 5000—6000 Ом). Применяют резисторы этого типа в цепях реле переключения, возбуждения и т. д.

Элементы полупроводниковых аппаратов. Селеновый выпрямитель (рис. 82). Элемент селенового выпрямителя представляет собой стальную или алюминиевую пластину 1, на которую нанесен слой селена 2, который покрыт слоем

Селеновый выпрямитель
Рис 82 Селеновый выпрямитель сплава 4, состоящего из висмута, кадмия и олова. Этот слой называется катодным. Собранный таким образом выпрямитель прессуют под большим давлением и формируют путем пропускания тока. В результате на грани селенового и катодного слоя образуется запирающий слой 3, пропускающий ток только в одном направлении — от пластины к катоду, в обратном Направлении ток почти не проходит (обратный ток меньше прямого в 400 раз).

Выпрямитель сохраняет это свойство при нагреве до температуры 70°С. При более высокой температуре обратная проводимость вентиля увеличивается. Селеновые выпрямители изготавливают в виде круглых или квадратных шайб. Собирают их на общей шпильке в виде столбов и соединяют между собой металлическими шайбами 8, которые плотно соприкасаются с основаниями вентилей и с пружинными токоотводящими шайбами 6. Изоляционные шайбы 5 обеспечивают необходимый воздушный зазор между вентилями для их охлаждения. Вывод 7 служит для отвода тока.

Германиевые и кремниевые вентили В зависимости от конструктивного исполнения различают два типа германиевых и кремниевых вентилей: плоскостной и точечный. В точечном германиевом вентиле (рис. 83, а) запирающий слой образуется в точке касания германиевой пластины 1 с острием тонкой металлической иглы. В плоскостном германиевом вентиле (рис. 83, б) запирающий слой образован в месте сплавления основного материала полупроводника — германия 2 — с каплей металла индия. В плоскостных кремниевых вентилях (рис. 83, в) запирающий слой образуется путем вплавления в пластину 3 из кремния алюминиевого столбика. Германиевые вентили, рассчитанные на токи до 10 А, маркируют буквой Д (диоды), а рассчитанные на токи до 1000 А — маркируют буквами ВГ (вентили германиевые) и ВК (вентили кремниевые).

Кремниевые вентили могут работать при более высоких температурах, чем германиевые. Они имеют более высокое обратное напряжение и меньшие обратные токи. Установленный номинальный ток силовые диоды могут выдержать только при условии их охлаждения. Так, для кремниевых вентилей ВК-200, установленных на тепловозах типа ТЭ10 взамен реле обратного тока и контактора зарядки батареи, номинальный ток составляет 200 А при охлаждении воздухом со скоростью 15 м/с и только 50 А — при естественном охлаждении,. Поэтому мощные вентили (типа ВК-200 и др.), как правило, устанавливают не

Германиевые (а, б) и кремниевые (в) вентили
Рис. 83. Германиевые (а, б) и кремниевые (в) вентили

в аппаратной камере, а в каналах охлаждающего воздуха генератора или тяговых электродвигателей или в специальные охлаждаемые каналы. К корпусу вентиля для увеличения теплоотдачи прикрепляют ребристый радиатор из алюминия.

На тепловозах устанавливают следующие полупроводниковые аппараты: регулятор напряжения, регулятор мощности, реле переключения поля тяговых электродвигателей, реле времени, узел зарядки батареи, блок пуска дизеля, блок пуска компрессора, тахометрические блоки БА-420, БА-430, выпрямительные мосты и др. Полупроводниковые аппараты используют также в схемах регулирования электропередачи тепловозов. На тепловозе 2ТЭ116 применена выпрямительная установка типа УВКТ5 с вентилями ВК-200 для преобразования переменного тока, вырабатываемого тяговым генератором в выпрямленный, питающий тяговые электродвигатели.

