Разработка технологического процесса текущего ремонта в объёме тр-1 электровозов серии 3ЭС5К

РАБОТА ЦЕПЕЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Здесь и далее дано упрощенное описание, достаточное для понимания принципа работы электрических цепей.
Режим тяги
Источниками питания ТЭД являются две идентичные тяговые обмотки трансформатора Т5. К каждой обмотке подключены ВИП с целью преобразования переменного тока в постоянный по мостовой схеме, и плавного регулирования напряжения в цепях ТЭД зонно – фазным способом.
Каждая тяговая обмотка трансформатора разделена на три части. Участок с выводами а1-1 (а2-3) имеет напряжение 315В. Участок с выводами 1-2 (3-4) также имеет напряжение 315В. Участок с выводами 2-х1 (4-х2) имеет напряжение 630В.
Подключение участков в различных сочетаниях обеспечивает четыре зоны разных напряжений:
- первая зона это участок с выводами 1-2 (3-4) с напряжением 315В;
- вторая зона это участок с выводами а1-2 (а2-4) с напряжением 630В;
- третья зона это участок с выводами 1-х1 (3-х2) с напряжением 945В;
- четвертая зона это участок с выводами а1-х1 (а2-х2) с напряжением 1260В.
Зонный способ регулирования напряжения позволяет использовать тяговые обмотки не полностью, а по участкам, что значительно снижает потери на нагрев и увеличивает КПД трансформатора.
Каждый силовой блок ВИП состоит из восьми тиристорных плеч, к которым в определенном порядке подключены выводы участков тяговых обмоток. Плечи ВИП номеруются слева на право и сверху в низ. Таким образом, левые четыре плеча будут нечетными, правые чётными.
Рассмотрим питание ТЭД в первой зоне регулирования. Для удобства возьмём тяговую обмотку, питающую первый и второй ТЭД, с учетом аналогичной работы тяговой обмотки третьего и четвертого ТЭД.
Ввиду того, что во вторичных обмотках трансформатора вырабатывается напряжение переменного тока, на выводах 1-2 ток будет менять направление.
В первый полупериод открываются третье и шестое плечи ВИП.
Пусть в первый полупериод ток по обмотке будет протекать от вывода 2 на вывод 1. Тогда ток будет проходить по следующей цепи:
- вывод 1 тяговой обмотки → реле перегрузки КА1 → средний нож QS3 → плечо 3 ВИП → плюс ВИП → провод В101 → точка разветвления, и затем проходит по двум параллельным цепям тяговых двигателей. Рассмотрим последовательно цепь первого ТЭД:
Сглаживающий реактор L2 → силовой контакт выключателя быстродействующего QF11 → шунт амперметра RS1 → обмотка якоря тягового двигателя М1 → датчик тока Т1 → силовой контакт тормозного переключателя QТ1 → силовой контакт реверсора QР1 → обмотка возбуждения тягового двигателя М1 → силовой контакт реверсора QР1 → силовой контакт отключателя неисправного ТЭД QS11 → силовой контакт тормозного переключателя QТ1 → далее по проводу В216 ток первого ТЭД объединяется с током второго ТЭД, по цепи которого ток протекал в аналогичном порядке, затем на минус ВИП, шестое плечо ВИП и на вывод 2 тяговой обмотки.
Во второй полупериод ток меняет направление. Тогда ток пойдет по следующей цепи:
- вывод 2 тяговой обмотки → реле перегрузки КА2 → правый нож QS3 → плечо 5 ВИП → плюс ВИП → цепи первого и второго ТЭД → минус ВИП → плечо 4 ВИП → вывод 1 тяговой обмотки.
Таким образом, в первой зоне регулирования будут поочередно открываться плечи 3-6 и 5-4 ВИП в определенный момент времени, что позволит плавно, за счет регулирования по фазе, изменять напряжение ТЭД в пределах от 0 до 315В.
Во второй зоне плечи 3-6 и 5-4 остаются полностью открыты, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 315 до 630В.
В третьей зоне полностью открыты плечи 5-8 и 7-6, а плечо 3 в первый полупериод и плечо 4 во второй обеспечат плавное регулирование от 630 до 945В.
В четвертой зоне полностью открыты плечи 3-8 и 7-4, а плечо 1 в первый полупериод и плечо 2 во второй обеспечат плавное регулирование от 945 до 1260В.
Ток от плюса ВИП по цепям ТЭД на минус ВИП во всех зонах будет протекать в аналогичном порядке. Отличие будет только в прохождении тока по обмоткам возбуждения первого и второго ТЭД. Ввиду особенности крепления тяговых двигателей к раме тележки (противоположно друг другу), контакты реверсоров в цепи первого ТЭД будут замкнуты таким образом, что направление тока будет сверху вниз (согласно схеме), а в цепи второго ТЭД контакты реверсоров обеспечат направление тока снизу вверх. В результате направление вращения якорей первого и второго ТЭД будет противоположное друг другу, но совпадать по направлению движения электровоза.
Для изменения направления движения электровоза, при помощи силовых контактов реверсоров изменяется направление тока в обмотках возбуждения, в результате вращение якорей ТЭД меняется на противоположное, и электровоз движется в обратном направлении.
Чтобы увеличить скорость движения электровоза, когда на ТЭД подано максимальное напряжение после полного открытия тиристоров в четвертой зоне, необходимо применить ослабление возбуждения ТЭД. Для этого параллельно обмоткам возбуждения всех ТЭД одновременно подключаются силовые резисторы блоков R1, R2 и индуктивные шунты L11- L14.
Предусмотрено три ступени ослабление возбуждения:
- первая ступень обеспечивает включение контакторов К11, К12. Тогда часть тока (30%) будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через силовые резисторы с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты;
- вторая ступень дополнительно подключает контакторы К21, К22. Тогда 48% тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД через часть силовых резисторов с выводами Р1-Р2 и индуктивные шунты;
- третья ступень дополнительно подключает контакторы К31, К32. Тогда 57% тока будет проходить мимо обмоток возбуждения ТЭД, минуя силовые резисторы с выводами Р1-Р2, только через индуктивные шунты.
По обмоткам возбуждения будет проходить 70%, 52% и 43% тока якорных обмоток при первой, второй и третьей ступени ослабления поля, соответственно.
Работой контакторов ослабления возбуждения управляет МСУД автоматически или с помощью кнопок монитора блока индикации.
Резисторы с выводами Р0-Р3 блоков R1, R2 подключены параллельно обмоткам возбуждения ТЭД постоянно, с целью снижения пульсации тока в обмотках возбуждения ТЭД, чтобы улучшить условия их работы. Эти резисторы имеют относительно высокое сопротивление, и через них проходит не более 4% тока якоря.
Для ввода электровоза в депо необходимо включить разъединитель QS5 (один или оба, в зависимости от местных инструкций), в розетку Х4 вставить вилку с плюсовым проводом от деповского источника, а к рельсам подключается минусовой провод.
После подачи постоянного тока напряжением до 100В от источника депо ток пойдет по следующей цепи:
- розетка Х4 → левый и средний ножи QS5 → цепи двух ТЭД → правый нож QS5 → рельсовая цепь.
Таким образом, будет обеспечена небольшая скорость передвижения для безопасного ввода в депо.