ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
1. Общие сведения
Порядок электрических соединений электрических машин и аппаратов между собой, изображённый графически на бумаге, называется электрической схемой.
Электрические схемы электровозов различаются между собой в зависимости от принятой системы управления тяговыми двигателями, количества тяговых двигателей, рода электрического торможения, особенностей конструкции отдельных аппаратов и электрических машин.
Системы управления. Существуют две системы управления двигателями— непосредственная и косвенная.
Фиг. 458. Принципиальная схема электровоза с непосредственным (/) и косвенным дистанционным (//) управлением тяговыми двигателями
При непосредственной системе управления пуск в ход, регулирование скорости и выключение двигателей осуществляются контроллерами, включёнными непосредственно в силовую цепь тяговых двигателей.
На фиг. 4Г8,/ изображена простейшая развёрнутая схема непосредственного управления тяговыми двигателями. Вертикальными пунктирными линиями /, 2, 3, 4 показаны положения контроллера, соответствующие тому или иному включению пусковых сопротивлений Рг-Р4.
В изображённом на схеме положении контроллера пантограф отключён от тяговых двигателей и последние не развивают тягового усилия. При постановке рукоятки контроллера на 1-ю позицию провод / через сегменты барабана контроллера соединяется с проводом 2 и ток от пантографа проходит по проводу /, сегментам контроллера, проводу 2, секциям пусковых сопротивлений Рг-Р%, Р»-Р3, P^-Pi, обмоткам тяговых двигателей и в землю. Чтобы увеличить ток в цепи двигателей, если электровоз не двигается с места или если величина тока в цепи двигателей уменьшилась вследствие возникновения про-тиво-э. д. с, переставляют рукоятку контроллера на 2-ю позицию. На 2-й позиции сегмент контроллера соединяет провод / не только с проводом 2, но и с проводом 3, и ток от пантографа через сегменты контроллера, минуя секцию Рг-Р«, пройдёт секции Р2-Р3 и P3-Pt и обмотки тяговых двигателей. Дальнейшим передвижением барабана контроллера выводятся из цепи секции Р2-Рг (на 3-й позиции) и P9-Pt (на 4-й позиции) и тяговые двигатели включаются,
помимо пусковых сопротивлений, к контактному проводу.
Применение непосредственной системы ограничивается мощностью и напряжением в контактном проводе, так как при больших мощностях двигателей и даже низких напряжениях разрыв тока сопровождается подгоранием пальцев и сегментов контроллера. При напряжении в контактном проводе 800 в и выше система с непосредственным управлением двигателями представляет опасность для машинистов; к тому же контроллер приобретает большие размеры. Поэтому система непосредственного управления нашла себе применение только на трамвайных вагонах и электровозах небольшой мощности, работающих на подъездных путях. Электровозы магистральных железных дорог имеют напряжение и мощность, не допускающие непосредственного управления; поэтому на них применяется система косвенного дистанционного управления, при которой переключение силовых проводов производится контакторами и другими аппаратами, управляемыми контроллером из кабины машиниста. Большинство аппаратов силовой цепи тяговых двигателей имеет электропневматические приводы (см. главу VI), катушки которых включены в низковольтную цепь управления, соединённую с контроллером машиниста. При повороте рукоятки контроллера происходит переключение низковольтных цепей, которые в свою очередь включают или выключают высоковольтную часть контактора или устанавливают аппарат в необходимое положение.
На фиг. 458, показана простейшая схема косвенного дистанционного управления тяговыми двигателями с питанием цепи управления от аккумуляторной батареи. В изображённом на фиг. 458, положении контроллера контакторы /, 2, 3 и 4 выключены и цепь тяговых двигателей разомкнута. При постановке рукоятки контроллера на 1-ю позицию сегментами его барабана замыкаются провода , при этом образуется цепь от положительного полюса аккумуляторной батареи: провод /, сегменты контроллера, провод 2, катушка контактора /.отрицательный полюс аккумуляторной батареи. Контактор / замыкается и включает тяговые двигатели на сеть последовательно со всеми секциями пусковых сопротивлений Рх-Р2, Ръ&qt;Рз* Рз~Р- Постановкой рукоятки
контроллера на 2-ю позицию замыкается цепь катушки контактора 2, включённой в провод 3. Контактор 2 включается и выводит из цепи двигателей секцию пусковых сопротивлений Рг-Р2. Передвижение рукоятки контроллера на 3-ю позицию включает контактор 3 и выводит из цепи секцию Р2-Ра. На 4-й позиции рукоятки замыкается контактор 4, и тяговые двигатели оказываются присоединёнными к контактному проводу помимо сопротивлений.
