Меню

Токоприемники электровозов переменного тока

Токоприемники

Токоприемник ТАсС

Электровозы передвигаются по железной дороге с помощью токоприемников. Это «антенны» приема постоянного или переменного тока, располагающиеся на крыше локомотива. Если в метро поезда получают ток с рельс, то на железной дороге – из проводов, располагающихся сверху, по принципу трамваев.

Строение токоприемника

Все токоприемники пантографного типа схожи между собой строением. Состоящие из двух рам, которые являются подвижными, они могут подниматься и опускаться. Полоз токоприемника располагаются на верхней раме и состоят из угольных или металлокерамических пластин, через которые поступает ток.

Кроме этого, существуют базовые, альтернативные и дополнительные части в каждом токоприемнике. Базовые и альтернативные части присутствуют абсолютно в каждом токоприемнике, что касается дополнительных (защитные устройства, охлаждающие, предохранители и т.д.), то они установлены на новейших моделях токоприемников.

Токоприемники подразделяются на следующие виды:

  • Пантографный;
  • Штанговый;
  • Дуговой;
  • Боковой.

Все они отличаются видом и типом подъемного механизма. Еще один – рельсовый – не входит в этот перечень, т.к. является отдельным типом питания от рельсов и имеет совершенно иное строение.

Токоприемник ТЛ-13У

Легкие токоприемник, использующийся на электровозах семейства ВЛ80, функционирует с переменным током. Контактные ставки на данном устройстве установлены угольные. Устройство этого токоприемника

В основании крепятся два вала, которые поворачиваются вокруг своей оси. К валам прикреплены нижние рамы, верхние же рамы скреплены вверху специальным устройством – кареткой. С помощью тяги, которая синхронизирует работу валов, они поворачиваются одновременно, что позволяет раме подняться. Когда валы начинают работать наоборот – рамы опускаются. Установленные пружины растягиваются и сжимаются, возвращая токоприемник в прежний сборный вид. Пружины на токоприемник ТЛ-13У действуют постоянно в активном состоянии и в состоянии покоя. Воздух, выпускаемый из пружин, позволяет им складываться и распрямляться.

Токоприемник устанавливается на опорных изоляторах, потому что постоянно находится под действием высокого напряжения. Шланг, изолирующий поток воздуха токоприемника ТЛ-13У от крыши вагона, подводят специально вплотную. Изначально, токоприемники весили достаточно много, в силу большого количества деталей. Это отрицательно сказывалось на общих показателях моделей электровозов, и было решено изготавливать запчасти из пологих материалов, а раму и детали тяги из труб. Чтобы защитить устройство от ударов, оно крепится с помощью кареток (специальный механизм, имеющий высокую упругость).

Токоприемник ТАсС-10

ТА – аббревиатура, означающая «токоприемник ассиметричный». Максимально поднимается на 2100 мм. По строению он схож с остальными токоприемниками, располагающимися на крыше составов. Каретки и рамы выполнены из алюминия. Функционирует с помощью сжатого воздуха, поступающего через магистрали питания и усиливающие силу несущего рычага.

По времени, полоз токоприемника ТАсС-10 опускается всего в 3-6 секунд. Поднимается за 7-10 секунд. Во время движения, номинальный ток составляет 1300А, напряжение – 25 кВ.

Токоприемники серии ТАсС используются для обеспечения грузового и пассажирского движения по железнодорожным путям и в наше время. Кроме ТАсС-10, популярным является токоприемник ТАсС-16, ТАсС-22 и др. Они позволили снизить риск в кризисных и аварийных ситуациях. При работе с высоким напряжением это является немаловажной задачей на железной дороге.

Токоприемники ТАсС-16 созданы с учетом работы при низких температурах. Установлено, что при сильном морозе работа токоприемников затруднительна. Теряются их свойства в бесперебойном обеспечении электровоза током, и приводит к нарушению движения при частых поломках локомотивов.

Из-за погодных условий, с 2008 года удельное число поломок увеличено на 50%. Кроме морозоустойчивости, последние модели токоприемников направлены на экономию ресурсов. Меньшее потребление тока с большей силой тяги достигнуто с помощью тестовых испытаний и изучения этих устройств. Исследуются возможности создания оболочек для токоприемников с целью обеспечения бесперебойной работы и отсутствию воздействия окружающей среды.

