Введение

1.    В.1 Роль электрических машин и трансформаторов в электрификации отраслей экономики и на железнодорожном транспорте

Электрификация является стержнем построения экономики общества. Промышленность, сельское хозяйство, транспорт, быт не могут обойтись без широкого применения разнообразных типов электрического оборудования. Одним из основных типов этого оборудования является электрические машины.

  Электрическая машина –  это электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую или обратно, а также для преобразования электрической энергии с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Современная электроэнергетика предполагает:

1) производство электрической энергии на электрических станциях;

2)  передачу электрической энергии к месту потребления;

3)  распределение электрической энергии между потребителями;

4)  потребление электрической энергии

Рисунок 1

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами –  генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых станциях, где при сжигании топлива (уголь, мазут, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления, который подается в турбину и приводит во вращение ее ротор (тепловая энергия преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал генератора в котором в результате электромагнитных процессов механическая энергия преобразуется в электрическую. Процесс производства электроэнергии на атомных электростанциях аналогичен тепловым.

Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо турбины, получаемая при этом механическая энергия путем вращения колеса турбины передается на вал электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую. В процессе потребления электрической энергии происходит преобразование ее в другие виды энергии (тепловую, механическую). Около 70% электрической энергии используются для приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е. для преобразования ее в механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами - электродвигателями.

Электродвигатель – основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая управляемость и простота распределение электроэнергии позволяет применять многодвигательный электропривод механизмов, что значительно упрощает механизмов машин, т.к. уменьшается число механических передач.

 Электродвигатели широко применяется на транспорте в качестве тяговых двигателей, приводящих во вращение колесные пары электровозов, электропоездов, троллейбусов и т.д. Широко применяются электрические машины малой мощности (микромашины) от долей до нескольких сотен Ватт в бытовой технике.

Произведенную (выработанную) на электростанции электрическую энергию необходимо передать в место ее потребления и распределить среди множества потребителей (предприятия, транспорт, жилые дома). Передачу электрической энергии на большие расстояния осуществляют на высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечивают минимальные потери в линии электропередачи. В процессе передачи и распределении электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется с помощью электромагнитных устройств, называемых трансформаторами.

Строго говоря, трансформатор не является электрической машиной, поскольку его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую или наоборот, кроме того трансформатор не имеет движущихся частей – это статичное устройство, но т.к. электромагнитные процессы, протекающие в трансформаторе аналогичные процессам, происходящим при работе электрической машины, поэтому трансформаторы включают в состав электрических машин.

2.    В.2 Классификация, назначение и номинальный режим электрических машин

По назначению электрические машины делятся на:

- генераторы;

- электродвигатели;

- трансформаторы.

Деление на генераторы и двигатели достаточно условное, так как работа электрических машин обратима. К преобразователям можно отнести как трансформаторы, так и машины преобразователи (тахогенераторы, электромашинные усилители, сельсины).

По принципу действия электрические машины делятся на:

- коллекторные;

- бесколлекторные.

Эти машины отличаются как принципом действия, так и конструкцией.

Рисунок 2

Бесколлекторные электрические машины разделяются на синхронные и асинхронные, бывают как однофазные, так и многофазные.

 По мощности (Р) электрические машины разделяют на:

- микромашины: до 500 Вт;

- машины малой мощностью: 500 Вт ... 20 кВт;

- машины средней мощности: 20 кВт...250 кВт;

- машины большой мощности: более 250 кВт.

По частоте вращения электрические машины различают:

- тихоходные: до 300 об/мин;

- средней частоты вращения: от 300 до 1500 об/мин;

- быстроходные: 1500... 3000 об/мин;

- сверхбыстроходные: более 3000 об/мин.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим для которого была изготовлена эта машина заводом-изготовителем. Параметры, которые относятся к этому режиму, называются номинальными и указываются в паспорте электрической машины, напряжение и ток в паспорте всегда указываются только линейные.

