4. Приводы подвагонных генераторов.

Этот вопрос следует изучить самостоятельно по книге "Конструкция пассажирских вагонов".

Для сведения учащихся:

Различают следующие приводы:

- плоскоременный привод (для генераторов с Р < 4,5квт);

- редукторно - карданный привод от торца оси колесной пары (для генераторов Р < 10 квт);

- ременно - редукторно - карданный привод (для генераторов с Р <10 квт);

- редукторно-карданный привод от средней части оси колесной пары (для генераторов с Р = 20 - 40 квт);

При изучении этой темы обратите внимание на:

-требование к приводам (редукция, момент и др.)

-конструкция редукторов и их обслуживание;

-связь конструкции привода с мощностью генератора;

-общую конструкцию привода (переда вращения, передаточное отношение привода, место крепления узлов привода и др.)

Электрические схемы пассажирских вагонов.

Схема электрооборудования пассажирского вагона модели ЭВ.10.02.29.

Комплект электрооборудования выпускался Рижским электромашиностроительным заводом.

Источники электроэнергии.

G – генератор типа 2ГВ.008;

Генератор имеет две обмотки: основную трехфазную(1C1,1C2,1C3), подключенную через предохранители F4, F5, F 6 к основному выпрямителю V1, V2, V3, V4, V5, V6 и дополнительную обмотку (2C1, 2C2, 2C3) с выводом от средней точки, подключенной к регулируемому выпрямителю на тиристорах v7, v8. Основная обмотка и выпрямитель обеспечивают нагрузки напряжением 50v (50  2 в). Дополнительная обмотка добавляет 5 - 20v к напряжению 50v для обеспечения зарядки аккумуляторов.

Зарядка возможна только после включения контактора К 1.

Gb – аккумуляторная батарея 52v. В вагоне используется железо - никелевая аккумуляторная батарея.

Потребители

Потребители можно разделить на две группы:

- сеть освещения;

- силовые нагрузки.

Потребители:

Сеть освещения подключается к проводу 191 ( +52v ) и проводу 52 (-52v). Каждая группа ламп подключается через два предохранителя. Один предохранитель подключается со стороны провода "+", а другой со стороны "–". Через f62, f18 подключены пожарная сигнализация, сигнальные фонари, сигнализация налива воды.

Через f60, f16 подключена вызывная сигнализация и блок контроля нагрева букс.

Через f57, f58 подключены посадочные фонари, освещение пульта, группа ламп тормозной и не тормозной стороны.

Через f55, f56 подключены лампы купе.

К проводу 191 подключены низковольтные цепи управления высоковольтным электроотоплением.

Силовые нагрузки подключаются между проводами 61 (+52v) и 50 (-52v):

М1 – электродвигатель вентилятора центральной вентиляции вагона;

Е15 – кипятильник;

Е16 – водоохладитель (холодильный агрегат);

Л1 – преобразователь люминесцентного освещения;

М2 – электродвигатель циркуляционного насоса;

Отдельно к проводу 75 подключен М3 – электродвигатель насоса для перекачки воды.

Основные электрические цепи вагона.

Рассмотрим электрическую схему модели ЭВ - 29 на разных режимах ее работы.

Вагон стоит, нагрузки питаются от АБ.

Сеть освещения питается от аккумуляторной батареи и ток течет через лампы сети освещения по цепи:

+Б – F1 – E1 – K1 – G (02,01) – E2 – 192 – S6 – 157 - F24 – 191 – сеть освещения - -52 – F13 - -Б.

В цепи:

Е1, Е2 – шунты амперметра;

G (02,01) – последовательная возбуждения генератора;

S 6 – переключатель магистрали;

Цепь тока силовых нагрузок возможна только после включения контактора К 2 :

+Б – F1 – E1 – K1 – G (02,01) – E2 – 192 – К2 - 61 - силовые нагрузки - 50 - F2 - -Б.

Вагон движется, нагрузки питаются от генератора.

