Тормозной режим

Для работы тяговых двигателей в тормозном режиме в силовой схеме имеется следующее оборудование:

- статический управляемый тиристорный преобразова­тель (тиристорный мост) Тт1...Тт6. Он предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей в режи­ме электрического торможения с независимым возбужде­нием. (Обмотки возбуждения отсоединяются от якорей и запитываются от тиристорного моста.);

- контактор обмоток возбуждения (ОВ), подключающий обмотки к тиристорному мосту;

- контактор возбуждения (KB), подающий трехфазное переменное напряжение 220В от генератора через транс­форматор на тиристорный мост;

- трансформатор возбуждения (ТрВ), обеспечивающий гальваническую развязку питающей и высоковольтной це­пей и необходимое понижение переменного напряжения;

- быстродействующий защитный выключатель (ВЗТ), выполняющий те же функции, что и БВ в режиме тяги.

Тормозной переключатель при отключении тяги каждый раз автоматически устанавливается втормозное положение (замыкаются его нечетные контакторы). Сбор схемы начи­нается после установки штурвала контроллера машиниста в тормозное положение.

При этом включаются контакторы KB, OB, ЛК, ЛКТ и Ш. Ток возбуждения тяговых двигателей регулируется электронным блоком системы автоматического управления торможени­ем САУТ, который воздействует на тиристорный мост Тт1...Тт6. Переменное напряжение, поданное на мост кон­тактором KB, выпрямляется и плавно увеличивается от нуля до максимального значения.

Обмотки возбуждения двигателей отсоединяются от яко­рей контактором ТП6 и присоединяются к тиристорному мосту контактором ОВ. Поэтому ток протекает по цепи: плюсовой выход тиристорного моста, контактор ОВ, контакт реверсивного переключателя В1, обмотки возбуждения, кон­такт реверсивного переключателя В2, шунт амперметра A3, контакт ВЗТ, датчик тока возбуждения ДТВ, минусовой выход тиристорного преобразователя.

Ток рекуперации протекает по цепи: рельсы, заземляю­щее устройство ЗУ, шунт амперметра А1, катушка дифферен­циального реле ДР2, трансформатор ТрД, контакт ВЗТ, индук­тивный шунт ИШ, датчики тока якорей ДТЯ1 и ДТЯ2, якоря М4...М1, контактор ЛКТ, контактор тормозного переключате­ля ТП1, блок диодов Д2, Д1, контактор ЛК, трансформатор ТрД, катушка реле ДР1, контакты БВ, разъединитель ГР, дрос­сель ДрФ, токоприемник, контактная сеть.

Таким образом, тяговые двигатели последовательного возбуждения стали генераторами с независимым возбуж­дением. Электропоезд начинает отдавать электрическую энергию вконтактную сеть, создавая при этом тормозной момент. Ча­стота вращения якорей снижается. Одновременно уменьша­ется напряжение, вырабатываемое генераторами (тяговыми двигателями), а значит, и ток рекуперации.

Если не принять мер, то с уменьшением тока будет сни­жаться и тормозной момент, электрические тормоза начнут «отпускать». Чтобы этого не происходило, блок САУТ, воз­действуя на тиристоры моста Тт1...Тт6, увеличивает ток в обмотках возбуждения.

Несмотря на уменьшение скорости электропоезда, ток якорей автоматически поддерживается на строго опреде­ленном уровне (тормоза «не отпускают»). Тормозной эф­фект и ток якорей зависят от положения штурвала контрол­лера машиниста: в положении 3Т ток достигает 350А, в по­ложении 2Т — 250А, в положении 1Т— 100А.

Скорость поезда продолжает снижаться, ток возбуждения увеличивается и достигает своего максимального значения 250А при скорости примерно 50...45км/ч. Рекуперативное торможение становится неэффективным, и схема переклю­чается на реостатное торможение с самовозбуждением: блок САУТ посредством специального реле в схеме управ­ления включает контактор Т и переводит реостатный кон­троллер на вторую позицию. Включается контактор РК16 и в обход разомкнутого контактора ТП6 присоединяет обмот­ки возбуждения к якорям.

