Построение силовой схемы на Ход-1 (маневровое положение)Перед построением силовой цепи на Ход-1 сначала необходимо назвать предварительные условия:
Токопрохождение: Токоприёмники--Силовая коробка--Главный предохранитель--Главный разъединитель--Быстродействующий выключатель--контакты ЛК1--Катушка реле перегрузки 1 группы двигателей--Дифференциальное реле--ЛК3--Якоря 1 группы двигателей--Общая точка Я3, далее две параллельные цепи:
далее: Силовая катушка РУТ 1 группы двигателей--Диод--Кулачок ПМ3--Кулачок РК3--Полностью введённые пуско-тормозные резисторы 1 группы двигателей--Контакты ЛК2-- Полностью введённые пуско-тормозные резисторы 2 группы двигателей--Кулачок РК4--Датчик тока тормозного режима--Катушка реле перегрузки 2 группы двигателей-- Якорь 2 двигателя--Шунт амперметра с амперметром--Якорь 4 двигателя--Дифференциальное реле-Контакты ЛК4--Кулачок ПМ1--Силовая катушка РУТ 2 группы двигателей-- Общая точка Л16, далее две параллельные цепи:
далее: Диод--Кулачок ПМ2--Земляные коробки--ЗУМ--Земля.
ü Направление тока в обмотках возбуждения 2 и 4 двигателей изменено на противоположное (4 – 2), чтобы обеспечить вращение всех колёсных пар вагона в одном направлении!
Построение силовой схемы на Тормоз-1 (дополнительный материал). Перед построением силовой цепи на Тормоз-1 сначала необходимо назвать предварительные условия:
Цепь состоит из двух контуров- генераторного и тормозного, имеющих между собой две общие точки - Я3 и Л12. В генераторный контур входят 4 генератора, а в тормозной контур включены две параллельные цепи: пуско-тормозные и невыводимые сопротивления (выделены зелёным цветом). Схема построена перекрёстно-мостовым методом, это значит, что ток от якорей 1 группы проходит по обмоткам возбуждения 2 группы и наоборот. Таким образом, если по какой-то причине повысится ток в якорях 1 группы, то это вызовет увеличение возбуждения генераторов 2 группы и, как следствие, увеличение тока в якорях 2 группы до той же величины. При такой схеме достигается хорошая устойчивость работы всех четырёх генераторов и исключает вероятность «опрокидывания», при котором в случае юза генераторы одной группы переходят в моторный режим с изменением направления вращения якорей, а значит, и колёсных пар.
Генераторный контур: 1. Точка Я3—якоря 3 и 1 генераторов—ЛК3—ДР—РП1-3—ПТ1—РУТ—Общая точка, далее 2 цепи:
2. Точка Я3 далее 2 параллельные цепи:
Тормозной контур состоит из двух параллельных цепей: 1. Точка Л12—РК4—Все пуско-тормозные резисторы 2 группы—ЛК2— Все пуско-тормозные резисторы 1 группы—РК3—Невыводимое сопротивление Л8-Л13—ПТ5—Общая точка Р42.
2. Точка Л12—ПТ4—Точка Р10—Невыводимые сопротивления с датчиком напряжения—Точка Р42, далее: РТ2—РКТТ—Общая точка Я3. Затем ток распределяется на обе части генераторного контура.
Способы изменения скорости вращения якорей ТЭД (расчёты даны для 81-717.5м). ХОД - 1. Если подключить 4 последовательно соединённых двигателя непосредственно к контактному рельсу, то, учитывая суммарное сопротивление всех обмоток двигателей, в момент их пуска по СЦ прошёл бы ток: I= 825 В: 0,28 Ом Это привело бы к выходу из строя электрического и механического оборудования (редуктор, карданная муфта). Чтобы избежать аварийного режима при пуске, в СЦ дополнительно вводят ПТР (пуско-тормозные резисторы) 4,176 Ом, поэтому сила тока в СЦ при полностью введённых сопротивлениях будет равна: I= 825 В: (0,28 Ом + 4,176 Ом) Итак, все 4 двигателя соединены последовательно, РК находится на 1 позиции, замкнуты его кулачки РК3 и РК4. Это означает, что в СЦ введены все пуско-тормозные сопротивления. Включены КШ1 и КШ2 (замкнуты РК25 и РК26), поле тяговых электродвигателей ослаблено до 28%, а сила тяги составляет 440 кгс на вагон.
Для дальнейшего увеличения скорости машинист переводит главную рукоятку КВ в положение Ход-2. ХОД - 2. При постановке главной рукоятки КВ в положение Ход-2 начинает вращаться СДРК. После ухода РК с первой позиции отключаются КШ1 и КШ2. Магнитное поле тяговых электродвигателей возрастает до 100% и сила тяги также увеличивается почти в 4 раза (до 1600 кгс на вагон), а это, в свою очередь, приводит к увеличению силы тяги и скорости. Когда якоря двигателей начинают вращаться, то в них наводится электродвижущая сила, - ЭДС. Она направлена всегда противоположно приложенному к якорю напряжению, поэтому её называют противо-ЭДС, её направление определяется по Правилу правой руки (см. материалы по электротехнике).
