Информационно-образовательная среда

Принцип действия силовых агрегатов электровоза.

От контактной сети переменного тока электровоз получает однофазный ток промышленной частоты 50 Гц, номинального напряжения 25 000 В. Электрическое оборудование такого электровоза отличается от обору­дования электровоза постоянного тока главным образом наличием по­нижающего трансформатора и выпрямительной установки.

Трансформаторы выполняют с интенсивным циркуляционным масловоздушным охлаждением. В качестве выпрямителей обычно применяют кремниевые полу­проводниковые вентили - диоды.

В последнее время начали использовать также силовые кремниевые вентили - тиристоры, которые позволяют управлять процессом токопрохождения.

Выпрямленное напряжение на зажимах тяговых электродвигателей не является постоянным во времени, а пульсирует; пульсация напряжения вызывает пульсацию вы­прямленного тока.

Значительная пульсация неблагоприятно влияет на работу тяговых электродвига­телей, поэтому в их цепь вклю­чают дополнительные индуктив­ности - так называемые сглажи­вающие реакторы.

Скорость электровоза перемен­ного тока регулируется измене­нием напряжения, подводимого к тяговым электродвигателям, путем подключения их к различным выво­дам вторичной обмотки трансфор­матора или выводам автотрансфор­маторной обмотки.

При таком спо­собе регулирования отпадает на­добность в пусковых реостатах и в переключениях двигателей. На электровозах переменного тока тяговые электродвигатели все время соединены между собой параллельно. Это улучшает тяговые свойства электровоза и упрощает электрическую схему.

На электровозах переменного тока, помимо вспомогательного обо­рудования, применяемого на электровозах постоянного тока, есть еще и мотор-насосы, обеспечивающие циркуляцию масла, охлаждаю­щего трансформатор и мотор-вентилятор охлаждения трансформатора и выпрямителя.

Электродвигатели всех вспомогательных машин чаще всего трех­фазные асинхронные. Трехфазный ток преобразовывается из однофаз­ного с помощью специальных вращающихся или статических преобра­зователей, называемых расщепителями фаз.

Применение переменного тока при электрификации железных дорог вызвало необходимость организации пунктов стыкования двух родов тока -однофазного напряжением 25 000 В и постоянного напряжением 3000 В.

При этом станции стыкования оборудуются специальными уст­ройствами для переключения напряжения в отдельных секциях кон­тактной сети. Хотя при таком стыковании локомотивы сменяются бы­стро, однако усложняется и удорожается устройство контактной сети. Кроме того затрудняется работа станции.

Регулирование скорости движения (рисунок 5) выполняют с помощью контроллера машиниста, который управляет замыканием контакторов 1 - 33. Чем больше номер позиции, тем больше задействуются витков на вторичной обмотке трансформатора (Т.тр) и собственно больше величина напряжения подаваемого на ТЭД и скорость локомотива.

Рисунок 5 Силовая электрическая цепь электровоза переменного тока: КС - контактная сеть; П - пантограф; ГВ - главный выключатель; Т.тр - тяговый трансформатор; 1п - 33п - контакторы главного контроллера; В1 - В4 - диоды выпрямительной установки; СР1 - СР4 - сглаживающие реакторы; П1 - П4 пусковые контакторы; а, б, в, г - контакторы реверсора I - IV якоря тяговых двигателей; ОВI - ОВIV - обмотки возбуждения главных полюсов тяговых двигателей; R_Ш - шунтирующее сопротивление; ИШ - индуктивный шунт; К - контакторы ослабления магнитного поля

Расположение электрооборудования на электровозе ВЛ 80 ^С

Внутри кузова оборудование расположено в высоковольтной камере (ВВК) и коридорах и представлено на рисунке 6. Со стороны кабины машиниста в ВВК установлены: вспомогательный компрессор 3 для подъема токоприемника, расщепитель фаз 7, панель № 3 с электрической низковольтной аппаратурой 5, распределительный щит 6, панель № 4 с высоковольтной аппаратурой 24, балластный резистор 25 в цепи освещения, блок автоматов 26, блок силовых аппаратов 27, трансформатор 28 с дросселями 1 и 2 для питания.

В средней части ВВК на резиновых конусных амортизаторах установлен блок тягового трансформатора 12, охладители которого, защищенные от механических повреждений сетками, находятся ниже пола кузова.

Для защиты от проникновения в кузов пыли и снега по периметру трансформатора на уровне пола кузова установлено резиновое уплотнение. В этом же помещении в специальном каркасе установлены конденсаторы 34 цепи вспомогательных машин, датчик тока 33, панель № 2 с электрическими аппаратами 14, контакторы расширенной зоны торможения 35 и 36, добавочный резистор к вольтметру 37, предохранитель к вольтметру сети 38.

