Файл: Пояснительная записка к дипломному проекту дп 23. 05. 03. 04. 153. Пз студент гр. 153 Д. Ю. Дроголов Консультант по безопасности жизнедеятельности.docx

Тяговые электродвигатели М1 – М4 предназначены для создания тягового усилия секции электровоза. Напряжение на них через выпрямительно-инверторный преобразователь подаётся от вторичных обмоток тягового трансформатора. Трансформатор Т5 разделён на несколько секций, причём напряжение секций а1–1, 1–2, а2–3, 3–4 составляет 315 В, а напряжение секций 2–х1, 4–х2 составляет 630 В.

В цепь вторичной обмотки трансформатора и тягового электродвигателя для тягового режима включены следующие устройства:

- выпрямительно-инверторный преобразователь U1, U2 (ВИП-4000М-УХЛ2) – для выпрямления и плавного регулирования напряжения на ТЭД, а также для получения переменного однофазного тока из постоянного;

- двухпозиционный кулачковый переключатель QS3, QS4 (Р-45) – для отключения неисправного ВИП;

- сглаживающий реактор L2–L5 (РС-19) – для снижения уровня пульсаций выпрямленного тока в цепи тягового электродвигателя;

- быстродействующий выключатель QF-11, QF-12 (ВБ-008) – для оперативного отключения и защиты ТЭД электровоза в нестационарных режимах работы;

- шунт амперметра RS1 (75ШСМ, М3-1500-0,5) – для формирования сигналов амперметра;

- амперметр PA1 (М-1611) – для контроля тока ТЭД;

- вольтметр PV1 (Ц-1611) – для контроля напряжения на ТЭД;

- кулачковый двухпозиционный переключатель QT1 (ПДК-01) – для переключения между режимами тяги и рекуперации;

- индуктивный шунт L11–L14 (ИШ-009) – для улучшения коммутации двигателя;

- резистор шунтировки возбуждения R1, R2 (ОПС-438) – для шунтирования обмоток ТЭД с целью ослабления его возбуждения и дополнительно снижения пульсаций тока возбуждения;

- разъединитель QS11, QS12 (Р-49-03) – для отключения ТЭД.

Уровень коммутационных и атмосферных перенапряжений во вторичной обмотке тягового трансформатора понижается за счёт ограничителей перенапряжений F2, F3.

Тяговые обмотки трансформатора соединены с корпусом электровоза через панели конденсаторов С1, С2 и конденсаторы С11–С14 в целях снижения уровня радиопомех и потенциала относительно корпуса при условии атмосферных перенапряжений.

---

Реле КА1–КА6 защищают обмотки тягового трансформатора и выпрямительно-инверторных преобразователей от токов короткого замыкания. В аварийном режиме оказывают воздействие на катушку отключающего электромагнита главного выключателя электровоза QF1.

При неисправности ВИП отключаются разъединителями QS3, QS4 с ручным приводом.

Изменение направления движения электровоза производится переключателем QP1, путём изменения направления тока в обмотке возбуждения.

Снижение пульсаций тока возбуждения и как следствие магнитного потока возбуждения происходит за счёт шунтирования обмотки возбуждения резисторами R1, R2.

Напряжение на ТЭД регулируется зонно-фазным методом, основой которого является изменение угла открытия тиристоров ВИП. В электровозе используется четырёхзонное регулирование, принципом которого является особый порядок открытия тиристоров ВИП. Алгоритм управления выпрямительно-инверторным преобразователем позволяет задействовать как частично, так и полностью вторичную обмотку тягового трансформатора для пары двигателей. В условиях полного использования этой обмотки, дальнейшее увеличение скорости электровоза происходит за счёт ослабления возбуждения. В свою очередь ослабление возбуждения имеет три степени:

- I степень – 70 % тока якоря от тока возбуждения (замкнуты контакторы К11, К12);

- II степень – 52 % тока якоря от тока возбуждения (замкнуты контакторы К11, К12, К21, К22);

- III степень – 43 % тока якоря от тока возбуждения (замкнуты контакторы К11, К12, К21, К22, К31, К32).

Тяговые электродвигатели возможно запитать от деповской электросети через разъединители QS5 и розетку X4.

Датчики тока Т1, Т2, включённые в якорную цепь ТЭД, служат для контроля тока и осуществления обратной связи по току с блоком управления ВИП. Помимо датчиков тока, в якорную цепь второго и четвёртого ТЭД подключаются датчики напряжения Т3 и передающие сигнал в МСУД в режиме рекуперативного торможения.

