Информационно-образовательная среда

Практическая работа № 1.

Тема: Определение и устранение неисправностей электрической цепи электровоза

Цель работы: Научится определять и устранять неисправности электрической цепи электровоза

Ход работы:

1.     Описать назначение и устройство электрических цепей электровоза

2.     Порядок действия при возникновении повреждений в электрических цепях и проверка цепей контрольной лампой

3.     Ответьте на контрольные вопросы

4.     Сделайте вывод.

Контрольные вопросы:

1. Поясните применительно к силовым контакторам ЭПС термины «раствор», «провал», «перекат» и «воздушный зазор».

2. Как называется материал, из которого делают стенки и перегородки дуго- гасительной камеры? Какие дефекты имеют место в нем при эксплуатации силовых электрических аппаратов и как эти дефекты устраняют при ремонте?

3. Чем опасен выброс электрической дуги за пределы дугогасительной камеры?

4. Что является причиной подгорания контактов в силовых электрических аппаратах?

5. Как проверяют правильность выдувания электрической дуги в электромагнитном контакторе?

6. Поясните сферы применения на ЭПС электропневматических и электромагнитных контакторов.

7. Что такое статическая характеристика токоприемника и как ее снимают?

8. Допускается ли ремонт токоприемника на крыше ЭПС и как при этом обеспечивается безопасность персонала?

9. Как измеряют ток срабатывания быстродействующего выключателя и каким элементом регулируют соответствующую установку?

Характерные неисправности в электрических цепях.

Методика их обнаружения и устранения

Неисправности электрооборудования общего характера.

В процессе длительной эксплуатации электровозов состояние их электрического оборудования постепенно ухудшается, что может приводить к отказам в работе как всего локомотива, так и компонентов этого оборудования. Даже в случае, если для выявления и устранения причины отказа требуется немного времени, трудовые затраты и расход материалов могут быть значительными. Отдельные повреждения могут быть выявлены локомотивными бригадами непосредственно в процессе эксплуатации электровозов, а другие — только в стационарных условиях при техническом обслуживании или ремонте в депо. В первом случае повреждения выявляются локомотивными бригадами при потере силы тяги или торможения, а также в более простых случаях визуально, с помощью контрольных ламп или других простейших приспособлений, а во втором — с помощью различных приспособлений, имеющихся в депо и регламентированных процедурой ремонта контрольно-измерительных и диагностических устройств.

Из неисправностей электрического оборудования наиболее распространены короткие замыкания токоведущих частей, обрывы витков катушек электрических машин и аппаратов, жил кабелей и клеммных наконечников электропроводки, нарушение коммутации электрических машин постоянного и пульсирующего тока, межвит- ковые замыкания в катушках машин и аппаратов. Обычно машинистом также четко фиксируется плохая работа вспомогательных электрических приводов вследствие пониженного напряжения в цепи управления или недостаточного давления воздуха в пневматических системах ЭПС.

Короткое замыкание (КЗ) — это соединение двух электрических проводников постоянного тока разной полярности или двух-трех проводников различных фаз переменного тока. В результате этого резко снижается активное сопротивление цепи и возникают большие, обычно недопустимые по значениям, токи, приводящие к выходу из строя включенных в данную цепь аппаратов и электрической проводки в кузове ЭПС. Причинами КЗ могут быть загрязнение, перетирание, увлажнение или старение изоляции, атмосферные (в результате разряда молнии) или коммутационные перенапряжения, попадание на токоведущие части металлических предметов, соединение соседних элементов аккумуляторных батарей или замыкание внутри одного элемента, падение оголенных частей провода или гибких шунтов, находящихся под напряжением, на заземленные детали, а также потеря полупроводниковыми приборами запирающих свойств. Значительное увеличение тока при КЗ приводит к выгоранию в месте замыкания как изоляции, так и металла токоведущих частей. При запаздывании срабатывания аппаратов электрической защиты большой ток КЗ из-за сильного нагрева может вызвать тепловое повреждение всей токоведущей цепи и привести к пожару. В аккумуляторных батареях КЗ приводит, как правило, к быстрому выкипанию электролита, выпучиванию элементов и разрушению активной массы, а также к выделению пожаро- и взрывоопасного гремучего газа.

Недопустимое возрастание тока в силовых цепях ЭПС может возникать при порче якорных подшипников, разрыве бандажей якорей электрических машин, заклинивании зубчатой передачи или буксовых подшипников колесных пар, резком снижении частоты вращения роторов вспомогательных электрических машин.

Обрывы электрической цепи могут возникать в результате сильного натяжения или крутого перегиба провода или кабеля, частых их колебаний, например при плохом закреплении, отгорания или выпаивания провода из клеммного наконечника, сильного окисления (обго- рания) контактов, попадания между ними постороннего предмета.

В аккумуляторной батарее обрыв цепи может произойти при изломе перемычек из-за вибраций или окисления выводов, а также при вытекании из элементов электролита через трещины в корпусе.

Обрыв цепи приводит к менее опасным по сравнению с КЗ, но достаточно серьезным последствиям, сказывающимся на работе ЭПС. Из-за обрыва цепи токоприемники не поднимаются, не функционируют аппараты защиты электрических цепей, цепи тяговых двигателей и вспомогательных машин. Во всех этих случаях локомотив не может тронуться с места, что приводит к сбою движения.

Обрыв провода в силовых цепях можно устранить только в условиях депо. В эксплуатации локомотивные бригады могут поставить перемычку в обход оборванного участка гибким проводом сечением 2

не менее 16 мм . В цепях управления с малыми токами можно ставить перемычку из более тонкого провода с зажимами типа «крокодил» по концам. Иногда для длинных цепей удается использовать предусмотренные монтажными схемами ЭПС резервные провода, но это требует высокой квалификации машиниста.

Методы выявления мест КЗ и обрывов различны. Места КЗ в депо первоначально пытаются установить по записи, сделанной машинистами в Журнале технического состояния локомотива. Место возможного КЗ внимательно осматривают, пытаясь уточнить его визуально по следам копоти, брызгам металла и характерному запаху горелой изоляции. При недостаточности этих признаков выполняют проверку мегаомметром, для чего проверяемую цепь отсоединяют от «земли» и подключают к зажиму «Линия» мегаомметра. Другой его зажим соединяют с заземленной частью кузова.

Провод от зажима «Линия» присоединяют к неизолированным точкам проверяемой цепи — ножам отключателей двигателей, выводам реле перегрузки, контактам реверсора или тормозного переключателя и т.п. Если при вращении ручки мегаомметра прибор покажет ноль, то в цепи имеется КЗ. В период этой проверки все другие работы на ЭПС должны быть прекращены.

Для уточнения места повреждения постепенно сужают зону поиска, деля проверяемую цепь на отдельные участки, отключая отдельные последовательно включенные в эту цепь аппараты или устанавливая между контактами изоляцию. В ряде случаев цепь приходится делить на участки разъединением кабелей, проводов или шин.

Рассмотрим последовательность поиска места КЗ в цепи, показанной на рис. 6.19. Сначала разъединяют ножи силовой цепи отключа- теля двигателей ОД, а мегаомметр М подключают к точке 1. Если он показывает наличие КЗ в правой от точки 1 части схемы, то эту часть делят пополам по методу дихотомии, устанавливая изоляционную

Рис. 6.19. Схема уточнения места КЗ разделением электрической цени

пластиковую вставку И между контактами реверсора Р. Если после ее установки мегаомметр, подключенный к точке У, указывает на отсутствие КЗ, значит, оно имеет место в правой после реверсора части цепи. Тогда мегаомметр подключают к точке 2 и, устанавливая пластиковую вставку поочередно между контактами тормозного переключателя ГУ, Т2 и ТЗ, уточняют, в какой из катушек полюсов (777/ или ГП2) имеется КЗ.

Выявить участок с КЗ в цепи низкого напряжения можно с помощью прозвопочной лампы на напряжение 50 или 100 В, подключаемой последовательно к разъединенным на рейке зажимам проводов отдельных участков цепи. Этим способом можно выявить место КЗ, находясь в высоковольтной камере локомотива или при открытых дверцах подкузовных ящиков у вагонов электропоездов и пе снимая аппаратов или двигателей с ЭГ1С.

На электропоездах замыкание на землю (корпус) основных проводов управления 15 (плюсового) и 30 (минусового) можно выявить с помощью выключателя КИ «Контроль изоляции» (рис. 6.20). Если замыкания в цепи нет, то лампы Л1 и Л2, включенные последовательно, будут гореть вполнакала, а при наличии замыкания на землю провода ?5 лампа Л1 гореть не будет, так как она оказывается аварийной и зашунтирована цепыо 1—У, а лампа Л2 будет гореть с полным

Рис. 6.20. Принципиальная схема контроля состояния изоляции проводов /5 и 30 цепи управления электропоездов накалом. Горение лампы Л1 указывает на заземление провода 30. Постепенно, по очереди разъединяя межвагонные соединения электропоезда, выявляют вагон с замыканием проводов на корпус.

В эксплуатации имеют место случаи срабатывания аппаратов из-за поступления постороннего питания на их катушки вследствие непредусмотренного электрического соединения проводов, например, в результате перетирания изоляции или смещения и взаимного перемыкания наконечников. Данную неисправность в цепи низкого напряжения легко выявляют по внешним признакам. Обнаружить место такого неправильного соединения в цепях низкого напряжения значительно сложнее.

Если катушка К аппарата при разомкнутом контакте 1 (рис. 6.21) получает неправильное питание (например, по перемычкам а|—а-, или б]—б₂), то аппарат будет включаться или выключаться несвоевременно. В этом случае все цепи следует обесточить и подать на эту катушку напряжение от аккумуляторной батареи при включенном ее рубильнике. Аппарат с катушкой К включится. Теперь следует проверить, не включился ли при этом еще какой-либо аппарат, например с катушкой М. Это может произойти при замыкании между проводами катушек К и М (условно показано обозначенной штриховой линией перемычкой а|—а₂). Если включения аппарата с катушкой М не произошло, то надо, последовательно замыкая блок-контакты 1—4 других аппаратов, включенных в цепь катушки К, продолжать этот поиск до момента включения какого-либо аппарата, что позволит выявить участок с замыканием. Возможные места замыканий условно показаны перемычками б,—б₂ и б|—д₂.

Так как аппараты могут быть удалены один от другого, то поиск неисправности целесообразно проводить, используя зажимы соот-

Рис. 6.21. Схема выявления постороннего (неправильного) питания в цепи управления ветствующих проводов на рейке зажимов РЗ при замкнутом контакте 1. Если при присоединении контрольной лампы к какому-либо проводу лампа Л будет гореть с полным накалом, значит, имеет место не предусмотренное схемой замыкание между проводами. Наиболее вероятными местами такого взаимного соединения являются контроллеры машинистов, кнопочные выключатели, рейки зажимов, розетки межкузовных соединений, панели с аппаратами. Горение лампы с неполным накалом указывает на то, что лампа включена последовательно с каким-либо потребителем электроэнергии.

Цепи высокого напряжения проверяют, измеряя сопротивление изоляции с помощью мегаомметра на 2,5 кВ, а цепи низкого напряжения (от 50 до 380 В) — мегаомметром на 500 В.

Для выявления места обрыва проверяемую цепь условно разбивают на два участка, примерно равных по числу входящих в них различных элементов. Убедившись, что на первом проверяемом участке обрыва нет, проверяют второй, предварительно также разбив его на два участка. Точкой деления следует выбирать зажимы на рейке, выводы у блок-контактов, катушки приводов аппаратов. Если на этом половинном участке обрыв вновь не будет найден, то вторую половину участка в свою очередь делят пополам, и так до тех пор, пока не будет обнаружено место обрыва. При выявлении места обрыва можно подводить напряжение к началу проверяемой цепи (шине контроллера машиниста) (рис. 6.22, а) или к одному из проводов контрольной лампы (рис. 6.22, б).

Для выявления места обрыва цепи катушки К первым способом короткий провод контрольной лампы присоединяют к «земле», а длинным касаются точек, отмеченных па схеме буквами ж и з. Вначале при замкнутых контактах а—б контроллера длинный провод от лампы присоединяют к выводу д катушки. Если лампа загорится, то цепь а—б—д исправна, если не загорится, то неисправна. Если при касании вывода е катушки лампа горит тускло, значит, сама катушка и линия до нее исправны и обрыв надо искать на участке от точки е до «земли». Если при касании точки д лампа не загорается,

Рис. 6.22. Схема выявления места обрыва цепи низкого напряжения то присоединяют вывод лампы к точке в, а затем к точке г Если в первом случае лампа будет гореть, а во втором нет, то цепь нарушена в блок-контакте в—г и т.д.

Если при проверке вторым способом (см. рис. 6.22, б) касание выводом лампы точки д вызовет горение лампы тусклым светом, то цепь от точки д до «земли» исправна. Если при прикосновении к точке в лампа вновь будет гореть тусклым светом, то нарушена цепь на участке а—в. Это может быть или обрыв в проводе б—в или нарушение контакта а—б, что уточняют последующей аналогичной проверкой.

Для проверки цепей описанным выше методом следует использовать лампы мощностью не более 25 Вт с сопротивлением, близким к сопротивлению проверяемых цепей.

Приведенные методы можно применять для проверки цепей катушек приводов всех низковольтных аппаратов, за исключением удерживающих катушек электромагнитов главных выключателей локомотивов переменного тока из-за их высокого сопротивления. Эти катушки следует проверять мегаомметром, помня, что при исправной катушке и замкнутом блок-контакте реле давления показания мегаомметра будут отличаться от нуля. Участок цепи до катушки главного выключателя можно проверить также контрольной лампой первым способом (см. рис. 6.22, а).

Проверку на обрыв межкузовных, межсекционных или поездных проводов ведут включением необходимых кнопок или контроллера машиниста в одной из кабин управления. Место обрыва предварительно определяют по отсутствию включения на одной из секций соответствующего аппарата, а дальнейший поиск ведут описанным выше способом, начиная с соответствующего вывода на рейке зажимов.

Проверять на обрыв цепи миогосекционного электровоза можно по схеме, представленной на рис. 6.23, а. Для этого на удаленной секции электровоза или электросекции мотор-вагонпого поезда провод Л7, па котором возможен обрыв, заземляют. Один вывод мегаомметра М

Рис. 6.23. Схема выявления места обрыва в межсекционных проводах заземляют, другой соединяют с началом проверяемой цепи Г. При вращении рукоятки мегаомметра и исправной цепи прибор покажет нулевое значение. Можно проверить целость сразу двух проводов. Для этого провода N1 и N2 (рис. 6.23, б) присоединяют к выводам мегаомметра и эти же провода на конце последней секции соединяют перемычкой. Если прибор покажет неисправность линии, то его подключают к началу проводов секции В, затем переходят на секции Б и А. Если прибор, подключенный к началу проводов секции А, укажет на исправность проводов секции А, значит, обрыв в проводах секции Б.

Обрывы в цепях высокого напряжения, сопровождающиеся электрической дугой, легко выявить по внешним признакам — копоти и запаху горелой изоляции. Уточняют место обрыва с помощью мегаомметра на 2,5 кВ. Электрические повреждения тяговых двигателей, наиболее часто возникающие на электровозах, это — пробои изоляции, обрывы проводов, межвитковые замыкания обмоток и нарушения нормальной коммутации в щеточно-коллекторном узле.

Пробой изоляции происходит в результате ее ускоренного старения из-за частых и порой значительных перегревов и воздействия на нее механических и электрических факторов. У якорей двигателей пробой изоляции чаще всего возникает в местах перегиба секций обмотки при выходе ее из пазов сердечника. Пробои могут возникать и в местах продавливания или истирания изоляции при неправильной укладке клиньев.

У полюсных катушек пробои происходят в месте скрепления выводных концов с последним витком катушки и во внутренних углах, где напряженность электрического поля наивысшая. Велика в этих местах и возможность механических повреждений при монтаже катушки на сердечник. У компенсационной обмотки пробой чаще всего наблюдается в месте выхода стержней из пазов сердечника полюса.

Пробои изоляции машины в эксплуатации устранить нельзя. В редких случаях в депо непосредственно на локомотиве удается изолировать пробитую изоляцию выводных кабелей тяговых двигателей или кабелей, соединяющих катушки добавочных полюсов. Эти места изолируют несколькими слоями лакоткани, натуральной резины и электрокартона и обвязывают их шпагатом.

Поверхности кронштейнов щеткодержателей могут перекрываться при больших бросках напряжения контактной сети, при возникновении кругового огня на коллекторе и повышенной влажности надколлекторного пространства. Влага, попавшая между фарфоровым изолятором кронштейна и изоляцией пальца щеткодержателя, приводит к перекрытию пальца электрической дугой по всей его длине и прожиганию слюды до металла. Пробои и перекрытия пальцев кронштейнов могут возникать при ненормальных режимах электрического торможения или длительном боксовании колесной пары.

Короткое замыкание может возникнуть в любой машине, аппарате и на любом участке цепи как высокого, так и низкого напряжения. В большинстве случаев установить точное место КЗ во время эксплуатации обычно не удается. Его выявляют в депо вначале визуально, а затем проверкой цепи мегаомметром на 2,5 кВ.

Для этого участок цепи с местом предполагаемого КЗ отключают от остальной силовой цепи ножами ОД (рис. 6.24) или подкладывая изоляционные пластины И, И₂ и #₃ под контакты какого-либо аппарата, например реверсора (точки 1 и 2), тормозного переключателя (точка 2) или переключателя 49, и разъединяя кабели и шипы. Вывод «земля» мегаомметра присоединяют к любой заземленной части локомотива, а рабочим выводом поочередно касаются точек 1, 2 и 3. Если установлено, что КЗ имеется в цепи якорей, то до снятия двигателя с электровоза из пего вынимают все щетки (или подкладывают под них изоляционные пластины), изолируют от обмоток якоря цепь добавочных полюсов, компенсационную обмотку и пальцы кронштейнов щеткодержателей. Если окажется, что у двигателя поврежден кронштейн щеткодержателя или кабельная перемычка добавочных полюсов, то кронштейн или перемычку заменяют, не снимая двигатель с электровоза.

Обрыв цепи у двигателя может возникнуть в результате обрыва обмоток полюсов или перегорания кабеля, соединяющего катушки. У катушек полюсов подобные повреждения бывают лишь в местах

Рис. 6.24. Схема выявления мест КЗ в тяговом двигателе без его снятия с электровоза постоянного тока (в), с моторного вагона (б) и электровоза переменного тока (в):

РП — реле перегрузки; ЛК — линейный контактор выхода выводных концов или в соединениях их с концом другой катушки. Обрыв межкатушечиых соединений приводит к отключению защиты с последующим нарушением цепи одного двигателя на ЭПС переменного тока, где все двигатели соединены параллельно, и всей силовой цепи на ЭПС постоянного тока. Однако обрывы обмотки возникают редко. Отмечены такие случаи у входа проводника в шлицевую прорезь петушка коллекторной пластины. Обнаружить такой обрыв можно по подгарам и мелким брызгам меди у петушков в местах обрыва. Кроме того, в этих случаях срабатывает защита.

Межвитковые замыкания возникают, как правило, по тем же причинам, что и пробои, но последствия их иные. При замыкании двухтрех витков катушки главных полюсов двигатель работает без заметных признаков повреждения, хотя несколько повышается искрение па коллекторе и чаще боксует связанная с этим двигателем колесная пара. Реже наблюдаются случаи межвитковых замыканий в катушках добавочных полюсов. Признаками таких замыканий являются повышенное искрение под одной парой щеток и частое срабатывание защиты.

Межвитковое замыкание в катушках якорной обмотки вызывает вспышки на коллекторе и срабатывание защиты из-за большого тока в контуре короткозамкнутого витка, образованного соединившимися один с другим проводниками обмотки, имеющими крайне малое сопротивление. Межвитковое замыкание сопровождается выделением тепла, часто приводящего к пробою на сердечник якоря.

Нарушение коммутации тяговых двигателей внешне проявляется в повышенном искрении под щетками. Продолжительное повышенное искрение может привести к повреждению коллектора, щеток, а в отдельных случаях и к образованию кругового огня на коллекторе. Степень искрения в значительной мере зависит от качества сборки двигателя, в первую очередь от правильности установки полюсов, состояния рабочей поверхности коллектора, правильности подбора и состояния щеток и качества настройки коммутации в целом.

Искрение под щетками усиливается при рекуперативном торможении, особенно при движении с высокими скоростями и при повышенном напряжении, подводимом к двигателю, а также при резких бросках напряжения в контактном проводе, при которых быстрое изменение поля реакции якоря не компенсируется изменением магнитных полей, создаваемых добавочными полюсами и компенсационными обмотками.

В ряде случаев нарушение коммутации может быть вызвано механическими причинами, например низким качеством щеток, плохим состоянием рабочей поверхности коллектора, неправильным положением щеток и ненормальным их нажатием, установкой в один двигатель щеток различных марок и омеднением при трении о коллектор их рабочих поверхностей. Если какие-либо неисправности из перечисленных выше устранить без разборки двигателя нельзя, то двигатель передают в электромашинный цех для обследования и ремонта.

Вспомогательные машины постоянного тока могут получать те же повреждения, что и тяговые двигатели, поэтому их признаки, методы выявления и устранения аналогичны таковым для тяговых двигателей.

В асинхронных электрических вспомогательных машинах неисправности появляются в значительно меньшей степени благодаря отсутствию коллектора и низкому напряжению роторных обмоток. В таких машинах возникают межвитковые замыкания в обмотках статора, обрывы проводов одной из фаз и повреждения подшипников.

Признаками межвиткового замыкания являются срабатывание теплового реле, неравномерный нагрев корпуса машины и ее повышенное гудение. При обрыве одной из фаз цепи ротор перестает вращаться, двигатель греется, гудит, реле тепловой защиты срабатывает и вызывает отключение напряжения двигателя. Небольшие повреждения подшипников приводят к одностороннему притяжению ротора к статору и замедленному его разгону.

В электрических аппаратах цепей высокого напряжения и аппаратов защиты, имеющих подвижные детали, наиболее часто наблюдаются подгары контактов и дугогасительных камер, пробой и перекрытие изоляции, замедленное включение и отключение, поломка деталей привода, нарушение регулировки уставки, обрыв гибких шунтов.

Подгар контактов происходит из-за их слабого взаимного нажатия, замедленного расхождения при отключении, ненормального действия дугогасительных устройств и цепей, когда аппараты разрывают цепи с большой индуктивностью при больших значениях тока.

Подгары выявляют визуально. Они могут быть в виде оплавлений на поверхностях контактов, в виде копоти на асбоцементных перегородках дугогасительных камер. Следует иметь в виду, что периодическая зачистка поверхности контактов или дугогасительных камер не устраняет причину их подгара. Подгар контактов реверсоров и тормозных переключателей возникает редко, в основном из-за ослабления нажатия или неправильного действия блокировок в цепи низкого напряжения. У групповых переключателей кулачкового типа подгар может произойти из-за нарушения профиля кулачковых шайб или их положения на валу, а также из-за повреждения пружин контакторных элементов. На ножах главного выключателя электровоза переменного тока подгары могут возникать при ухудшении условий гашения дуги основными контактами и при преждевременном повороте изолятора в приводе разъединителя.

У главного выключателя электровоза переменного тока и контакторных элементов группового переключателя ненормальное гашение дуги может произойти из-за снижения давления воздуха в воздушной магистрали.

Пробой и перекрытие изоляции аппаратов электрической дугой происходят в результате старения изоляции, ее механического повреждения и загрязнения, при сильной ионизации окружающего воздуха, возникающей в результате неоднократного срабатывания аппаратов с дугогашением, а также при перенапряжениях между отдельными участками цепи. У индивидуальных контакторов, реверсоров и тормозных переключателей возможны пробои изоляции стоек и изоляционных тяг, а у пусковых резисторов при повышенной влажности атмосферного воздуха — пробой изоляционных шпилек и втулок подвесных изоляторов.

Замедленное включение и выключение аппаратов с электропнев- матическим приводом может происходить в результате механических заеданий в их подвижном механизме или неисправности вентилей, к которым можно отнести износ вертикального штока, плохую притирку клапанов к седлам, попадание под клапаны посторонних частиц. Если вентиль пропускает воздух, то причина неисправности заключается в попадании пыли, окалины или нарушении притирки нижнего клапана. Вентиль пропускает воздух при нарушении притирки верхнего клапана. Эту неисправность часто удается устранить повторным нажатием на кнопку вентиля. Замедленное включение может быть также результатом повреждения уплотняющих манжет поршней цилиндров его привода. Устранить такой дефект можно только с разборкой привода. Замедленное отключение силового аппарата может быть также следствием ослабления или излома отключающих пружин или взаимного приваривания силовых контактов аппаратов, а у групповых переключателей с пневматическим приводом — следствием порчи вентилей и манжет привода, подшипников и искривления кулачкового вала. При замедленном повороте вала главного контроллера на электровозе переменного тока срабатывает реле времени, защищая контакторные элементы от подгорания медленно разрывающейся дугой, а секции вторичной обмотки тягового трансформатора и переходные реакторы от перегрузки по току. Другой причиной замедленной работы привода группового переключателя может быть замерзание смазки в картере редуктора привода в зимнее время или приваривание его силовых контактов. Длительная работа переключателя без ремонта приводит к повышенному износу его подвижных частей.

Замедленное включение электромагнитных контакторов происходит в результате перекоса якоря или при механических заеданиях в подвижной системе. Механические повреждения, такие как ослабление пружин, износ шарниров подвижных частей, изгиб деталей и их заедание, приводят также к нарушению регулировки уставок аппаратов защиты.

В тяговых трансформаторах может возникать повышенный нагрев токоведущих элементов, способный привести к снижению диэлектрических свойств трансформаторного масла и органической изоляции. Резкое увеличение выпрямленного тока в цепи двигателей приводит к недопустимому нагреву обмоток индуктивных шунтов, что ухудшает диэлектрические свойства их изоляции и может вызвать пробой. Возможно появление течи масла в трубопроводах и в сварных швах бака. К течи масла приводят неплотности в креплении фланцев и пробок, неудовлетворительное крепление нажимной гайки у изоляторов вторичной обмотки и болтов крышки трансформатора, повреждения резиновой прокладки между крышкой и баком и др. Наблюдаются случаи появления трещин в опорных узлах, отслоения краски па внутренних поверхностях бака, скола и повреждения глазури у фарфоровых изоляторов.

У сглаживающих и переходных реакторов, индуктивных шунтов и трансформаторов чаще всего возникают перекрытия между витками катушек, повреждения изоляции, трещины в шинах.

Для бесконтактной силовой аппаратуры наиболее характерен сквозной пробой плеча выпрямительной установки, одиночный пробой вентиля, повышенный обратный ток вентиля, нестабильность вольт-амперной характеристики диода или тиристора, обрыв внутренней цепи вентиля, механические и другие повреждения. Одиночный пробой вентиля может быть вызван большим обратным током. Потеря вентильных свойств возможна и при перекрытии кремниевой пластины по ее боковой поверхности внутри корпуса. Кроме того, у вентилей могут оказаться повышенные значения обратного тока, что ведет к его перегреву и тепловому пробою.

У аккумуляторных батарей основной неисправностью является понижение их емкости из-за накопления в электролите углекислых солей — карбонатов, снижающих качество щелочи. Этот процесс наиболее активно проходит при повышенной температуре, плохом креплении пробок, недостатке в электролите едкого лития, загрязнении его вредными примесями. При температуре выше 45 °С активная масса пластин размягчается, ослабляется ее связь с решеткой, что может вызвать ее сползание. В аккумуляторных батареях могут возникать также саморазряд, газовыделения, механические повреждения, снижение напряжения ниже допустимого, короткие замыкания в результате отложения шлама или повреждения сепаратора.

В электрической проводке наиболее характерными неисправностями являются замыкания на корпус, замыкания между проводами, обрыв или перегорание проводов, их чрезмерный нагрев. Обрывы и замыкания одновременно в нескольких проводах происходят редко, но могут иметь место в кондуитах при плотной укладке силовых проводов.

Вспомогательное оборудование и электрические машины, аппараты электровоза

Электрическое оборудование контактного электровоза включает в себя тяговые электродвигатели, электродвигатели компрессора и вентилятора, электромагниты пневмоклапанов, аппаратуру управления электродвигателями (пусковые реостаты и контроллер или устройство комплектное тиристорное), токоприемники, фары и сигнальные фонари, выключатель блокировки сиденья машиниста и др.

При реостатной схеме управления пуск электровоза, регулирование скорости его движения и тормозного усилия при динамическом торможении производится контроллером путем изменения сопротивления на различных позициях пускового реостата, включенного в цепь тяговых двигателей. Пусковые сопротивления состоят из отдельных элементов с большим удельным сопротивлением, выполненных, например, из фехраля.

Устаревшая реостатная схема управления тяговыми электродвигателями наиболее простая, но имеет такие существенные недостатки, как большие (до 20—30 %) потери энергии в сопротивлениях ввиду необходимости работы с пониженными скоростями на реостатных характеристиках, резкое изменение тока и силы тяги при переходе с одной пусковой позиции на другую, вследствие чего недоиспользуется сила сцепления колес электровоза с рельсами в период пуска. Неэкономичность реостатной схемы управления особенно ощутима в аккумуляторных электровозах ввиду ограниченной энергоемкости аккумуляторных батарей.

Электрическая схема электровоза обеспечивает управление тяговым электроприводом, вспомогательным электрооборудованием и выполняет следующие функции: плавный разгон и изменение скорости электровоза и ее стабилизации в пределах от минимальной до допустимой; реверсирование тяговых двигателей и электродинамическое торможение; автоматическое ограничение тока тяговых двигателей при их пуске, регулировании скорости; управление двигателем компрессора в функции давления воздуха в пневмосистеме; контроль температуры тяговых двигателей; защита электрооборудования от токов короткого замыкания; питание стабилизированным напряжением 24 В вспомогательного электрооборудования от аккумуляторной батареи при кратковременном отключении токоприемника от троллейного провода; управление токоприемником, песочницами, автосцепками и стрелочными переводами из кабины машиниста; блокировка рабочего места машиниста с отключением тяговых двигателей и др.

На электровозах применяют тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые по сравнению с двигателями параллельного возбуждения обладают рядом преимуществ: большие перегрузочная способность и пусковой момент, меньшая чувствительность к колебаниям напряжения и др.

Основные параметры тягового двигателя можно определить по его электромеханической характеристике (рис. 10.7), представляющей собой зависимость силы тяги F на ободе ведущих колес (взамен вращающего момента на валу двигателя), скорости движения электровоза v (взамен частоты вращения вала двигателя) и КПД η от тока двигателя 1.

Рис. 10.7. Электромеханическая характеристика тягового двигателя электровоза К14М

За номинальный режим работы тяговых двигателей принимают часовой режим, при котором допустимая температура нагрева обмоток двигателя достигается через 1 ч его работы. В характеристике двигателя указывают часовую силу тяги F_час, часовую скорость ν_час и часовой ток I_час Длительному режиму соответствует такой ток I_дл, при котором допустимая температура обмоток двигателя достигается за неограниченно длительное время. Отношение I_дл/I_час = 0,4÷0,45 называется коэффициентом вентиляции.

Применяются три системы управления тяговыми двигателями электровоза — реостатная, безреостатная и тиристорно-импульсная.

В аккумуляторных электровозах используется безреостатная схема управления, основанная на принципе параллельного или последовательного включения равного числа элементов аккумуляторной батареи. Соответствующей комбинацией включения секций аккумуляторной батареи и тяговых электродвигателей обеспечивают напряжение на электродвигателях, составляющее 25, 50 или 100% от номинального. Например, при использовании аккумуляторной батареи из двух секций можно получить 5 безреостатных позиций (при реостатной системе — 2). При безреостатной системе управления (по сравнению с реостатной) снижаются потери энергии, однако сила сцепления колес электровоза с рельсами в период пуска реализуется неполностью.

В контактных электровозах КТ14 и КТ28 применена тиристорная система управления тяговыми двигателями, основанная на широтно-импульсной модуляции подводимого к электродвигателям напряжения. Эта система управления обладает рядом преимуществ: плавный пуск и регулирование скорости без потерь; повышение пускового тягового усилия, которое ограничивается только предельным значением коэффициента сцепления колес электровоза с рельсами; повышение надежности электрооборудования за счет устранения контактной коммутационной и пускорегулирующей аппаратуры. Разгон, замедление и стабилизация скорости движения электровоза осуществляются автоматически.

В контактных электровозах КТ14 и КТ28 тяговые двигатели имеют повышенную длительную мощность и принудительную вентиляцию. Для этих электровозов разработана аппаратура автоматического управления с тиристорным регулятором, обеспечивающая: бесступенчатое задание скорости электровоза и ее стабилизацию в пределах от минимальной (0,6 м/с) до допустимой по технической характеристике (8 м/с); автоматическое ограничение тока тяговых двигателей при их пуске, регулировании скорости, перегрузках и торможении; блокировку движения электровоза при одновременном управлении из двух кабин; выдачу сигналов на управление электромагнитными рельсовыми тормозами и стрелочными переводами.

Система управления двумя спаренными электровозами (КТ28) на базе тиристорных преобразователей обеспечивает: управление электровозом одним машинистом из кабины ведущего электровоза; независимую работу двигателей в двигательном и тормозном режимах; независимое регулирование двигателей для перераспределения тяговых усилий с целью предотвращения буксования и улучшения тяговых и тормозных характеристик.

Съем тока с контактного провода осуществляется дуговыми токоприемниками (реже — штанговыми) с алюминиевыми контактными вставками, позволяющими уменьшить износ контактного провода. При наличии на электровозе одного токоприемника возникает искрение вследствие отрыва пути от провода при ударах на стыках рельсов. На современных конструкциях контактных электровозов устанавливают два токоприемника, независимо поджимаемые к проводу пружинами и позволяющие уменьшить искрообразование, так как в случае нарушения взаимодействия одной из дуг с контактным проводом ток поступает по другой дуге, что исключает полный разрыв электрической цепи.

Источниками энергии для аккумуляторных электровозов являются тяговые щелочные никель-железные (ТНЖ и ТНЖШ) и никель-кадмиевые (ТНК) шахтные аккумуляторные батареи. Щелочные аккумуляторы по сравнению с кислотными свинцовыми аккумуляторами имеют больший срок службы, большие механическую прочность и выносливость в работе, просты в обслуживании и способны находиться длительное время в разряженном состоянии. Изготавливают батареи различной емкости типа 66ТНЖШ-350-У5, 112ТНЖШ-500-У5 и т. д. Условное обозначение аккумуляторной батареи расшифровывается следующим образом: цифры перед буквами — число последовательно соединенных элементов в батарее, после букв — номинальная емкость в ампер-часах; ТНЖШ — тип батареи (тяговая никель-железная шахтная); У — климатическое исполнение (для работы при температуре окружающей среды от —20 до +45 °С); 5 — категория климатического исполнения. Стандартные емкости аккумуляторных батарей — 300, 350, 500 и 550 А·ч.

Аккумуляторы монтируют в батарейных ящиках и соединяют между собой последовательно. Батарейный ящик сверху закрывают плотной крышкой, имеющей блокировку, которая позволяет открывать крышку только при снятой с электровоза батареи.

В батарейных ящиках во взрывобезопасном исполнении (РВ) для окисления выделяющегося из аккумуляторов водорода устанавливают катализаторы, состоящие из набора палладиевых элементов, а также щелевые пакеты, предназначенные для разгрузки ящика от внутреннего давления в случае возникновения взрыва внутри ящика и обеспечения вентиляции надэлементного пространства батареи. Изменение концентрации водорода регистрируется автоматическим газоанализатором в диапазоне от 0 до 6% и фиксируется на световом табло в кабине машиниста.

Домашнее задание по ДОУ «Оператор по ремонту и обслуживанию вагонов и контейнеров» для группы Т-25В, от 29.10.24

Пропускной способностью железнодорожной линии называется максималь­ное число поездов или пар поездов установленной массы и длины, которое может быть пропущено по данной линии в единицу времени (сутки, час) при имеющейся технической оснащенности, принятом типе графика и заданном числе пасса-жирских поездов.

Пропускная способность линий, специализированных для пассажирско­го движения, рассчитывается в пассажирских поездах в сутки, на пригород­ных участках - в поездах в 1 час.

Провозной способностью линии называется максимальный объем перевозок, который может быть освоен при данной пропускной способности, имеющемся числе локомотивов, вагонов, обеспеченности электроэнергией, топливом, кадра­ми и другими ресурсами.

Для проверки соответствия пропускной и провозной способностей необ­ходимо для размеров движения, определяющих пропускную способность, рассчитать потребные вагонный и локомотивный парки, число локомотив­ных бригад и т.д.

Различают понятия наличной, проектной и потребной пропускной спо­собности.

Наличная - это пропускная способность, которая может быть реализова­на при существующей технической оснащенности линии.

Потребной называется пропускная способность, которая должна быть обеспечена при заданных размерах пассажирского и грузового движения с резервом, определенным на направлении.

Проектная - это та пропускная способность, которая может быть достиг­нута при осуществлении реконструктивных мер по условиям технической ос­нащенности.

Пропускная способность линии определяется по ее элементам: перего­нам, станциям, устройствам электроснабжения, средствам связи по движе­нию поездов, устройствам локомотивного и вагонного хозяйства и т.д.

Поскольку указанные технические устройства работают в едином комп­лексе, необходимо рассчитать пропускную способность каждого из них. Ре­зультативной пропускной способностью для всей линии будет та, которая окажется наименьшей.

Диспропорции в пропускной способности элементов быть не должно. При выявлении ограничивающего элемента решается вопрос усиления его за счет технического переоснащения или проведения организационных мер (изменение типа графика, внедрение передовых приемов труда и т. д.).

Пропускную способность по основным элементам изображают в виде диаграммы, на которой по горизонтали отображают элементы (перегоны, станции, депо, устройства электроснабжения), по вертикали - пропускную способность каждого из них.

Диаграмма пропускной способности разрабатывается для расчета числа поездов, которое может быть пропущено по направлению, и для выявления «узких» мест в пропускной способности.

Суточную наличную пропускную способность определяют с учетом тех­нологических перерывов в движении для работ по текущему содержанию и ремонту технических средств и коэффициента их надежности.

Для обеспечения устойчивой работы на линии при расчетах обязательно проектируется резерв в размере 10- 20 %.

Пропускную способность определяют на всем протяжении участков с одинаковым техническим оснащением.

Перегоны участка могут иметь различную пропускную способность из-за схемы прокладки, перегонных времен хода поездов, величин станционных и межпоездных интервалов.

Для определения пропускной способности участка (линии) по перегонам берется в расчет перегон с наименьшей пропускной способностью. Такой пе­регон называется ограничивающим. На нем период графика является макси­мальным.

Ограничивающий перегон, как правило, совпадает с труднейшим, на котором сумма перегонных времен хода в четном и нечетном направлениях наибольшая.

                                                Контрольные вопросы:

1.              Что называют пропускной способностью?

2.              Что называют провозной способностью?

3.              Что называют  наличной пропускной способностью?

4.              Что называют  потребной пропускной способностью?

5.              Что называют  проектной пропускной способностью?

6.              Как определяют пропускную способность участка?

Домашнее задание по ДОУ «Оператор по ремонту и обслуживанию вагонов и контейнеров» для группы Т-25В, от 30.10.24

Ускорение опробования автотормозов в составах, а также облегчение труда осмотрщиков-ремонтников и слесарей по ремонту тормозов стали возможны с появлением в ПТО постов централизованного их опробования. Оператор со своего рабочего места в помещении ПТО или в специально для этой цели построенном помещении управляет тормозами с поста централизованного опробования. При этом обеспечивается автоматическая ускоренная зарядка тормозной магистрали сжатым воздухом с головы или середины состава. При необходимости зарядку можно произвести с любой части состава.

После выполнения необходимого ремонта и устранения утечек воздуха в тормозной системе осмотрщики-ремонтники (автоматчики) сообщают оператору о готовности состава к опробованию тормозов.

Оператор проверяет плотность тормозной магистрали, опробует тормоза на чувствительность, тормозит и отпускает тормоза. Результаты проверки он сообщает по оповестительной связи осмотрщикам-ремонтникам (автоматчикам), которые проверяют действие тормозов в составе, выход штоков тормозных цилиндров, убеждаются, что все тормоза отпустили, подсчитывают необходимую силу тормозного нажатия для поезда и докладывают оператору о готовности тормозной системы.

Проверка целостности тормозной сети состава и свободного прохождения сжатого воздуха по ней. После подготовки состава к полному опробованию от стационарной установки оператор установки должен зарядить тормозную сеть состава сверхзарядным давлением, завышение давление в тормозной магистрали на 0, 03 МПа (0, 3 кгс/см²). После завершения процесса зарядки сверхзарядным давлением тормозной сети состава осмотрщик вагонов хвостовой группы должен открыть концевой кран последнего вагона и по истечению 8-10 секунд закрыть его, убедившись в свободном прохождении сжатого воздуха. После закрытия концевого крана последнего вагона производиться зарядка тормозной сети состава с завышением зарядного давления на 0, 03 МПа (0, 3 кгс/см2).

Проверка тормозов состава на самопроизвольное срабатывание. После завершения зарядки состава завышенным давлением производиться ликвидация сверхзарядного давления темпом мягкости до зарядного, осмотрщики вагонов должны проконтролировать тормоза, тормоза не должны сработать.

Проверка зарядного давления в тормозной магистрали хвостового вагона. После окончания проверки состава на самопроизвольное срабатывание осмотрщик хвостовой группы должен произвести замер зарядного давления в магистрали хвостового вагона, после замера сообщить оператору установки давление в тормозной магистрали хвостового вагона.

Проверка плотности тормозной сети состава. Проверка на плотность производиться после стабилизации давления в тормозной сети состава, оператор стационарной установки должен проконтролировать проверку плотности состава. Если плотность тормозной сети ниже нормы, то осмотрщики должны устранить утечки в тормозной сети. Операция проводиться до тех пор, пока плотность не будет соответствовать норме.

Проверка тормозов состава на торможение. После проверки на плотность тормозной сети производиться проверка тормозов состава на торможение. Оператор установки должен произвести ступень торможения, понизить давление в тормозной сети на 0, 06 МПа (0, 6 кгс/см²) с последующим поддержанием установившегося давления (перекрыша с питанием). По истечению 2 минут осмотрщики вагонов головной и хвостовой группы должны проверить действие тормозов по всему составу, проверить выход штоков тормозных цилиндров и прижатие колодок к поверхности катания колёс, замерить величину выхода штока тормозного цилиндра хвостового вагона. Так же осмотрщики вагонов должны выявить самопроизвольно отпустившие или не сработавшие на торможение воздухораспределители, подсчитать количество ручных тормозов и вагонов с композиционными колодками и нанести меловые пометки на вагоны с выявленными неисправностями. Оператор установки должен замерить плотность тормозной сети состава, которая не должна отличаться от плотности при отпущенных тормозах более чем на 10% в сторону уменьшения.

Проверка тормозов состава на отпуск. После проверки тормозов на торможение оператор установки должен произвести отпуск тормозов темпом отпуска. Осмотрщики хвостовой и головной группы обязаны проверить отпуск тормозов у всех вагонов состава по уходу штоков тормозного цилиндра и отходу тормозных колодок от поверхности катания колёс, замерить время отпуска у двух (пяти) последних вагонов в хвосте состава. От установки УЗОТ-Р отпуск и торможение производят необходимое количество раз, в зависимости от числа вагонов в составе, из расчёта прохождения одним осмотрщиком 8-9 вагонов за 2 минуты. После устранения выявленных неисправностей действие тормозов необходимо вновь проверить.

Проверка тормозов состава на замедленный отпуск. После окончания проверки зарядного давления в хвостовом вагоне оператор установки должен произвести проверку состава на замедленный отпуск, оператор должен понизить давление в тормозной магистрали состава до 0, 28 МПа (2, 8 кгс/см²). После произведённого торможения сделать выдержку 2 минуты и произвести отпуск повысив давление в магистрали до 0, 38-0, 4 МПа (4, 0-3, 8 кгс/см²). Осмотрщики вагонов обязаны после произведённого отпуска проверить все вагоны на отпуск тормозов по уходу штоков тормозных цилиндров и отходу тормозных колодок от поверхности катания колёс.

 Запасные части и материалы, необходимые при техническом обслуживании и ремонте грузовых вагонов, должны находиться на стеллажах, расположенных вдоль стен вагоносборочного участка депо, на междупутьях ПТО, ППВ или на передвижных вагоноремонтных машинах и ремонтных установках.

Доставка запасных частей и материалов

Для транспортирования узлов, деталей и материалов должны использоваться подъемно-транспортные средства.

Погрузочно-разгрузочные работы и перемещение грузов в депо и их производственных подразделениях должны проводиться в соответствии с Межотраслевыми правилами по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов, Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, ГОСТ 12.3.009, ГОСТ 12.3.020, а также технической документацией, содержащей требования безопасности при производстве работ (технологическими картами, проектами производства работ, нормами и другими нормативными документами).

На местах производства погрузочно-разгрузочных работ с использованием грузоподъемных механизмов должны быть вывешены утвержденные начальником депо и руководителями производственных подразделений депо схемы строповки (способы крепления, подвешивания и обвязки груза к крюку грузоподъемной машины с помощью стропов, изготовленных из канатов, цепей и других материалов) и зацепки узлов, деталей и тары при транспортировании их кранами.

Движение авто- и электрокаров, других транспортных средств на территории депо и его производственных подразделений должно производиться только по предназначенным для этих целей проездам со скоростью не более 10 км/ч, на ремонтных участках - не более 5 км/ч, а в узких проходах и помещениях - не более 3 км/ч.

Транспортные дорожки должны быть обозначены габаритными линиями.

Все транспортные средства должны иметь противоугонные устройства.

Движение транспортных средств на территории депо и его производственных подразделений должно производиться в соответствии со схемой движения транспортных средств, устанавливаемой на щитах на видных местах: у въездных ворот, на ремонтных участках и в других местах интенсивного движения транспортных средств. В местах интенсивного движения транспортных средств должны быть установлены знаки, организующие в нужном режиме движение транспорта и работников.

Схема движения транспортных средств и дорожные знаки должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 10807, ГОСТ 23457.

Транспортирование запасных частей и материалов по междупутьям должно производиться только при отсутствии движения подвижного состава по смежным путям.

Расстояние между движущимися друг за другом транспортными средствами должно быть не менее 20 м.

Перевозимые по междупутьям грузы не должны выступать по ширине за габариты транспортных средств. Груз необходимо укладывать на середину платформы транспортного средства и закреплять для предотвращения скатывания при движении. Масса перевозимого груза не должна превышать грузоподъемности транспортного средства.

При производстве погрузочно-разгрузочных работ рабочие места должны находиться вне линии перемещения грузов грузоподъемными средствами.

Работникам запрещается находиться в зоне подъема, перемещения и опускания грузов.

Контрольные вопросы:

1.              Кто сообщает оператору о готовности состава к опробованию тормозов?

2.              Кто осуществляет опробование тормозов?

3.              На какой установке производят опробование тормозов?

4.              Какие проверки производят при опробовании тормозов?

5.              Кому оператор сообщает о результатах проверки тормозов?

6.              Как осуществляют проверку целостности тормозной сети состава и свободного прохождения сжатого воздуха по ней?

7.              Как осуществляют проверку тормозов состава на самопроизвольное срабатывание?  

8.              Как осуществляют проверку зарядного давления в тормозной магистрали хвостового вагона?

9.              Как осуществляют проверку плотности тормозной сети состава?

10.          Как осуществляют проверку тормозов состава на торможение?

11.          Как осуществляют проверку тормозов состава на на отпуск?

12.          Как осуществляют проверку тормозов состава на на замедленный  отпуск?

Практическая работа № 1.

Тема: Определение состояния дизеля и его систем

Цель работы: Научится определять и устранять неисправности дизеля тепловоза и его систем

Ход работы:

1.     Описать назначение: экипажная часть тепловоза, кузов, рама, кабина, тяговая передача и подвешивание тяговых электродвигателей, устройство колесных пар, буксовых узлов

2.     Порядок действия локомотивной бригады при возникновении неисправности дизеля и его систем

3.     Ответьте на контрольные вопросы

4.     Сделайте вывод.

Вспомогательное оборудование и электрические машины, аппараты

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВОЗА

Вспомогательным оборудованием тепловоза называется совокупность устройств, обеспечивающих нормальную работу дизеля, передачи в экипажной части. Вспомогательное оборудование дизеля было рассмотрено в гл. 6. Данная глава посвящена вспомогательному оборудованию, связанному с работой передачи и экипажной части, а также устройствам, относящимся к тепловозу в целом.

К вспомогательному оборудованию, обеспечивающему работу передачи, могут быть отнесены система воздушного охлаждения тяговых электрических машин и система охлаждения рабочей жидкости гидропередачи. Вспомогательным оборудованием экипажной части являются песочная система, система вентиляции кузова, противопожарные устройства и система пожарной сигнализации. Общей для основных агрегатов тепловоза является воздушная система управления.

12.1. СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Назначение системы охлаждения.

При работе тяговых электрических машин часть подведенной к ним энергии преобразуется в активных частях машины (в обмотках и магнитной системе) в тепловую, что ведет к нагреванию машин и повышению температуры обмоток и их изоляции. Тепловое состояние электрической машины характеризуется температурами t_i ее активных частей, точнее, превышениями t_i, этих температур над температурой охлаждающего воздуха t_o:t_i = t_i — t_o.

Увеличение температур обмоток ускоряет старение электроизоляционных материалов. Для каждого класса изоляции существует определенный уровень температур, превышение которого на 5—10 °С приводит к сокращению долговечности изоляции (срока службы) в два раза. В связи с этим на основе технико-экономических соображений предельные значения превышений температур обмоток t_iмах строго ограничиваются стандартами в соответствии с классами изоляции и имеют следующие значения (при температуре наружного воздуха t_o = 25°С).

Максимальный перегрев Класс изоляции

t_iмах °С В F Н

Для обмотки якорй 120 140 160

» обмоток полюсов 130 155 180

Таким образом, основным назначением системы охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов является создание условий теплоотвода, в которых превышение температур обмоток при любых возможных режимах работы не выходило бы за допустимые пределы.

На тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного тока не менее важным, чем электрические машины, объектом охлаждения является полупроводниковая выпрямительная установка.

Условия работы системы.

Тяговые электрические машины (тяговые электродвигатели и главные генераторы) имеют на современных тепловозах интенсивное воздушное охлаждение. По условиям нормального температурного режима для охлаждения тяговых машин требуются значительные количества воздуха. В среднем для тяговых электродвигателей требуется примерно 0,25—0,30 м³/мин воздуха на каждый киловатт мощности. В целом по тепловозу общее количество воздуха, вентилирующего электрические машины, 18,0—21,0 м³/ч на каждый киловатт эффективной мощности дизеля.

Воздух для охлаждения тяговых электрических машин забирается снаружи тепловозу через воздухозаборные отверстия в стенках кузова.

Технические требования.Система должна обеспечить возможность работы тяговых электрических машин при температурах наружного воздуха от — 50 до + 40 °С. Система должна гарантировать защиту тяговых электрических машин от попадания с охлаждающим воздухом загрязнений, существенно влияющих на их надежность и долговечность, т. е. должна обеспечивать очистку охлаждающего воздуха. Затраты мощности на работу системы должны быть минимально возможными и не должны превышать 4 — 5 % эффективной мощности дизеля тепловоза.

Основные узлы системы.Системы воздушного охлаждения тяговых электрических машин тепловозов состоят из воздухоприемных устройств (жалюзи или сетки), воздушных фильтров, вентиляторов и воздуховодов. В зависимости от размещения вентилятора тяговые машины делятся на самовентилируемые (вентилятор встроен в машину и находится на ее валу, как у тяговых генераторов тепловозов ТЭМ2, ТЭЗ и т. п.) и машины с независимой вентиляцией — от отдельного самостоятельного вентилятора (тяговые электродвигатели и главные генераторы современных тепловозов). Кроме того, различают системы вентиляции индивидуальные, групповые и централизованные. При индивидуальной системе каждая машина имеет свой вентилятор, при групповой - один вентилятор подает воздух нескольким однотипным машинам. Централизованная система предполагает воздухоснабжение всех электрических машин тепловоза от одной мощной вентиляторной установки.

Современные отечественные тепловозы имеют смешанную систему воздухоснабжения электрических машин: тяговые генераторы снабжены индивидуальными вентиляторами, а тяговые электродвигатели объединены в две групповые системы (по тележкам).

На тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного тока (2ТЭ116, ТЭ109) имеется также индивидуальная система охлаждения полупроводниковых выпрямителей. Некоторые новые тепловозы (ТЭП70, ТЭП75, ТЭМ7, 2ТЭ121) имеют централизованные системы охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов.

Достоинством централизованных систем является замена трех-четырех вентиляторов одним, что упрощает конструкцию привода, снижает вес привода его от вала дизеля. В централизованных системах можно использовать более эффективные высокопроизводительные вентиляторы. Недостатком централизованной системы является наличие дополнительных воздуховодов большой протяженности и увеличение затрат мощности, связанное с повышением потерь давления.

Вентиляторы в системах охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов применяются двух типов: центробежные и осевые. В корпусе 3 центробежного вентилятора тяговых электродвигателей (рис. 12.1) установлено вентиляторное колесо 2, состоящее из ступицы 5, консольно посаженной на вал 6, диска 7 и кольца 1, которым приклепаны штампованные лопатки 4.

Вентиляторы такого типа на большинстве отечественных тепловозов питают воздухом тяговые электродвигатели каждой тележки. Вентиляторы тепловоза ТЭЗ имеют односторонний подшипниковый узел, как показано на рис. 12.1. Вентиляторы тепловоза 2ТЭ10В задней стенкой кожуха прифланцовываются непосредственно к распределительным редукторам, вентиляторное колесо насаживается на выходной вал редуктора. В связи с этим в задней стенке вместо подшипника устанавливается сальниковое уплотнение, предотвращающее попадание смазки из редуктора в кожух вентилятора.

Вентиляторы на тепловозах работают в тяжелых условиях. Стремление ограничить их габариты требует применения высоких скоростей вращения вентиляторных колес (более 2000 об/мин). В то же время ввиду консольного закрепления лопаток на колесе на них сильно отражаются как неравномерность вращения вала дизеля, так и вибрации рамы тепловоза при движении. Поэтому привод вентиляторов тяговых электродвигателей на тепловозах 2ТЭ10Л (В) осуществляется не жестко, а через гидромуфты (постоянного наполнения), которые не пропускают высокочастотные колебания.

Рис. 12.1. Центробежный вентилятор системы охлаждения тяговых электродвигателей

На тепловозах 2ТЭ10 и ТЭП60 центробежные вентиляторы применяются и для охлаждения тяговых генераторов. Некоторые вентиляторы (тягового генератора тепловоза М62) имеют лопатки переменной ширины. Осевые вентиляторы, применяемые для охлаждения генераторов на тепловозах ТЭП10, похожи по конструкции на вентиляторы холодильника. Вентиляторное колесо с 16 лопастями наружным диаметром 500 мм отливается из алюминиевого сплава.

Аналогичной, но более совершенной конструкции осевые вентиляторы применяются в централизованных системах тепловозов ТЭП70, 2ТЭ121. Эти вентиляторы располагаются в вертикальных трубопроводах и имеют неподвижные направляющие аппараты.

Воздушные фильтры тяговых электродвигателей.

Для очистки воздуха, охлаждающего тяговые электродвигатели, на серийных грузовых тепловозах применяются простейшие сетчатые фильтры (рис. 12.2).

Фильтр представляет собой кассету 1 в виде рамки толщиной 22 мм, в которую вложены три слоя проволочной сетки 2, 3, 4. Первый слой (со стороны входа воздуха) представляет собой плоскую сетку № 7-1,2. В номере сетки первая цифра означает шаг переплетения сетки в мм, вторая — диаметр проволоки. В качестве остальных двух слоев используется более мелкая сетка, которая гофрируется в складки высотой 8 мм и шагом 15 мм. Вторым слоем служит сетка № 5-0,7, у которой гребни гофров расположены под углом 30° к вертикали. Третий слой — сетка № 4-0,6 с горизонтальными гофрами. Сетки в двух местах в середине скреплены стяжными болтами 6.

Рис. 12.2. Сетчатый воздушный фильтр системы охлаждения тяговых электродвигателей

Кассета имеет четыре поворотные рукоят­ки 5 для установки и закрепления кассеты в корпусе. Снаружи фильтр закрывается штампованной предохранительной сеткой, укрепляемой на кузове тепловоза также четырьмя запорами.

Аналогичные фильтры используются на тепловозах 2ТЭ10Л(В) и в системе охлаждения тягового генератора. Следует отметить, что сетчатые фильтры такой конструкции обладают очень невысокой эффективностью и не обеспечивают защиты тяговых электродвигателей от загрязнений.

Поэтому для современных тепловозов разрабатываются конструкции более эффективных фильтров. На тепловозах 2ТЭ116 применены сетчатые многослойные фильтры (их конструкция отличается большим числом слоев сеток в кассете). На тепловозах ТЭП70 применены фильтры из пенополиуретана  (поролона), слой которого укрепляется в кассете между двумя металлическими сетками.

Рис. 12.3. Воздушный фильтр главного генератора тепловоза ТЭЗ

Рис. 12.4. Установка воздушного фильтра при смешанном заборе воздуха

Воздушные фильтры тяговых генераторов.

На тепловозах ТЭЗ с внутренним забором охлаждающего воздуха применялись гофрированные воздушные фильтры, разработанные в МИИТе (рис. 12.3). Фильтр представляет собой кассету с двухслойной проволочной сеткой № 1-0,35. Сетка глубоко гофрирована. Кассета укрепляется на фланце всасывающего патрубка генератора болтами. Тепловозы ТЭЗ последних лет выпуска были оборудованы смешанной системой забора воздуха для охлаждения главного генератора, которая допускает использование как наружного, так и внутреннего воздуха (рис. 12.4). В последнем случае воздух проходит через воздушный фильтр 7 конструкции МИИТа, изготовленный в виде вставной кассеты. Фильтр установлен на лицевой стенке кожуха 1 воздуховода. В воздуховоде имеется заслонка 5, позволяющая перекрывать его при заборе воздуха из кузова через фильтр, при работе с наружным забором воздуха фильтр прикрыт откидной крышкой 3. Заслонка поворачивается рукояткой 6. Такая конструкция предусматривает забор воздуха из кузова тепловоза в зимний период и забор воздуха снаружи тепловоза через боковые каналы без специальной очистки в летний период. Зимой открывают крышку 3, освободив винты 2. Крышку закрепляют в верхнем положении этими же винтами, ввертываемыми в бонки 4. Внутреннюю заслонку закрывают, а оба рычага — с рукояткой б и без нее — устанавливают для этого в горизонтальное положение и закрепляют в нем специальными болтами. При переходе на летний режим следует закрыть крышку 3 и закрепить ее болтами. После этого открыть внутреннюю заслонку, ее оба рычага при этом располагаются вертикально и фиксируются в этом положении болтами. Фильтры такой же конструкции применены на тепловозах ТЭП10 и ТЭ109.

Централизованная система воздушного охлаждения электрических машин и аппаратов (тепловоз ТЭП70). Осевой вентилятор 1 (рис. 12.5) засасывает воздух из атмосферы через блок 10 воздушных фильтров и нагнетает его к потребителям: главному генератору по каналу 2, тяговым электродвигателям — по каналам 3, 4, 7, 12, 13 и 16, выпрямительной установке 11. Кроме того, воздух из системы направляется на наддув высоковольтной камеры (канал 15), к калориферам кабины машиниста (по каналам 5) и на обогрев лобовых стекол (по каналу 6).

  Рис. 12.5. Централизованная система охлаждения тяговых электрических машин тепловоза ТЭП70

Основные воздуховоды системы — центральный 14 и боковые 9 — образованы непосредственно в сварной конструкции рамы 8. Осевой вентилятор установлен на раме тепловоза и соединен с валом главного генератора через упругую муфту и угловой редуктор, встроенный в корпус вентилятора.

12.2. ВОЗДУШНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Назначение системы. Большая часть аппаратов контроля и управления тепловоза работает по электропневматическому принципу. Управляющий сигнал поступает к ним в виде электрического тока, а исполнительное действие осуществляется пневматическим приводом — под действием сжатого воздуха. Источником сжатого воздуха для питания пневматических аппаратов на тепловозе служит тормозной компрессор. Давление воздуха в главном воздушном резервуаре тепловоза автоматически поддерживается на уровне 0,75—0,85 МПа. Воздух к аппаратам поступает от тормозной магистрали по трубопроводам воздушной системы управления.

Схема системы. Системы воздухопроводов управления отечественных тепловозов в принципе одинаковы. Для примера на рис. 12.6 приведена схема основных воздухопроводов управления тепловоза 2ТЭ10В. Воздух в систему поступает от воздушной тормозной магистрали тепловоза через фильтр 1.

Через клапан 7, поддерживающий постоянное давление 0,55—0,60 МПа, которое контролируется по манометру 23, воздух поступает к наиболее ответственным аппаратам управления: к приводу реверсора 9, электропневматическим групповым 8 и поездным 11 контакторам, электропневматическому клапану песочницы 10, электропневматическим вентилям 12 цилиндра включения ряда топливных насосов дизеля и 13 ускорителя пуска дизеля. Ряд потребителей сжатого воздуха, не требующих точной регулировки его давления, подключены непосредственно к магистралям, идущим от главного воздушного резервуара. Это, например, стеклоочистители 3 кабины машиниста и через клапан 2 звуковые сигналы: тифоны 5 и свисток 6. От трубопровода 26 противопожарной системы воздух поступает к электропневматическим вентилям 20, управляющим проходом воздуха к цилиндрам 16, 17, 18 и 19 привода жалюзи холодильника. Непосредственно от магистрали — к пневмоцилиндрам 14 привода воздухоочистителей дизеля. Система имеет патрубки 22 и 24 для отбора воздуха при обдуве холодильника, тягового генератора и высоковольтных камер и краны 4, 15, 21 и 25.

Рис. 12.6. Схема воздушной системы управления тепловоза 2ТЭ10В

12.3. ПЕСОЧНАЯ СИСТЕМА

Назначение и основные узлы системы. Для увеличения сцепления колес локомотивов с рельсами на трудных участках профиля, а также при трогании поезда с места применяют подачу сухого песка к точкам контакта колес с рельсами. Для этой цели и служит на тепловозах песочная система. Она состоит из бункеров для хранения сухого песка и форсунок для подачи песка под колеса, соединенных между собой трубопроводами, а также устройств управления.

Схема системы. Подача песка в системе и управление ее действием осуществляются при помощи сжатого воздуха. В связи с этим система (рис. 12.7) подключена кранами 5 к тормозной магистрали, а через клапан 7 — к воздушной системе управления. Система подачи песка состоит из бункеров для песка, воздухораспределителей, форсунок и трубопроводов.

Песок хранится в четырех бункерах 1, загрузочные горловины которых размещены с обеих сторон на передней и задней стенках кузова тепловоза. Общая емкость бункеров одной секции тепловоза 2ТЭ10В — 910 кг песка. Из бункеров песок самотеком стекает в форсунки 2, из которых воздухом направляется под колеса по резиновым рукавам 3.

Сжатый воздух поступает в форсунки через воздухораспределители 4.

Воздухораспределитель (рис. 12.8, а) имеет корпус 4 и штуцеры 1, 2 и 6. Внутри корпуса 4 расположены поршень 3 и клапан 5, опирающийся на пружину, установленную на дне корпуса. Управляется воздухораспределитель воздухом, поступающим в надпоршневую полость прибора через штуцер 2 из системы управления через электропневматические клапаны 7 и 8 (см. рис. 12.7). Электропневматический клапан (7 и 8) состоит из двух электропневматических вентилей, обмотки которых питаются током от электрической системы управления тепловоза. При замыкании ножной педали 6 песочницы в кабине машиниста ток проходит по обмотке катушки вентиля, его сердечник втягивается, воздух, попадая в воздухораспределитель, перемещает его поршень вниз и открывает клапан 5, удерживаемый нормально пружиной. При открытии клапана 5 воздух из тормозной системы поступает через воздухораспределитель в полость б (рис. 12.8, б) форсунки и далее через канал в в полость 2, откуда небольшая часть потока воздуха по каналу а попадает в полость А и взрыхляет песок. Смесь песка с воздухом эжектируется основной струей воздуха, проходящей из полости 2 через сопло 2, и увлекается из корпуса 1 форсунки в трубопроводы и далее подается под колеса. Часть потока воздуха из полости б для более эффективной работы форсунки поступает обходным путем через канал сопла 3 и кольцевой зазор вокруг сопла 2. Подача песка регулируется винтом 4, который стопорится гайкой 5. Пробка 6, ввернутая в корпус форсунки, служит для прочистки (или замены) сопла 2 в случае ее засорения, крышка 7 — для очистки канала а и полости А. Для подачи песка под первую колесную пару используется кнопка КПП.

  Рис. 12.7. Схема песочной системы

Рис. 12.8. Элементы песочной системы: а — воздухораспределитель; б — форсунка

Трубы, подводящие песок к внутренним колесным парам тележек (к третьей и четвертой в секции), имеют большую длину. Во избежание их забивания осаждающимся песком к этим трубам сделаны по три дополнительных подключения воздухопроводов, способствующих разрыхлению и сдуванию остатков песка.

При размыкании ножной педали 6 (см. рис. 12.7) сердечник под действием пружины поднимается, открывая выход воздуху из надпоршневой камеры воздухораспределителя через отверстие корпуса электропневматического клапана в атмосферу, и форсунки прекращают подавать песок под колеса. Катушки электропневматических клапанов 7 и 8 сблокированы с реверсором так, что при переднем ходе тепловоза работает один вентиль, а при заднем — другой. Соответственно работают и форсунки переднего и заднего хода.

12.4. ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Причины возникновения пожаров на тепловозах связаны с возможными повреждениями дизеля или электрического оборудования, а также с неправильным их обслуживанием. Дизель сам по себе представляет объект повышенной опасности ввиду высоких температур его основных узлов и наличия в его системах горючих материалов (топливо, масло) и возможности их утечек. Однако причиной загорания может служить только какое-либо нарушение его нормального технического состояния. Так, пробой газов в картер (из-за прогорания днища поршня) может привести к взрыву паров масла и выбросу его из картера в дизельное помещение. Опасным в пожарном отношении является попадание масла при неисправностях в системе смазки на неизолированные части выпускных коллекторов и глушителей дизеля, имеющих высокую температуру.

Попадание масла на детали электрического оборудования тепловоза также может привести к загоранию. Кроме того, и сами электрические приборы могут быть причиной пожара при их неправильном содержании (искрение машин и аппаратов, замыкание на корпус, переброс дуги, замасливание проводов и контактов, использование нетиповых предохранителей или несоответствующих сопротивлений и т. д.).

Особенностями развития пожаров на тепловозах являются возможности их скрытого и быстрого распространения под полом дизельного помещения при наличии там загрязнений и остатков обтирочных материалов. Повышенная опасность загорания тепловоза на линии при движении с поездом требует обязательного его оснащения противопожарными средствами.

Противопожарное оборудование тепловозов обычно состоит из стационарной установки для тушения пожара, переносных огнетушителей и системы автоматической пожарной сигнализации для быстрого обнаружения пожара.

Наличие противопожарного оборудования на современных тепловозах указано в табл. 12.1.

Установка для тушения пожара, применяемая на магистральных тепловозах, по принципу действия является воздухопенной. Она состоит (рис. 12.9) из резервуара 4 объемом 290 л, двух смесителей 3 со шлангами и трубопроводов. В резервуар, расположенный в задней части дизельного помещения под крышей (тепловоз 2ТЭ10В) или на полу (ТЭЗ), заправляется 270 л воды и 11,6 л пенообразователя ПО1 (4 % общего объема раствора). Получаемый огнегасительный раствор обладает кратностью выхода пены 25—35, т. е. выход пены при полном использовании раствора составляет от 7000 до 10 000 л. Установка подключена через краны 1 к воздушной системе тепловоза. Открытие любого из кранов приводит к включению в действие смесителей.

Рис. 12.9. Схема противопожарной установки

Воздух, проходя через кран 1 и клапан максимального давления 5, отрегулированный на давление 0,25—0,28 МПа, попадает в резервуар 4 и выжимает раствор к смесителям 3 через шланги 2.

Одновременно по другим трубопроводам через клапан максимального давления 6, отрегулированный на давление 0,15—0,16 МПа, сжатый воздух поступает непосредственно к смесителям, где при открытом кране смесителя поток жидкости распыливается воздухом в диффузоре с интенсивным образованием пены. На раструбе диффузора смесителя установлено кольцо с мелкой сеткой, усиливающей распыление и пенообразование раствора. Цилиндрический наконечник смесителя облегчает направление струи на объект пожара.

Длина струи пены из смесителя достигает 4—5 м. Время работы установки через один смеситель 10—12 мин, через два—вдвое меньше.

Установка может быть использована для тушения пожаров не только на тепловозе, но и вблизи железнодорожного пути (насколько позволяет длина шлангов и дальнобойность струи).

Система автоматической пожарной сигнализации на тепловозах состоит из термодатчиков — тепловых извещателей и средств сигнализации. Датчиками служат терморезисторы, обладающие свойством релейного эффекта. Схема построена на срабатывание датчиков при температуре + 90±10°С. Датчики размещены в наиболее пожароопасных местах тепловоза (18 шт. в дизельном помещении, 2 шт. в правой и 1 шт. в левой высоковольтных камерах). Средством сигнализации служит сигнальная коробка в кабине над столиком помощника машиниста. Она имеет четыре сигнальные лампы, указывающие на место пожара (дизельное помещение и высоковольтные камеры первой и второй секций), и две кнопки для проверки исправности системы. Одновременно с загоранием сигнальной лампы включается звуковой сигнал, в качестве которого используется зуммер боксования.

12.5. ПРИВОД ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Соединение вала дизеля с валом тягового генератора на тепловозах выполнено по-разному. Нижний коленчатый вал дизелей типа Д100 (на тепловозах ТЭЗ, 2ТЭ10В) соединен с валом якоря главного генератора полужесткой пластинчатой муфтой 24 (рис. 12.10), допускающей некоторую несоосность валов. На наружной цилиндрической поверхности ведущего диска муфты нарезаны зубья, с которыми может входить в зацепление червяк валоповоротного механизма, при помощи которого осуществляют пробуксовку вала при регулировке и ремонте дизеля. Такое же соединение применено на тепловозах ТЭП60 (дизель 11Д45А) и М62 (дизель 14Д40). Вал дизелей типа Д50 (ПД1) соединен своим фланцем с якорем генератора жестко, на болтах.

Затраты мощности на вспомогательное оборудование. Поскольку единственным источником энергии на тепловозе является дизель, то все циркуляционные агрегаты вспомогательного оборудования (насосы, вентиляторы и т. п.) получают энергию от вала дизеля. Часть мощности дизеля, затрачиваемую на привод вспомогательного оборудования (т. е. на собственные нужды), иногда называют вспомогательной мощностью.

Основные потребители вспомогательной мощности на тепловозах с электрической передачей: вентиляторы холодильника, тормозной компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых электрических машин и двухмашинный агрегат. Доля вспомогательной мощности на современных тепловозах составляет 11 — 12 % номинальной мощности дизеля.

Типы приводов вспомогательного оборудования.

Вспомогательная мощность может передаваться от вала дизеля к агрегатам-потребителям следующими способами: механическим (непосредственное соединение, клиноременная или зубчатая передача); гидравлическим (гидростатический привод или гидродинамическая муфта), электрическим (электродвигатели переменного или постоянного тока с питанием либо от тягового генератора, либо от специального вспомогательного генератора, например стартер - генератора). Привод любого типа может быть групповым или индивидуальным. Разные агрегаты вспомогательного оборудования предъявляют различные требования к приводу в зависимости от особенностей режимов своей работы.

Привод вентилятора холодильника должен быть регулируемым в зависимости от температур охлаждающих жидкостей: привод компрессора — если нерегулируемым, то, по крайней мере, отключаемым, так как его работа нужна, лишь когда давление в главных резервуарах ниже установленного (к сожалению, это условие реализовано лишь на некоторых маневровых тепловозах. На магистральных же — компрессор не отключается, а лишь переводится в режим холостого хода открытием клапанов, что отражается на его износе). Привод двухмашинного агрегата и вентиляторов тяговых электрических машин на всех отечественных тепловозах неотключаемый и нерегулируемый.

Рис. 12.10. Схема привода вспомогательного оборудования на тепловозе 2ТЭ10В

Кроме этих условий, к приводу предъявляются требования нераспространения ударных нагрузок и крутильных колебаний и т. д. Основное распространение на отечественных тепловозах получил групповой механический привод всех агрегатов вспомогательного оборудования. Имеется опыт применения гидростатического привода для вентиляторов холодильника на тепловозах ТЭП60, ТЭП70 и ТГ16; гидродинамический нерегулируемый привод применен на тепловозе 2ТЭ10В; на тепловозе ТГМЗА использован индивидуальный электрический привод постоянного тока для вентилятора холодильника (типы приводов вентилятора холодильника рассмотрены отдельно в гл. 6). На тепловозе 2ТЭ116 применен индивидуальный электрический привод переменного тока для всех агрегатов вспомогательного оборудования.

Механический привод осуществляется, как правило, при помощи системы валов и одного-двух распределительных редукторов, причем в конструкции последних все чаще, помимо жестких зубчатых передач, применяются и гидродинамические аппараты.

Примером механического привода с двумя распределительными редукторами может служить привод механизмов тепловоза 2ТЭ10В (см. рис. 12.10). Передний редуктор 6 связан с валом тягового генератора 8 двойной пластинчатой муфтой 7 и служит для распределения мощности на двухмашинный агрегат 1 (через карданные валы 4 и 2 с промежуточной опорой 3), вентилятор 5 тяговых электродвигателей передней тележки (непосредственно) и вал компрессора 26 (через двойную пластинчатую муфту 25). Общая мощность, передаваемая на передний редуктор от вала дизеля, составляет 96 кВт. Задний редуктор 19 связан с нижним коленчатым валом дизеля 9 через пластинчатую муфту 20 и промежуточный вал 10. Редуктор распределяет мощность на вентилятор 11 тяговых электродвигателей задней тележки (непосредственно), тахометрический агрегат 12 (через карданный вал 18, промежуточный редуктор 17 и вал с пружиной 13) и гидропривод 15 вертикального вала 14 вентилятора холодильника (через карданный вал 16 от промежуточного редуктора 17). Через задний редуктор также приводится насос центробежного очистителя масла. Общая мощность, передаваемая на задний редуктор, составляет 155 кВт.

Вентилятор 23 охлаждения тягового генератора имеет отдельный привод от верхнего коленчатого вала дизеля — через карданный вал 21 и специальный редуктор 22.

Редукторы.

Распределительные редукторы тепловоза 2ТЭ10В — передний и задний — похожи по устройству и имеют ряд однотипных деталей (рис. 12.11). На ведущем валу I переднего редуктора (рис. 12.11, а) насажена большая цилиндрическая шестерня 1 отбора мощности, которая через шестерню 2 вращает нижний вал II привода двухмашинного агрегата, а через шестерню 3 — полый вал III насосного колеса гидромуфты. Вал IV турбинного колеса гидромуфты через коническую пару 4—5 вращает вал V колеса вентилятора тяговых электродвигателей. Для привода компрессора служит непосредственно второй фланец ведущего вала I. Редуктор имеет лопастный насос 4, обеспечивающий подачу смазки в узлы редуктора.

Рис. 12.11. Схемы редукторов привода вспомогательного оборудования тепло­воза 2ТЭ10В

Задний редуктор (рис. 12.11, в) отличается лишь назначением валов и их взаимным расположением. Вал IV используется для привода насоса центрифуги. Вал II служит для отбора мощности на промежуточный редуктор (рис. 12.11, г), ведущий вал I которого связан с гидроприводом вентилятора холодильника, а через шестерни 8—9 передает мощность на вал VII привода тахометрического агрегата. Редуктор привода вентилятора тягового генератора (рис. 12.11,6) представляет собой пару конических шестерен 6—7. Вентиляторное колесо непосредственно насаживается на цапфу вала VI.

На тепловозе ТЭЗ применены несколько более простые по конструкции редукторы. Устройство его заднего распределительного редуктора было рассмотрено выше (см. рис. 6.26, а). Передний редуктор представляет собой одноступенчатую передачу с цилиндрическими шестернями. В редукторе мощность распределяется на два ведомых вала. Один из них соединен с двухмашинным агрегатом, второй — с валом вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки. Тахометрический агрегат связан с ведомым валом клиноременной передачей.

Как видно из рис. 12.10 и 12.11, механический привод, представляющий собой длинную систему связанных валов, довольно громоздок и сложен. При механическом приводе трудно осуществить регулирование режимов работы вспомогательных механизмов (даже ступенчатое, например сезонное, не говоря уже о плавном).

Рис. 12.12. Схема привода вспомогательного 'оборудования на тепловозе 2ТЭ116

Электрический привод переменного тока применен на тепловозе 2ТЭ116. Основные потребители вспо­могательной мощности — мотор-вентиляторы холодильника 1—4 (рис. 12.12), мотор-вентиляторы тяговых электродвигателей 5, 6 и мотор-вентилятор 7 выпрямительной установки — получают питание непосредственно от синхронного тягового генератора ТГ; мотор-компрессор 9 питается от стартер - генератора 8. Последний, а также вентилятор 11 тягового генератора и возбудитель 10 имеют механический привод. Привод всех агрегатов в этой системе нерегулируемый, что является одним из принципиальных недостатков электропривода на переменном токе. Регулирование температур охлаждающих жидкостей здесь может осуществляться лишь дискретно — включением и выключением отдельных вентиляторов. Другим недостатком данной системы является то, что включения и отключения этих мотор-вентиляторов, работающих параллельно тяговым электродвигателям силовой цепи, отражаются на режимах их работы. Завод-изготовитель поэтому разработал вариант тепловоза 2ТЭ116 с гидродинамическим приводом вентиляторов холодильника. Однако это не исключает возможности дальнейшего конструктивного совершенствования электропривода, обладающего рядом неоспоримых преимуществ.

Общие сведения об электрических цепях и схемах тепловоза

Электрические цепи тепловоза подразделяются на высоковольтные и низковольтные.

Высоковольтные цепи включают в себя:

·         тяговый генератор;

·         тяговые электродвигатели;

·         на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока также и выпрямительную установку;

·         соединяющие их кабели и контакты силовых электрических аппаратов.

Низковольтные цепи включают в себя:

·         электродвигатели привода агрегатов дизеля, обеспечивающих его запуск и работу;

·         цепи управления дизелем и передачей;

·         цепи освещения, сигнализации и контрольно-измерительные приборы.

Низковольтные цепи получают питание при неработающем дизеле от аккумуляторной батареи, при работающем — от вспомогательного генератора, на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока — от стартер-генератора.

Структура электрической схемы тепловоза.

Цепи ЭС тепловоза с электрической передачей подразделяются на высоковольтные и низковольтные.

Высоковольтные цепи включают в себя:

- тяговый генератор (ТГ);

- тяговые электродвигатели (ТЭД);

- на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока также и выпрямительную установку (ВУ);

- соединяющие их кабели и контакты силовых электрических аппаратов

(на тепловозах 2ТЭ116 и ТЭМ7А также и цепи, связанные с получающими питание от ТГ электрическими машинами – электродвигателями охлаждения ТЭД и теплоносителей дизеля на 2ТЭ116, электродвигателем второго компрессора на ТЭМ7А). Напряжение в этих цепях может достигать 600 В, они гальванически не связаны с другими цепями тепловоза (на тепловозах с передачей постоянно-постоянного тока – за исключением момента проворота коленчатого вала дизеля); в отличие от всех остальных цепей в них не устанавливают плавких вставок и автоматических выключателей, так как защита их от опасных режимов работы осуществляется при помощи специальных реле (РЗ, РМ). На тепловозах с гидравлической передачей и дизель-поездах высоковольтные цепи отсутствуют.

Низковольтные цепи включают в себя:

- электродвигатели привода агрегатов дизеля, обеспечивающих его запуск и работу (топливоподкачивающих и маслопрокачивающих насосов);

- цепи управления дизелем и передачей;

- цепи освещения, сигнализации и контрольно-измерительные приборы (кроме амперметра и вольтметра ТГ).

НВ цепи получают питание при неработающем дизеле от аккумуляторной батареи (АБ), при работающем – от вспомогательного генератора (ВГ), на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока – от стартер-генератора (СТГ).

Схемы электроснабжения низковольтных цепей всех современных тепловозов практически аналогичны. Минусы АБ и ВГ соединены между собой; при остановленном дизеле напряжение ВГ равно нулю и цепи получают питание от АБ; диод заряда батареи (ДЗБ) при этом препятствует замыканию батареи через якорную цепь ВГ. После запуска дизеля получает питание реле (контактор) регулятора напряжения (РН) – полупроводникового блока, питающего обмотку независимого возбуждения ВГ (СТГ) и регулирующего силу тока в ней таким образом, чтобы напряжение ВГ (СТГ) поддерживалось независимо от частоты вращения якоря и нагрузки на постоянном уровне, несколько превышающем напряжение АБ (если напряжение АБ равно 64 В, то 75 В, если 96 В, то 110 В, если 90 В, то 115 В (ЧМЭ3), если 50 В, то 60 В (Д, Д1).

После включения регулятора напряжения потенциал плюса ВГ (СТГ) становится выше потенциала плюса АБ, диод заряда батареи открывается, и низковольтные цепи начинают получать питание от ВГ (СТГ). Одновременно начинается заряд аккумуляторной батареи через сопротивление заряда батареи СЗБ, которое ограничивает силу зарядного тока (чрезмерный зарядный ток приводит к выкипанию электролита элементов АБ).

Данная схема обладает очевидным недостатком: при получении низковольтными цепями питания от АБ в цепь этого питания входит СЗБ, что обуславливает бесполезный дополнительный разряд батареи. Этот недостаток устранён в схеме тепловоза 2ТЭ116: СЗБ на этих тепловозах шунтировано диодом; через сопротивление проходит только ток заряда батареи, а разряд происходит через диод. На дизель-поездах ДР1 (всех индексов) шунтирование СЗБ при запуске осуществляет специально для этого предназначенный контактор КЗБ.

Рис. Упрощённые схемы питания низковольтных цепей:

а – дизель-поезда, тепловоза с гидравлической передачей, тепловоза с электрической передачей постоянно-постоянного тока (М62); б – тепловоза с электрической передачей переменно-постоянного тока (2ТЭ116); АБ – аккумуляторная батарея; ПР – плавкий предохранитель; СЗБ – сопротивление заряда батареи; ДЗБ – диод заряда батареи; РУ11 – реле управления; РН – регулятор напряжения; ВГ – вспомогательный генератор; АМК – автоматический выключатель компрессора; КРН, КДК, КУДК – контакторы; К – электродвигатель компрессора; СТГ – стартер-генератор; Н1-Н2, С1-С2 – обмотки возбуждения

Характерные особенности питания низковольтных цепей тепловозов с передачей переменно-постоянного тока.

1.Такие тепловозы оборудуются тормозными компрессорами с электрическим приводом. Пуск электродвигателя компрессора 9К) на тепловозах 2ТЭ116 и ТЭП70 реостатный: сначала замыкается контактор КДК (на ТЭП70 – КТК2), контакт которого шунтирует балластное сопротивление. Замыканием и размыканием контакторов управляет несложная схема, включающая в себя реле давления сжатого воздуха в главных резервуарах, реле времени индукционного типа и промежуточное реле управления. Несколько сложнее схема безреостатного запуска компрессора на тепловозах ТЭМ7А: перед пуском и после остановки компрессора кратковременно отключается регулятор напряжения, после чего напряжение, подводимое к К падает почти до нуля (кроме того, часть тепловозов ТЭМ7А оборудована дополнительным компрессором, ЭД которого получает питание от высоковольтных цепей).

В любом случае электродвигатель компрессора соединяется непосредственно с плюсом СТГ: таким образом исключается возможность получения питания электродвигателем от АБ – этому препятствует ДЗБ, так как замыкание батареи через якорную цепь столь мощной машины, как К, привело бы к недопустимо глубокому её разряду и повреждению изоляции соединительных кабелей.

Цепь электродвигателя компрессора – единственная низковольтная цепь, которая может получать питание от СТГ и не может получать его от АБ. На дизель-поездах, оборудованных компрессором с механическим приводом (перевод такого компрессора в режим холостого хода осуществляется подачей воздуха к разгрузочным устройствам), имеется, в отличие от тепловозов с передачей постоянно-постоянного тока и с гидропередачей, электрическая схема управления компрессором: сжатый воздух к разгрузочным устройствам пропускает электропневматический вентиль. Такая конструкция обеспечивает возможность электрической синхронизации компрессоров головных вагонов, так как пневматическая синхронизация на дизель-поездах трудноосуществима ввиду удалённости компрессоров друг от друга и необходимости в большом количестве межвагонных пневматических соединений.

2.Поскольку СТГ осуществляет проворот коленчатого вала при запуске дизеля, мощность его значительно больше мощности ВГ; на статоре СТГ укладывается пусковая обмотка последовательного возбуждения, которая обеспечивает возбуждение СТГ при провороте коленчатого вала. Сила тока в пусковой обмотке равна силе якорного тока и в процессе проворота быстро изменяется, в результате чего в обмотке независимого возбуждения наводится значительная трансформаторная ЭДС. Во избежание воздействия её на РН обмотка независимого Возбуждения подключается к РН только по окончании пуска. Для этих целей на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока устанавливают не реле, а контактор регулятора напряжения (КРН).

3.На тепловозах и дизель-поездах имеются и иные цепи, гальванически не связанные с вышеописанными и друг с другом: цепи возбуждения тягового генератора и его возбудителя (часть этих цепей гальванически связана с низковольтными), цепь привода вентилятора холодильника дизеля (тепловозы ТГМ3 и т.п.), цепи отопления салонов (дизель-поезда ДР1) и т.д.

Домашнее задание по ДОУ «Оператор по ремонту и обслуживанию вагонов и контейнеров» для группы Т-25В, от 5.11.24

Для механизации трудоемких операций по ремонту вагонов в составах, сокращения времени простоя под обработкой, улучшения условий труда на многих ПТО применяют специальные передвижные ремонтные установки и машины.

Для ремонта элементов кузовов вагонов применяются передвижные вагоноремонтные машины различных типов и конструкций, которые позволяют механизировать наиболее трудоемкие ремонтные работы. В номенклатуре разработок ПКБ ЦВ имеется до 15 различных вагоноремонтных машин, предназначенных для ремонта вагонов на ПТО, МППВ, МПРВ, на участках текущего, деповского и капитального ремонта вагонов.

 С их помощью можно выполнять до 10 различных операций по ремонту вагонов:  подъемку для осмотра и смены подшипников, эллиптических рессор и тележечных пружин, клина амортизатора, скользунов и  регулировки зазоров между ними удаление отработанного  осевого масла и заправку буксы свежим транспортировку запасных частей и материалов и другие трудоемкие работы при подготовке составов в рейс. На выполнение этих операций ремонтными машинами затрачивается в 1,5-2,5 раза меньше времени, чем при обработке вагонов без их применения. На дорогах используют различные типы самоходных ремонтных установок. Установка представляет собой самодвижущийся агрегат, состоящий из экипажной части, подъемных механизмов и гидропривода. Экипажная часть приспособлена для движения по рельсам с Шириной колеи 530 мм.

При механизации и автоматизации ПТО было установлено, что наиболее массовой работой при подготовке вагонов к перевозкам является ремонт ходовых частей, главным образом буксового узла. Поэтому для ремонта ходовых частей была смонтирована специальная передвижная машина, а для выполнения комплекса других работ установлены еще две машины. Все машины портального типа  передвигаются вдоль специально выделенного ремонтного пути длиной 800м, имеющего бетонированную смотровую канаву длиной 250 м, шириной 1,2 м и глубиной 1,2 м. По узкоколейному пути, уложенному в канаве, передвигается установка для осмотра вагонов снизу.  

 Машина оборудована прессами с гидроприводом для правки верхней и нижней обвязки, стоек, армировки пола, ликвидации уширения и сужения кузова, а также для прижатия элементов каркаса кузова при выполнении сварочных работ.

В вагоноремонтном депо Магнитогорск Южно-Уральской магистрали установлена уникальная вагоноремонтная машина «Ермак» (ВРМ-2) с лазерной системой измерения параметров кузова вагона.

Машина вагоноремонтная ВРМ-2 предназначена для заводского, деповского, а также текущего безотцепочного ремонта грузовых вагонов и полувагонов. Аналогов ей на сети российских железных дорог нет. Машину разработали в омском проектно-конструкторском бюро «Локомотив».

Лазерная система измерения машины "Ермак" способна определить малейшие деформации кузова. Лазерная диагностика подвижного состава проходит в два этапа – до и после ремонта.

Кроме того, машина «Ермак» используется для правки деформированных элементов вагонов. Можно выполнить следующие работы:

– правка люков полувагонов и их замена;

– правка снаружи и изнутри боковых стен торцевых стен и дверей полувагонов и крытых вагонов без снятия с вагона, стоек, раскосов и верхних, нижних рамочных балок;

– замена дверей крытого вагона и полувагона, пружин, клиньев

Внедрение данной ВРМ позволило значительно повысить качество ремонта, а также снизить затраты на ремонт вагонов.

Контрольные вопросы:

1.              Для чего нужны передвижные машины для ремонта?

2.              Какие операции можно выполнять с помощью МПРВ?

3.              Для чего предназначена ВРМ-2?

4.              Что определяет лазерная система измерения машины «Ермак»?

5.              Какие работы можно выполнить с помощью машины «Ермак»?

Домашнее задание по ДОУ «Осмотрщик – ремонтник вагонов» для группы Т-25В, от 6.11.24

УДАРНО-ТЯГОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Классификация и особенности устройства ударно-тяговых приборов

Ударно-тяговые приборы предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия растягивающих (тяговых) и сжимающих (ударных) усилий, возникающих во время движения в поезде и при маневрах. Современным ударно-тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее основные функции ударных (буфера) и тяговых (сцепка) приборов.

От конструкции и исправного состояния ударно-тяговых приборов во многом зависит надежность вагонов в эксплуатации и безопасность движения поездов. Поэтому к этим приборам предъявляется целый ряд требований, основными из которых являются: автоматическое сцепление и расцепление подвижного состава, свободный проход сцепов по кривым участкам пути минимального радиуса и горбам сортировочных горок, плавное движение при трогании поезда с места и торможениях в пути следования и др.

Расположение частей автосцепного устройства на вагоне

Автосцепное устройство вагона состоит из корпуса автосцепки с деталями механизма, расцепного привода, ударно-центрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратом и опорных частей. Основные части автосцепного устройства размещаются в консольной части хребтовой балки 5 рамы кузова вагона (рис. 3.47). Корпус 1 автосцепки с деталями механизма установлен в окно ударной розетки 2 и своим хвостовиком соединен с тяговым хомутом 7 при помощи клина 4, который вставляется снизу и опирается на 2 болта 18, закрепленных запорными шайбами и гайками. Расцепной привод укреплен на концевой балке 20 рамы. Он состоит из двуплечего рычага 10, кронштейна с полочкой 9, державки 13 и цепи 16 для соединения рычага 10 с приводом механизма автосцепки 17. Ударно-центрирующий прибор состоит из ударной розетки 2, прикрепленной в средней части к концевой балке 20 рамы, двух маятниковых подвесок 14 и центрирующей балочки 15, на которую опирается корпус автосцепки 1.

Упряжное устройство включает в себя тяговый хомут 7, клин 4, упорную плиту 12 и два болта 18 с планкой 19, запорными шайбами и шплинтом. Внутри тягового хомута 7 находится поглощающий аппарат 6, который размещается между задними упорами 8 и упорной плитой 12, взаимодействующей с передними упорами 3. Задние упоры 5 объединены между собой перемычкой и укреплены к вертикальным стенкам хребтовой балки 5 рамы. Передние упоры 3 объединены между собой посредством ударной розетки 2 и также жестко укреплены к вертикальным стенкам хребтовой балки 5. Упряжное устройство предохраняется от падения поддерживающей планкой 11, укрепленной снизу к горизонтальным полкам хребтовой балки 5 восемью болтами. Внутри корпуса автосцепки размещаются детали механизма, служащие для выполнения процессов сцепления и расцепления подвижного состава.

Размещение деталей механизма в корпусе автосцепки

Корпус автосцепки представляет собой пустотелую отливку и состоит из головной части и хвостовика. Внутри головной части, называемой карманом, размещены детали механизма автосцепки. Корпус автосцепки (рис. 3.48) имеет большой 1 и малый 4 зубья, между которыми образован зев. Из зева выступают замок 3 и замкодержатель 2. Контур зацепления стандартный и представляет собой горизонтальную проекцию большого и малого зубьев, зева и выступающей части замка. Торцовые поверхности малого зуба и зева называют ударными, а задние поверхности большого и малого зубьев — тяговыми. В верхней части головы корпуса отлит выступ 5, который, взаимодействуя с розеткой, воспринимает жесткий удар при полном сжатии поглощающего аппарата.

Хвостовая часть 6 корпуса автосцепки полая, имеет отверстие 7 для клина тягового хомута, перемычку 5 и торец 9 цилиндрической формы для передачи ударных нагрузок.

В полой части головы (кармане) размещены детали механизма автосцепки. Со стороны малого зуба 4 корпуса установлен замок 3, служащий для запирания двух сцепленных автосцепок. Его рабочая часть в сцепленном состоянии выступает в зев. Замок 3 имеет шип а для навешивания предохранителя от саморасцепа (собачки) 77. Овальное отверстие б замка служит для пропускания через него валика подъемника 15. Снизу замок имеет радиальную поверхность г, по которой он перекатывается при перемещении внутрь кармана, сигнальный отросток в красного цвета, выступающий из корпуса снизу при положении расцепления, и направляющий зуб д.

Предохранитель от саморасцепа 77 навешивается на шип а замка, своим верхним плечом е укладывается на полочку 10, имеющуюся на левой боковой поверхности кармана. В сцепленном состоянии автосцепок торец верхнего плеча е располагается против упора противовеса м замкодержателя 2, препятствуя уходу замка 3 внутрь кармана и предохраняя автосцепки от саморасцепа. Нижнее фигурное плечо ж предохранителя 11 взаимодействует с подъемником 13 при расцеплении автосцепок.

Замкодержатель 2 своим овальным отверстием навешивается на шип 12, расположенный на правой стенке внутри кармана со стороны большого зуба 1 корпуса. Его лапа к выступает в зев под действием силы тяжести противовеса л. В сцепленном состоянии лапа к упирается в вертикальную поверхность зева соседней автосцепки, при этом положении противовес находится в приподнятом состоянии, а его упор м располагается против торца верхнего плеча е предохранителя 11. Расцепной угол н, взаимодействуя с подъемником, удерживает замок 3 в расцепленном положении до разведения автосцепок.

Подъемник 13 замка свободно укладывается на приливы 14, расположенные в правой нижней части кармана со стороны большого зуба 1 корпуса автосцепки. Его широкий палец о находится сверху и обращен в сторону зева. Широким пальцем о подъемник за нижнее плечо ж поворачивает предохранитель 11, поднимая тем самым его верхнее плечо е, и уводит замок внутрь кармана при расцеплении автосцепок. Узкий палец п подъемника 13 взаимодействует с расцепным углом н замкодержателя 2, заскакивая за вертикальную его грань, и удерживает замок внутри кармана до разведения автосцепок.

Валик подъемника 15 вставляется в корпус через левое отверстие 16, его цилиндрическая часть р проходит через овальное отверстие 6 замка 3, квадратная часть с через квадратное отверстие подъемника 13, а цилиндрическая часть т входит в отверстие на правой стенке корпуса со стороны большого зуба 7. В этом положении валик подъемника 75 предохраняет все детали механизма от выпадания и их невозможно вынуть из кармана. Отверстие у служит для соединения балансира ф валика подъемника 75 с цепью привода, а выемка х для размещения запорного болта 17, устанавливаемого в отверстие прилива корпуса автосцепки. Выемка х позволяет валику поворачиваться на необходимый угол и предотвращает перемещение его в продольном направлении от самопроизвольного выпадения. Гайка болта внизу фиксируется запорной шайбой 18 отгибанием ее лепестков.

Контрольные вопросы:

1. Классификация и особенности устройства ударно-тяговых приборов

2. Назначение автосцепного устройства

3. Расположение частей автосцепного устройства на вагоне

4. Размещение деталей механизма в корпусе автосцепки

5. Назначение и устройство корпуса автосцепки

6. Назначение и устройство замка автосцепки

7. Назначение и устройство замкодержателя автосцепки

8. Назначение и устройство предохранителя от саморасцепа

9. Назначение и устройство подъѐмника замка

10. Назначение и устройство валика подъѐмника замка

Силовые цепи тепловоза

СИЛОВАЯ ТЯГОВАЯ ЦЕПЬ И ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ТЕПЛОВОЗОВ 3ТЭ10М, 2ТЭ10М, 2ТЭ10В, 2ТЭ10Л, 2ТЭП60

Силовые тяговые цепи рассматриваемых тепловозов практически одинаковы (см. рис. 1, 4. 5 и 28). Силовая тяговая цепь включает тяговый генератор Г, тяговые электродвигатели 1—6 (1ЭТ—6ЭТ) [ЭТ1—ЭТ6]*, силовые контакторы П1—П6 (1КП— 6КП) [КП1—КП6]У групповые контакторы ослабления возбуждения ВШ1,
ВШ2 (1КШ, 2КШ) [КШ1, КШ2],
резисторы для ослабления возбуждения СШ1—СШ6 (1СШ—6СШ) [СШ1—СШ6] и кулачковый переключатель ПР [Р].

Здесь и далее при одновременном описании электрических схем буквенно-цифровые обозначения электрических машин, аппаратов, зажимов и проводов для тепловозов 2ТЭ10В, 3ТЭ10М, 2ТЭ10М и 2,ТЭ10Л приведены без скобок, для тепловозов ТЭП60— в квадратных скобках. Если обозначения для всех тепловозов одинаковы, то они не повторяются. На тепловозах ТЭП60, выпускаемых до 1979 г., в случае, если имеется на тепловозе несколько одинаковых машин или аппаратов, порядковый номер указан цифрой перед буквенным обозначением,, а обозначения приведены в круглых скобках.

При трогании с места включаются силовые контакторы и все тяговые электродвигатели параллельно подсоединяются к генератору. При включении контакторов возбуждения генератора и возбудителя генератор начинает вырабатывать напряжение и тяговые электродвигатели получают питание.

При определенной скорости движения включается групповой контактор ВШ1 (1КШ) [КШ1] и параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включаются
резисторы, осуществляя первую ступень ослабления возбуждения. При дальнейшем увеличении скорости движения включается групповой контактор ВШ2 (2КШ) [КШ2] и парал-лельно к ранее включенным резисторам включаются новые, осуществляя вторую ступень ослабления возбуждения.

При снижении скорости движения сначала отключается вторая ступень ослабления возбуждения, а затем первая.

Кулачковый переключатель осуществляет реверсирование движения тепловоза путем изменения направления тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей.

19. Цепи возбуждения тягового генератора и возбудителя

Схема с возбудителем постоянного тока. Цепь независимого возбуждения тягового генератора. Начиная с 1-й позиции контроллера, когда включается контактор КВ [КГ], обмотка независимого возбуждения генератора получает питание от возбудителя по следующей цепи (см. рис. 78 и 79): плюс возбудителя Я1, провод 923 [301], [плавкий предохранитель на 160А, провод 302], шунт 117 [Ш3], провод 483 [303], главные контакты контактора КВ [КВ], провод 486 [304], обмотка независимого возбуждения Н2-Н1; провод 482 [300], минус возбудителя Д2.

Принцип автоматического управления тяговым генератором описан в главе IV, здесь лишь приводится описание цепей.
Дано описание цепей возбуждения генератора и возбудителя тепловозов 2ТЭ 10Л, выпускаемых в 1970 г., и тепловозов ТЭП60, выпускаемых с 1967 г.
Указанное в квадратных скобках — только на тепловозах ТЭП60.

Параллельно главным контактам контактора КВ на тепловозах 2ТЭ10Л включен резистор СВГ, который при размыкании контактора сохраняет цепь, чем уменьшает экстраток выключения, облегчает гашение дуги между главными контактами контактора и снижает перенапряжения в обмотке возбуждения генератора. На тепловозах ТЭП60 резистор СВГ включен параллельно обмотке возбуждения генератора и служит для этой же цели.

Цепь синхронного подвозбудителя СПВ. В цепь нагрузки СПВ включена первичная обмотка Н1—К1 распреде-лительного трансформатора ТР. Включенный в эту цепь контакт 5 [8] аварийного переключателя возбуждения АР [ПкВ] позволяет при аварийном режиме разорвать эту цепь, а следовательно, обесточить все цепи, питаемые от СПВ.

На тепловозах ТЭП60 в этой цепи включен автомат максимального тока АВ12 на 16 А.

Через распределительный трансформатор ТР от СПВ получают питание: рабочие обмотки амплистата и
обмотка независимого возбуждения возбудителя HI—Н2 (от выводов Н1—01), цепь регулировочной обмот-ки амплистата и индуктивного датчика (от выводов 01—02), рабочие обмотки ТПТ [ГГ] (от выводов Н2—К2) и рабочие обмотки ТПН [ТН] (от выводов НЗ—К3).

Обмотка возбуждения СПВ И1—И2 получает питание от вспомогательного генератора через включенные, начиная с 1-й позиции, главные контакты контакторов ВВ [КВ], через резистор СВПВ [СВСП] — на минусовые зажимы 3/1-9 [1/1-10].

Цепь независимого возбуждения возбудителя и рабочих обмоток ам-плистага. Условно представим на схеме (см. рис. 78 и 79), что в первую половину периода переменного тока у вывода Н1 [01] - - плюс, а у вывода 01 [Н1] — минус. Тогда ток пойдет по проводу 446 [336, 414] на рабочую обмотку амплистата Н2—К2, по проводу 472 [337], через контакт 5ШР, диод панели БВ [ПВ1], контакт 2ШР, провод 475 [355], (-шунт 1/6)*, [зажим 5/5]*, провод 468 [331], обмотку независимого возбуждения возбудителя 111—Н2, провод 469 Г332] f зажим 6/9 [5/6], провод 474 [333], [шунт Ш5, провод 334], контакт 1ШР, диод панели БВ [ПВ1], контакт ЗШР и провод 445 [339] — на условный минус у вывода 01 [Н1].

Рис. 79. Принципиально-монтажная электрическая схема цепей возбуждения тягового генератора и возбудителя тепловозов ТЭП60 (с бесконтактным тахометрическим блоком и индуктивным датчиком)

Во вторую половину периода переменного тока представим, что у вывода 01 [H1] — плюс, а у вывода Н1 [01] — минус. Теперь ток пойдет по проводу 445 [339], через контакт 3ШP, через диод, контакт 2ШР на только что рассмотренную цепь обмотки независимого возбуж-дения возбудителя (в том же направлении). После этой цепи ток идет через контакт 1 ШР, диод, контакт 4 ШP, провод 473 [335], рабочую обмотку амплистата Н1—К1 и провод 446 [336] на условный минус у вывода HI [01].

Рассматривая эту цепь, еще раз обращаем внимание на то, что в рабочих обмотках амплистата ток течет только в одном направлении и каждая из обмоток «работает» лишь одну половину периода. Этим обеспечива-ется внутренняя обратная связь амплистата (см. главу III). На выходе амплистата (в цепи возбуждения возбудителя) направление тока, естественно, остается неизменным.
Цепь задающей обмотки амплистата. На тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭП60, выпускаемых с конца 1967 г., задающая обмотка получает питание от СПВ через бесконтактный тахо-метрический блок БТ [БЗУ], состоящий из насыщающегося и компенсирующегося трансформаторов, выпрямительного моста и сглаживающего пульсацию тока фильтра. Первичные обмотки насыщающегося и

компенсирующего трансформатора БТ [БЗУ] через резистор СБТ [СБЗУ] и контакты 1 и 4 ШР подключены (на зажимы 7/11 и 7/12) [на выводы H1 и К1 первичной обмотки распределительного трансформатора ТР]. На выход БТ [БЗУ] через контакты 2 и 3 ШР включена цепь задающей об-мотки. Для ступенчатого регулирования тока в ней в цепь включен резистор СОЗ, состоящий из нескольких ступеней, часть из которых вводится или шунтируется контактами реле управления или отключателями электродвигателей ОМ1—О М6.
Две ступени резистора СОЗ обеспечивают плавное трогание тепловоза с места. Одна из ступеней шунтиру-ется, начиная со 2-й позиции, контактами реле РУ8 [РУ4], а вторая, начиная с 4-й позиции, — контактами реле РУ10 [РУ5]. Ступень резистора между проводами 431 и 432 [404 и 405] вводится в цепь задающей обмотки при выключении любого из от-ключателей ОМ1—ОМ6, чем достигается уменьшение мощности генератора при отключении двигателей.
На тепловозах 2ТЭ10Л на 1-й —11-й позициях контроллера замыкающим контактом реле РУ4 шунтируется четвертая ступень резистора СОЗ, чем увеличивается мощность генератора и загрузка дизеля на этих позициях контроллера. На тепловозах 2ТЭ10Л с № 939 в цепь задающей обмотки амплистата через резистор Rп подключено напряжение вспомогательного генератора (плюс взят от главного контакта контактора ВВ через провода 744, 410 и 785, а минус — на зажиме 6/2). Этим создается постоянная составляющая тока в задающей обмотке, причем с помощью реле РУ4, контакты которого включены между проводом 440 и минусовым зажимом 3/1 на 1-й — 11-й позициях контроллера, эта составляющая тока увеличивается. Этим достигается увеличение мощности генератора, более полная загрузка дизеля и работа последнего в более экономичном режиме.
На тепловозах ТЭП60 третья ступень резистора между проводами 374, 373, 381 а 382 вводится размыкающим контактом реле Рпр6 при срабатывании реле боксования. При этом мощность генератора уменьшается примерно на 30%, снижается сила тяги тепловоза и это способствует прекращению боксования. Параллельно шестой ступени резистора СОЗ подключено напряжение вспомогательного генератора (плюс взят от главного контакта контактора КВ, а минус — на зажимах 1/1—10). Этим достигнута отрицательная подпитка цепи, более резкое снижение тока в задающей обмотке и уменьшение мощности генератора при снижении позиций контроллера с целью работы по более экономичной характеристике дизеля.

Цепь трансформатора постоянного напряжения. Рабочие обмотки HI— К1 и Н2—К2 трансформатора постоянного напряжения ТПН [ТН] включены в цепь вторичной обмотки Н3— К3 распределительного трансформатора ТР через резистор СБТН. Обмотка управления ТПН получает питание от тягового генератора по цепи: провода 531, 537, 508 [131, 319], резистор СТН, провод 497 \320], обмотка управления НУ—КУ [У—У], провода 498 [321, 214] и далее на минус генератора.

Цепь трансформатора постоянного тока. Рабочие обмотки HI—К1 и Н2—К2 трансформатора постоянного тока ТПТ [ТТ] включены в цепь вторичной обмотки Н2—К2 ТР через резистор СБТТ. Роль обмотки управления выполняют провода силовой тяговой цепи, которые проходят через отверстие тороидального сердечника.
Цепь управляющей обмотки амплистата. Управляющая обмотка амплистата получает питание через селективный узел за счет падения напряжения на резисторах СБТТ и СБТН.
Как отмечалось выше, управляющая обмотка может получать питание как за счет падения напряжения на резисторе СБТТ, так и из-за падения напряжения на резисторе СБТН или падения напряжения на обоих резисторах СБТТ и СБТН. Для того чтобы проследить путь тока в этой цепи за счет падения напряжения на резисторе СБТТ, представим себе, что в первую половину периода переменного тока у точки а (см. рис. 78 и 79) резистора СБТТ будет плюс, а у точки в — минус. Тогда ток потечет по проводу 980 [315] через контакт 2 [1] ШР, через диод 1 на плюс моста и далее через контакт 5 ШР на цепь управляющей обмотки КУ—НУ и далее через контакт 6 ШР на минус моста и через диод 2, контакт 1 [2] ШР по проводу 487 [316] на условный минус у точки в. Во вторую половину периода у точки а будет минус, а у точки в — плюс. Теперь ток потечет по проводу 487 [3/6], через контакт 1 [2] ШР, через диод 3 на плюс моста и далее через рассмотренную только что цепь управляющей об-мотки КУ—НУ, контакт 6ШР и через диод 4, контакт 2 [1] ШР, провод 980 [315] на условный минус у точки а. Аналогично происходит питание управляющей обмотки за счет падения напряжения на резисторе СБТН или падения напряжения на обоих резисторах СБТТ и СБТН.
На тепловозах ТЭП60 для более плавного трогания с места предусмотрено дополнительное уменьшение пускового тока на 1—3-й позициях контроллера. Это достигается путем шунтирования на этих позициях части резистора СБТТ с помощью размыкающего контакта реле РУ5 (между проводами 406 и 407).
Цепь регулировочной обмотки амп-листата. На тепловозах 2ТЭ10Л, выпускаемых с 1966 г., а также на всех тепловозах ТЭП60 с возбудителем постоянного тока регулировочная обмотка получает питание от СПВ через распределительный трансформатор ТР, индуктивный датчик ИД и выпрямительный мост В3 (ПВ3). Напряжение к цепи подводится от секции
01—02 первичной обмотки распределительного трансформатора. При этом в первую половину периода, когда потенциал у вывода 01 принят положительным, а у вывода 02 — отрицательным, ток потечет от вывода 01 через привод 433 [400], зажим 5/5 [5/11 провод 414 [399], вывод ДЗ [контакт штепсельного разъема ШР Д17, провод 398], катушку индуктивного датчика ИД (вывод Д2) [провод 397, контакт штепсельного разъема ШРД18, провод 396, зажим 5/2], провода 407, 406 [395], контакт
3 [1] ШР, диод выпрямительного моста ВЗ [ПВЗ], контакт 5ШР, провода 422 [394, 411], резистор СОР,провод 423 [393], контакт 6ШР, диод, контакт 4 [2] ШР, провод 524 [402] на вывод 02. Вторую половину периода ток течет по этой цепи в обратном направлении.

Регулировочная обмотка амплистата питается выпрямленным током за счет падения напряжения на резисторе СОР. В цепь регулировочной обмотки включен шунт 115 [Ш6] для реостатных испытаний. На тепловозах 2ТЭ10Л в цепи регулировочной обмотки находится замыкающий контакт реле РУ10, который включен, начиная с 4-й позиции контроллера.

Цепь стабилизирующей обмотки амплистата. Стабилизирующая обмотка амплистата НС—КС соединена со вторичной обмоткой Н2—К2 стабилизирующего трансформатора СТр [ТС]. Первичная обмЪтка HI—К1 транс-
форматора через резистор СТС включена на напряжение возбудителя: на тепловозах 2ТЭ10Л — непосредствен-но к плюсовой цепи возбудителя, на тепловозах ТЭП60 — через включенный главный контакт контактора КГ.
Цепь размагничивающей обмотки возбудителя. В связи с большим значением тока холостого хода амплистата (см. рис. 26), даже при отсутствии подмагничивания его на нулевой позиции, ток возбуждения возбудителя и его напряжение могут достигнуть большого значения. Для размагничивания возбудителя, а следовательно, для надежного ограничения тока генератора при трогании с места применяется размагничивающая обмотка.
На тепловозе 2ТЭ10Л при установке аварийного переключателя возбуждения АР в положение «Нормальный режим» замкнуты нечетные контакты, и размагничивающая обмотка получает питание от вспомогательного генератора по цепи (см. рис. 78): включенные главные контакты контактора ВВ, провод 405, контакт 25Н ШР, контакт 1 переключателя АР, перемычка 457 в переключателе, контакт 23Н ШР, провод 460, зажим 5/4, провод 481, шунт 115, провод 467, обмотка возбудителя Н4—Н3, провод 466, резистор СВВ, провод 458, контакт 20Н ШР, контакт 3 переключателя, контакт 22Н ШР и проводом 434 на минусовые зажимы 3/1—9.
Если переключатель АР ставится в положение «Аварийный режим», замыкаются четные контакты, и в об-мотке возбудителя НЗ—Н4 ток течет в обратном направлении по цепи: включенные главные контакты контактора ВВ, провод 405, контакт 25Н 1ШP, контакт 2 переключателя, контакт 24Н ШP, провода 459, 461, пер-вый столбик резистора СВВ, провод 668, два столбика резистора CВB, провод 466, обмотка Н3—Н4, провод 467, шунт 115, провод 481, зажим 5/4, провод 460, контакт 23Н LUP, контакт
4 переключателя, контакт 22Н ШР и проводом 434 на минусовые зажимы 311—9.

На тепловозе ТЭП60 при установке аварийного переключателя возбуждения ПкВ в положение «Нормальный режим», когда замкнуты четные контакты, размагничивающая обмотка возбудителя Н4—Н3 получает питание по цепи (см. рис. 5 и 79): главные контакты контактора КВ, провод 362, контакт 12 переключателя, перемычка 352 в переключателе, провод 360, зажим 5/4, провод 346, обмотка Н4—Н3, провод 347, зажим 5/3, про-вод 348, два столбика резистора СВВ, провод 350f контакт 10 переключателя и проводом 351 через шунт Ш4 и провод 349 на минусовые выводные зажимы 1/1—10. При установке переключателя ПкВ в аварийное положение замкнуты его нечетные контакты и ток в обмотке возбудителя Н3—Н4 течет в обратном направлении.
На тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭП60 ступенчатым выключением первого столбика резистора СВВ достигается плавное трогание тепловоза с места при аварийном режиме. Начиная со
2-й позиции контроллера, замыкающим контактом реле РУ8 [РУ4] шунтируется первая ступень резистора, а начиная с 4-й позиции, контактом реле РУ10 [РУ5] шунтируется вторая ступень.

На тепловозах ТЭП60 при движении на аварийном режиме и позиции контроллера выше 2-й предусмотрена защита от превышения допустимого тока нагрузки генератора. Обмотка реле максимального тока РМТ включена параллельно обмотке добавочных полюсов генератора. При токе генератора более 6600 А реле РМТ срабатывает и своим размыкающим контактом разрывает цепь возбуждения возбудителя. Благодаря включению параллельно контакту реле РМТ размыкающего контакта реле РУ4 защита не действует на 1-й позиции.

Схема тепловозов ЗТЭ10М, 2ТЭ10М, 2ТЭ10В и 2ТЭ10Л с улучшенными противобоксовочными свойствами. Цепь независимого возбуждения генератора. Обмотка независимого возбуждения генератора (рис. 80 и 81) получает питание от возбудителя через замкнутые, начиная с 1-й пози-ции контроллера, главные контакты контактора КВ. Резистор СВГ, включенный параллельно главным контактам контактора КВ служит для уменьшения экстратока выключения, а следовательно, для облегчения гашения дуги между главными контактами контактора и снижения перенапряжений в обмотке возбуждения генератора.

Рис. 80. Прииципиально-монтажная электрическая схема цепей возбуждения тягового генератора и возбудителя тепловоза 2ТЭ10Л с динамической жесткой характеристикой генератора по напряжению

Рис. 81. Принципиально-монтажная электрическая схема цепей возбуждения тягового генератора и возбудителя тепловозов ЗТЭ10М, 2ТЭ10М и 2ТЭ10В с динамической жесткой характеристикой генератора по напряжению

Цепь синхронного подвозбудителя. Синхронный подвозбудитель питает первичную обмотку 1—4 (H1—К1)* распределительного трансформатора ТР.

* Вне скобок в этом разделе указано обозначение выводов распределительного трансформатора ТР-23, а в скобках — трансформатора ТР-5 (на тепловозах 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В, выпускаемых до 1976 г.).

Включенный в эту цепь контакт 5 аварийного переключателя АР при аварийном режиме разрывает эту цепь и тем самым обесточивает все цепи, питаемые от СПВ. Через рас-поеделительный трансформатор ТР от СПВ получают питание: рабочие обмотки амплистата от выводов 1—2 (Н1—01); цепь регулировочной обмотки и индуктивного датчика от вы-водов 2—3 (01—02); рабочие обмотки ТПН от выводов 5—6 (Н5—К5); рабочие обмотки ТПТ1—ТПТ4 соответственно от выводов 9—10, 7—8, 11—12; 1—3 (Н3-К3, Н4—К4, Н2— К2 и Н1—02).
Обмотка возбуждения СПВ И1—И2 получает питание от вспомогательного генератора через резистов СВПВ после включения контактора ВВУ начиная с 1-й позиции контроллера.
Цепь независимого возбуждения возбудителя и рабочих обмоток амплистата. Эта цепь получает питание от СПВ через распределительный трансформатор. Представим себе, что в первую половину периода переменного тока у вывода 3 (Н1) плюс, а у вывода 1 (01) — минус. Тогда ток потечет по проводу 446 на рабочую обмотку амплистата Н2—К2, по проводу 472, через контакт 5 ШР, диод панели 5В2 (ПВК1 или БВ)*, кон-такт 6 (2) ШР, провод 475, шунт 116, провод 468, обмотку возбуждения возбудителя H1—Н2, провода 469, 474, контакт 8 (1) ШР, диод, контакт 7 (3) ШР и проводом 445 — на условный минус у вывода 1 (01). Аналогично вторую половину периода ток течет от условного плюса у вывода 1 (01) по проводу 445, через контакт 7 (3) ШР, диод панели БВ2 (ПВК1 или БВ), контакты 6 (2) ШР на обмотку возбуждения возбудителя в том же направлении, через контакт 8 (1) ШР, диод, контакт 9 (4) ШР — на рабочую обмотку H1—К1 амплистата и далее на условный минус у вывода 3 (Н1).

* Первое обозначение для тепловозов ЗТЭ10М и 2ТЭ10М, второе — для тепловозов 2ТЭ10В, третье — для тепловозов 2ТЭ10Л.

Таким образом, каждую половину периода ток течет через одну рабочую обмотку амплистата и в каждой из рабочих обмоток ток течет только в одном направлении. На выходе амплистата — в цепи возбуждения возбудителя — течет выпрямленный ток.
Цепь задающей обмотки амплистата. Задающая обмотка Н3—К3 получает питание от СПВ через бесконтактный тахометрический блок. К блоку подводится напряжение СПВ через резистор СБТ и контакты 1, 4 ШР блока. На выход блока через контакты 2, 3 ШР и через резисторы
ССН и СО3 подключена задающая обмотка амплистата. Начиная со 2-й позиции контроллера, замыкающим контактом реле РУ8 шунтируется первая ступень резистора СО3, а начиная с 4-й позиции, замыкающим контактом реле РУ10 — вторая ступень этого резистора. Включение этих ступеней резистора в цепь задающей обмотки амплистата на низких позициях, как указывалось выше, обеспечивает плавное трогание тепловоза с места. Третья ступень резистора СОЗ вводится в цепь задающей обмотки при выключении одного из отключа-телей ОM1—ОМ6, чем снижается ток в задающей обмотке и уменьшается мощность генератора при работе с отключенным двигателем.

Параллельно резистору ССН включен размыкающий контакт реле РУ17, который при срабатывании реле боксования выключается и вводит в цепь задающей обмотки резистор ССН, чем уменьшает в ней ток, а следовательно, и мощность генератора.
На тепловозах ЗТЭ10М, 2ТЭ10М и 2ТЭ10В с уравнительными соединениями между тяговыми электродвигателями параллельно резистору ССН включен контакт выключателя АУР и размыкающий контакт реле РУ16 так, что при работе с включенными уравнительными соединениями и полном возбуждении тяговых электродвигателей включение реле РУ17 при боксо-вании не приводит к снижению тока в задающей обмотке амплистата. На тепловозах 2ТЭ10Л до № 2714 параллельно резистору ССН включен размыкающий контакт реле РУ5, которое так же, как и реле РУ17, срабатывает при срабатывании реле бок-сования.

Цепь трансформатора постоянного напряжения. Рабочие обмотки Н1 — К1 и Н2—К2 трансформатора постоянного напряжения получают питание от СПВ через распределительный трансформатор ТР. Напряжение подводится от вторичной обмотки 5—6 (Н5—К5). В эту цепь включены выпрямительный мост В4 и резистор СБТН. Обмотка управления ТПН получает питание от плюса генератора по цепи: провода 532, 537x2,508, резистор СТН, провод 497, обмотка управления НУ—КУ, провод 498 и далее минус генератора.

Цепь трансформаторов постоянного тока. Рабочие обмотки 1—2 (Н1— К1 и Н2—К2)* трансформаторов постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 получают питание от СПВ через распределительный трансформатор ТР. Напряжение подводится соответственно от выводов 9—10, 7—8, 11—12 и 1—3 (НЗ—КЗ, Н4—К4, Н2—К2 и H1—02).

* Обозначение вне скобок — для трансформаторов ТПТ-21 и ТПТ-22, в скобках — для трансформаторов ТПТ-10 и ТПТ-4Б,

В эти цепи включены соединенные по-следовательно выпрямительные мосты В3, В2, В1, В6, которые замкнуты на балластный резистор СБТТ и образуют, как известно, узел выделения максимального сигнала. Роль обмоток управления для ТПТ выполняют шины или провода, подводящие ток к одному или двум тяговым электродвигателям (номера двигателей для каждого из ТПТ указаны в табл. 2), которые проходят через отверстия тороидальных сердечников.
Цепь управляющей обмотки амплистата. Управляющая обмотка амплистата получает питание через се-лективный узел как за счет падения напряжения на резисторе СБТТ, так и за счет падения напряжения на резисторе СБТН или падения напряжения на обоих резисторах СБТТ и СБТН.
При большом токе и низком напряжении тягового генератора падение напряжения на резисторе СБТТ будет большим, чем на резисторе СБТН. Тогда ток в управляющую обмотку потечет от цепи рабочих обмоток ТПТ через диод В5. Этот ток в цепь рабочих обмоток ТПН при работе на 8-й — 15-й позициях контроллера не потечет, так как диод В7 его не пропустит. При работе на более низких позициях контроллера диод В7 будет шунтирован размыкающим контактом реле РУ15. Тогда параллельно управляющей обмотке будет подключена цепь рабочих обмоток ТПН. Ток в управляющей обмотке уменьшится, подмагничивание сердечника амплистата возрастет и при работе на этих позициях отсечки пускового тока не будет.

При средних значениях тока и напряжения генератора падение напряжения на резисторах СБТТ и СБТН будет одинаковым, и управляющая обмотка амплистата получит питание как от цепи рабочих обмоток ТПТ, так и от цепи рабочих обмоток ТПН. При малом токе генератора и высоком напряжении падение напряжения на резисторе СБТН будет больше, чем на резисторе СБТТ, и ток в управляющую обмотку будет поступать через диод В7 от цепи рабочих обмоток ТПН.

Цепь регулировочной обмотки амплистата. Регулировочная обмотка получает питание от СПВ через распре-делительный трансформатор ТР и индуктивный датчик ИД. Напряжение к цепи подводится от секции 2—3 (01—02) первичной обмотки распределительного трансформатора. Пусть в первую половину периода переменного тока у зажима 3 (01) будет плюс, а у зажима 2 (02) — минус. Тогда ток потечет по проводам 433, 414, на катушку ИД, провода 407, 1090, 1089, контакт 1 (5) ШР, диод панели БВ2 (ПВК2 или БВ), контакт 2 ШР, провод 1087, резистор СОР, провод 1088, контакт 4 (1) ШР, диод, контакт 3 ШР и проводом 1086 на минус у зажима 2 (02). Во вторую половину периода ток по этой цепи бу-дет течь в обратном направлении. Лишь в резисторе СОР ток не изменит своего направления. За счет падения напряжения на резисторе СОР выпрямленный ток потечет на регулировочную обмотку амплистата через замыкающий контакт реле РУ10 (включен, начиная с 4-й позиции контроллера).
Цепь стабилизирующей обмотки. Стабилизирующая обмотка амплистата НС—КС соединена непосредственно со вторичной обмоткой Н2—К2 стабилизирующего трансформатора СТр. Первичная обмотка H1—К1 трансформатора через резистор СТС подключена на напряжение возбудителя.
Цепь размагничивающей обмотки возбудителя. Эта цепь аналогична соответствующей цепи тепловозов 2ТЭ10Л более раннего выпуска (см. с. 91). На тепловозах 2ТЭ10Л, выпускаемых с мая 1972 г., в цепь резистора СВВ при аварийном режиме включен размыкающий контакт реле РУ5, который размыкается при срабатыва-нии реле боксования. Благодаря этому контакту при аварийном режиме и боксовании в цепь обмотки возбуждения возбудителя вводится ступень резистора СВВ, чем уменьшается мощность тягового генератора. На тепловозах 2ТЭ10Л с № 2715, а также на тепловозах 2ТЭ10В, ЗТЭ10М и 2ТЭ10М роль реле РУ5 в цепи выполняет реле РУ17.

Схема с возбудителем переменного тока.
Эта схема рассматривается применительно к тепловозам ТЭП60 (до № 166, кроме № 156 и 157) и 2ТЭП60 (до № 014).

Рис. 82. Принципиально-монтажная электрическая схема цепей возбуждения тягового генератора и синхронного возбудителя тепловозов ТЭП60 (до № 166, кроме № 156, 157) и 2ТЭП60 (до N° 014)

Цепь синхронного. возбудителя. Синхронный возбудитель В на статоре имеет трехфазную обмотку (рис. 82), соединенную в звезду с выведенным нулем. Выводы обмоток С1, С2, С3 проводами 647, 648, 649 подключены к выводам а, b, с первичных обмоток понижающего трехфазного автотрансформатора АТВ. От выводов Х1, Y1, Z1 вторичных обмоток по про-водам 650, 651, 652, через предохранители на 260 А, по проводам 653, 654, 655 ток подводится к выводам А, В, С рабочих обмоток амплистата. От двух фаз синхронного возбудителя получает питание первичная обмотка HI—К1 распределительного трансформатора ТР. От вторичных обмоток трансформатора получают питание: от выводов Н2—К2 рабочие обмотки ТТ, от выводов Н3—К3 рабочие обмотки ТН и от выводов Н4—К4 узел коррекции.
Обмотка возбуждения синхронного возбудителя, расположенная на роторе, получает питание от вспомогательного генератора через включенные главные контакты контактора КВ по цепи: провод 592, резистор СВВ, провод 884, шунт Ш4, провод 593, зажим 1/15, провод 594 x 2, обмотка возбуждения и проводом 595 x 2 на минусовые зажимы 1/1—9.
Для плавного трогания тепловоза с места служат две ступени резистора СВВ, при этом одна ступень шунтируется замыкающим контактом реле РУ3, начиная с 4-й позиции, а вторая ступень шунтируется контактом реле РУ2, начиная с 8-й позиции.
Цепь независимого возбуждения тягового генератора и рабочих обмоток амплистата. В рабочих обмотках амплистата благодаря включению последовательно с ними диодов ток протекает в неизменном направлении, при этом в каждой фазе ток протекает только в одной рабочей обмотке. Выпрямленный ток через выпрямитель поступает в обмотку независимого возбуждения генератора по цепи: провод 662, обмотка возбуждения Н2—Н1, провод 664, шунт Ш3, провод 663, главные контакты контактора КГ, провод 886, обмотка управления У2—У1 трансформатора коррекции ТК и проводом 661 к выпрямителю. Параллельно обмотке возбуждения генератора включен резистор СВГ, через который замыкается экстраток выключения при размыкании контактора КГ, в результате чего уменьшаются перенапряжения в обмотке и дуга между главными контактами контак-тора.
Цепь задающей обмотки амплистата. Задающая обмотка Н3—К3 амплистата получает питание от тахо-генератора Т1. В эту цепь включен настроечный резистор СОЗ. Обмотка возбуждения тахогенератора получает питание через цепь управления контакторами силовой тяговой цепи и возбуждения. От зажима 3/8 ток идет по проводу 565, через резистор С ВТ, на обмотку возбуждения Ш1—Ш2 и далее на минусовые зажимы 1/1—9. Начиная с 4-й позиции контроллера, размыкающим контактом реле РУЗ вводится ступень резистора между проводами 937 и 938. При отключении тягового электродвигателя при помощи отключателей ОМ1—ОМ6 в цепь вводится ступень резистора для соответствующего снижения мощности. При боксовании колесных пар тепловоза и срабатывании реле боксования размыкающим контактом промежуточного реле Рпр2 в цепь, возбуждения тахогенератора вводится ступень резистора между проводами 716 и 723, чем достигается снижение мощности тягового генератора с целью прекращения боксования.

Цепи трансформаторов постоянного напряжения и постоянного тока, управляющей обмотки амплистата. Эти цепи аналогичны соответствующим цепям тепловозов с возбудителем постоянного тока, лишь на тепловозах с возбудителем переменного тока не предусмотрено дополнительное снижение пускового тока при помощи реле РУ5 у резистора СБТТ, как это выполнено на более новых тепловозах (см. рис. 79).

Цепь регулировочной обмотки амплистата. На тепловозах с возбудителем переменного тока регулировочная обмотка амплистата получает питание от вспомогательного генератора через регулировочный реостат СРМ1 объединенного регулятора. Пр и этом ток течет через главные контакты контактора КВ, по проводу 562, через резистор СРМ2, провод 560, замыкающий контакт реле РУЗ, включенный с 4-й позиции контроллера, провод 559, зажим 2/15, провод 558, зажим Д7, провод 646, регулировочный реостат
CPM1, провод 834, зажим Д22 и проводом 778 на минусовые зажимы 1/1—9. От ползунка реостата через резистор СОР и шунт Ш6 питается регулировочная обмотка НОР—КОР. Регулируемые резисторы СРМ2 и СОР используются при настройке схемы.
Цепь коррекции напряжения синхронного возбудителя. В цепь вторичной обмотки Н4—К4 распределительного трансформатора ТР включены рабочие обмотки Н1—С1 и С2—Н2 трансформатора коррекции и выпрямленное напряжение через мост БВ2 по проводам 942, 659, 885, 594х2
подводится к обмотке возбуждения синхронного возбудителя.
Цепь контроля пробоя диодов. При пробое диодов в соответствующей рабочей обмотке тока не будет. Тогда нарушится уравновешивание магнитных потоков в сердечниках амплистата и переменный магнитный поток будет индуктировать в обмотках управления амплистата трансформаторную э. д. с. На тепловозах ТЭП60 дополнительная обмотка управления амплистата НД—КД замкнута на сигнальную лампу, которая загорается при пробое диода.

Цепь аварийного возбуждения тягового генератора. При установке переключателя ПкВ в аварийный режим разрывается цепь на включающие катушки контакторов КГ и КВ и создается цепь на катушку контактора аварийного возбуждения КГА. При включении контактора КГА обмотка возбуждения тягового генератора получает питание от вспомогательного ге-нератора ГВ по цепи: плюс вспомогательного генератора Я1, провод 502, предохранитель на 160 А, провода 501, 797, через главные контакты контактора КГА, провода 798, 621, обмотка возбуждения тягового генератора Н2—Н1, провод 664, шунт Ш3 и проводами 663, 665, 176, 503 на минус Д2 вспомогательного генератора. В цепь возбуждения вспомогательного генератора при аварийном режиме включен резистор САВ. Начиная со 2-й позиции, ступень этого резистора шунтируется замыкающим контактом реле РУ4, что обеспечивает плавное

трогание тепловоза с места (эта цепь на схемах в книге не показана). При работе на аварийном режиме и превышении допустимого тока тягового генератора срабатывает реле максимального тока РМТ, которое своим размыкающим контактом разрывает цепь на включающую катушку контактора КГА. Параллельно размыкающему контакту реле РМТ включен размыкающий контакт реле РУ4 для того, чтобы при трогании с места кратковременные скачки тока не приводили к выключению контактора КГА.

На рис. 82 вспомогательный генератор, предохранитель на 160 А, провода 502, 501, 797, 176 и 503 не показаны.

20 Цепь возбуждения и регулирования напряжения вспомогательного генератора

Регулятор напряжения ТРН-1.

В связи с тем что вспомогательный генератор питает цепи возбуждения возбудителя, освещения, управления и
другие, напряжение его должно поддерживаться постоянным. Постоянное напряжение (75±1) В поддерживается регулятором напряжения, который включен в цепь параллельной обмотки вспомогательного генератора.
Перед пуском дизеля при включении тумблера (автомата или кнопки) «Топливный насос» вспомогательный генератор получит независимое возбуждение от аккумуляторной батареи. Включение тумблера (автомата или кнопки) «Топливный насос», как будет показано далее, приводит к срабатыванию реле РУ3 (или контактора КТН). При этом ток будет подведен от аккумуляторной батареи к обмотке возбуждения вспомогательного генератора (рис. 83).

Рис. 83. Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения ТРН-1:
1 — подвижная катушка; 2 — неподвижная катушка; — реостат корректировки напряжения

Рис. 84. Эквивалентная принципиальная электрическая схема регулятора напряжения ТРН-1 (обозначения см. на рис. 83)

Предварительное возбуждение вспомогательного генератора от аккумуляторной батареи обеспечивает его самовозбуждение после начала работы. После пуска дизеля по этой цепи потечет ток вспомогательного генератора.
Регулятор напряжения ТРН-1 электродинамического типа поддерживает постоянным напряжение вспомогательного генератора при частоте вращения вала от 850 до 1800 об/мин и при изменении нагрузки от 0 до 160 А, Точность поддержания номинального напряжения 75 В при 0—7-й позициях контроллера ±2 В, при 8—15-й позициях ±1 В.

Напряжение вспомогательного генератора поддерживается постоянным изменением сопротивления резистора R1 в цепи параллельной обмотки возбуждения. Этот резистор в виде двух трубчатых элементов смонтирован на регуляторе и имеет семь пар выводов, соединенных с контактными пальцами. Сопротивление резистора изменяется путем замыкания в определенной последовательности контактных пальцев при помощи контактной планки клиновидной формы. Планка укреплена на подвижной катушке регулятора, которая может перемещаться в вертикальном направлении, находясь на четырех пластинчатых пружинах.
Подвижная катушка имеет параллельную и последовательную обмотки. Она находится в кольцевом зазоре между полюсами, где создается магнитное поле неподвижной катушки. Это поле взаимодействует с магнитным полем подвижной катушки и стремится опустить ее вниз вместе с контактной планкой.
При увеличении силы взаимодействия катушек подвижная катушка вместе с контактной планкой опускается вниз и размыкает контактные пальцы, чем увеличивает сопротивление рези-стора в цепи параллельной обмотки возбуждения вспомогательного генератора. Этому противодействуют пружины, которые стремятся поднять подвижную систему вверх и закоротить столбики резистора. Поэтому при уменьшении силы взаимодействия катушек подвижная система под действием пружин поднимается вверх и уменьшает сопротивление резистора в цепи параллельной обмотки возбуждения. 

Как видно из эквивалентной схемы регулятора (рис. 84), обмотка неподвижной катушки подключается так, что ток в ней Iн пропорционален напряжению вспомогательного генератора. Ток в параллельной обмотке подвижной катушки Iш состоит из двух

составляющих: первая составляющая I2 (через резисторы R1, R2 и R3) пропорциональна напряжению вспомогательного генератора; вторая составляющая I1 (через резисторы R1, R5 и R4) пропорциональна току возбуждения вспомогательного генератора. Последовательная обмотка I подвижной катушки включена последовательно с об-моткой возбуждения вспомогательного генератора, и ток в ней равен току возбуждения.

Магнитодвижущие силы неподвижной катушки и параллельной обмотки направлены в общую сторону, и сила взаимодействия их примерно пропорциональна напряжению вспомогательного генератора. Магнитодвижущая сила последовательной обмотки направлена навстречу м.д.с. параллельной и неподвижной обмоток. Это при установившихся режимах частично компенсирует м.д. с. параллельной обмотки от тока I1 и делает независи-мым поддерживаемое регулятором напряжение от тока возбуждения вспомогательного генератора.
Действие регулятора заключается в следующем. При нормальном напряжении подвижная катушка находится в равновесии или вибрирует между двумя сеседними парами контактных пальцев; в цепи возбуждения вспомогательного генератора введена какая-то ступень резистора R1. При увеличении напряжения вспомогательного генератора выше номинального значения ток в неподвижной и параллельной обмотках возрастает, подвижная катушка притягивается к неподвижной, контактная планка вводит дополнительно часть резистора R1 в цепь возбуждения вспомогательного генератора, чем уменьшает его напряжение. Наоборот, при снижении напряжения вспомогательного генератора контактная планка закорачивает часть резистора R1 и тем самым увеличивает ток возбуждения вспомогательного генератора, а следовательно, и его напряжение.
При изменении напряжения вспомогательного генератора возможно чрезмерное перемещение подвижной системы (перерегулирование). Это может вызвать колебательный процесс и сильное изменение регулируемого напряжения. Так, при увеличении напряжения вспомогательного генератора подвижная катушка опускается вниз, вводя ступени резистора R1 в цепь возбуждения до тех пор, пока напряжение вспомогательного генератора не уменьшится до значения, обеспечивающего номинальный ток в неподвижной и параллельной обмотках. Так как скорость изменения магнитного поля генератора меньше скорости изменения сопротивления резистора R1, в момент когда в обмотках регулятора установится номинальный ток, сопротивление увеличится больше требуемого. Следовательно, снижение напряжения вспомогательного генератора будет ниже номинального значения. Это вызовет перемещение подвижной системы вверх и наступит колебательный процесс.
Чтобы избежать такое явление в регуляторах, вводятся обратные связи, играющие роль успокоителей. В регуляторе напряжение ТРН-1 в качестве
обратной связи используется м. д. с. параллельной обмотки от тока I1, пропорционального току возбуждения. Обратная связь действует следующим образом. Когда при повышении напряжения вспомогательного генератора вследствие опускания подвижной системы регулятора сопротивление резистора R1 увеличится, потенциал точки х упадет. Уменьшится ток I1 или появится ток обратного направления, благодаря чему уменьшится ток Iш, а следовательно, и м. д. с. параллельной обмотки. Это окажет сдерживающее влияние на перемещение подвижной катушки вниз.

При снижении напряжения вспомогательного генератора подвижная система регулятора переместится вверх и уменьшит сопротивление резистора R1. Тогда потенциал точки х возрастет и увеличится ток I1, который увеличит

м. д. с. подвижной катушки, чем будет сдерживать ее перемещение вверх. Сдерживающее влияние на перемещение подвижной системы оказывает м. д. с. параллельной обмотки от изменения тока I1 раньше, чем изменение напряжения вспомогательного генера-тора, так как нарастание магнитного потока в параллельной обмотке регулятора значительно быстрее, чем в обмотке возбуждения вспомогательного генератора, имеющей большую индуктивность и большую постоянную времени. Если происходит чрезмерная вибрация (между двумя-тремя парами пальцев), нужно увеличить действие обратной связи, т. е. уменьшить сопротивление резистора R4.
Настройка регулятора на поддержание требуемого напряжения вспо-могательного генератора осуществляется при помощи реостата «Корректировка напряжения». При этом если напряжение вспомогательного генератора выше номинального, сопротивление реостата следует уменьшить, а если ниже номинального, увеличить.
В регуляторах выводы к пальцам от резистора R1 выполнены таким образом, что при замыкании всех семи пар пальцев при верхнем положении подвижной системы остается невыключенной часть резистора. Это повышает точность поддержания напряжения, улучшает условия работы пальцев, исключает случаи заброса напряжения.


Бесконтактные регуляторы напряжения. Все регуляторы напряжения вспомогательных генераторов работают по принципу компенсации отклонения управляемой величины (см. рис. 33). Регуляторы напряжения в принципе состоят из измерительного органа ИО, который воспринимает отклонения напряжения от номинального значения, и регулирующего органа PO, который получает сигнал от измерительного органа и изменяет ток в обмотке возбуждения вспомогательного генератора ВГ (рис. 85). Кроме того, в регуляторе может быть преобразу-ющий орган ПО, который преобразует сигнал от измерительного органа к регулирующему, а также в отдельных случаях могут быть дополнительные узлы, обеспечивающие работу основных органов.

Рис. 85. Структурная схема регулятора напряжения:
ВГ — вспомогательный генератор; РО — регулирующий орган; ПО — преобразующий орган; ИО — измерительный орган

Рис. 86.

Регуляторы БРН-2 устанавливались на тепловозах в 1964—1965 гг. Затем в 1965—1966 гг. выпускались регуляторы БРН-3. В 1967—1969 гг. выпускались регуляторы БРН-3А. В 1970—1971 гг. выпущена опытная партия регуляторов БРН-ЗБ. С 1972 г. выпускаются регуляторы БРН-ЗВ взамен регуляторов ТРН-1. На тепловозах 2ТЭ10Л в 1972 г. установлена опытная партия регуляторов РНТ-5. Регуляторы БРН-2, БРН-3, БРН-3А, БРН-ЗБ, БРН-3В и РНТ-5 работают в режиме «ключа», т. е. быстрого чере-дования включения обмотки возбуждения при напряжении вспомогательного генератора ниже 75 В и выключении тока в этой обмотке при большем напряжении. На принципиальной схеме (рис. 86) изображен какой-то условный ключ К, включающий и выключающий ток в обмотке возбуждения. Режим ключа может характеризоваться коэффициентом скважности, представляющим отношение продолжительности включения возбуждения к суммарному времени включения и выключения. Чем выше частота вращения якоря, чем меньше ток нагрузки вспомогательного генератора, тем меньше должен быть коэффициент скважности, а следовательно, и средний ток возбуждения (и наоборот).
Измерительные органы регуляторов БРН-2, БРН-3 и БРН-ЗА в принципе одинаковы. Чувствительным элементом измерительного органа является стабилитрон, который включен в цепь делителя напряжения так, что при напряжении вспомогательного генератора 75 В к стабилитрону подводится 8—9,5 В, и он переходит в режим электрического пробоя. Этот стабилитрон через транзистор ПТ1 (в регуляторе БРН-ЗА через транзисторы ПТ1 и ПТ2) управляет регулирующим органом регулятора, обеспечивая его работу в режиме ключа.

В регуляторах БРН-ЗБ и БРН-ЗВ измерительный орган имеет мостовую схему, в которой напряжение вспомогательного генератора сравнивается с напряжением стабилизации стабилитрона, а в диагональ моста включен эмиттер-базовый переход транзистора Т1. При напряжении вспомогательного генератора более 75 В этот транзистор открывается и через транзисторы Т2, Т3 управляет регулирующим органом регулятора.
Регулирующие органы регуляторов имеют различия: в регуляторах БРН-2 обмотка возбуждения вспомогательного генератора получает питание через транзисторы ПТ2—ПТ5, которые работают в режиме быстрого чередования режимов насыщения и отсечки; в регуляторах БРН-3, БРН-ЗА, БРН-ЗБ, БРН-ЗВ и РНТ-5 обмотка возбуждения получает питание через тиристор, который работает в режиме ключа.

Точность поддержания напряжения при регуляторах: БРН-2±0,7 В;
БРН-3±0,5 В; БРН-ЗВ±1В. Частота пульсации напряжения: при регуляторе БРН-2—80—120 Гц; БРН-3— 60 Гц; амплитуда напряжения не превышает 0,5 В. Повышению точно-сти регулирования и сглаживанию пульсации напряжения способствует работа вспомогательного генератора параллельно с аккумуляторной батареей.
В измерительном органе регуляторов БРН-3 и БРН-ЗА (рис. 87) по схеме делителя напряжения включены резисторы R2, R3 и потенциометр П1. Стабилитрон Ст2 — чувствительный элемент измерительного органа — включен в цепь делителя напряжения так, что при напряжении вспомога-тельного генератора 75 В к стабилитрону подводится 8—9,5 В (падение напряжения между точками а и Ь). При большем напряжении стабилитрон переходит в режим электрического пробоя, при меньшем напряжении он заперт. Стабилитрон в регуляторе БРН-ЗА через транзисторы ПТ1, ПТ2 (в регуляторе БРН-3 через транзистор ПТ1) управляет тиристором ВКУ1: когда стабилитрон переходит в режим электрического пробоя, в цепи базы транзисторов протекает ток, сопротивление транзисторов падает, чем шунтируется переход управляющий электрод — катод тиристора ВКУ1. В измерительный орган входят также диод Д5, который служит для повышения стабильности работы (температурной компенсации) транзисторов ПТ1, и диод Д7 для уменьшения токов утечки и защиты транзистора ПТ1.

Измерительный орган регуляторов БРН-3Б и БРН-3В (рис. 88) имеет мостовую схему включения. Два плеча моста включают резисторы R1, R1`, потенциометр R2, резистор R3. Третье плечо образовано резистором R4. В четвертое плечо включены стабилитроны Д3 (Д6), Д4, Д5. В диагональ моста включен эмиттер-базовый (управляющий) переход транзистора Т1. В рассматриваемом мосте падение на-пряжения вспомогательного генератора между ползунком потенциометра R2 и выводом Д2 сравнивается с напряжением стабилизации стабилитронов ДЗ (Д6). При напряжении вспомогательного генератора более 75 В в диагонали моста (в управляющем переходе транзистора 77) потечет ток. Этот ток откроет транзистор Т1. Через цепь эмиттер—коллектор этого транзистора потечет ток, который от-кроет транзисторы Т2 и Т3 (типа п-р-п). Сопротивление транзисторов падает, чем шунтируется переход управляющий электрод — катод тиристора Т4.
В измерительный орган входят стабилитроны Д4, Д5, которые служат для повышения стабильности работы (температурной компенсации), диод Д7 — для уменьшения тока утечки транзистора Т1, а также диоды Д1, Д2 — для защиты переходов транзистора Т1 от обратных напряжений в моменты коммутации.
В регулирующем органе регулятора соединенный последовательно с обмоткой возбуждения ОВ тиристор ВКУ1 [Т4]* обеспечивает включение

и выключение тока в этой обмотке в импульсном режиме. Включение тиристора происходит при достижении определенного напряжения вспомогательного генератора (несколько вольт) и подаче отпирающего импульса на управляющий электрод тиристора через цепь: зажим Ш2, резистор Rr [R6], диоды ДЗ и Д5 [диод Д9, стабилитрон Д17].

* Обозначения вне скобок — для регуляторов БРН-3 и БРН-3А; в квадратных скобках — для регуляторов БРН-ЗБ и БРН-ЗВ.

Сигнал для запирания тиристора подается от измерительного органа путем прерывания тока в цепи управляющий электрод—катод за счет шунтирования этой цени транзисторами ПТ1, ПТ2 [Т2, Т3] в режиме насыщения. Однако запирается тиристор лишь при подаче на катод тиристора импульса обратной полярности.

Рис. 87. Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения БРН-ЗА

Рис. 88. Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения БРН-ЗВ

Рис. 89. Принципиальная электрическая схема мультивибратора на двух тиристорах: а — регуляторы БРН-3 и БРН-3А, б — регулятор БРН-3В

Для создания запирающих импульсов тиристор ВКУ1 [Т4] включен в схему мультивибратора, в которую входят, кроме силового тиристора ВКУ1 [Т4], управляющий тиристор

ВКУ2[Т5], четыре последовательно соединенных стабилитрона Ст1 [два последовательно соединенных стабилитрона Д14, Д15], коммутирующий конденсатор С1 [С2], резистор R1

[R7]. Мультивибратор в этой схеме служит для создания автоколебаний тока с большой частотой (400 Гц),
чтобы получить отрицательные импульсы на тиристор ВКУ1 [Т4] для его запирания после шунтирования перехода управляющий электрод — катод (таким образом, запирание тиристора ВКУ1 [Т4] происходит с задержкой, не превышающей половину периода автоколебаний).
Схема работы мультивибратора на двух тиристорах представлена на рис. 89. Когда напряжение вспомогательного генератора достигнет определенного значения, на управляющий электрод тиристора ВКУ1 [Т4] через резистор Ry [R6] будет подан отпирающий импульс (стрелка 1), и тиристор откроется.
Тиристор ВКУ2 [Т5] пока будет закрыт, так как в цепи его управляющего электрода стабилитроны Ст1
[Д14, Д15] не пропускают ток. При этом конденсатор C1 [С2] заряжается по цепи (стрелка 2): резистор R1 [R7], конденсатор С1 [С2], тиристор ВКУ1 [Т4] и получит заряд, полярность которого указана на схеме (вне скобок). Возрастание заряда и напря-жения на конденсаторе приведет к пробою стабилитронов Ст1 [Д14, Д15], по ним потечет ток (стрелка 3) на управляющий электрод тиристора ВКУ2 [Т5], который откроется. Разряд конденсатора через тиристор ВКУ2 [Т5] (стрелка 4) даст отрицательный им-пульс на тиристор ВКУ1 [T4], закрыв его.
Теперь конденсатор C1 [С2] будет перезаряжаться по цепи (стрелка 5): обмотка возбуждения ОВ, конденсатор, тиристор ВКУ2 [T5] и получит обратную полярность (указана в скобках). По мере накопления заряда и увеличения обратного напряжения

на конденсаторе откроется тиристор ВКУ1 [Т4], через него потечет разрядный ток конденсатора (стрелкаб), который послужит отрицательным импульсом для тиристора ВКУ2 [Т5]. Тиристор закроется.
Так создаются автоколебания с частотой около 400 Гц. Эта частота зависит от емкости конденсатора С1 С2 и сопротивления резистора R1[R7]

. Необходимо отметить, что ав-токолебания создаются мультивибра-тором лишь при напряжении вспомогательного генератора менее 75 В, когда тиристор ВКУ1 [Т4] открыт. Эти автоколебания накладываются на колебательный процесс, имеющий место при регулировании. Когда напряжение вспомогательного генератора превысит 75 В, тиристор закрывается и автоколебания мультивибратора прекращаются.

Диодами Д1, Д2, Д3, Д4 [Д13, Д16, Д9, Д8] защищаются переходы управляющий электрод —катод тиристоров ВКУ1 [Т4] и ВКУ2 [Т5] от возникающих при перезаряде конденсатора C1 [С2] обратных напряжений. Диод Д4 [Д8] также защищает переходы транзисторов ПТ1, ПТ2 [Т2, ТЗ]. Диодом Д5 [стабилитроном Д17] создается отрицательное смещение на управляющем электроде тиристора ВКУ1 [Т4], чем обеспечивается отсечка тока управления при открытых

транзисторах ПТ1, ПТ2 [Т2, ТЗ]. Отсекающие диоды Д9 [ДИ, Д12] не допускают режима самопроизвольных колебаний в контуре обмотка возбуждения — конденсатор Cl [С2]. Конденсатор С2 [С7] сглаживает пульсацию напряжения вспомогательного генератора, которая возникает вследствие импульсного характера процесса регулирования.
Обмотка возбуждения вспомогательного генератора шунтирована диодом Д6 [Д10] который играет роль нелинейного разрядного сопротивления, снижающего перенапряжения,

возникающие при выключении тока.
Применяемые в регуляторах БРН-ЗБ и БРН-ЗВ дроссели Др1 и Др2 уменьшают скорость изменения тока через тиристоры Т4, Т5 и тем самым защищают их от коммутационных перенапряжений. Цепочки R—С (резисторы R8, R9, конденсаторы СЗ и С4) служат для повышения помехоустойчивости регулятора. Регулятор настраивают вращением регулировочного винта потенциометра П1 [R2]: при вращении его по часовой стрелке напряжение вспомогательного генератора растет и наоборот.