Последовательность замыкания контакторов даётся обычно в виде таблицы» которая для указанного выше примера имеет вид:
При помощи таблицы замыкания контакторов можно установить, какие контакторы замкнуты на данной позиции рукоятки контроллера, не прибегая
к рассмотрению токопрохожДения по низковольтным цепям. Между таблицей замыкания контакторов и работой низковольтных цепей, называемых обычно цепями управления, существует полная зависимость. Нарушение последовательности замыкания контакторов указывает на неисправности в цепях управления электровоза.
Косвенная дистанционная система позволяет производить управление с одного поста одновременно силовыми высоковольтными контакторами и приборами двух электровозов и более. Для этого достаточно провода цепей управления всех электровозов соединить параллельно между собой. Эта система получила название управления по системе соединённых единиц (по системе многих единиц).
Управление двумя электровозами, имеющими каждый по два контроллера и соединёнными по системе многих единиц (фиг. 459), может быть осуществлено любым из четырёх контроллеров. Если машинист находится на первом электровозе и управляет при помощи контроллера № 1, то источником питания цепей управления обоих электровозов будет аккумуляторная батарея электровоза . При постановке рукоятки контроллера на 1-ю позицию замкнётся цепь аккумуляторной батареи через провод /, сегменты контроллера, провод 2, катушки контакторов / обоих электровозов и провод 6. Контакторы / на обоих электровозах включатся и замкнут цепи тяговых двигателей. На 2-й позиции рукоятки контроллера замкнутся одновременно контакторы 2, на 3-й позиции — контакторы 3, на 4-й — контакторы 4 и тяговые двигатели обоих электровозов будут присоединены к контактному проводу помимо пусковых сопротивлений. Передвижением рукоятки контроллера с 4-й на 3-ю, с 3-й на 2-ю и со 2-й на 1-ю позиции достигается выключение контакторов и введение в цепь двигателей пусковых сопротивлений. При переводе рукоятки контроллера на нулевую позицию размыкаются контакторы и тяговые двигатели на обоих электровозах отключаются от контактной сети.
Линейные провода двух электровозов соединяются между собой междуэлектровозными соединениями, причём провода одного электровоза соединяются с проводами другого электровоза, имеющими такие же номера. Аккумуляторные батареи двух электровозов не соединяются между собой параллельно, так как такое соединение ведёт к возникновению уравнительных токов, вызывающих преждевременное разрушение элементов.
Подразделение электрических цепей. Электрические цепи электровозов делятся на: 1) силовые цепи тяговых двигателей; 2) силовые цепи вспомогательных машин и отопления; 3) цепи управления; 4) цепи сигнализации и освещения.
В силовые цепи тяговых двигателей, помимо самих двигателей, входят все аппараты, необходимые для регулирования пускового тока и скорости, а также аппараты для изменения направления вращения двигателей, переключения с .моторного режима на тормозной и защитная аппаратура. В силовые цепи вспомогательных машин и отопления, помимо самих машин и отопительных печей, входя все приборы, управляющие включением этих машин и печей, а также защитные устройства.
Питание силовых цепей электровоза производится от контактного провода постоягн..1м током высокого напряжения.
Цепи управления включают в себя катушки электромагнитных вентилей контакторов и других аппаратов, блокировочные контакты аппаратов, низковольтные контакты защитных реле, контроллеры машиниста, сопротивления цепи возбуждения возбудителя, регулятор напряжения, реле обратного тока, низковольтные катушки электромагнитных контакторов цепей вспомогательных машин и отопления, катушки клапанов пантографов, плавкие предохранители, часть кнопочных выключателей и все провода, идущие к перечисленным аппаратам.
Цепи сигнализации и освещения включают в себя сигнальные и осветительные лампы, плавкие предохранители и кнопочные выключатели, относя; щиеся к этим цепям.
Питание цепей управления, сигнализации и освещения производится от аккумуляторной батареи или генератора управления током низкого напряжения 50 в.
Оглавление Дальше:
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