Тормозной ток тяговых двигателей замыкается по сле­дующей цепи: якоря М4...М1, контактор ЛКТ, пуско-тормозные резисторы R8...R4, контактор Т, контактор тормозно­го переключателя ТП3, контактор Ш, контактор реостатно­го контроллера 16, контактор тормозного переключателя ТП5, контакт реверсивного переключателя В1, обмотки возбуждения, контакт реверсора В2, шунт амперметра A3, контакт ВЗТ, контактор тормозного переключателя ТП7, контактор реостатного контроллера 17, закорачивающий индуктивный шунт, датчики тока ДТЯ1, ДТЯ, якоря двигате­лей. Параллельно обмоткам возбуждения подсоединены резисторы R24, R11...R15.

В режиме торможения с самовозбуждением, когда об­мотки двигателей запитываются от собственных якорей, вступает в работу блок БРУ. Он начинает переключать ре­остатный контроллер до позиции 11. Как и в режиме тяги, из цепи двигателей выводятся пуско-тормозные резисторы R8...R4, регулирующие тормозной ток. При вращении РК отключаются контакторы OB, KB, ЛК. Блок САУТ также исклю­чается из работы, т.е. разбираются контур независимого возбуждения и контур тока рекуперации.

На позиции 11 при скорости 10...12км/ч тормозной эф­фект совсем мал. В тормозные цилиндры автоматически подается сжатый воздух для остановки поезда.

Торможение закончено, штурвал контроллера переводят в нулевое положение. Из тормозных цилиндров выпускается воздух. Реостатные контроллеры возвращаются в исходную первую позицию, схема готова к повторному пуску.

Если торможение прекращается до остановки поезда, тормозная схема всегда начинает разбираться с размыка­ния контактора Ш. Так, при отключении тормоза на большой скорости (при торможении с независимым возбуждением) на блок САУТ подается соответствующий сигнал. Блок, сни­жая свою уставку до нуля, исключается из работы и снима­ет возбуждение с обмоток двигателей. При этом уменьша­ется ток якорей, и с задержкой по времени отключаются контакторы ЛК и ЛКТ.

В случаях прекращения торможения на малой скорости (при торможении с самовозбуждением) вначале также от­ключается контактор Ш. В цепь якорей вводится резистор R23 (4 Ом), что снижает ток и облегчает дугогашение кон­такторов Т и ЛКТ.

Как упоминалось ранее, для защиты оборудования от коротких замыканий в режиме электрического торможения в цепи якорей со стороны «земли» включен выключатель защиты торможения (ВЗТ). Он срабатывает при резком возрастании тока в конкретной цепи в случае переброса на «землю». Тем самым разрываются контур заземления и цепь возбуждения тяговых двигателей.

Схема выполнена таким образом, что при рекуперации и реостатном торможении с независимым возбуждением через ВЗТ проходит суммарный ток якорей и ток возбужде­ния двигателей. Если в этих режимах произойдет короткое замыкание (оно наиболее опасно из-за высоких напряжений на двигателях), сработает выключатель ВЗТ. Часть аварий­ного тока будет протекать через обмотки встречно току возбуждения. Это приведет к интенсивному размагничива­нию двигателей и снижению напряжения на их якорях.

Проследим по схеме путь тока короткого замыкания: якорь неисправного двигателя, место пробоя, «земля», заземляющее устройство ЗУ, обмотки возбуждения, контактор ОВ, тиристор Тт7, датчик возбуждения ДТВ, контакты тормозного переклю­чателя ТП7, индуктивный шунт ИШ, якоря двигателей.

Чтобы направление тока в обмотках изменилось, в момент отключения ВЗТ должен открыться тиристор защиты Тт7, который нормально закрыт. Значительное повышение напря­жения на резисторах R30, R31 при отключении ВЗТ приводит к открытию стабилитрона ПП1 и отпиранию тиристора Тт7.