Со стороны масляного насоса тягового трансформатора, под трапом размещен трансформатор 39 питания нагревательных устройств. Над блоком тягового трансформатора закреплены разъединители выпрямительных установок 13. Слева и справа от трансформаторного помещения установлены мотор-вентиляторы (МВ1 и МВ2) 7. Мотор-вентилятор МВ1 охлаждает тяговые двигатели первой и второй колесных пар, МВ2 - третьей и четвертой.

В малых форкамерах МВ1 и МВ2 размещены (по два в каждой) индуктивные шунты 31. Над МВ1 и МВ2 расположены блоки центробежных вентиляторов 8 для охлаждения тормозных резисторов 9 в режиме электрического торможения или выпрямительных установок 11, сглаживающих реакторов 32 и охладителей тягового трансформатора 12 в режиме тяги.

Переключение направления воздуха в режим тяги или торможения осуществляется с помощью специального устройства 10, которое установлено между тормозными резисторами 9 и выпрямительными установками 11. Ниже выпрямительных установок находятся сглаживающие реакторы 32.

В торцовой части ВВК расположены блок мотор-компрессора 40, блок силовых аппаратов 41, реле перегрузки 42 (только на первой секции), выпрямительная установка возбуждения 43, блок измерений 44, электропневматический контактор 45, панель защиты от юза 46, панель включения обогрева бака умывальника 48 (только на второй секции), панель № 1 с электрической аппаратурой 17, блок управления реостатным торможением 18 (только на первой секции), счетчик 19 электрической энергии.

Рисунок 1 Расположение электрооборудования на электровозе ВЛ 80 ^С:

1 - вспомогательный компрессор для подъема пантографа; 2 - панель № 3 с электрической аппаратурой; 3 - распределительный щит; 4 - конденсаторы; 5 - разъединитель выпрямительной установки; 6 - панель № 2 с электрической аппаратурой; 7 - тормозные резисторы; 8 - устройство для переключения воздуха; 9 - блок выпрямительной установки; 10 - приемопередатчик и блок питания радиостанции; 11 - блок автоматов; 12 - блок силовых аппаратов № 1; 13 - трансформатор ТРПШ; 14 - блокировочный переключатель; 15 - индуктивный шунт; 16 - блок вентиляторов для охлаждения тормозных резисторов и выпрямительных установок; 17 - блок силового трансформатора; 18 - сглаживающий реактор;19 - блок силовых аппаратов № 2; 20 - трансформатор ТПТ-06; 21 - выпрямительная установка возбуждения; 22 - реле перезагрузки; 23 - блок измерений; 24 - контактор пневматической ПК-96; 25 - панель защиты от юза; 26 - панель № 4 с аппаратурой; 27 - расщепитель фаз; 28 - блок-мотор компрессора4 29 - панель № 1 с электрической аппаратурой; 30 - блок управления реостатным торможением (БУРТ)

Над двигателем блока мотор-компрессора установлены два переключателя 15 и 16 для работы электровоза по системе многих единиц. Для той же цели за блоком силовых аппаратов 41 установлены блоки диодов 20 № 3, № 4, № 5 и панели аппаратов № 6 и №7.

В коридоре кузова первой секции установлено следующее оборудование: на стенке кабины - детали, необходимые для установки блока ультракоротковолнового (УКВ) диапазона радиостанции, на боковой стенке кузова - ящик для инструмента, на торцовой стенке - блок коротковолнового (КВ) диапазона радиостанции 21 с фильтром питания и согласующим устройством, духовой шкаф с электроплиткой 22 для подогрева пищи. Радиостанция КВ диапазона снабжена обогревом.

Выключатель обогрева установлен на стенке ВВК против блока радиостанции (обогрев предусмотрен при понижении окружающей температуры вне электровоза ниже минус 25 ⁰С).

В коридоре кузова второй секции установлен санитарный узел 47 с подогревом воды, температура которой поддерживается около 35 ⁰С.

На обеих секциях в коридорах установлены светильники с защитными стеклами, розетки для включения переносной лампы, по два огнетушителя ОУ-5, заземляющие и отключающие штанги.

Высоковольтная камера ограждена задвижными сетчатыми щитами и дверьми, позволяющими наблюдать за оборудованием внутри ВВК, не входя в нее. Щиты и двери ВВК заблокированы таким образом, что доступ в ВВК при поднятом токоприемнике исключен.