Следовательно, сила тока (при вращении якоря) с учётом противо-ЭДС будет определяться по формуле:
I - сила тока U - напряжение - Е - противо-ЭДС R - сопротивление пуско-тормозных резисторов 4r -внутреннее сопротивление 4х двигателей. Из формулы видно, что чем больше скорость вращения якорей (т.е. противо-ЭДС), тем меньше будет сила тока в силовой цепи, следовательно, будут падать сила тяги и ускорение. Следовательно, в какой-то момент увеличение скорости прекратится, поэтому для обеспечения постоянства силы тяги (а значит и силы тока) необходимо ступенчато уменьшать сопротивление в силовой цепи.
Для этого РК последовательно замыкает свои кулачки и тем самым, начиная с 3 по 15 позиции, ступенчато уменьшает сопротивление пуско-тормозных резисторов в силовой цепи (1 и 2 позиции сдвоены). Это приводит к увеличению силы тока и, следовательно, к увеличению силы тяги и скорости движения. На 15 позиции все пуско-тормозные сопротивления выведены. Позиции 16, 17 и 18 являются строенными, т.е. никаких изменений в силовой цепи на этих позициях не происходит (на вагонах 81-717.5м РК останавливается на 17 позиции!). На 17 позиции замкнуты кулачки РК13 и РК19 в первой группе, и РК14 во второй группе двигателей. Сопротивление пуско-тормозных резисторов равно 0, скорость поезда
Для дальнейшего увеличения скорости группы двигателей переключаются с последовательного соединения на параллельное. При этом сразу в 2 раза увеличивается напряжение на каждом двигателе. Чтобы предотвратить сильный рывок после перехода на параллельное соединение групп двигателей, в СЦ вновь вводится сопротивление по 0,909 Ом в каждую группу двигателей. Так как РК в момент перехода с ПС на ПП не работал, то очевидно, что сопротивление ввелось в результате действия переключателя положений (сначала замкнулись ПП2 и ПП3, затем разомкнулся ЛК2). Так как после перехода на параллельное соединение все параметры силовой цепи изменились, то 17-я позиция РК последовательного соединения теперь соответствует 20 позиции РК параллельного соединения групп двигателей.
Далее опять начинает вращаться СДРК, но уже в обратном направлении. При этом последовательное замыкание кулачков РК снова приводит к уменьшению сопротивления в силовой цепи и увеличению скорости движения. На 32 позиции РК останавливается. Замкнуты его кулачки РК3 и РК4, то есть, сопротивление пуско-тормозных резисторов будет равно 0. Скорость поезда к моменту выхода на 32 позицию РК составляет примерно 30 км/ч. Для дальнейшего увеличения скорости машинист переводит главную рукоятку КВ в положение Ход-3. ХОД - 3.
Таким образом, введя сопротивление параллельно ОВ ТЭД, можно уменьшить общее сопротивление, а значит, повысить силу тока в якорях, то есть, увеличить силу тяги, а это, в свою очередь, приведёт к увеличению скорости движения поезда. Так как при постановке главной рукоятки КВ в Ход-3 вновь начинает вращаться СДРК, то на каждой следующей позиции последовательно замыкаются кулачки РК21-РК23-РК25 в первой группе двигателей и одновременно РК22-РК24-РК26 во второй группе двигателей. Иными словами, РК опять выводит (уменьшает) сопротивление в каждой группе двигателей, что приводит к дальнейшему увеличению скорости. На практике режим «ослабления поля» занимает около 75% всего времени разгона двигателей от 0 до 80 км/ч. Магнитное поле обмоток возбуждения тяговых электродвигателей по отношению к магнитному полю якоря изменяется следующим образом: 32 позиция - 70%, 33 позиция - 50%, 34 позиция - 37%, 35 и 36 позиции (сдвоены) - 28%
Таким образом, увеличение скорости вращения якорей ТЭД происходит за счёт увеличения силы тока в якорях, при этом магнитный поток обмоток возбуждения остаётся практически неизменным (он незначительно увеличивается за счёт того, что часть противо-ЭДС, наводимой в обмотках возбуждения (в главных полюсах), гасится в резисторах ослабления магнитного поля.
Аппараты защиты силовой цепи (уставки приведены для вагонов 81-717.5м).
Главный предохранитель. (см. стр. 19) Панель с РП. Находится в ящике ЯР-13 под вагоном и состоит из шести реле перегрузки и реле РПвозврат. Все реле кинематически связаны между собой при помощи валика с упорами, то есть:
|
2950 А
где:
При переводе ГРКВ в Ход-3 сразу включаются контакторы шунтировки КШ1 и КШ2 и параллельно обмоткам возбуждения двигателей (ОВ ТЭД) подключается цепь, состоящая из индуктивного шунта (ИШ) и реостата ослабления поля (ОП). Так как на 32 позиции РК в силовой цепи разомкнуты кулачки РК21-23-25 и РК22-24-26 в 1 и 2 группах двигателей соответственно, то в эту цепь полностью вводятся резисторы ослабления поля. С точки зрения электротехники это означает, что общее сопротивление в силовой цепи каждой группы двигателей уменьшается, так как общее сопротивление для двух параллельных цепей определяется по формуле:
