12.1.2.Цепи тяговых электродвигателей в режиме тяги

(см. лист 5 принципиальной схемы электрооборудования)

На тяговые электродвигатели М1-М6 напряжение 3000 В подается после быстродействующего выключателя через реле дифференциальной защиты от замыкания на корпус.

Контакты переключателей QР1 и QР2, включенные в цепь обмоток возбуждения тяговых электродвигателей, обеспечивают изменение направление тока в обмотках возбуждения, а следовательно изменение их направления вращения и изменение направления движения поезда.

Контакты переключателей QТ1, QТ2 и QТ3 предназначены для перевода силовой схемы из режима “Тяга” в режим электрического (реостатного) торможения и обратно. На схеме размыкающими изображены контакты, замкнутые в режиме “Тяга”.

Пуско -тормозные резисторы R6, R7, R8, R9 предназначены для ограничения и регулирования тока тяговых электродвигателей в режимах тяги и торможения. Электродвигатели М7, М8, М9, М10 предназначены для привода вентиляторов, обдувающие соответствующие резисторы.

Сигналы с датчиков:

-тока UА2, UА3, UА4 включенных в цепи якорей тяговых электродвигателей;

-напряжения UV2 – UV7, включенных параллельно якорям тяговых электродвигателей;

-тока UА5 – UА8 включенных в цепи якорей электродвигателей вентиляторов обдува пуско – тормозных резисторов;

-поступают в блоки А2 и А3 МПСУ для обеспечения регулирования и контроля.

Электрическая схема предусматривает три соединения шести тяговых электродвигателей: последовательное (С), последовательно – параллельное (СП), параллельное (П). На каждом из этих соединений имеется –возможность работать как с включенными пуско – тормозными резисторами (реостатная схема), так по безреостатной схеме.

При работе по безреостатной схеме для дальнейшего увеличения скорости движения обмотки возбуждения тяговых электродвигателей шунтируются резисторами R14, R15, R16, R17 и последовательно соединенными с ними индуктивными шунтами А10-L1, А10-L2, А10-L3 блока индуктивных шунтов А10.

Индуктивные шунты предназначены для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых электродвигателей при колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановления после кратковременного снятия.

Электрической схемой обеспечивается пять ступеней ослабления возбуждения: 80%, 66%, 54%, 46%, 40%.

В случае необходимости неисправный тяговый электродвигатель может быть отключен соответствующими линейными или реостатными контакторами.

Панели диодов U4, U5 и U6 предназначены для исключения прерывания тока в тяговых цепях при переключении силовой схемы с одного соединения на другое.

12.1.3. Регулирование напряжения на тяговых двигателях в режиме тяги

(см. лист 5 принципиальной схемы электрооборудования)

Пуск и работа электровоза начинается на последовательном соединении тяговых электродвигателей М1 – М6, что обеспечивается с помощью контакторов КМ1, КМ4, КМ5, КМ9, КМ10, КМ12, КМ16, КМ21, КМ36.

При этом силовая цепь тяговых электродвигателей М1-М6 образуется следующая:

-контакт быстродействующего выключателя QF1 , провода 36 х 3, катушка дифферен-циального реле защиты КА2, провода 84 х 3, шины 78Ш, 309Ш, 311Ш, контакт 10-11 тормозного переключателя QТ1, контакт контактора КМ20, шина 319Ш, последовательно соединенные пуско -тормозные резисторы блоков R6 и R9, провода 345, 346, шина 347Ш, провод 313, контакт КМ16, шина 191Ш, провода 206, 207, последовательно соединенные резисторы R6 и R8, провода 203, 204, 205, шина 219Ш, провод 220, шина 221Ш, провод 222, контакт КМ12, шина 89Ш, провода 93, 94, последовательно соединенные резисторы R6 и R7, провода 120, 121,