Каждое нововведение в строительстве электровозов приводит к необходимости повышения квалификации работников железной дороги. Машинисты в обязательном порядке проходят обучение по работе с такими важными деталями, как токоприемники. С учетов высокого напряжения неправильное вмешательство в работу детали может привести к необратимым последствиям. Токоприемники производятся на тех же заводах, что и электровозы. В случае необходимости, ремонтируются или заменяются в кратчайшие сроки, т.к. легко демонтируются с локомотива.

На сегодняшний день последние модели токоприемников полностью отвечают требованиям моделей электровозов, гармонично функционируя с остальными деталями локомотивов.

Источник

Токоприемники

Устройство электровоза

аппараты силовой цепи

Преподаватель П.В. Старшинов

Оглавление

Токоприемники

Токоприемники предназначены для передачи с помощью скользящего контакта электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза.

Не зависимо от типа и конструктивных особенностей, токоприёмники состоят из четырёх основных узлов:

1. Основание укреплённое на опорных изоляторах.

2. Подвижной системы, состоящей из подвижных рам шарнирно соединённых друг с другом с основанием.

3. Контактная система представляет собой совокупность каретки и одного или двух полозов.

4. Механизма подъёма и опускания, состоящего из подъёмных, опускающих пружин и цилиндра пневмопривода.

Токоприемник Л13У

Токоприемник Л13У состоит из основания, подвижных рам, несущих кареток и контактного устройства (полоз), и подъемно опускающего механизма.

Основание выполнено в виде сварной рамы с двумя опорными и двумя скрепляющими поперечными швеллерами.

Нижние подвижные рамы включают в себя поворотные трубчатые валы, установленные шарнирно в основании с помощью цапф, и закрепленные на них поперечные трубы 9.

Верхние подвижные рамы состоят из скрепленных трубой по диагонали двух продольных труб 15, на концах которых размещены шарниры. Они служат для установки подшипников, размещения распорок, соединения верхних рам друг с другом, а на крестовине труб — с нижними рамами.

На пальцах распорок установлены каретки 21. имеют форму трапеции, что позволяет полозу перемещаться вверх, вниз и вправо, влево по продольной оси. Такая конструкция обеспечивает лучшее прилегание полоза к проводу, а так же смягчает удары о контактный провод. С основанием шарнирно соединены две серьги 2, а с ними также шарнирно связана верхняя планка 3. Коромысло 6 шарнирно на оси установлено на планке 3. К коромыслу болтами крепят полоз токоприемника. Коромысло с полозом может поворачиваться в определенных пределах относительно планки 3. Основание 1, серьги 2 и планка 3 образуют трапецию. Между основанием 1 и верхней планкой 3 вставлена сжатая пружина 4, которая всегда стремится растянуть трапецию, придав ей симметричную форму. Прорези в серьгах 2 позволяют изменять форму трапеции. 1 – основание каретки 2 – серьга (тяга) 3 – планка 4 – пружина 5 – валики 6 – коромысло 7 – полоз 8 – угольные вставки 9 – держатели вставок

Полоз 18 представляет собой штампосварную конструкцию из листовой стали, несущую съемные контактные угольные вставки. На концах полоз имеет отогнутые вниз рога, исключающие попадание контактного провода под полоз на воздушных стрелках. Длина полоза выбрана с учётом зигзага контактного провода, который обеспечивает равномерный износ угольных вставок.

Подъемно-опускающий механизм состоит из пневматического привода и подъемных пружин 3, системы тяг 14 и рычагов 6, соединенных с валами 7 нижних рам. Пневматический привод двухстороннего действия установлен на основании 1 и имеет правый и левый пневмоцилиндры, поршни которых уплотнены манжетами и воздействуют на опускающие пружины, встроенные в цилиндры. Для безударного опускания верхних рам на основании 1 установлены два амортизатора 2.

Читайте также:  Сила тока в колебательном контуре изменяется по гармоническому закону

Все шарнирные узлы токоприемника зашунтированы медными гибкими соединениями.

