Схема силових ланцюгів моторного вагона - сайт СЦБІСТ
У силову схему моторного вагона входять: тяговий трансформатор ГТ (рис. 227), головний контролер ГК, напівпровідникова випрямлювальна установка ВК1—ВК4, тягові електродвигуни МІ—М4, реактор РР, що згладжує, лінійні контактори ЛК1 і ЛК2, резистори та інші .
Змінний струм напругою 25 кВ подається від струмоприймача Т через дросель захисту від радіоперешкод ДР і високовольтний повітряний вимикач ВР на обмотку вищої напруги А-X тягового трансформатора. Другий кінець обмотки вищої напруги з'єднаний із «землею» — рейками за допомогою щіткового заземлювального пристрою, розташованого на осі колісної пари.
Для захисту електрообладнання від попадання високої напруги на низьковольтні ланцюги при обриві ланцюга щіток заземлення є друге з'єднання обмотки трансформатора з корпусом вагона через дросель заземлення ДЗТ. У нормальному режимі струм обмотки вищої напруги йде через заземлювальний пристрій, оскільки він має менший у порівнянні з дроселем опір. При струмі обмотки вищої напруги 40-80 А падіння напруги на дроселі становить 18-20 Ст.
Обмотка нижчої напруги трансформатора (тягова) складається з восьми рівних по напрузі секцій, з'єднаних послідовно, і має дев'ять висновків 0. 8. Середня точка тягової обмотки заземлена через обмотку реле заземлення РЗ і резистор 0-Р17. Резистор 0-Р17 призначений для обмеження струму при замиканні силового кола на землю. Загальний опір ланцюга заземлення близько 5 Ом.
При аварійному замиканні силового ланцюга на «землю» (внаслідок порушення ізоляції, перекидання на корпус та ін.) реле заземлення спрацьовує та відключає високовольтний вимикач ВР. Це необхідно для того, щоб виключити можливість утворення в силовому ланцюгу двох заземлень, приможливі незахищені контури короткого замикання вторинної обмотки трансформатора.
Для живлення тягових двигунів постійним струмом до обмотки нижчої напруги трансформатора через контакти, силового контролера 1. 10 підключена за однофазною бруківкою схеми випрямна установка, що складається з чотирьох груп кремнієвих вентилів ВК1-ВК4. Два плечі мосту ВК1 та ВК2 мають
так звану розщеплену частину, до якої включені вентилі переходу ВП1-ВП4.
Розщеплені плечі моста з'єднані зі збірними шинами парних та непарних контакторів 1. 10. Контактори 1. 10 підключаються до висновків обмотки секцій нижчої напруги трансформатора.
З боку змінного струму нерозщеплена частина випрямного моста постійно з'єднана з крайнім виводом обмотки 8. Завдяки наявності вентилів переходу в плечах моста випрямляча здійснена схема безструмового перемикання контакторів силового контролера. При цьому відпадає необхідність встановлювати перехідні реактори і дугогасні пристрої контакторів силового контролера.
До випрямної установки підключені 4 тягові двигуни Ml-М4, з'єднані в дві паралельні групи по два двигуни послідовно. Включення двигунів здійснюється двома лінійними контакторами ЛК1 та ЛК2.
Контакти контактора ЛК2 включені так, щоб унеможливити утворення гальмівного контуру, який може виникнути в результаті генераторного струму при русі моторного вагона з відключеними тяговими двигунами. Контакти контактора ЛК1 включені послідовно для полегшення гасіння дуги при розриві загального струму двох груп тягових двигунів. Для зниження пульсацій випрямленого струму до загального ланцюга тягових двигунів включений згладжуючий реактор СР. Для додаткового зменшенняпульсацій струму в обмотках збудження і, отже, магнітного потоку двигуна обмотки збудження тягових двигунів шунтуються постійно включеними резисторами R3 (Р4-Р10) та R9 (Р7-Р11), які забезпечують постійне ослаблення збудження до 92,5%.
Резистори R4 (Р4-Р5); R5 (Р5-Р6) та R7 (Р7-Р8); R8 (Р8-Р9), а також контактори силового контролера Ш1 і Ш4 служать для двоступінчастого послаблення збудження тягових двигунів до 535 і 32% на останніх позиціях силового контролера. Контактори Ш1 і ШЗ на відміну від інших виконані з дугогасінням, оскільки при поверненні контролера з 19-ї на 1-ю позицію вони розмикають ланцюг під струмом.