3.    В.3 Принцип действия электрических машин, как электромеханических преобразователей энергии

Работа электрических машин основана на законе электромагнитной индукции, описывающим взаимодействие проводника, обтекаемого током, с магнитным полем, а также на законе полного тока.

 Первая формулировка закона электромагнитной индукции (формулировка Фарадея): при движении проводника в магнитном поле, перпендикулярно линиям магнитной индукции, в нём   наводится Э.Д.С. пропорциональная магнитной индукции поля, длине проводника и скорости его движения.

                               e=B·l·υ

Направление наведенной в проводнике Э.Д.С определяется по правилу правой руки.

Вторая формулировка закона электромагнитной индукции (формулировка Максвелла): Э.Д.С. электромагнитной индукции, наведенная в контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур.

Знак «–» в правой части формулы показывает, что (согласно правила Ленца) ток, возникающий в контуре под действием наведенной ЭДС всегда направлен таким образом, что противодействует изменению магнитного потока, пронизывающего контур.

Принцип преобразования механической мощности в электрическую (принцип работы генератора)

При работе электрической машины в режиме генератора происходит преобразование механической энергии в электрическую.

На проводник действует внешняя сила F_мех, под действием которой он перемещается в магнитном поле. В проводнике наводится ЭДС.  Если концы проводника замкнуты на внешнее сопротивление (нагрузку), то под действием ЭДС в проводнике начинает протекать ток I. Таким образом, проводник в магнитном поле в этом случае можно рассматривать, как элементарный генератор.

             Рисунок 3

На проводник с током в магнитном поле начинает действовать электромагнитная сила. Направление этой силы определяется правилом левой руки, это сила направлена противоположно движению проводника, то есть является    тормозящей по отношению к движущей силе. При равномерном

движении проводника F_мех = F_эл, тогда первичный двигатель должен развивать мощность:

Вывод: при движении проводника в магнитном поле происходит преобразование механической мощности, затрачиваемой внешней силой, в электрическую. На данном принципе основана работа генератора электрической энергии.

Принцип преобразования электрической энергии в механическую (принцип работы электродвигателя)

Если проводник, обтекаемый током, поместить в магнитное поле, то на него начнет действовать электромагнитная сила, направление которой определяется правилом левой руки. Под действием электромагнитной силы проводник начинает движение.

                                          Рисунок 4

При движении проводника в магнитном поле в нем наводится ЭДС

с направлением противоположным напряжению U источника питания E_{встречная}.

Согласно 2-му закону Кирхгофа, составляем уравнение:

,

где r – электрическое сопротивление проводника.

То есть часть напряжения U уравновешивается ЭДС , наведенной в проводнике, а другая часть составляет падение напряжения в проводнике.

. Подставим значение Э.Д.С:

U·I – электрическая мощность взятая от источника Э.Д.С

Е_встр·I – механическая мощность = F_мех ϑ

I² r – тепловая мощность.

Вывод: при движении проводника с током в магнитном поле происходит преобразование электрической мощности в механическую и тепловую. На данном принципе основана работа электродвигателя.

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация и безопасность движения»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-38

Добрый день!

Тема занятия: Практическая работа № 7 «Движение поездов при автоблокировке и АЛСН».

Порядок выполнения:

1. Изучите предоставленный Вам материал.

2. Ознакомьтесь с контрольными вопросами и ответьте на них.

3.Ответы на вопросы необходимо оформить на бумажном носителе 

формата  А4 в рукописном виде.

4. Сделайте вывод.

5. Максимальное время выполнения задания 90минут.

6. Ответы для проверки предоставить  в ИОС не позднее 19ч.00мин. 14.01.26г.

Используемая литература:

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (Зарегистрировано в Минюсте России 20.07.2022г.

N 69324) ( Приказ Минтранса России от 23.06.2022г.  N250).

Контрольные вопросы:

1.  Дать определение автоматической блокировке (АБ).

2. Что служит при автоблокировке разрешением на занятие поездом блок-участка?