На электровозах ВЛ80 с № 2056 и ЭП1 устанавливают токоприемники Л1У1 с плунжерно-рычажными каретками, а также с полозами с тремя рядами угольных вставок вместо двух. На основании 1 каретки закреплен шарнирно-рычажный механизм 7, на скобе 4 которого с помощью оси 3 размещен кронштейн 5 с полозом 6. Шарнирно-рычажный механизм 7 подрессорен пружиной 2 установленной на основании.

Работа. При подаче сжатого воздуха от вентиля ЭВТ-54А в пневматический привод поршни цилиндров сжимают опускающие пружины. При этом действие этих пружин на валы 7 нижних рам нейтрализуется. Под действием усилия пружин 3 происходят поворот валов 7 и подъем нижних и верхних рам токоприемника. Синхронизирующие тяги обеспечивают вертикальный подъем полоза. При касании полоза контактного провода подъемные пружины 8 создают необходимое статическое нажатие. Каретки 21 обеспечивают слежение полоза при небольших изменениях подвески контактного провода.

Для опускания токоприемника сжатый воздух из пневматического привода выпускают в атмосферу. Опускающие пружины через тяги шарнирно-рычажной связи и валы нейтрализуют действие подъемных пружин, обеспечивая определенное опускающее усилие. Токоприемник опускается до тех пор, пока подвижные рамы не станут на амортизаторы.

Токоприемник ТАсС-10-01

Токоприемник в соответствии с рисунком 3 состоит из следующих основных узлов: основания 6, пневмопривода 3, несущего рычага 12, верхней рамы 11, сочлененной шарнирно с несущим рычагом 12, как непосредственно, так и через тягу 10 и тягу кулисы 7, за счет перемещения ее шарнира в продольном пазу направляющей рамки 8; двух кареток 1 из шарнирно подрессоренных четырехзвенников 5; полоза 2 и синхротяги 9 кареток. Тяга 9, соединенная с каретками 1 и несущим рычагом 12, в совокупности с верхней рамой 11 образует шарнирный параллелограмм, стабилизирующий горизонтальное положение полоза 2 и обеспечивающий синхронную работу кареток. Полоз оборудован угольными вставками 4, установленными на медной подложке.

Рисунок 3 — Токоприемник асимметричный ТАсС-10-01

1 — каретки; 2 — полоз; 3 — пневмопривод; 4 — угольные вставки; 5 — четырехзвенники; 6 — основание; 7 — тяга кулисы; 8 — направляющая рамка; 9 — синхротяга; 10 — тяга; 11 — верхняя рама; 12 — несущий рычаг.

Основание 6 выполнено в виде сварной рамы из швеллеров. К основанию приварены стойки, на которых закреплен пневмопривод 3. На поперечном швеллере основания размещены две направляющие рамки (кулисный механизм).

Пневмопривод представляет собой резинокордный баллон со встроенным внутри шарнирным механизмом, закрепленном на фланцах, что обеспечивает его прямолинейное расширение при подаче сжатого воздуха.

Несущий рычаг, рама верхняя, тяга кареток выполнены из алюминиевого проката.

Работа. Сжатый воздух, подведенный из магистрали питания, поступает в пневмопривод 3; усилие пневмопривода приложенное к малому плечу несущего рычага 12, поворачивает его на полуосях, закрепленных шарнирно на основании 6; длинное плечо несущего рычага перемещает вверх средний шарнирный узел токоприемника и вместе с ним верхнюю раму 11; верхний шарнир кулисной тяги 7 перемещается вместе с несущим рычагом вверх и передает усилие пневмопривода на верхнюю раму с помощью тяги 10 за счет перемещения нижнего шарнира кулисной тяги в продольном пазу направляющей рамки 8; это обеспечивает поворот верхней рамы относительно несущего рычага с помощью синхротяги 9; каретки 1 с полозом 2 поднимаются вверх до упора вставок 4 в контактный провод; четырехзвенники 5 кареток, преодолевая усилие пружин, просаживаются до обеспечения каретками нормируемого контактного нажатия; при выпуске сжатого воздуха из пневмопривода подвижные части токоприемника под действием собственного веса опускаются на буферные устройства; подрессоренный шток буферного устройства просаживается на пружине, гася энергию удара и предотвращая деформацию подвижных частей токоприемника.