Панель выпрямителей типа ПВК-6040 (рис. 84, а) состоит из двух выпрямительных мостов: один из них предназначен для создания положительной обратной связи и выпрямления выходного тока амплистата возбуждения, питающего обмотку возбуждения возбудителя тягового генератора тепловоза типа ТЭ10, другой для выпрямления входного тока, питающего регулировочную обмотку амплистата. Кремниевые вентили 4 этих мостов укреплены на изоляционной панели 1 при помощи контактных планок 3. К планкам винтами присоединены выводные провода 2, которые другими своими концами припаяны к клеммам штепсельных разъемов 5. В электрическую схему аппарат включается при помощи штепсельного разъема 6.

Блок выпрямителей типа БВК-450 (рис 84, б) представляет собой набор выпрямительных мостов, предназначенных для работы в цепях схемы регулирования электропередачи тепловозов типа ТЭ10, а именно: в цепи трансформатора постоянного тока и трансформатора постояйного напряжения. Блок представляет собой изоляционную панель 1, на которой смонтированы вентили 4 с радиаторами 7. Панель со смонтированными на ней деталями прикреплена к уголкам съемной кассеты 8, вставленной в корпус 9. Кассету при необходимости можно заменить.

Панель с выпрямителем типа ПВК-6011 (рис. 84, в) установлена в цепи зарядки аккумуляторной батареи.

Вентиль включает вспомогательный генератор на заряд аккумуляторной батареи после пуска дизеля и отключает ее при остановке дизеля. Эта панель заменяет два контактных аппарата, применявшихся ранее: реле обратного тока и контактор зарядки батареи. Устанавливают панель на всех вновь строящихся тепловозах, а также на тепловозах при их модернизации. Вентиль 4 с радиатором 7 и наконечником 11 установлен на изоляционной панели 1, на которой имеется выводная клемма 10. К последней при помощи наконечника прикреплен выводной провод 2, который изолирован трубкой 13. Закрытый кожухом 12 вентиль прикреплен к воздуховоду, при этом радиатор опускается в воздуховод для охлаждения. На тепловозах 2ТЭ10В и 2ТЭ116 для регулирования напряжения вспомогательного генератора и стартер-генератора (тепловоз 2ТЭ116) применены полупроводниковые регуляторы напряжения типов БРН-ЗВ (тепловоз 2ТЭ10Л) и РНТ-6 (тепловоз 2ТЭ116). На тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭЗ такой регулятор устанавливают при модернизации.

Магнитный усилитель — это бесконтактный аппарат, представляющий собой ферромагнитный сердечник с наложенными на него обмотками и предназначенный для управления выходным сигналом большой мощности посредством одного или нескольких сигналов малой мощности. Таким аппаратом на тепловозах является амплистат возбуждения, состоящий из двух магнитопроводов и обмоток: рабочей, управляющей, задающей, регулировочной и стабилизирующей. На каждом маг-нитопроводе расположено по одной рабочей обмотке переменного тока. Обмотки управления, задающая, стабилизирующая и регулирования (постоянного гока) охватывают оба магнитопро-вода. Амплистат предназначен для регулирования тока возбуждения возбудителя тягового генератора.

Трансформаторы. В схемах тепловозов используют трансформаторы постоянного напряжения 777# (рис. 85, а), постоян-, ного тока ТПТ (рис. 85, б), стабилизирующий ТС2 и распределительный ТР5.

Трансформатор тока служит для измерения тока генератора, а трансформатор ТПН — для измерения напряжения. На рис. 85, а и б по горизонтали отложены для трансформатора ТПН — напряжение генератора, для трансформатора ТПТ— ток генератора, а по вертикали для обоих трансформаторов — величина выходного тока. На рис. 85, в приведены схема включения обоих трансформаторов (обмоток управления) к генератору, а также нагрузка для каждого из них. Нагрузкой для них являются резисторы СБТТ и СБТН и подключенная параллельно им через выпрямительные мосты В1 и В2 обмотка управления амплистата ОУ. Эти элементы образуют сигнал по току и напряжению генератора для системь! регулирования характеристики генератора. Каждый из трансформаторов состоит из двух торроидальных сердечников с намотанными рабочими обмотками, соединенных между собой встречно. В трансформаторе ТПН

Характеристики трансформаторов
Рис. 85. Характеристики трансформаторов:

а — напряжения, 6 — тока, в — схема нх включения обмотка управления общая (намотана на оба сердечника), у трансформатора ТПТ — обмотка управления отсутствует (ее роль выполняют силовые кабели генератора, пропущенные через отверстие трансформатора).