контакт КМ37, провод 123, якоря тяговых электродвигателей М1 и М2, датчик тока UА2, контакты 5 – 6 QТ2 и 6 – 5 реверсора QР1, последовательно соединенные обмотки возбуждения электродвигателей М1 и М2, контакты 2 – 1 QР1 и 11 – 12 QТ2, провод 170, шина 272Ш, контакт КМ4, шина 269Ш, контакт КМ5, провода 253, 268, 267, якорь электродвигателя М3, датчик UА3, контакты 8 – 9 QТ2, 9 – 8 QР1, обмотка возбуждения М3, контакты 11 – 10 QР1 и 2 – 1 QТ2, провод 292, контакт КМ10, шина 226Ш, контакт КМ9, шина 224Ш, провод 227, якорь электродвигателя М4, контакты 8-9 ОТ3 и 9-8 QР2, обмотка возбуждения М4 контакты 11 – 10 QР2 и 2 – 1 QТ3 провода 252, 298, контакт КМ62, шина 299Ш, контакт КМ64, провода 302, 352, якоря тяговых электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, контакты 5 – 6 QТ3 и 6 – 5 QР2, обмотки возбуждения М5, М6, контакты 2-1 QР2 и 11 – 10 QТ3, провод 400, контакт КМ1, шина 85Ш, вторая обмотка дифференциального реле КА2, шина 83Ш, шунт R52, шина 180Ш, скользящие контакты буксовых токосъемников ХА3 – ХА8, рельсы.

Увеличение силы тяги электровоза осуществляется путем увеличения напряжения на тяговых двигателях включением контакторов КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33, КМ21, КМ22-КМ24, КМ26, КМ27 и закорачиванием тем самым соответствующих секций пуско-тормозных резисторов R6 – R9 в соответствии с диаграммой замыкания контакторов (см. лист 24 принципиальной схемы электрооборудования).

Пуско -тормозные сопротивления допускают длительную езду электровоза на любой реостатной позиции, однако длительная езда на реостатных позициях не рекомендуется, так как включенные в цепь тяговых двигателей пусковые сопротивления вызывают дополнительный расход электроэнергии на движение поезда.

19 – ая позиция является ходовой (без реостатной ) позицией, так как пусковые сопротивления полностью выведены и вся потребляемая из контактной сети электроэнергия идет на питание тяговых двигателей.

На 19 – ой позиции для дальнейшего увеличения скорости электровоза возможно применение ослабления поля тяговых двигателей.

Первая ступень ослабления поля тяговых двигателей достигается включением контакторов ослабления поля КМ57-КМ60. При этом параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей включаются сопротивления R14, R15, R16, R17 и включенные последовательно с ними индуктивные шунты А10-L1, А10-L2, А10-L3. Индуктивные шунты необходимы для улучшения работы тяговых двигателей при переходных процессах в режиме ослабления поля. Для получения ослабленных ступеней ослабления поля включаются контакторы КМ45-КМ47, КМ51-КМ53, КМ54-КМ56, КМ48-КМ50.

Переход с последовательного соединения на последовательно – параллельное начинается при переводе главной рукоятки контроллера SM1 на 20-ю позицию.

На первой позиции перехода П1 пуско – тормозные резисторы полностью выведены, а двигатели М1 – М6 соединены последовательно. Контактор КМ10 разомкнут, но цепь сохраняется благодаря блоку диодов U5.

На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R6, при этом контактами 18-17 QТ1, КМ13 и 13-14 QТ1, КМ18 с одной стороны и контакту КМ36 с другой стороны цепи резисторов R6, R7 и R6, R8 соединяются параллельно. Резисторы R6, R9 подключенные между проводами 305 – 345 при последовательно – параллельном соединении к цепям электродвигателей М1-М6 не подключаются.

На третьей позиции перехода П3 посредствам включения контакторов КМ34 и КМ2 формируются две параллельные ветви тяговых двигателей М1 – М3 и М4 – М6. Двигатели М1 – М3 и М4 – М6 в каждой цепи соединены последовательно. На 20 –й позиции отключение контактора КМ9 приводит к окончательному переходу на две параллельные ветви по три последовательно соединенных двигателя (М1 – М3 и М4 – М6) то есть на последовательно – параллельное соединение.

При этом образуются две параллельные цепи тяговых электродвигателей:

-параллельно соединенные пуско - тормозные резисторы R6, R7 и R6, R8, контакт КМ37, якоря электродвигателей М1, М2, датчик тока UА2, обмотки возбуждения М1, М2, далее аналогично схеме при последовательном соединении якорь электродвигателя М3, датчик тока UА3, обмотка возбуждения М3, контакты 11 – 10 QР1 и 2 – 1 QТ2, провода 292, 293, контакт КМ2, шины 402Ш, 85Ш и далее к буксовым токосъемникам ХА3-ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы R6, R7 и R6, R8, контакт КМ34, провод 225, шина 224Ш, провод 227, далее, аналогично при последовательном соединении, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М4, якоря электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, обмотки возбуждения М5, М6, контакт КМ1 и далее к буксовым токосъемникам ХА3-ХА8.