Источник



ТОКОПРИЕМНИКИ И ГЛАВНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

ТОКОПРИЕМНИКИ

Токоприемники электровозов постоянного и переменного тока устроены одинаково. На электровозах переменного тока устанавливают токоприемники легкого типа, рассчитанные на длительный ток до 500 А, а на электровозах постоянного тока — тяжелого типа, рассчитанные на длительный ток до 2200 А.
Токоприемники легкого типа в отличие от токоприемников тяжелого типа вместо двух полозов имеют один; однако из-за высокого напряжения контактной сети (25 кВ вместо 3 кВ) приходится применять более прочные в электрическом отношении изоляторы.
Имеются и некоторые другие конструктивные особенности у токоприемников электровозов переменного тока.

РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ И ГЛАВНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Разъединитель QS (см. рис. 10) в си­ловой цепи предназначен для тех же целей, что и на электровозах постоянного тока, но его опорные изоляторы рассчитаны на напряжение контактной сети 25 кВ.
В силовой цепи после разъединителя установлен аппарат, осуществляющий, как и на электровозах постоянного тока, отключение силовой цепи от контактной сети при недопустимых перегрузках и коротких замыканиях. По устройству и действию этот аппарат, называемый главным выключателем (ГВ), отличается от быстродействующего выключателя электровозов постоянного тока. Отличия его определяются следующим. Вследствие значительного индуктивного сопротивления силовых цепей электровоза переменный ток при перегрузках и коротких замыканиях не возрастает так резко (рис. 49), как постоянный (см. рис. 29). Кроме того, переменный ток изменяется синусоидально и поэтому проходит через нулевые значения. Благодаря этому легче разорвать цепь тока и не требуется иметь такое высокое быстродействие выключателя, как при постоянном токе.

График

Рис.49. Кривая, характеризующая изменение переменного тока
при коротком замыкании в силовой тяговой цепи

В качестве главных выключателей чаще всего применяют воздушные, в которых для гашения дуги и в приводе используют сжатый воздух . Конструктивно воздушный выключатель выполнен совместно с разъединителем. Его силовая токоведущая цепь имеет две пары контактов: разрывные, принадлежащие главному выключателю, QF и контакты разъединителя QS (см. рис. 10).

Главный выключатель

Рис.50. Главный выключатель

Основой выключателя, установленного на отечественных электровозах, является корпус (рис. 50), который крепят к крыше электровоза. К корпусу с помощью патрубка прикреплен воздушный резервуар. В процессе отключения выключателя сжатый воздух из резервуара подается в дугогасительную камеру через патрубок и полость наклонного изолятора. Дугогасительная камера смонтирована в горизонтальном полом изоляторе, укрепленном на наклонном изоляторе. На верхней части корпуса смонтирован разъединитель, ножи которого укреплены на поворотном изоляторе. На корпусе закреплен кронштейн, на него заземляются ножи разъединителя в отключенном положении. Внутри корпуса смонтированы механизмы управления выключателем. ГВ является основным защитным аппаратом, поэтому он должен быть постоянно готов к отключению. Следовательно, до включения выключателя в его резервуаре должен быть сжатый воздух. Специальное реле давления не допускает включения выключателя (рис. 51) при недостаточном давлении в резервуаре и вызывает его отключение, если давление, снижаясь, достигает минимального значения.