3. С какой скоростью машинист должен вести поезд при неустойчивом показании огней на локомотивном светофоре во время следования по блок-участку?

       4. Показаниями, каких  светофоров должен руководствоваться машинист поезда если показания путевого и локомотивного светофоров не соответствуют друг другу?

       5. В каких случаях прекращается действия автоблокировки и АЛСН?

       6. Опишите порядок дальнейшего следования после остановки поезда перед проходным светофором с красным огнем, а также с непонятным показанием или погасшим.

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация и безопасность движения»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-39

Добрый день!

Тема занятия: Практическая работа № 6 «Движение поездов при автоблокировке и АЛСН».

Порядок выполнения:

1. Изучите предоставленный Вам материал.

2. Ознакомьтесь с контрольными вопросами и ответьте на них.

3.Ответы на вопросы необходимо оформить на бумажном носителе 

формата  А4 в рукописном виде.

4. Сделайте вывод.

5. Максимальное время выполнения задания 90минут.

6. Ответы для проверки предоставить  в ИОС не позднее 19ч.00мин. 14.01.26г.

Используемая литература:

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (Зарегистрировано в Минюсте России 20.07.2022г.

N 69324) ( Приказ Минтранса России от 23.06.2022г.  N250).

Контрольные вопросы:

1.  Дать определение автоматической блокировке (АБ).

2. Что служит при автоблокировке разрешением на занятие поездом блок-участка?

3. С какой скоростью машинист должен вести поезд при неустойчивом показании огней на локомотивном светофоре во время следования по блок-участку?

       4. Показаниями, каких  светофоров должен руководствоваться машинист поезда если показания путевого и локомотивного светофоров не соответствуют друг другу?

       5. В каких случаях прекращается действия автоблокировки и АЛСН?

       6. Опишите порядок дальнейшего следования после остановки поезда перед проходным светофором с красным огнем, а также с непонятным показанием или погасшим.

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация и безопасность движения»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-34

Добрый день!

Тема занятия: Практическая работа № 6 «Движение поездов при автоблокировке и АЛСН».

Порядок выполнения:

1. Изучите предоставленный Вам материал.

2. Ознакомьтесь с контрольными вопросами и ответьте на них.

3.Ответы на вопросы необходимо оформить на бумажном носителе 

формата  А4 в рукописном виде.

4. Сделайте вывод.

5. Максимальное время выполнения задания 90минут.

6. Ответы для проверки предоставить  в ИОС не позднее 19ч.00мин. 14.01.26г.

Используемая литература:

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (Зарегистрировано в Минюсте России 20.07.2022г.

N 69324) ( Приказ Минтранса России от 23.06.2022г.  N250).

Контрольные вопросы:

1.  Дать определение автоматической блокировке (АБ).

2. Что служит при автоблокировке разрешением на занятие поездом блок-участка?

3. С какой скоростью машинист должен вести поезд при неустойчивом показании огней на локомотивном светофоре во время следования по блок-участку?

       4. Показаниями, каких  светофоров должен руководствоваться машинист поезда если показания путевого и локомотивного светофоров не соответствуют друг другу?

       5. В каких случаях прекращается действия автоблокировки и АЛСН?

       6. Опишите порядок дальнейшего следования после остановки поезда перед проходным светофором с красным огнем, а также с непонятным показанием или погасшим.

ПМ.01 МДК 01.02

 «Высокоскоростное движение»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-43

Добрый день!

Тема занятия: «История появления и развития высокоскоростного движения в России и мире. Основные принципы построения современного высокоскоростного подвижного состава».

1. Изучите предоставленный Вам материал.

2. Ознакомьтесь с контрольными вопросами и ответьте на них.

3.Ответы на вопросы необходимо оформить на бумажном носителе 

формата  А4 рукописном (разборчивым подчерком) виде.

4. Максимальное время выполнения задания 60минут.

5. Ответы для проверки предоставить  на ИОС не позднее 18ч.00мин. 14.01.26г.

