 
Конспект лекций
 
Введение.
Системы управления, применяемые на электропоездах.
Система управления ЭПС должна обеспечивать:
-возможность его разгона
-регулирование скорости его движения
-изменение направления движения
-соединение тяговых двигателей для режима электрического торможения (если оно имеется).
Существует две системы управления: непосредственная и косвенная.
На электропоездах применяют косвенную систему управления, при которой машинист с помощью контроллера управляет приводами нескольких аппаратов
В схеме косвенной системы управления питание цепей управления осуществляется от аккумуляторной батареи(АБ) или от другого источника низкого напряжения(ЗА). Косвенная система позволяет управлять несколькими моторными вагонами с одного поста управления.
Вопрос: Что представлял бы собой электропоезд при непосредственной системе управления?
Графическое изображение принципиальных электрических схем.
Большинство электрических аппаратов имеют несколько функциональных узлов, которые включаются в различные участки электрических цепей. Например, электромагнитный контактор имеет:
1.Катушку электромагнитного привода.
2.Силовые контакты.
3.Блокировочные контакты.
В принципиальных электрических схемах функциональные узлы аппарата изображаются в разных участках схемы и механическая связь между ними не показывается, но они имеют одно и тоже буквенно-цифровое обозначение. В схемах электропоездов обозначение аппарата образуется из первых букв полного наименовании аппарата. Например: ЛК - линейный контактор, СР - сглаживающий реактор и т.д.
Электрическая схема изображается в предположении, что:
1.Все электрические цепи обесточены.
2.Силовой и тормозной контроллеры находятся на первой позиции.
3.Реверсор развернут в положение “Вперед”
4.Заземлитель трансформатора находится в положении “Земля”
5.Все ящики с подвагонным оборудованием, все шкафы - открыты. Лестницы для подъема на крышу - разблокированы.
6.Рукоятки контроллера машиниста находятся в нулевых положениях.
7.Все контакты аппаратов указаны при неработающем и невключенном приводе. При этом, все замкнутые контакты называются размыкающими, а разомкнутые контакты - замыкающими.
Примечание Данное положение не относится к контактам аппаратов с ручным и моторным приводами (кнопки, переключатели, контроллеры).
Все провода, проходящие через межвагонные соединения разделяются на поездные и секционные. Провод, связанный через межвагонные соединения с одноименными проводами всего поезда называется поездным. Провод, связанный с одноименными проводами в пределах одной секции называется секционным.
Примечание Как правило, номера поездных и секционных проводов с 1 по 68 .Большинство проводов – поездные. Кроме того, в межсекционном соединении двух моторных вагонов (называемое соединение – крест) некоторые провода меняют свою нумерацию . Это провода управления реверсорами(11 и 12) и управления дверями(52 и 54, 53 и 55).
Всю электрическую схему электропоезда по напряжению можно разделить на следующие схемы:
1.Схема высоковольтной цепи(25 кВ)
2.Схема силовой (тяговой) цепи (2200В).
3. Схема питания цепей отопления.(600В)
4.Схема вспомогательных цепей(220В).
5.Схема цепей управления(110В).
6.Схема питания цепей ЭПТ и АЛСН(50В).
Вопросы:
а) Условия изображения принципиальной электрической схемы электропоезда.
б) Какие провода называются поездными ,а какие – секционными .
в) Как меняется нумерация проводов 11,12,52,53,54,55, в соединении «крест»?
г) На какие схемы разделяется все электрические цепи электропоезда по величине напряжения?
Схема высоковольтных цепей электропоезда
Напряжение на первичную обмотку силового трансформатора А-Х подается по следующей цепи:
контактный провод→токоприемник (ТП)→ дроссель помехоподавления (ДП)→ высоковольтный выключатель (ВВ)→высоковольтный ввод→вывод А первичной обмотки трансформатора→вывод Х→первичная обмотка трасформатораТ1→ заземляющее устройство (ЗУ)→колесная пара→рельс.
Параллельно ЗУ подключен дроссель ДЗТ(дроссель заземления трансформатора), служащий для аварийного заземления первичной обмотки трансформатора в случае обрыва всех ЗУ. В нормальном режиме ток через ДЗТ не идет вследствие большого индуктивного сопротивления.