Вагон набирает скорость. Растет напряжение генератора и частота переменного тока генератора. Каждой скорости движения вагона соответствует определенная частота. Эти параметры связанны между собой соотношением:

N = 15,2 V = 8,58 F

Где:

N – число оборотов роторов генератора, об/мин.

V – скорость движения вагона, км/ч.

F – частота переменного тока, гц.

При скорости приблизительно 39 км/час срабатывает блок реле частоты и включает контактор К1. Контактор размыкает свой контакт в цепи аккумуляторной батареи (между проводами 5 и 25) и замыкает контакт цепи заряда (провода 10 и 5).

С этого момента нагрузки питаются от генератора , а аккумуляторная батарея заряжается.

Сеть освещения питается от генератора по цепи:

+v4,v6 – G(02,01) – Е2 – 192 –S6 – 157 – F24 –191 – cеть освещения - 52 – F13 – F2 - 50 - -v1,v3.

Силовые нагрузки питаются от генератора:

+v4,v6 – G(02,01) – E2 – 192 – K2 – 61 – силовые нагрузки – 50- - v1,v3.

Цепь тока зарядки Gb:

+v4, v6 - 2С2 – G - 2C1,2C3 - F7, F8 - V7, V8 – К1 – E1 – F1 - + Б - - Б - F2 - 50 - -v1, v3.

Напряжение заряда регулируется тиристорным регулятором V7, V8. Его работу определяет буз (блок управления зарядом батареи).

Питание вагонов через магистраль.

Если в вагоне неисправны собственные источники электроэнергии то используют низковольтную магистраль для питания аварийного вагона от соседнего с нормальным режимом работы. Для этого переводят вагон на режим питания от магистрали. В вагоне оставляют работать только аварийное освещение.

Для такого переключения на передней панели пульта управления вагона предусмотрен переключатель S6. Положения переключателя :

«нормальный режим» – контакт замыкает провода 157 и 192;

«от магистрали» – контакты замыкает провода 157 – 193, 98 – 100;

«в магистраль» - контакты замыкают провода 192 – 193, 157 – 192, 98 – 100.

Рис. 6 Пульт управления пассажирского вагона с комплектом электрооборудования ЭВ - 29.

Подача напряжения в магистраль.

Любой работающий вагон можно подключить к магистрали для питания других неисправных вагонов. Для этого переключатель S6 устанавливают в положение "Подача в магистраль".

Пакетный выключатель S6 замыкает своими контактами провода 192 - 157, 192 - 193 и 98 - 100. Напряжение поступает в магистраль как от аккумуляторной батареи, так и от генератора во время движения вагона.

Включают автоматический выключатель F27, который ограничивает мощность, отдаваемую источниками электроэнергии в магистраль. Отдаваемая мощность не должна превышать 1,2 квт. Таким образом защищаются источники электроэнергии от перегрузки.

Напряжение от генератора поступает в магистраль по цепи:

+v4,v6 – G(02,01) – E2 – 192 – S6 – 193 – F27 – x9,x10 – цепь освещения аварийного вагона – 100 – S6 – 98 – F11 – F2 - -v1,v3.

Собственная сеть освещения питается:

+v4,v6 – F(02,01) – E2 – 192 – S6 –157- F24 –191 – сеть освещения – 52 – F13 – F2 - 50 - -v1,v3.

Напряжение от аккумуляторной батареи поступает в магистраль по цепи:

+ Б - F1 - E1 - 25 - G(01,02) - E2 - 192 - S6 - 193 - F27 - x9,x10 - сеть освещения аварийного вагона - 52 - F13 - -Б

Получение напряжения от магистрали.

Напряжение в магистраль подается от вагона с нормальным режимом работы (соседнего). Предварительно отключают собственные источники электроэнергии путем извлечения предохранителей F1, F4,F5,F6. К магистрали подключают аварийный вагон для питания сети освещения. Для этого переключатель S6 устанавливают в положение "Прием от магистрали".

Переключатель S6 соединяет своими контактами провода 193 - 157 и 98 - 100. Включают автомат F27.