Используемая литература:

Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс: учеб. пособие: в 2 т. / И.П. Киселёв и др.; под ред. И.П. Киселёва. — М.: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2018. — 428 с.

Контрольные вопросы:

1.Какая ширина колеи использовалась при создании сети ВСМ в Японии?

2.Что называется высокоскоростной железнодорожной линией в России?

3.Поезд Сапсан относится к следующей категории поездов?

4.Что называется скоростной железнодорожной линией в России?

5.По каким параметрам можно производить укрупненное сравнение необходимых инвестиций в развитие скоростного движения?

6.В какой стране и где появилась первая в мире коммерческая железнодорожная линия на магнитном подвесе?

7.Какие три основные концепции организации высокоскоростного движения поездов принято выделять?

8.Крупнейшие железнодорожные тоннели соединяют?

9.Какая страна обладает самой протяженной в мире сетью высокоскоростных железных дорог?

Введение

1.    В.1 Роль электрических машин и трансформаторов в электрификации отраслей экономики и на железнодорожном транспорте

Электрификация является стержнем построения экономики общества. Промышленность, сельское хозяйство, транспорт, быт не могут обойтись без широкого применения разнообразных типов электрического оборудования. Одним из основных типов этого оборудования является электрические машины.

  Электрическая машина –  это электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую или обратно, а также для преобразования электрической энергии с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Современная электроэнергетика предполагает:

1) производство электрической энергии на электрических станциях;

2)  передачу электрической энергии к месту потребления;

3)  распределение электрической энергии между потребителями;

4)  потребление электрической энергии. 

Рисунок 1

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами – генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых станциях, где при сжигании топлива (уголь, мазут, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления, который подается в турбину и приводит во вращение ее ротор (тепловая энергия преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал генератора, в котором в результате электромагнитных процессов механическая энергия преобразуется в электрическую. Процесс производства электроэнергии на атомных электростанциях аналогичен тепловым.

Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо турбины, получаемая при этом механическая энергия путем вращения колеса турбины передается на вал электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую. В процессе потребления электрической энергии происходит преобразование ее в другие виды энергии (тепловую, механическую). Около 70% электрической энергии используются для приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е. для преобразования ее в механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами - электродвигателями.

Электродвигатель – основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая управляемость и простота распределение электроэнергии позволяет применять многодвигательный электропривод механизмов, что значительно упрощает механизмов машин, т.к. уменьшается число механических передач.

 Электродвигатели широко применяется на транспорте в качестве тяговых двигателей, приводящих во вращение колесные пары электровозов, электропоездов, троллейбусов и т.д. Широко применяются электрические машины малой мощности (микромашины) от долей до нескольких сотен Ватт в бытовой технике.

Произведенную (выработанную) на электростанции электрическую энергию необходимо передать в место ее потребления и распределить среди множества потребителей (предприятия, транспорт, жилые дома). Передачу электрической энергии на большие расстояния осуществляют на высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечивают минимальные потери в линии электропередачи. В процессе передачи и распределении электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется с помощью электромагнитных устройств, называемых трансформаторами.

Строго говоря, трансформатор не является электрической машиной, поскольку его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую или наоборот, кроме того трансформатор не имеет движущихся частей – это статичное устройство, но т.к. электромагнитные процессы, протекающие в трансформаторе аналогичные процессам, происходящим при работе электрической машины, поэтому трансформаторы включают в состав электрических машин.

2.    В.2 Классификация, назначение и номинальный режим электрических машин

По назначению электрические машины делятся на:

- генераторы;

- электродвигатели;

- трансформаторы.

Деление на генераторы и двигатели достаточно условное, так как работа электрических машин обратима. К преобразователям можно отнести как трансформаторы, так и машины преобразователи (тахогенераторы, электромашинные усилители, сельсины).

По принципу действия электрические машины делятся на:

- коллекторные;

- бесколлекторные.

Эти машины отличаются как принципом действия, так и конструкцией.