В верхней разделке высоковольтного ввода устанавливается токовый трансформатор Т3, к вторичной обмотке которого подключено реле РОВ, служащее для отключения ВВ в случае короткого замыкания первичной обмотки трансформатора.
К средней точке ВВ подключается разрядник РВС (Разрядник Велитовый Силовой), который служит для защиты электроцепей от атмосферных и коммутационных перенапряжений.
К вторичной обмотке трансформатора тока Т1 подключена токовая обмотка счетчика электроэнергии.
Силовая схема моторного вагона обеспечивает:
Понижение напряжения контактной сети до значения необходимого для работы ТЭД.
Разгон поезда или регулирование скорости за счет ступенчатого изменения напряжения от номинального значения до максимальной величины.
Преобразование переменного тока в пульсирующий.
Сглаживание пульсаций выпрямленного тока.
Дальнейший разгон электропоезда за счет ослабления поля ТЭД.
Изменение направления движения посредством реверсирования ТЭД.
Режим электрического (реостатного) торможения ( начиная с серии ЭР-9Т)
Силовая схема включает в себя следующие элементы:
Силовой трансформатор, вторичная обмотка которого разбита на 8 секций и имеет 9 выводов.
Силовой контроллер (ГК), контакторы которого изменяют число секций подключаемых к ВУ.
Выпрямительную установку (ВУ), собранную по однофазной мостовой схеме и состоящую из 4-х плечВК1-ВК4. Два плеча имеют расщепленные части ВП1- ВП4. Расщепленные части служат для обеспечения бестокового переключения контакторов ГК при наборе позиций.
Сглаживающий реактор (СР).
Четыре ТЭД.
Резисторы ослабления поля.
Реверсор.
Тормозной контроллер (ТК).
Тормозные резисторы R30-R39.
10. Управляемый выпрямитель, состоящий из 2-х тиристоров Тт5 иТт6 и 2-х силовых диодов ( вентилей ) Д15 и Д16.
На электропоездах переменного тока применяется постоянное соединение ТЭД в две параллельные группы, по два ТЭД в каждой, соединенных последовательно. Такую схему называют мостовой.
Подключение ТЭД к ВУ осуществляется с помощью 4-х однополюсных контакторов ЛК1-ЛК4 .
Силовые контакты ЛК1-ЛК4 включены в соответствующие группы ТЭД, что позволяет:
1.Облегчить гашение дуги при их размыкании.
2.Избежать генераторного режима ТЭД при движении на выбеге.
В цепь ТЭД включены силовые контакты реверсора В1-В4, замкнутые при движении вперед, и Н1-Н4, замкнутые при движении назад.
Параллельно обмоткам возбуждения групп ТЭД постоянно подключены резисторы R2 и R3, служащие для уменьшения пульсации тока в обмотках возбуждения и уменьшения искрения под щетками (улучшения коммутации). Кроме того, в качестве побочного эффекта данные резисторы ослабляют поле ТЭД до 94,7%.
На 17 позиции ГК включаются контакторы Ш1и Ш4, и производится подключение резисторов R4,R6,R8 и R5,R7,R9 соответственно параллельно обмоткам возбуждения ТЭД. При этом происходит ослабление поля ТЭД до 56,6%(1-я ступень ослабления поля ).
На 18 позиции ГК включаются контакторы Ш2 и Ш5, и производится ослабление поля ТЭД до 37%(2-я ступень ослабления поля).
На 19 позиции ГК включаются контакторы Ш3 и Ш6 и производится ослабление поля до 27% (3-я ступень ослабления поля).
Так же в цепь ТЭД включены :
Амперметры РА1-служат для измерения тока в цепи каждой группы якорей ТЭД.
Датчики тока якоря ДТ1 и ДТ2 –служат для подачи сигнала в электронные блоки БРУ и
БРТ соответственно в режиме «Тяга» или «Реостатное торможение».
Реле боксования РБ1 иРБ2-служат для защиты от боксования в режиме Тяги и для защиты от юза в режиме Реостатного торможения.
Силовые контакторы ТК – служат для переключения схемы силовой цепи из режима Тяга в режим Реостатное торможение.
С2,R10-(цепь конденсатор C2- разрядный резистор R10) служит для защиты ТЭД от коммутационных перенапряжений.