Схема работы главного выключателя

При включенном выключателе ток от токоприемника через неподвижный и подвижной контакты выключателя, неподвижный контакт и ножи разъединителя, трансформатор тока ТТ пойдет к первичной обмотке тягового транс­форматора Т. Вторичная обмотка ТТ соединена с удерживающей катушкой главного выключателя и реле максимального тока. В случае перегрузки или короткого замыкания ток в первичной и вторичной обмотках ТТ резко увеличивается. Реле максимального тока срабатывает, если ток, проходящий через ТТ, превышает допустимый. При этом разрывается цепь удерживающей катушки, включающий клапан (см. рис. 51) приводится в действие, что является начальной операцией отключения выключателя.
Цепь удерживающей катушки может быть разомкнута либо кнопкой Выключение ГВ, либо контактами реле той или иной защиты. Например, на восьмиосных электровозах эта цепь разрывается при срабатывании защиты от перегрузки тяговых двигателей, дифференциальной защиты, защиты выпрямительных установок, токовой защиты силовой и вспомогательных цепей и пр.
Для включения ГВ необходимо подать напряжение питания на удерживающую и включающую катушки. Включающий электромагнит воздействует на пусковой клапан. Когда этот клапан открывается, сжатый воздух поступает в дополнительную полость и перемещает в ней поршень в крайнее левое положение.
Рычаг, связанный с поршнем через шток, поворачивает вал разъединителя на определенный угол — до замыкания ножей разъединителя. В конце поворота вала переключаются блок-контакты контрольно-сигнального аппарата (см. рис. 51), один из которых размыкает цепь включающей катушки. Сердечник включающего электромагнита возвращается в исходное положение, пусковой клапан закрывается, сжатый воздух из дополнительной полости уходит в атмосферу, а поршень остается в крайнем левом положении.
При повороте вала в сторону, соответствующую включению главного выключателя, толкатель, перемещаясь влево, сжимает пружину, которая воздействует на якорь удерживающей катушки. Однако якорь электромагнитными силами удерживается притянутым. В том случае, когда по каким-либо причинам по удерживающей катушке не протекает ток, под действием пружины якорь перемещается влево, и начинается отключение выключателя.
Чтобы отключить выключатель, нужно привести в действие выключающий клапан. Для этого необходимо разорвать цепь удерживающей катушки либо подать питание на отключающую катушку. При таком воздействии рычаг ГВ поворачивается по часовой стрелке. Отключающий клапан открывается, сжатый воздух попадает в полость, где находится поршень, соединенный с главным пусковым клапаном (см. рис. 51). Этот поршень перемещается влево, открывая главный пусковой клапан. Сжатый воздух из резервуара поступает в дугогасительную камеру гори­зонтального изолятора и одновременно в дополнительную полость.
В дугогасительной камере под действием сжатого воздуха происходит перемещение находящегося в ней поршня вправо. При этом подвижной и неподвижный разрывные контакты размыкаются. Дуга, образовавшись в промежутке между ними, выдувается и гасится потоком сжатого воздуха, который затем через отверстия в головке дуго­гасительной камеры выходит в атмосферу.
Контакты разъединителя должны размыкаться позже при уже обесточенной силовой цепи электровоза, поскольку ножи разъединителя не рассчитаны на гашение электрической дуги. Для обеспечения необходимой выдержки и предусмотрена дополнительная полость, а также диафрагма с регулируемой площадью сечения. Через 0,3— 0,35 с после начала размыкания дугогасительных контактов поршень в дополнительной полости перемещается в крайнее правое положение. Вал разъединителя поворачивается в сторону отключения, перемещая вправо толкатель, который в свою очередь перестает сжимать пружину, фиксирующую якорь удерживающей катушки в определенном положении. Якорь удерживающей катушки освобождается от воздействия пружины, выключающий клапан закрывается, и в конечном итоге закрывается главный клапан. Доступ сжатого воздуха в дугогасительную камеру прекращается; подвижной и неподвижный контакты в ней вновь замыкаются. Для повторного включения ГВ остается только замкнуть контакт разъединителя.
Нелинейный резистор (см. рис. 50) предназначен для уменьшения перенапряжений, возникающих на дугогасительных контактах при разрыве дуги. После размыкания разрывных контактов главного выключателя дуга гаснет обычно тогда, когда ток переходит через нулевое значение (см. рис. 49). В определенных условиях дуга может погаснуть и раньше, что сопровождается резким спаданием тока. Быстрое уменьшение тока вызывает перенапряжения, которые могут быть опасны для оборудования. Однако сопротивление нелинейного резистора при увеличении приложенного к нему напряжения уменьшается. Это значит, что при появлении дуги между разрывными контактами через резистор проходит ток, который снижает, а часто совсем снимает перенапряжение.
Отметим принципиальное различие в действиях главного выключателя и быстродействующего: при коротких замыканиях быстродействующий выключатель автоматически срабатывает, как только ток в защищаемой цепи превысит его уставку; главный выключатель непосредственно не реагирует на недопустимый ток — он отключается под воздействием реле защит.