Рисунок 2

Бесколлекторные электрические машины разделяются на синхронные и асинхронные, бывают как однофазные, так и многофазные.

 По мощности (Р) электрические машины разделяют на:

- микромашины: до 500 Вт;

- машины малой мощностью: 500 Вт ... 20 кВт;

- машины средней мощности: 20 кВт...250 кВт;

- машины большой мощности: более 250 кВт.

По частоте вращения электрические машины различают:

- тихоходные: до 300 об/мин;

- средней частоты вращения: от 300 до 1500 об/мин;

- быстроходные: 1500... 3000 об/мин;

- сверхбыстроходные: более 3000 об/мин.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим, для которого была изготовлена эта машина заводом-изготовителем. Параметры, которые относятся к этому режиму, называются номинальными и указываются в паспорте электрической машины, напряжение и ток в паспорте всегда указываются только линейные.

Контрольные вопросы.

1.    Что такое электрическая машина.

2.    Как делятся электрические машины по назначению и по принципу действия.

3.    Что называю номинальным режимом работы электрической машины.

Введение

1.    В.1 Роль электрических машин и трансформаторов в электрификации отраслей экономики и на железнодорожном транспорте

Электрификация является стержнем построения экономики общества. Промышленность, сельское хозяйство, транспорт, быт не могут обойтись без широкого применения разнообразных типов электрического оборудования. Одним из основных типов этого оборудования является электрические машины.

  Электрическая машина –  это электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую или обратно, а также для преобразования электрической энергии с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Современная электроэнергетика предполагает:

1) производство электрической энергии на электрических станциях;

2)  передачу электрической энергии к месту потребления;

3)  распределение электрической энергии между потребителями;

4)  потребление электрической энергии

Рисунок 1

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами – генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых станциях, где при сжигании топлива (уголь, мазут, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления, который подается в турбину и приводит во вращение ее ротор (тепловая энергия преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал генератора, в котором в результате электромагнитных процессов механическая энергия преобразуется в электрическую. Процесс производства электроэнергии на атомных электростанциях аналогичен тепловым.

Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо турбины, получаемая при этом механическая энергия путем вращения колеса турбины передается на вал электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую. В процессе потребления электрической энергии происходит преобразование ее в другие виды энергии (тепловую, механическую). Около 70% электрической энергии используются для приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е. для преобразования ее в механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами - электродвигателями.

Электродвигатель – основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая управляемость и простота распределение электроэнергии позволяет применять многодвигательный электропривод механизмов, что значительно упрощает механизмов машин, т.к. уменьшается число механических передач.

 Электродвигатели широко применяется на транспорте в качестве тяговых двигателей, приводящих во вращение колесные пары электровозов, электропоездов, троллейбусов и т.д. Широко применяются электрические машины малой мощности (микромашины) от долей до нескольких сотен Ватт в бытовой технике.

Произведенную (выработанную) на электростанции электрическую энергию необходимо передать в место ее потребления и распределить среди множества потребителей (предприятия, транспорт, жилые дома). Передачу электрической энергии на большие расстояния осуществляют на высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечивают минимальные потери в линии электропередачи. В процессе передачи и распределении электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется с помощью электромагнитных устройств, называемых трансформаторами.

Строго говоря, трансформатор не является электрической машиной, поскольку его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую или наоборот, кроме того трансформатор не имеет движущихся частей – это статичное устройство, но т.к. электромагнитные процессы, протекающие в трансформаторе аналогичные процессам, происходящим при работе электрической машины, поэтому трансформаторы включают в состав электрических машин.

2.    В.2 Классификация, назначение и номинальный режим электрических машин

По назначению электрические машины делятся на:

- генераторы;

- электродвигатели;

- трансформаторы.

Деление на генераторы и двигатели достаточно условное, так как работа электрических машин обратима. К преобразователям можно отнести как трансформаторы, так и машины преобразователи (тахогенераторы, электромашинные усилители, сельсины).