Напряжение в магистраль поступает от соседнего вагона, а поэтому через разъемы x9, x10 подается +50v. Провод 100 – это масса , корпус вагона. На корпус вагона подается - 50 вольт.

Ток в цепь освещения течет по цепи:

x9,x10 – F27 – 193 – S6 – 157 – F24 – 191 - цепь освещения – 52 – F13 – F11 – 98 – S6 – 100.

Работает только аварийное освещение и цепи, подключенные к проводу 191. Мощность, потребляемая от магистрали не должна превышать 1,2 квт. F27 – автоматический выключатель, предохраняющий магистраль от превышения потребляемой мощности.

Подготовка электрооборудования к работе после отстоя.

На передней панели пульта управления включают тумблер S5 “управление” Напряжение поступает на провод управления 75 и в схему блока защиты (бз) по цепи:

+Б – F1 – E1 – K1 – F3 – F12 – S5 – 75 – БЗ / Б7.

В блоке БЗ через внутреннюю перемычку напряжение поступает на клемму А8 и на провод 58. Одновременно появляется напряжение управления на клемме Б5, которое подается на катушку реле к29. Реле срабатывают и замыкает свай контакт в цепи катушки К2. В этот момент загораются лампы сигнализации Н23 "Защита батареи" и Н22 "Защита генератор".

На передней панели пульта управления нажимают кнопку s4 "Возврат защиты". Включается контактор к2.

Ток через катушку K2 течет по цепи:

58(+ 50v) – S4 – V9 – K2 – K29 – 27(минус).

Контактор самоблокируется по цепи:

58(+50v) – S14 – 19 – R2 – K2 – K2 - K29 – 27.

Одновременно включается контактор K6:

58(+50v) – S4 – S4 – K6 – K7 – 27.

Контактор самоблокируется:

58(+50v) – S14 – 19 – K6 – K6 – K7 - 27.

Контактор K2 выполняет следующие действия:

1) Включает силовые нагрузки (соединяет провода 192 - 61);

2) Отключает лампу Н23 "Защита батареи" (цепь 24).

Контактор К6 выполняет следующие действия:

1) Подключает обмотку возбуждения генератора (см. На схеме ниже блока рнг);

2) Отключает лампы Н22 «тиристорная защита» и Н28,Н50 "Освещение пульта".

Аварийное отключение.

В аварийных ситуациях необходимо быстро, экстренно отключить генератор, силовые нагрузки и перевести оборудование на работу от аккумуляторной батареи.

Для этой целей на передней панели пульта управления имеется большая красная кнопка S14, с помощью которой и осуществляется аварийное отключение, при нажатии на кнопку S14, разрывается цепь питания K2 и K6. Эти контакторы отключаются и выключают:

К6 – отключает обмотку возбуждения G(И1, И2) и включает лампу Н22 "Защита генератор";

К2 – отключает силовые нагрузки, разъединяя провода 192 и 61. Загорается лампа Н23 "Защита батареи".

Питание на осветительную сеть подается от аккумуляторной батареи так как отключится контактор К1.

Электронные блоки.

В схеме ЭВ – 29 предусмотрены следующие электронные блоки:

БЗ – блок защиты;

БРЧ – блок реле частоты;

РНГ – блок регулятора напряжения генератора;

БУЗ – блок управления зарядом аккумуляторной батареи;

БУО – блок управления высоковольтным отоплением;

СКНБ - блок сигнализации нагрева букс.

Блок защиты (БЗ)

Основные функции блока зашиты:

РМН

1)Защита от повышения амплитудного значения напряжения в цепях осветительной нагрузки более 120v при резком, кратковременном броске напряжения;

2)Защита от повышения среднего значения напряжения более 60v (длительная перегрузка) с задержкой 0,7 – 0,2 сек.

3)Защита от обрыва фаз генератора , обрыв фаз или перегорание одного из предохранителей F4, F5, F6;

4. Защита от перегорания предохранителя F1 аккумуляторной батареи.

