Файл: 1. назначение электромагнитных контакторов 7 устройство электромагнитных контакторов 8.docx

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЭЛЕКТРОВОЗ - локомотив, приводимый в движение находящимися на нем тяговыми электродвигателями, которые получают электроэнергию от стационарного источника - энергосистемы через тяговые подстанции и тяговую сеть от контактного провода либо от собственных тяговых аккумуляторных батарей. Выпускаются также комбинированные контактно-аккумуляторные электровозы, которые могут работать как от контактной сети, так и от аккумуляторной батареи. Подавляющее большинство находящихся в эксплуатации электровозов магистральных ж. д. являются неавтономными, т. е. не могут работать без контактной сети. На путях промышленных предприятий часто используются автономные электровозы, не зависящие от контактной сети. Для обеспечения маневровых работ наиболее подходящими являются контактно-аккумуляторные электровозы, которые используются также широко для обслуживания горных выработок, где прокладка контактного провода затруднена или невозможна. Таким образом, эксплуатируемые электровозы могут быть классифицированы по назначению, степени автономности, роду тока в тяговой сети; в зависимости от области использования и конструкции имеют ряд различных направлений.

Первые электровозы появились на ж.-д. транспорте в конце 19 в. как локомотивы, альтернативные паровозам. Развитие электротехники позволило создать мощные электродвигатели постоянного тока и двигатели переменного трехфазного тока. Были решены также проблемы генерирования электроэнергии и ее передачи по контактной сети. Идея реализации электрического локомотива с автономным или неавтономным питанием была высказана в первой половине 19 в., но первые практические результаты были получены в 1880 г. В России инженер Ф.А. Пироцкий установил электрический двигатель на пассажирском вагоне и провел первые опыты; в 1880 г. в Санкт-Петербурге был проложен для электровагона рельсовый путь. В том же году Э.В. Сименс в Германии и Т.А. Эдисон в США предложили свои конструкции. Новые локомотивы смогли заменить паровую тягу в специфических условиях эксплуатации ж. д.- в длинных тоннелях и на горных (перевальных) участках с большими уклонами. При этом проявились главные преимущества электровоза — отсутствие выбросов отработанных газов, возможность увеличения силы тяги путем форсировки тяговых электродвигателей на руководящем уклоне, реализация идеи рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую сеть. Впоследствии область рационального применения электровозов существенно расширилась: их стали использовать и на равнинных участках с интенсивным движением поездов, где решающее значение имел высокий кпд самого электровоза (до 88-91%) и всей системы электрической тяги (до 30% при питании преимущественно от тепловых электростанций и до 50-60% при питании от гидроэлектростанций ).

---

Первые электровозы на российских ж. д. появились в 1929-1930 гг. в связи с электрификацией Сурамского перевала на Закавказской железной дороге (линия Баку-Батуми). На линии эксплуатировались закупленные в Италии, США, и Германии 6-осные электровозы постоянного тока 3 кВ, получившие обозначение С (с индексом, соответствующим стране-изготовителю). В России было налажено производство электровозов на Коломенском заводе совместно с московским заводом «Динамо», который начал выпускать тяговые электродвигатели и электрооборудование. В 1932 г. был выпущен первый отечественный грузовой электровоз сети Сс, впоследствии - ВЛ19 (цифра 19 указывает осевую нагрузку в т на рельсы). Этот принцип сохранялся в обозначениях электровозов ВЛ22 и ВЛ23, позже перешли к указанию числа осей (постоянного тока ВЛ8), а затем добавили букву «О», которая обозначала род тока (электровозы, работающие на однофазном токе), соответственно 6-осные и 8-осные локомотивы ВЛ60, ВЛ80 (позднее буква трансформировалась в ноль).

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12-осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций (постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934 г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар. Небольшие партии грузовых электровозов ВЛ19, ВЛ22, ВЛ60 выпускались с измененным передаточным отношением от тяговых двигателей на колесные пары, что позволяло использовать их в пассажирских сообщениях (с дополнительной буквой П, например ВЛ60П).

В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования электровоза в пассажирском сообщении было применено опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная скорость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически относится к классу универсальных - грузопассажирских.

---

Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы ЧС4 и ЧС4Т переменного тока, а также 8-осные электровозы ЧС6, ЧС7 и ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8 переменного тока. С середины 90-х гг. на магистральных ж. д. эксплуатируются скоростные пассажирские электровозы (1994 г.), 8-осные односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с развитием скоростного движения выпуск электровозов на максимальные скорости 200-250 км/ч увеличился. Основные пассажиропотоки в высокоскоростном пассажирском сообщении реализованы моторвагонными электропоездами. В сер. 90-х гг. были изменены обозначения новых электровозов: в обозначение грузовых электровозов ввели букву Э (например, Э1, Э2, ЭЗ и т.д.), а для пассажирских и универсальных - буквы ЭП, в частности электровоз ВЛ65 получил обозначение ЭП1, электровоз, выполненный на базе его механической части, с возможностью питания от сети как постоянного, так и переменного тока, ЭП10.

1. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОНТАКТОРОВ

Электромагнитные контакторы на электровозах применяют для включения и отключения вспомогательных машин и электрических печей, а также для автоматического отключения пусковых резисторов в цепях вспомогательных машин после их разгона. Для включения они не требуют сжатого воздуха, что важно для пуска мотор-компрессоров. Электромагнитные контакторы срабатывают под действием электромагнитных сил, которые по значению значительно меньше сил, возникающих при электропневматическом приводе. Поэтому такие контакторы используют только при небольших токах.