По принципу действия электрические машины делятся на:

- коллекторные;

- бесколлекторные.

Эти машины отличаются как принципом действия, так и конструкцией.

Рисунок 2

Бесколлекторные электрические машины разделяются на синхронные и асинхронные, бывают как однофазные, так и многофазные.

 По мощности (Р) электрические машины разделяют на:

- микромашины: до 500 Вт;

- машины малой мощностью: 500 Вт ... 20 кВт;

- машины средней мощности: 20 кВт...250 кВт;

- машины большой мощности: более 250 кВт.

По частоте вращения электрические машины различают:

- тихоходные: до 300 об/мин;

- средней частоты вращения: от 300 до 1500 об/мин;

- быстроходные: 1500... 3000 об/мин;

- сверхбыстроходные: более 3000 об/мин.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим, для которого была изготовлена эта машина заводом-изготовителем. Параметры, которые относятся к этому режиму, называются номинальными и указываются в паспорте электрической машины, напряжение и ток в паспорте всегда указываются только линейные.

Контрольные вопросы.

1.    Что такое электрическая машина.

2.    Как делятся электрические машины по назначению и по принципу действия.

3.    Что называю номинальным режимом работы электрической машины.

Электрические цепи тепловозов и дизель-поездов

ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗА

Чтобы лучше понять взаимную связь электрических машин, электрической аппаратуры и другого электрооборудования, реально существующие электрические цепи тепловоза представляют в виде схем. Знание электрических схем требуется не только для понимания работы оборудования тепловозов, управления тепловозом, но и для быстрого обнаружения появляющихся в процессе эксплуатации отдельных неисправностей электрооборудования. Необходимо уметь читать схему, т. е., пользуясь условным ее графическим изображением, проследить путь прохождения тока в электрических цепях локомотива при всех режимах его работы, определить связь и взаимодействие всего электрического оборудования.

Электрические машины, аппараты и другие устройства на тепловозах соединены с помощью гибких проводов. В зависимости от силы тока нагрузки применяются провода различного поперечного сечения: от 300 мм² в силовой цепи до 1—2,5 мм² в цепях управления и автоматики. Провода выполняются из  медной проволоки с резиновой или пластмассовой изоляцией в оплетке, пропитанной консервирующими составами.
Для облегчения поиска провода, изображаемые на электрической схеме тепловоза в виде линий, пронумерованы по участкам. Отдельные участки проводов схемы управления соединены с помощью соединительных зажимов, состоящих из изолирующего основания и контактных винтов с гайками. На винты надеваются наконечники соединяемых проводов и надежно зажимаются гайками. С помощью стяжных шпилек соединительные зажимы объединяются в соединительную колодку. На тепловозах прежних выпусков широко применялись соединительные рейки с наборами контактных винтов. Соединительные колодки и рейки устанавливают главным образом в аппаратных камерах и пультах управления тепловозами.
Отсоединить отдельные электрические аппараты на тепловозах можно с помощью штепсельных разъемов общепромышленного назначения, состоящих из колодок и вставок с контактными штырями и гнездами (например, см. рис. 1).

Рисунок 1 – Штепсельный разъем: а - вставка с контактными штырями, б -  колодка с гнездами

При работе тепловозов по системе  многих  единиц  управление  всеми секциями осуществляется с одного поста управления одним машинистом. Для взаимосвязи цепей управления и сигнализации тепловозы оборудованы межтепловозными соединениями. На раме каждой секции тепловоза около буферного бруса установлены розетки с контактными бронзовыми штырями, к которым присоединяют провода электрической схемы. Съемное межтепловозное соединение состоит из двух штепселей с гнездами, связанными проводами в виде единого жгута (рис. 2). Штепсели своими гнездами устанавливают на штыри розеток, объединяя электрические цепи отдельных секций. Штепсели и розетки уплотняются с помощью резины для предупреждения попадания в них дождевой влаги, которая нарушает  работу   электрооборудования.