Схема питания ТЭД при постановке рукоятки КМ в положение «М»
При постановке главной рукоятки КМ положение «М» разворачиваются реверсоры, и после их полного разворота, собирается схема питания катушек вентилей ЛК. ГК остается на 1 позиции, ЛК включаются и напряжение на ТЭД подается по следующей цепи:
В первый полупериод, когда ЭДС направлена от вывода 7 к выводу 8, ток идет: вывод8→Т2→плечо ВК4→СР→ТК17, ТК18→цепь ТЭД→плечо ВК2→ВП3→Шина нечётных контакторов→контактор1 ГК→вывод7.
Напряжение в данный полупериод приложено от одной секции трансформатора.
Во второй полупериод, когда ЭДС направлена от вывода8 к выводу 7, то ток от 7-го вывода не пойдёт, так как разомкнут 11-й контактор. Напряжение в данный полупериод равно нулю.
Среднее напряжение за весь период будет равно напряжению 0,5 секции. Напряжение несимметричное, что приводит к ухудшению коммутации в ТЭД (из-за увеличения пульсации тягового тока). Позиция неходовая, поэтому рекомендуется её использовать только для трогания с места.
Схема подачи напряжения на ТЭД при рабочих положениях рукоятки КМ
При постановке главной рукоятки контроллера из положения «М» в последующие рабочие положения начинает происходить набор позиций ГК
Примечание: Набор позиций ГК должен происходить при выполнении следующих условий:
1.Не должно быть перерыва в питании ТЭД.
2.Недопустим режим КЗ в секциях вторичной обмотки тягового трансформатора.
Данные условия на электропоездах обеспечиваются за счет:
Разделения контакторов ГК на четную и нечетную группы соединенные каждая своей шиной.
Применения расщепленных частей плеч ВУ (ВП1-ВП4).
Определенного порядка замыкания контакторов ГК (секвенцией)
При переходе с первой позиции на вторую замыкается 11 контактор. В 1-й полупериод, когда ЭДС направлена от вывода 7 к выводу 8, напряжение на ТЭД подаётся также как на 1-й позиции ГК. Во 2-й полупериод, когда ЭДС направлена от вывода 8 к выводу 7, напряжение на ТЭД подаётся по следующей цепи: вывод7→контактор1 ГК→шина нечётных контакторов→11-й контактор ГК→ВП1→ВК1→СР→ТК17,ТК18→цепь ТЭД→ВК3→токовый трансформатор Т2→вывод8. Напряжение на ТЭД в оба полупериода приложено от одной секции вторичной обмотки трансформатора. Среднее напряжение на ТЭД равно напряжению одной секции, позиция ходовая.
Примечание: В последствии все четные позиции вплоть до 16 являются ходовыми.
При переходе со второй позиции на третью замыкается 2 контактор и размыкается 12, при этом, когда ЭДС направлена от вывода 6 к выводу 8, напряжение к ТЭД прикладывается от двух секций вторичной обмотки трансформатора. Когда ЭДС направлена от вывода 8 к выводу 6, то напряжение к ТЭД прикладывается от одной секции трансформатора (разомкнут 12 контактор). Среднее напряжение на ТЭД за весь период будет равно напряжению 1,5 секции трансформатора. По сравнению с предыдущей позицией напряжение изменилось на 0,5 секции. Напряжение на данной позиции несимметричное, позиция не ходовая.
Примечание: В последствии все позиции вплоть до 15 являются не ходовыми.
При переходе с 3 позиции на 4 замыкается 12 контактор и напряжение на ТЭД в оба полупериода подается от двух секций трансформатора. Напряжение приложено симметричное- позиция ходовая. По сравнению с предыдущей позицией напряжение снова прибавилось на 0,5 секции.
Хотя первый контактор на 4 позиции замкнут, ток через него не пойдет, т.к. путь тока перекрыт вентилями перехода.
При переходе с 4 позиции на 5 сначала размыкается первый контактор (при обесточенной через него цепи), а затем замыкается 3 контактор. Такая диаграмма замыкания обеспечивает невозможность возникновения режима КЗ соответствующих двух секций вторичной обмотки трансформатора (выполняется второе условие набора позиций)
Кроме того, при переходе на пятую позицию разомкнется 11 контактор и напряжение на ТЭД подается в один полупериод от трех секций, в другой полупериод от двух секций трансформатора. Среднее напряжение за весь период равно напряжению 2.5 секций, позиция ходовая.