На отечественных электровозах в цепях вспомогательных машин применяют электромагнитные контакторы МК-310Б, а в цепях электрических печей — контакторы МК-15-01.

2. УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОНТАКТОРОВ

2.1 Контактор МК-310б

Этот контактор состоит из привода, контактной и дугогасительной систем.

Под действием отключающей пружины якорь с изоляционным рычагом и механизмом подвижного контакта, состоящим из кронштейна, держателя контакта, притирающей пружины и подвижного контакта, находятся в крайнем правом положении. Подвижной и неподвижный контакты разомкнуты. Если подать напряжение цепи управления 50 В на включающую катушку, то под действием тока в сердечнике катушки и ярме магнитопровода наводится магнитный поток, который притягивает якорь. Якорь поворачивается и, сжимая пружину 8,

---

вначале подводит подвижной контакт к неподвижному, а затем, сжимая притирающую пружину за счет поворота держателя контакта, притирает и прижимает контакты в замкнутом состоянии. Неподвижный контакт укреплен на кронштейне, а тот в свою очередь на изоляционной планке. В вырезе кронштейна находится дугогасительная катушка с сердечником. Для создания необходимого магнитного потока в зоне горения дуги при небольшом токе катушка имеет большое число витков.

Ток силовой цепи при включенном контакторе проходит через дугогасительную катушку, кронштейн, контакты и гибкий шунт, шунтирующий все подвижные шарнирные соединения, к проводу, идущему к вспомогательной машине. Выключение катушки вызывает отход якоря от магнитопровода под действием пружины и размыкание контактов. Образующаяся между контактами дуга выдувается вверх в дугогасительную камеру под действием магнитного поля катушки, а также восходящего потока воздуха, образующегося вследствие нагревания электрической дугой. Магнитный поток дугогасительной катушки подводится в зону гашения дуги через стальные полюсы укрепленные на асбестоцементных стенках камеры. Эти полюсы плотно прилегают к сердечнику 1,5 катушки с обеих сторон.

Сама дугогасительная камера, кроме двух стенок с полюсами, имеет две асбестоцементные продольные перегородки, устанавливаемые внутри боковых планок.

В процессе гашения дуги она переходит с контактов на дугогасительные рога, растягивается, охлаждается о стенки и перегородки камеры и гаснет. Один из рогов укреплен в камере, а другим служит кронштейн неподвижного контакта. На ряде контакторов (МК-310Б-42) имеются блок-контакты, расположенные правее выключающей пружины.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КОНТАКТОРА МК-310Б

Номинальное напряжение силовой цепи 3000 В

Номинальный ток продолжительного режима контактора:

МК-310Б-37 10 А

МК-310Б-42 25А

Номинальное напряжение цепи управления 50 В

Номинальный ток блокировочных контактов 5 А

Номинальный ток включающей катушки 0,65 А

Масса контактора:

МК-310Б-37 22,9 кг

МК-310Б-42 23,5кг

Разрыв силовых контактов 30—34 мм

Провал силовых контактов 7—9 мм

Нажатие силовых контактов 1,8—2,7 кгс

Разрыв блокировочных контактов, не менее 3 мм

Провал блокировочных контактов 2,5—3,5 мм

Нажатие блокировочных контактов 0,15 кгс

---

Напряжение для испытания изоляции переменным током частотой 50 Гц в течение 1 мин:

силовой цепи 9500 В

цепи управления 1500 В

Включение контактора при напряжении 30 В

2.2 Контактор МК-15-01

Электрические печи включают контакторами МК-15-01, отличающимися oт контакторов МК-310Б отсутствием дугогасительной системы и двойным разрывом цепи.

На изоляционном рычаге укреплен сдвоенный держатель с двумя контактами, имеющими притирающие пружины. При включении контактора подвижные контакты касаются двух неподвижных контактов, укрепленных на стойке через держатели. Между контактами находится асбестоцементная перегородка. При разрыве силовой цепи электрических печей образуются две небольшие дуги, которые растягиваются под действием потока теплого воздуха, охлаждаются окружающим воздухом и гаснут.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КОНТАКТОРА МК-15-01

Номинальное напряжение силовой цепи 3000 В

Номинальный ток силовой цепи 1,4 А

Напряжение цепи управления 50 В

Разрыв контактов 28—34 мм

Провал контактов 5—7 мм

Нажатие контактов 0,8—1,3 кгс

Напряжение для испытания изоляции переменным током частотой 50 Гц в течение 1 мин:

силовой цепи 9500 В

цепи управления 1500 В

Включение контактора при напряжении 30 В

Масса 15,5 кг

3.1 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОНТАКТОРОВ

3.1 Система технического обслуживания и ремонта электровозов

Для поддержания электровозов в работоспособном состоянии и обеспечения надежной и безопасной их эксплуатации существует система технического обслуживания и ремонта электроподвижного состава. Она введена приказом МПС России от 30 декабря 1999 г. N ЦТ-725 и положением № 3р от 17.01.2005г.

Предусматривается проведение следующих видов технического обслуживания и текущего ремонта электровозов постоянного тока серий ВЛ:

- технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 для предупреждения появления неисправностей, поддержания электровозов в работоспособном и надлежащем санитарно-гигиеническом состоянии, обеспечения бесперебойной, безаварийной работы и пожарной безопасности. Техническое обслуживание ТО-3 может быть упразднено начальником железной дороги по согласованию с Департаментом локомотивного хозяйства МПС России;

- техническое обслуживание ТО-4 для обточки бандажей колесных пар без выкатки их из-под электровоза при достижении оптимальных для данного участка эксплуатации или предельных величин проката и толщины гребней бандажей;

---