Читайте также:  Магнитный момент замкнутого проводника с током

Источник

Электровозы переменного тока — Устройство электровоза (Часть 3)

Опубликовано 15.06.2020 · Обновлено 04.02.2021

Итак, теперь углубимся в сложный мир электровозов переменного тока. Электровоз переменного тока («переменник») очень сложная машина. На нем установлено гораздо больше оборудования, он тяжелее и мощнее своего собрата «постоянника» и вот почему.

Электровоз ВЛ80с с поездом зимой

Электровоз переменного тока ВЛ80С

Особенности переменного электрического тока

Свойства переменного тока существенно отличаются от свойств тока постоянного, мы это знаем из курса физики. Одно из его очень положительных свойств – это возможность трансформации, то есть величину тока можно изменять, увеличивать или уменьшать, так сказать трансформировать, это достигается применением таких электротехнических устройств как трансформаторы тока, которые бывают и понижающими, и повышающими. Именно с применением трансформаторов и производится регулировка напряжения на тяговых электродвигателях электровозов переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Но ведь на данных электровозах установлены тяговые электродвигатели (ТЭД) тока постоянного, как же все эти устройства работают в одной цепи? В принципе несложно. Переменный ток перед поступлением на ТЭД после прохождения трансформатора выпрямляется в установках именуемых – выпрямительными (ВУ). В них установлены полупроводниковые выпрямители – диоды, называемые на профессиональном языке «вентили лавинные» (ВЛ), а из курса физики нам конечно известно, что диод обладает свойством «выпрямлять» переменный ток в постоянный (помните р-n переходы, дырочная проводимость и все такое).

Выпрямительный диод (вентиль) на электровозе

Постоянный ток потому и постоянный, что протекает неизменно от плюса к минусу, не меняя ни направления, ничего, его можно изобразить как просто прямую линию. А вот переменный ток ведет себя не так, он постоянно меняет свое направление и амплитуду, если нарисовать его на графике, то мы получим волновую картину. Так вот верх и низ этой самой нарисованной нами волны называются полупериодами, а диод (вентиль) – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток только в одном направлении (один полупериод), поэтому выпрямленный ток становиться более-менее аналогичным току постоянному.

Устройство электровозов переменного тока

Крышевое оборудование включает в себя помимо токоприемника – главный выключатель(ГВ), воздушные жалюзи вентиляторов, изоляторы, шины и межсекционные шунты, главные воздушные резервуары, соединяемые посредством трубопроводов.

Главный выключатель (ГВ) электровоза

Силовую цепь электровоза к токоприемнику подключает главный выключатель (ГВ) – пневматический контактор, который также отключает силовую цепь при перегрузках, и ненормальных режимах работы. По габаритам он меньше, чем выключатель быстродействующий (БВ) электровозов постоянного тока, поэтому в отличие от БВ он устанавливается на крыше, а не в кузове.

В кузове установлены:

  • сам тяговый трансформатор (как правило посредине), выпрямительные установки (как правило над каждой тележкой),
  • выпрямительная установка возбуждения (ВУВ),
  • мотор-вентиляторы,
  • мотор-компрессоры,
  • фазорасщепители,
  • реверсоры,
  • тормозные переключатели,
  • установки для переключения воздуха (УПВ),
  • балластные резисторы (для электрического торможения),
  • силовые электропневматические и пневматические контакты, контакты цепей управления

и другие аппараты, необходимые для работы электровоза.

Все эти устройства размещаются в высоковольтной камере (ВВК), поделенной на блоки силовых аппаратов (БСА). Низковольтные электрические контакты и реле цепей управления располагаются на панелях, не закрываемых защитными шторками.