Уставка на отпирание Тт7 должна быть больше макси­мального напряжения моста Тт1...Тт6. В противном слу­чае возможны ложные отпирания тиристора, закорачива­ние моста и срабатывание защиты преобразователя (реле защиты РЗП3).

Чтобы облегчить и ускорить разрыв дуги, параллельно кон­тактам ВЗТ установлены защитные резисторы R25 (8 Ом). Они снижают перенапряжения при разрыве силовой цепи.

В режиме торможения с независимым возбуждением в цепь якорей двигателей вводится индуктивный шунт ИШ. Он способствует уменьшению скорости нарастания тока короткого замыкания. В режиме самовозбуждения индуктивный шунт закорачивается контактором 17, так как в цепи якорей появляется собственная индуктивность (обмотки возбуждения).

ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ СХЕМА ДВИГАТЕЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Источниками питания низковольтных цепей электропоез­да служат преобразователи, расположенные на прицепных и головных вагонах. Двигатель преобразователя приводит во вращение ротор синхронного генератора, вырабатываю­щего переменный ток. Двигатель питается постоянным то­ком с напряжением 3 кВ, которое подается с моторного вагона по цепи: токоприемник, дроссель фильтра ДрФ, главный разъеди­нитель ГР, высоковольтные предохранители Пр2, Пр4, плю­совой разъем межвагонных соединений Ш1, высоковольт­ный предохранитель Пр2 прицепного вагона, реле перегруз­ки РПП, контактор преобразователя КП, диод Д4, катушка реле обратного тока РОТ, первичная обмотка стабилизиру­ющего трансформатора обратной связи ТрС, диоды Д1...Д3, пусковой контактор ПКП, демпферный резистор R4, якорь и обмотка возбуждения двигателя, минусовой разъем межва­гонного соединения Ш2, моторный вагон, шунт счетчика Wh1, заземляющее устройство ЗУ. Трансформатор ТрС, реле обратного тока РОТ, диоды Д4 и Д50 ранее устанавливали после обмотки возбуждения двигателя в минусовую цепь. Достаточно хорошая изоляция панели с указанными аппаратами позволила перенести ее в плюсовую цепь (вслед за контактором КП). Поэтому дви­гатель преобразователя оказался подключенным со сторо­ны «земли». (Снижение потенциала на обмотке возбужде­ния двигателя благоприятно сказывается на работе элект­рической машины.)

В начале пуска, когда контактор ПКП отключен, резистор R5 ограничивает ток двигателя. Включение контак­тора ПКП выведет пусковой резистор R5 из цепи и двигатель нач­нет вращаться с номинальной частотой.

Напомним, что данный резистор работает и в переходных режимах при снятии или резких колебаниях напряжения в контактной сети. Дело в том, что двигатель может перейти в генераторный режим. Через якорь в данном случае протекает ток обратного направления. Диоды Д3...Д1 запираются, а резистор R5 снижает резкое повышение генераторного тока.

Реле обратного тока РОТ контролирует протекание тока двигателя в прямом направлении. При обратном токе или отключении цепи двигателя блок-контакт реле размыкает­ся. В схему управления подается соответствующий сигнал, размыкается контактор ПКП, вводится резистор R5. Теперь двигатель подготовлен к повторному пуску.

Полярность приложенного напряжения не влияет на ис­правную работу реле обратного тока. Чтобы оно четко ре­агировало на изменение направления тока, последователь­но-параллельно с ним установлены два диода — Д4 и Д50. Они гарантируют отключение реле при обратном токе.

В аварийных режимах, когда ток, протекающий через дви­гатель, превышает пусковые значения, срабатывает реле перегрузки РПП. Его блок-контакты прерывают цепь пита­ния катушки контактора КП. В результате разбирается схе­ма преобразователя. От коротких замыканий и перегрузок двигатель защищают высоковольтные предохранители. Демпферный резистор R4 ограничивает также токи корот­кого замыкания.