Трансформатор стабилизирующий ТС2 улуч шает характеристики схемы возбуждения тепловоза. Первичная обмотка через резистор включена на напряжение возбудителя, а от вторичной обмотки получает питание стабилизирующая обмотка амплистата. Этот трансформатор работает только при переходных процессах в схеме. При быстром нарастании напряжения возбудителя он создает отрицательный сигнал в ам-плистате, в результате чего скорость нарастания напряжения значительно уменьшается. Благодаря замедлению протекания переходных процессов работа схемы возбуждения становится более устойчивой.

Трансформатор распределительный ТР5 предназначен для питания цепей переменного тока измерительных трансформаторов постоянного тока и напряжения, а также амплистата возбуждения и индуктивного датчика в схеме электропередачи тепловозов типа ТЭ10. Магнитопровод трансформатора набран из листов электротехнической стали. Катушка имеет пять обмоток: одну первичную и четыре вторичных. Катушка бескаркасная, залита эпоксидным компаундом. Магнитопровод стянут стальными шпильками и угольниками, которые служат для установки трансформатора на тепловозе. Выводы обмоток расположены на двух пластмассовых панелях.

От синхронного подвозбудителя к первичной обмотке подводится переменное напряжение. Протекающий в ней ток создает магнитный поток, направленный по стали замкнутого магнито-провода. Во вторичных обмотках от этого магнитного потока индуктируется переменное напряжение, величина которого зависит от отношения числа витков первичной и вторичной обмоток.

Вид технического обслуживания ТО или текущего ремонта ТР

Перечень-работ

ТО-2, ТО-3

Осмотр и проверка аппаратов без снятия с тепловоза

ТР-1

Снятие с тепловоза и регулировка на. стенде реле перехода и реле боксования приводов электропневматических аппаратов; прожировка манжет.

Проверка состояния остальных аппаратов без снятия с тепловоза

ТР-2

Снятие с тепловоза и регулировка на стенде реле перехода, реле боксования и приводов электропневматических аппаратов, прожировка манжет.

Проверка состояния остальных аппаратов без снятия с тепловоза

ТР-3

Ревизия со снятием с тепловоза и проверкой на стенде всех контакторов, регулятора напряжения, реле боксования, реле перехода, полупроводниковых аппаратов, приводов электропневматических аппаратов, прожировка манжет. Проверка состояния остальных аппаратов без снятия с тепловоза

Индуктивный датчик ИД10 изменяет ток в регулировочной обмотке амплистата. Конструктивно он представляет собой магнитопровод, состоящий из корпуса, фланцев и якоря. В магнитопровод помещена катушка, намотанная на прессованном каркасе. Выводы катушки припаяны к выводам колодки штепсельного разъема.

Якорь индуктивного датчика соединен со штоком сервомотора. При увеличении нагрузки поршень сервомотора перемещается вправо от блока дизеля и вдвигает якорь в катушку индуктивного датчика, за счет чего уменьшается ток в цепи регулировочной обмотки амплистата. При уменьшении нагрузки поршень сервомотора перемещается влево, выдвигая якорь из катушки, тем самым увеличивая ток в цепи регулировочной обмотки. Питается датчик от обмотки распределительного трансформатора.

Примерный перечень работ по электрическим аппаратам, выполняемый на каждом виде планового ремонта тепловоза согласно правилам текущего ремонта, приведен в табл. 16.

Неисправные и с ненормальным износом или требующие регулировки на стенде аппараты снимают при всех видах ремонта.

Разборка, проверка, ремонт и сборка вспомогательных электрических машин | Ремонт электрооборудования тепловозов | Ремонт электрических аппаратов