Высоковольтная камера (ВВК) электровоза

Вентиляторов устанавливается больше, чем в постоянниках, от 3 до 4, в грузовых электровозах в секции устанавливается один мотор-компрессор, в односекционных пассажирских два. Тяговый трансформатор – это довольно большая конструкция, он размещается в большом корпусе, внутри которого залито трансформаторное масло, охлаждаемое в контуре охлаждения, путем перегонки масла через наружные секции охлаждения специальным маслонасосом, на крыше трансформатора расположены на изоляторах его главный ввод и выводы.

Читайте также:  Проводит ли латекс электрический ток

тяговый трансформатор электровоза

Вентиляторы охлаждают все ТЭД, выпрямительные установки, балластные резисторы при электрическом торможении. Электродвигатели вентиляторов, мотор-компрессоров и маслонасоса асинхронные, переменного тока, вся эта группа называется – вспомогательные машины.

Ну как, много? Конечно, поэтому и электровоз получается потяжелее и посложнее. А как это все работает? Начнем разбираться.

Как работает электровоз переменного тока

Трансформатор имеет две основных обмотки – высшего и низшего напряжения. На отечественных электровозах регулирование напряжения ТЭД осуществляется на стороне низшего напряжения, то есть на обмотке низшего напряжения. Она делится на секции, которые задействуются в регулировании напряжения. Также на стороне низшего напряжения имеется обмотка собственных нужд, для питания вспомогательных машин и цепей управления.

тяговый трансформатор электровоза

Уже понятно, что регулирование напряжение осуществляется путем подключения или отключения части вторичной обмотки трансформатора. Но как это делается практически? Это можно осуществить электрическим контроллером (ЭКГ) с контакторами и посредством тиристоров (управляемых диодов), устанавливаемых в выпрямительно-инверторных преобразователях (ВИП), этот очень хороший и прогрессивный способ мы рассмотрим ниже.

А сейчас разберемся как эту регулировку осуществить электромеханическим способом. Практически осуществить это не так-то просто. Предположим, что в начале пуска ЭКГ замкнул один контактор и на ТЭД подводится напряжение небольшой секции вторичной обмотки. Чтобы увеличить напряжение необходимо к этой секции добавить еще одну, выключив первый контактор и включив второй. Но в этом случае ТЭД на определенный период времени оказался бы отключенным от сети, и наш электровоз двигался бы рывками.

Можно эту процедуру сделать и по-другому: не отключать наш первый контактор, включить контактор второй и после этого выключить первый контактор. Но и это не есть хорошо – на некоторое время вторая секция обмотки окажется замкнутой накоротко, что конечно, недопустимо. В связи с этим секции трансформатора переключаются с использованием таких устройств, как переходные реакторы.

Сглаживающий (переходной) реактор электровоза

Сглаживающий (переходной) реактор электровоза

В начальном положении начало и конец реактора подключаются к одному выводу трансформатора. Для увеличения напряжения один вывод реактора отсоединяют от первоначального вывода и присоединяют к другому, замыкая тем самым уже большую секцию на переходной реактор. В этом порядке происходят последующие переключение секций трансформатора.

Переходной реактор используется и для увеличения ступеней регулирования напряжения, для этого к каждому выводу обмотки трансформатора подсоединяют два контактора. Но при таком регулировании напряжения контакторы разрывают и замыкают силовые цепи под током. Для этого устанавливаются дополнительные контакторы с дугогашением, а они в свою очередь включаясь и выключаясь в определенной последовательности обеспечивают переключение остальных контакторов при обесточенной цепи.

Чтобы увеличить число ступеней регулирования напряжения на ТЭД при ограниченном числе выводов трансформатора вторичная обмотка делится на две обмотки: нерегулируемую и регулируемую. С 1 по 17 позиции контроллера обе эти обмотки включены встречно. С 17 по 33 позиции для дальнейшего увеличения напряжения обмотки включены согласованно.

электрический контроллер главный (ЭКГ8Ж)

электрический контроллер главный (ЭКГ8Ж)

Переключения обмоток и секций контакторами с дугогашением и без дугогашения производятся строго в определенной последовательности. Это осуществляется электрическим контроллером главным (ЭКГ8Ж). ЭКГ имеет 30 кулачковых контакторов без дугогашения и четыре с дугогашением (имеют схемное обозначение А; Б; В; Г), кулачковые валы и серводвигатель (сервомотор) – вращающий валы в обоих направлениях.