При любой из выше четырех перечисленных неисправностей срабатывает РМН и включает реле К7, которое отключает контактор К6, а он в свою очередь отключает G (И1,И2 – обмотку возбуждения генератора) и лампы Н22, Н29, Н50.

РПН

При снижении напряжения аккумуляторной батареи ниже 41v блок защиты (РПН) отключает реле К29, которое отключает контактор К2, а он отключает силовые нагрузки и включает лампу Н23 "Защита батареи".

Блок реле частоты (брч)

Работает в качестве переключающего устройства. Каждой скорости движения вагона соответствует определенная частота. Эти параметры связанны между собой соотношением:

N = 15,2 V = 8,58 F

F = 15,2V / 8,58 = 1,78V

Где:

N – число оборотов роторов генератора, об/мин.

V – скорость движения вагона, км/ч.

F – частота переменного тока, гц.

При скорости движения вагона более 39 км/час (f = 70 - 82гц) срабатывает БРЧ и включает контактор К1. Этот контактор отключает аккумуляторную батарею от нагрузок и включает в работу генератор, который начинает заряжать аккумуляторную батарею и питать все нагрузки.

Блок регулятора напряжения генератора (РНГ).

Блок РНГ автоматически регулирует напряжение подвагонного генератора G (И1, И2). Напряжение регулируется в зависимости от скорости движения вагона и величины тока нагрузки.

Регулятор напряжения обеспечивает поддержание напряжения в цепях нагрузки в пределах от 47 до 53v при изменении мощности, потребляемой от генератора в пределах от 0 до 100 % (48 – 52 вольт). Это напряжение поддерживается при разных скоростях движения вагона.

Блок управления зарядом аккумуляторной батареи (буз).

Блок БУЗ управляет тиристорами V7, V8, которые автоматически поддерживают напряжение на аккумуляторной батарее так, чтобы зарядный ток батареи не превышал 65А. Напряжение регулируется в зависимости от напряжения батареи, величины зарядного тока и наружной температуры (R16).

Блок управления высоковольтным отоплением (буо).

Блок предназначен для автоматического поддержания температуры в вагоне путем управления высоковольтным отоплением 3000v. Блок управления включает высоковольтные контакторы К3, К8. Эти контакторы (расположены в подвагонном ящике) включают группы высоковольтных нагревательных элементов Е3, Е4. Температура регулируется в пределах от +18 до +24 грд.

Схемы защит и аварийных блокировок.

К таким схемам относятся:

1. Аварийное отключение;

2. Защита от коммутационных перенапряжении;

4. Блок контроля нагрева букс.

Аварийное отключение рассматривалось ранее.

Защита от коммутационных перенапряжений.

В моменты резкого сброса нагрузки ток нагрузки стремительно уменьшается. Обмотка генератора представляет из себя большую индуктивность, в которой при уменьшении тока индуктируется ЭДС самоиндукции, совпадающая по направлению с напряжением генератора. Величина ЭДС самоиндукции может превышать напряжение во много раз и, складываясь с напряжением, ЭДС создает опасный бросок напряжения. Это перенапряжение может вывести из строя потребители и создать аварийную ситуацию.

Схема защиты от перенапряжений достаточно проста. Параллельно главному выпрямителю V1 –V6 через диод V17 подключена аккумуляторная батарея GB. Как только напряжение генератора начинает значительно превышать напряжение батареи, так аккумуляторы начинают интенсивно заряжаться (возникает бросок тока заряда) и батарея сильно нагружает генератор, снижая его напряжение.

Если выйдет из строя диод V17 и эта защита не сработает, то тогда сработает БЗ. Блок БЗ отключит обмотку возбуждения генератора и он развозбуждается. Так осуществляется аварийная страховка.

Схема сигнализации утечек тока на корпус вагона.

В пассажирских вагонах применяется двухпроводная система электроснабжения. При такой системе корпус (масса) вагона изолированы от проводов "+" или "-". На практике часто случается утечки тока или замыкания проводов + или – на корпус вагона.

Приложение 1