На 20-ой позиции начинается работа тяговых электродвигателей на сериесно – параллельном соединении (СП). Дальнейший разгон поезда осуществляется как и на последовательном соединении ступенчатым уменьшением величины пуско - тормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33.

36-я позиция СП-соединения тяговых электродвигателей является ходовой (без реостатной) позицией. На этой позиции, также как и на 19 позиции последовательного соединения, можно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.

Переход начинается при переводе главной рукоятки контроллера на 37 – ю позицию.

На первой позиции перехода П1 пусковые резисторы выведены полностью, двигатели соединены в 2 цепи параллельно и в каждой по три двигателя последовательно.

Контакторы КМ4 и КМ64 выключены, но цепь сохраняется благодаря блокам диодов U2 и U4.

На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R9, при этом контактами 18-17 QТ1, КМ13; 13 – 14 QТ1, КМ18; 10 – 11 QТ1, КМ 21, КМ20 с одной стороны и контактами КМ36, КМ29 с другой стороны резисторы R6, R7; R6, R8 и частично R9 (контакты 2 – 7) соединяются параллельно.

На третьей позиции перехода П3 включается контактор КМ6 и КМ28, тем самым подготавливает схему к формированию трех параллельных ветвей по два последовательно соединенных тяговых двигателя.

На 37- ой позиции отключаются контакторы КМ5 и КМ64 и разрывают цепь на три параллельные ветви, то есть происходит переход на параллельное соединение тяговых двигателей.

На 37-ой позиции начинается работа тяговых электродвигателей на параллельном соединении (П). При этом образуются три параллельных цепи тяговых электродвигателей:

-параллельно соединенные пуско -тормозные резисторы, контакт КМ37, якоря электродвигателей М1, М2, датчик тока UА2, обмотки возбуждения М1, М2, контакт КМ3, шины 402Ш, 85Ш, далее к ХА3 – ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы, контакт КМ34, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М4, провода 268, 267, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М3, контакт КМ2, шина 402Ш, 85Ш, далее к ХА3 – ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы, контакт КМ28, якоря электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, обмотки возбуждения М5, М6, контакт КМ1, шина 85Ш, далее к ХА3 – ХА8. Дальнейший разгон поезда осуществляется как и на двух предыдущих соединениях ступенчатым уменьшением величины пуско -тормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33, КМ23, КМ24, КМ27.

49 позиция П – соединения тяговых электродвигателей является ходовой (без реостатной) позицией. На этой позиции, также как и на 19 и 36 позициях последовательного и последовательно – параллельного соединениях соответственно, можно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.

Охлаждение пуско -тормозных резисторов R6-R9 на реостатных позициях осуществляется мотор – вентиляторами М7-М10, включенными на отпайки резисторов R6-R9 соответственно. Такая схема включения электродвигателей вентиляторов обеспечивает автоматическое увеличение производительности вентиляторов, при увеличении тока тяговых электродвигателей (за счет увеличения питающего

электродвигатель вентиляторов напряжения) и выключение электродвигателей вентиляторов при закорачивании пуско -тормозных сопротивлений R6-R9 на ходовых (без реостатных) позициях.

В случае неисправности (пробой изоляции на корпус) электродвигателей обдува пуско-тормозных резисторов М7-М10 имеется возможность отключения их от высоковольтной цепи для продолжения движения с отключенным соответствующим пуско тормозным резистором

Например, для отключения электродвигателя М7 необходимо от клеммы ХТR38 отключить провод 71, шину 69Ш снять с клемм ХТR39- ХТR40 и установить ее между клеммами ХТR39- ХТR41.

Уменьшение силы тяги (и скорости движения электровоза) осуществляется за счет введения пусковых сопротивлений в цепь тяговых электродвигателей путем сброса позиций.

Оперативное включение и выключение цепи тяговых электродвигателей осуществляется линейными контакторами. Кроме того, при необходимости, тяговые электродвигатели могут быть отключены выключением быстродействующего выключателя QF1.