электрический контроллер главный (ЭКГ8Ж)

электрический контроллер главный (ЭКГ8Ж)

Сервомотор посредством зубчатых колес, червячного зацепления, зубчатой передачи и так называемого мальтийского механизма (мальтийский крест) приводит во вращение кулачковый вал четырех контакторов с дугогашением (А; Б; В; Г) и через зубчатую передачу посредством второго мальтийского креста кулачковые валы контакторов переключения обмоток и ступеней. Данные валы связываются зубчатой передачей, которая обеспечивает необходимую последовательность переключения секций и обмоток.

Производить перегруппировку ТЭД на переменниках не требуется, все электродвигатели соединены параллельно. ЭКГ8Ж имеет электрообогрев, на его валу установлен лимб с нанесенными на нем позициями и стрелка, указывающая, на какой позиции находятся валы ЭКГ. Это делается для того, чтобы валы можно было скручивать вручную, так как ЭКГ8Ж страдает таким «недугом», как застревание валов ЭКГ при наборе или сбросе позиций в автоматическом режиме или «заскакиванием» за нулевую позицию, после чего схема тяги разберется (сработает ГВ), вот и приходится опускать токоприемник, «рассштариваться», входить в ВВК и скручивать валы вручную специальным ключом.

кабина электровоза эп1

» data-medium-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/07/4-300×225.jpg» data-large-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg» width=»600″ height=»450″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg» alt=»кабина электровоза эп1″ data-srcset=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/07/4.jpg 600w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/07/4-300×225.jpg 300w» data-sizes=»(max-width: 600px) 100vw, 600px»/> Контроллер машиниста

Управляется вся эта система контроллером машиниста, расположенным в кабине рядом с пультом управления по левую руку от машиниста. В отличие от довольно громоздких контроллеров электровозов постоянного тока, данный контроллер имеет небольшие размеры. На нем установлены две рукоятки – главная и реостатная, На одном валу с главной находится и реверсивная рукоятка, которая вставляется в специальное гнездо над главной рукояткой. Реверсивная рукоятка небольшая, вынимается из своего гнезда и переносится, так сказать, в кармане. Когда реверсивная рукоятка вынута, то главная рукоятка заблокирована и не сдвинется с места, это сделано специально, чтобы предотвратить несанкционированное управление электровозом.

Главная рукоятка имеет положения:

  • БВ – быстрое выключение (если необходимо немедленно отключить силовую схему); 0;
  • АВ – автоматическое выключение (сброс позиций в авторежиме);
  • РВ – ручное выключение (сброс позиций в ручном режиме);
  • ФВ – фиксация выключения (подготовка к сбросу позиций);
  • ФП – фиксация пуска (подготовка к набору позиций);
  • РП – ручной пуск (набор позиций в ручном режиме);
  • АП – автоматический пуск (набор позиций в автоматическом режиме).

После постановки рукоятки в положение РП происходит набор ровно одной позиции, после чего рукоятка возвращается в положение ФП. После постановки рукоятки в положение РВ происходит сброс ровно одной позиции ЭКГ, после чего рукоятку возвращают в положение ФВ. Обычно, при движении с уже набранным количеством позиций рукоятку ставят в положение ФВ.

Расположенная сверху рукоятка реверсивная имеет направление вперед и назад, при положении вперед рукояткой подключается ослабление поля: имеющее три ступени: ОП1; ОП2 и ОП3. Рукоятка управления реостатом имеет положения: П – подготовка; ПТ – предварительное торможение; Т – торможение, в этом режиме вращением рукоятки можно задавать необходимую скорость состава, в режиме реостатного торможения. Тормозная сила устанавливается специальным переключателем, установленным на крышке контроллера. Главный контроллер имеет 33 позиции, из них, каждая пятая (5; 9; 13; 17; 21; 25; 29 и 33) являются ходовыми, остальные используются для переключения. Позиции указываются указателем позиций (сельсин), установленным на приборной доске, когда ЭКГ «встает» на ходовую позицию, то на пульте также загораются сигнальные лампочки зеленого цвета, каждая на свою секцию (1; 2; 3 и 4).

Источник