Для заземлення тягової обмотки трансформатора під час виконання робіт з високовольтним обладнанням передбачено двополюсний рубильник з ручним приводом — заземлювач трансформатора ЗТ.
Розглянемо роботу силового електроустаткування під час пуску електропоїзда. Зміна величини напруги здійснюють послідовним підключенням головним контролером ГК різного числа секцій обмотки нижчої напруги трансформатора. При повністю увімкненій тяговій обмотці трансформатора регулювання швидкості здійснюють ослабленням поля тягових двигунів.
Послідовність замикання контакторів головного контролера наведено у табл. 9. На 1-й позиції валу ГК замкнуті контактори/, //, 12. На рис. 228 а дана схема живлення тягових двигунів від однієї секції 7-8 обмотки трансформатора через додатковий резистор PI-Р2, який обмежує пусковий струм. Цей ступінь використовують як маневровий. Вона необхідна для руху з невеликою швидкістю та малим прискоренням під час рушання з місця. На 2 позиції ГК замикається контактор 9 (рис. 228,6), який виводить пусковий реостат. Суцільними стрілками показаний шлях струмупри е. д. с. вторинної обмотки, спрямованої від виведення 8 до виведення 7, і пунктирними - шлях струму
Мал. 228. Спрощені схеми силових ланцюгів моторного вагона на 1-й (а), 2-й (б), 3-й (в) та 4-й (г) позиціях
при зворотній полярності. На 2-й позиції струм протікає через контактори /, 9, 11.
При повороті Г К на 3-ю позицію спочатку розмикається контактор 12, не обтічний струмом, а потім замикається контактор 2. Таким чином, на 3-й позиції замкнуті контактори /, 2, 9, 11. Напруга на двигунах підвищується, так як напівперіод, коли е. д. с. вторинної обмотки трансформатора спрямована від виведення 6 до виведення 8, до випрямної установки прикладено напругу двох секцій тягової обмотки трансформатора. Шлях струму на мал. 228, в цьому випадку показаний пунктирними стрілками. У другий напівперіод, коли е. д. с. обмотки трансформатора спрямована від виведення 8 до висновку 6, на двигуни подається напруга тільки однієї секції 7-8, так як ланцюг з'єднання випрямляча з виведенням 6 через вентилі переходу ВП1 розірвано контактором 12 (шлях струму в цей напівперіод показаний суцільними стрілками). Таким чином, 3-я позиція відрізняється підвищеною пульсацією, тому що в перший напівперіод напруга на двигунах дорівнює напрузі двох секцій обмотки трансформатора, а в другий напівперіод - напруги однієї секції (рис. 229).
Підвищену пульсацію через нерівність напруги, що підводиться, в різні напівперіоди мають всі наступні непарні позиції до 15-ї включно. Ці позиції використовують лише як перехідні у процесі пуску.
На 4-й позиції включається контактор 12 (див. рис. 228, г), і обидва напівперіоди двигуни отримують живлення від двох секцій вторинної обмотки трансформатора. Контактори / та // на 4-й позиції знеструмлені, оскільки ланцюгструму проходить тільки по вентилях переходу ВП1 та ВПЗ. Це пояснюється тим, що потенціал точки Б, пов'язаної з виведенням двох секцій трансформатора, в один з напівперіодів вище потенціалу точки А (е. д. с. спрямована від виведення 8 до висновку 6 - суцільні стрілки), а в інший напівперіод потенціал точки Б нижче потенціалу А (е. д. с. спрямована від виведення 6 до виведення 8 пунктирні стрілки).
Необхідно відзначити, що наявність вентилів переходу перешкоджає утворенню струму короткого замикання при одночасному включенні контакторів / і 2, І і 12 або інших, аналогічних за схемою. Завдяки цьому при переході на 5 позицію контактори силового контролера 1 і 11 відключаються без розриву струму, що дозволило їх виконати без дугогасіння.