Дальнейший набор позиций происходит аналогично описанному выше.
На 16 позиции замкнуты 8;10;11;12. Напряжение на ТЭД подается от всей тяговой обмотки трансформатора. Позиция ходовая. Дальнейший разгон поезда возможен только за счет ослабления поля ТЭД, что и делается на последующих позициях ГК.
При ослаблении поля ТЭД ток, потребляемый ими, увеличивается, поэтому 8 и 10 контакторы сделаны сдвоенными.
Наличие 11 и 12 контакторов обеспечивает прибавку напряжения на ТЭД по 0,5 секции при переходе с одной позиции на другую.
Схема питания однофазных потребителей
На электропоездах к основным однофазным потребителям напряжения 220В относятся:
АРФ
Цепи освещения салонов
Зарядный агрегат (моторный вагон в секции с головным)
К трехфазным потребителям относятся только вспоммашины.
Напряжение на однофазные потребители подается:
В нормальном режиме- от выводов 01-х2 обмотки собственных нужд - тиристорный стабилизатор и перемычку, установленную в положение «НОРМАЛЬНО». Пакетник ПСП при этом должен находиться в положении «НОРМАЛЬНО».
При неисправности тиристорного стабилизатора необходимо перемычку поставить в положение «РЕЗЕРВ-3Ф» и пакетник ПСП поставить в положение «РЕЗЕРВ». При этом напряжение на потребители будет подаваться от выводов 01-х1 обмотки собственных нужд, через перемычку, установленную в положение «РЕЗЕРВ-3Ф», минуя стабилизатор.
При неисправности АРФ перемычка ставится в положение «РЕЗЕРВ-1Ф», а пакетник ПСП в положение «0». При этом будет осуществляться питание только однофазных потребителей от выводов 01-х1 через перемычку в положении «РЕЗЕРВ-1Ф», минуя силовые контакты КС.
Примечание: В нормальном режиме и при неисправности тиристорного стабилизатора питание однофазных потребителей будет осуществляться только после полного запуска АРФ при включении контактора КС.
Система стабилизации напряжения 220В
Данная система осуществляет стабилизацию напряжения во вспомогательных цепях (между проводами 62 и 61) в пределах от 205В до 225В при изменении входного напряжения (между выводами 01-х2) в пределах от 220В до 300В, что соответствует изменению напряжения в контактной сети (первичной обмотке трансформатора) от 21кВ до 29кВ.
Длительно допустимый ток данной системы равен 180А
Система стабилизации напряжения 220В включает в себя:
тиристорный стабилизатор, состоящий из двух встречно включенных тиристоров Тт1 и Тт2
блок управления тиристорами БУС
блок U I, одна из ячеек которого (С8-С9) выполняет функцию электронной защиты от максимального напряжения.
Асинхронный расщепитель фаз АРФ
Тиристорный стабилизатор работает только совместно с АРФ и только при полном его запуске.
Когда тиристоры Тт1 и Тт2 закрыты, то напряжение во вспомцепи подается от статорных обмоток АРФ и оно значительно ниже 220В.
В определенный момент времени БУС подает сигналы на открытие соответствующего тиристора Тт1 или Тт2 и тогда напряжение во вспомцепях подается часть полупериода от всей обмотки собственных нужд, по величине значительно выше 220В. Соответственно за весь период питание вспомцепей будет составлять примерно 220В.
БУС замеряет напряжение во вспомцепях, сравнивает его со своей уставкой и в зависимости от результатов сравнения смещает время открытия тиристоров Тт1 и Тт2
таким образом, что бы поддерживать напряжение во вспомцепях величиной постоянной, независимо от колебания входного напряжения и величины нагрузки, подключенной к вспомцепям.
Примечание: На электропоездах со схемой ЭР-9М запуск АРФ возможен с подключенной к вспомцепям нагрузкой, по этому для обеспечения лучшего запуска АРФ в данной схеме предусматривается увеличение уставки БУС на момент запуска АРФ, т.е. между проводами 62-61 будет напряжение свыше 220В. Соответственно увеличена уставка БЗМН.
|
Скачать 9.83 Mb.