Следует помнить, что двигатель имеет смешанное воз­буждение. В начале пуска оно обеспечивается высоковольт­ной (последовательной) обмоткой. После окончания пуска (при нормальном токе машины) ее роль в создании рабо­чего магнитного потока значительно уменьшается.

В основном возбуждение создает низковольтная обмотка Н1 — Н2, в которой системой автоматического регулирования частоты и напряжения поддерживается требуемый ток, а зна­чит, и номинальная частота вращения якоря (1000 об/мин).

ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ СХЕМА ОТОПЛЕНИЯ, ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ КОМПРЕССОРАМИ

Схема отопления всех вагонов одинакова. Она включает в себя две группы калориферов ЭК1 и ЭК2, управ­ляемые контактором КО1, и электрические печи ЭП1, управля­емые контактором КО3. Схему контролируют высоковольтный предохранитель Пр1 (20 А), реле напряжения РН, дифференци­альная защита. В случае замыкания на «землю» в цепи кало­риферов или печей вагона срабатывает дифференциальное реле РД1. Оно вызывает отключение контакторов КО1, КО3. Отключаясь, данные аппараты размыкают цепи отопления калориферов ЭК1, ЭК2 и электропечей ЭП1…ЭП20.

Дифференциальное реле РД2 защищает цепи контакто­ров КО2, КО4 и калориферов Н10, Н11 обогрева кабины ма­шиниста (при срабатывании реле контакторы отключаются).

Напомним, что на электропоездах ЭД2Т калориферы отопле­ния кабины установлены последовательно. Контактор усиленно­го отопления КО4 закорачивает калорифер Н10. На электропо­ездах ЭД4М каждый калорифер включается своим контактором.

Введенное в схему реле напряжения не позволяет включить отопление при отсутствии высокого напряжения. Работу кон­такторов КО1...КО4 контролирует система термоавтоматики: она определяет их периодическое включение для поддержа­ния требуемой температуры в салоне и в кабине машиниста.

В настоящее время проходит опытную эксплуатацию ва­гон с калориферным отоплением. В новом составе нет электрических печей. В салоне вагона (возле каждой створ­ки раздвижных дверей) расположены четыре вертикальных шкафа с обогревательными устройствами.

В шкафах размещены по три калорифера. Два верхних объединены и включаются одновременно (большая группа). Нижний калорифер работает отдельно (малая группа).

Воздух, засасываемый вентилятором, проходит через кало­риферы, нагревается и по горизонтальным каналам поступа­ет в салон под сиденья и окна. Его выход через отверстия в шкафах создает тепловую завесу вокруг раздвижных дверей.

Четыре контактора КМ1...КМ4, установленные в подвагонном ящике, управляют работой калориферов: кон­такторы КМ1 и КМ3 включают малую группу, контакторы КМ2 и КМ4 — большую. В зависимости от температуры воздуха в салонах и калориферных шкафах автоматически включаются контакторы КМ1 и КМ3 или КМ2 и КМ4.

Так, при температуре в салоне менее 11°С в каждом шкафу работают три калорифера, все контакторы включены. В диапазоне температур от 11 до 16°С включаются контак­торы КМ2 и КМ4, т.е. работают по два калорифера. При тем­пературах от 16 до 18°С работает малая группа (по одно­му калориферу), включены контакторы КМ1 и КМ3. При тем­пературе выше 18°С все контакторы отключаются.

После окончания пуска преобразователя, когда давление воздуха в питательной магистрали мало, двигатели комп­рессоров включаются автоматически.

Трехполюсный кон­тактор К, управляемый регулятором давления, подключает трехфазную магистраль генератора 81...83 к асинхронному двигателю компрессора. Все компрессоры поезда одновре­менно включаются и, подняв давление в главных резервуа­рах до 8 кгс/см², одновременно отключаются.

Дата добавления: 2014-11-16