Рис. 2– Межтепловозное (межсекционное) соединение.

В цепях ослабления возбуждения тяговых электродвигателей, управления и автоматики на тепловозах применяются ленточные и проволочные резисторы. Ленточные резисторы (рис. 3, а), рассчитанные на большие нагрузки, выполнены из фехралевой ленты, навитой на ребро на трубчатые ребристые изоляторы. Фехраль — это сплав железа с хромом и алюминием.

Удельное электрическое сопротивление у фехраля в 60—75 раз больше, чем у меди. Фехралевые резисторы при работе могут без ущерба нагреваться до 750—900°С.

Трубчатые изоляторы размещены на стальных держателях, которыми крепятся к стойкам с помощью изолированных шпилек и круглых фарфоровых изоляторов. К ленте резисторов приварены выводы для соединения с проводами электрической схемы тепловозов. Тепловозные ленточные резисторы могут пропускать ток до 300 А и поглощать мощность до 2,15 кВт.

Проволочные резисторы представляют собой проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, намотанную на фарфоровые или керамические цилиндры (рис. 3, б). Общее сопротивление резисторов определяется подбором диаметра и длины их провода. Регулируемые резисторы снабжены охватывающими шинками и шунтирующими перемычками. Передвигая шинку (хомутик) по резистору, можно изменять его рабочее сопротивление в электрической цепи.

Рис. 3 - Резисторы: а - ленточные; б- проволочные.

Резисторы на стойках крепятся к панели  из   изолирующего   материала. Эти резисторы рассчитаны на рабочий ток в пределах до 5—10 А и поглощают мощность до 350 Вт.

Классификация электрических цепей тепловозов.

Электрические цепи тепловоза условно делят на четыре группы: 

1. силовая цепь;

2. цепи возбуждения тягового генератора и возбудителя;

3. цепи управления, защиты и вспомогательного электрооборудования; 4. цепи освещения.

- Силовая цепь представляет собой схему собственно электрической передачи тепловоза. Ее дополняет цепь тягового генератора при пуске дизеля.

- Цепи возбуждения возбудителя и тягового генератора служат для формирования внешней характеристики генератора, а следовательно и тяговой характеристики локомотива.

- Цепи управления и вспомогательного оборудования используются для питания аппаратов управления локомотивом и контроля за работой его агрегатов, различного вспомогательного электрооборудования от аккумуляторной батареи или вспомогательного генератора.

- Цепи освещения служат для передачи электроэнергии к источникам света — лампам прожекторов, лампам освещения   тепловоза   и   т.   д.

Принципиальные электрические схемы позволяют понять взаимные связи устройств электрооборудования, но не поясняют их расположение на тепловозе. Поэтому узлы одного и того же электрического аппарата, имея одинаковое условное обозначение, могут находиться в самых различных местах рисунка, изображающего электрическую схему тепловоза.
Следует иметь в виду, что процесс совершенствования локомотивов является непрерывным. Поэтому и в электрические схемы строящихся тепловозов постоянно вносятся отдельные изменения.

При описании путей прохождения электрического тока в цепях для краткости перечисляются лишь главные узлы и провода схем.

Контрольные вопросы:

1.              Как соединяются между собой электрические машины, аппараты и другие устройства на тепловозах.

А) С помощью медных проводов;

Б) С помощью гибких проводов;

В) С помощью штепсельных разъемов.

2. С помощью чего соединительные зажимы объединяются в соединительную колодку?

А) С помощью наконечников;

Б) С помощью стяжных шпилек;

В) С помощью закруток.

3. Чем определяется общее сопротивление резисторов?

А) Свойством материала резистора;

Б)  Диаметром витков резистора;

В) Подбором диаметра и длины их провода.

4. Какие виды резисторов применяются в цепях ослабления возбуждения тяговых электродвигателей, управления и автоматики на тепловозах?

5. В чем заключается особенность работы тепловозов по системе  многих  единиц? Дать пояснения.

6.  На какие группы условно делят электрические цепи тепловоза?