На 5 позиції після розмикання контакторів lull замикається контактор 3. При цьому знову створюється режим випрямлення з підвищеною пульсацією. Живлення електродвигунів у перший напівперіод здійснюється напругою
від трьох секцій 5-8 тягової обмотки трансформатора ланцюга вентилів переходу ВП4, в другий напівперіод - від двох секцій 6-8 ланцюга вентилів переходу ВП1.
Подальший процес підвищення напруги на тягових двигунах до 16-ї позиції аналогічний описаному вище: на непарних позиціях розімкнуто один з контакторів // або 12 і здійснюється несиметричний режим випрямлення з підвищеною пульсацією, а на парних позиціях контактори 11 і 12 замкнуті і здійснюється дво-періодне випрямлення нормальною пульсацією струму.
На 16-й позиції випрямний міст виявляється включеним на повну напругу всіх восьми секцій обмотки нижчої напруги трансформатора. Для зменшення нагріву контактора 8 паралельно включений контактор 10.
На 17-й та 18-й позиціях включаються контактори Ш1 та ШЗ, ослабленнязбудження двигунів досягає 53,5%. На 19-й, останній, робочої позиції головного контролера поле двигунів додатково послаблюється до 32% включенням контакторів Ш2 та Ш4. Ця позиція відповідає положенню IV контролера машиніста та дозволяє реалізувати найвищу швидкість поїзда.
На електропоїздах ЕР9Е з метою підвищення зчіпної ваги моторного вагона застосовано схему поосного вирівнювання коефіцієнтів тяги. При замиканні силового ланцюга обмотки збудження тягових двигунів розвантажених колісних пар (першої та третьої по ходу руху поїзда) постійно зашунтовані резисторами. Для цього між середніми точками обмоток збудження тягових двигунів М1-М2 (МЗ-М4) та загальними точками контакторів реверсора В1-Н1 (ВЗ-НЗ) включені резистори Р12-Р4 (Р13-Р7). Залежно від напрямку руху ці резистори підключаються паралельно обмоткам збудження двигунів М1 і МЗ (при русі вперед) або М2 і М4 (при русі назад).
Таким чином, забезпечується автоматичне ослаблення поля розвантажених колісних пар шунтуванням обмоток їх збудження від моменту пуску до виходу на автоматичну характеристику повного збудження. Надалі електропоїзд розганяється ослабленням збудження іншої пари двигунів замиканням контакторів Ш1 і ШЗ (17 і 18 позиції Г К) і глибшим ослабленням збудження всіх двигунів включенням контакторів Ш2 та Ш4 (19 позиція ГК).
20-та позиція є неодруженою. Вона забезпечує рівномірне обертання головного контролера під час переходу на 1-у позицію після «скидання» рукоятки контролера машиніста — спочатку вимикаються контактори 8, 10, Ш4, та був Ш1, Ш2, ШЗ.
Зміна напрямку руху поїзда здійснюється за допомогою реверсорів В1-В4 і Н1-Н4 (див. рис. 227), що змінюють напрямок струму в обмоткахзбудження. У ланцюг тягових двигунів МОЗ та М4 включена обмотка управління магнітного підсилювача РОЗУМ електронного реле прискорення. Для визначення витрати електроенергії використаний лічильник і^/г, струмова обмотка якого живиться через трансформатор струму ТТ1, а обмотка напруги - від допоміжної обмотки трансформатора 220 В. До цієї ж обмотки підключений вольтметр, поки-
Мал. 229. Криві випрямленої напруги при холостому ході трансформатора на 2-й (а), 3-й (б) та 4-й (в) позиціях
кличе напруга в контактній мережі з урахуванням коефіцієнта трансформації допоміжної обмотки тягового трансформатора. Струм двигунів контролюють амперметром. Л, включеним через трансформатор струму ТТ2.
До силового ланцюга входять пристрої захисту. На боці вищої напруги – високовольтний вілітовий розрядник РВС; повітряний високовольтний вимикач ВР; реле відключення високовольтного вимикача РВВ, обмотка якого живиться від трансформатора струму ТТЗ. На стороні нижчої напруги та на стороні постійного струму встановлені реле заземлення РЗ та конденсатори С2, СЗ, С4. У ланцюг обох груп тягових двигунів включені реле перевантаження РП1 і РП2 і диференціальне швидкодіє реле БДР. До середніх точок двох груп двигунів підключено реле боксування РБ.