Для выявления замыкания на корпус электровоза силовых цепей предназначены для первой тележки – реле заземления KV3 и для второй тележки – реле заземления KV1. Включающие катушки этих реле через разъединитель QS7 и резисторы R5, R6 подключены к контролируемой цепи. В свою очередь удерживающие катушки запитываются напряжением 50 В от контроллера машиниста SM1 через провод Н9 и резисторы R94, R95. При возникновении замыкания на корпус подача напряжения на включающие катушки производится от обмотки собственных нужд трансформатора Т5 через понижающий трансформатор Т9. Срабатывание реле заземления приводит к снятию питания с удерживающей катушки главного выключателя QF1 и как следствие отключение электровоза от контактной сети. Уведомление машиниста о замыкании происходит за счёт включения световых индикаторов РЗ и ГВ пульта машиниста.

---

---

2.3 Электрические цепи вторичной обмотки трансформатора и тягового электродвигателя в режиме рекуперации

Рекуперация представляет собой процесс передачи электроэнергии от электровоза в контактную сеть. В этом режиме тяговые электродвигатели работают в качестве генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Далее этот ток инвертируется в переменный частотой 50 Гц и отдаётся в контактную сеть.

В цепь вторичной обмотки трансформатора и тягового электродвигателя для рекуперативного режима включены следующие устройства:

- выпрямительная установка возбуждения U3 (ВУВ-24) – для выпрямления и плавного регулирования тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей;

- разъединитель QS15 (Р-15) – для отключения неисправной ВУВ;

- электропневматический контактор К1 (ПК-356-01) – для переключения электрических цепей при смене режима тяги или рекуперации;

- шунт амперметра RS2 (75ШМС, М3-1500-0,5) – для формирования сигналов амперметра;

- амперметр PA2 (М-1611) – для контроля тока ТЭД;

- блок балластных резисторов (ББР-64) – для обеспечения повышенной электрической устойчивости рекуперативного торможения.

Смена режима тяги на режим рекуперации и наоборот производится переключателем QT1. При включении режима рекуперации якоря всех ТЭД отключаются от своих обмоток возбуждения и вместе с этим возникает последовательный контур ВИП – Якорь – Панель диодов U11 – Блок резисторов R10 – ВИП.

Блок резисторов R10 выполняет функцию увеличения электрической устойчивости рекуперации и эффективного распределения тока между параллельно включёнными якорями ТЭД.

При включении рекуперативного торможения на высоких скоростях возможно появление контурных токов. Для недопущения этого явления в цепь якоря ТЭД включают панель диодов U11.

Защита резисторов от недопустимо высоких токов осуществляется панелью реле напряжения А6, в которую входят реле контроля напряжения KV01, KV02. При их срабатывании схема рекуперации разбирается. KV01 расположено в блоке защиты тяговых электродвигателей от кругового огня A27, при срабатывании которого производится отключение контактора К1, тем самым прекращая питание обмоток возбуждения ТЭД.

---

Обмотки возбуждения ТЭД в режиме рекуперации получают питание от выпрямительной установки возбуждения, которая работает в качестве выпрямителя с нулевым выводом и подключена между выводами а3–х3 тягового трансформатора с напряжением 172 В. Переключателем QT1 все обмотки возбуждения одной секции соединяются последовательно, причём резисторы R1, R2, как и в режиме тяги, остаются подключёнными параллельно обмоткам.

Завершающим этапом сборки схемы рекуперативного торможения является включение контактора К1.

Реле KA8 защищает цепь возбуждения от перегрузочных токов, реле KA7 защищает от токов короткого замыкания в случае пробоя одного или двух плеч ВУВ. Результатом срабатывания реле KA7 станет отключение контактора К1, а реле KA8 – отключение главного выключателя QF1.

Для выявления случаев замыкания цепей возбуждения на корпус предназначено реле земли KV5, срабатывание которого сопровождается включением индикатора ВУВ на блоке сигнализации. Коммутационные перенапряжения и радиопомехи снижаются за счёт соединения корпуса электровоза с обмоткой а3–х3 трансформатора Т5 через конденсаторы С15, С16.

2.4 Электрические цепи защиты

Для недопущения работы электровоза в целом и его оборудования в частности в аварийных режимах предусмотрены цепи защиты, которые состоят из следующих устройств:

- ограничитель перенапряжений F3, F4 (ПОН-1,28УХЛ2) – для защиты вторичных обмоток тягового трансформатора;

- панель защиты ТЭД от кругового огня на коллекторе А27 (ПЗКО-844) – для защиты электродвигателей в режиме рекуперации от кругового огня и перебросов на коллекторе;

- реле боксования KV85 (РЭП-280П, 48 В) – для защиты от боксования;

- панель защиты от юза KV12, KV13 (РП-280) – для защиты от юза;

- реле перегрузки KA1–KA6 (РТ-13-01) – для защиты от коротких замыканий и перегрузок в силовых цепях;

- реле контроля земли KV4, KV5 (РКЗ-306) – для контроля замыкания на корпус цепей возбуждения;

- реле перегрузки KA7 (РТ-253) – для защиты цепей возбуждения от аварийных токов короткого замыкания;

- реле перегрузки KA8 (РТ-252) – для защиты цепей возбуждения от токов перегрузки

---