2.3
Электрическое оборудование цепей управления электроподвижного состава
Приводы электрических аппаратов. Электрический
аппарат с одной парой контактов (подвижный и неподвижный) и с отдельным
приводом для перемещения подвижного контакта и создания силы нажатия
контактов называют индивидуальным контактором (см. рис. 2.5). На э.п.с.
для этого аппарата наиболее распространен пневматический привод (см.
рис. 2.5,а), отличающийся простотой конструкции и реализующий большие
контактные нажатия при соответствующем диаметре поршня в пневматическом
цилиндре. Для управления подачей сжатого воздуха в цилиндр
пневматического привода используют электропневматический вентиль,
катушка которого потребляет ток около 0,1 А. Пневматический привод
применяют для контакторов, реверсора, токоприемника, главного
выключателя и некоторых других аппаратов. Сжатый воздух для работы
пневматических приводов подается из главного резервуара ГР тормозной
системы поезда. Некоторые аппараты должны работать и при отсутствии
сжатого воздуха на электровозе. К ним относятся контакторы для включения
мотор-компрессора и других вспомогательных машин. В таких цепях
применяют контакторы с электромагнитным приводом (см. рис. 2.5,б).
Групповой переключатель - это аппарат с несколькими парами контактов и
общим приводом. Для управления групповыми переключателями, которые
обычно имеют несколько десятков позиций, используют электродвигатели
постоянного тока напряжением 50 или 11 0 В. Такие приводы применяют на
электровозах переменного тока ВЛ80 для переключения выводов вторичной
обмотки трансформатора, а на электропоездах ЭР2, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД2Т ЭД4,
ЭД4М и на вагонах метрополитена - для переключения ступеней резисторов
пусковых, тормозных и ослабления возбуждения.
Контроллер машиниста является основным аппаратом для переключения цепей
управления э.п.с. Контроллер имеет вал с рукояткой и кулачковыми
шайбами. При повороте вала выступы этих шайб замыкают или размыкают
контакторные элементы, которые подают напряжение 50 или 110 В к приводам
электрических аппаратов силовой цепи. На грузовых электровозах
постоянного тока ВЛ8, ВЛ23, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ15 для переключения пусковых
резисторов использованы индивидуальные контакторы, а переходы на С, СП и
П соединения тяговых двигателей осуществляет групповой переключатель.
Поэтому число позиций рукоятки контроллера машиниста на этих
электровозах (рис. 2.17) равно числу ступеней реостатного регулирования
(обычно 36-40 позиций). Для управления реверсором, контакторами
ослабления возбуждения, а также для электрического торможения на
контроллере машиниста предусмотрены отдельные рукоятки. Такой контроллер
занимает в кабине машиниста много места, а для поворота его рукоятки
нужна довольно большая сила.
Рис. 2.17. Контроллер машиниста электровоза с
индивидуальными контакторами:
1 - тормозная рукоятка; 2 - главная рукоятка; 3 - кожух; 4 - главный вал
с контактами; 5 - фиксатор; 6 - реверсивно-селективная рукоятка
Для управления всеми индивидуальными приводами необходимо несколько
десятков контакторных элементов на контроллере машиниста и проводов
управления, соединяющих электровозы или моторные вагоны, работающие по
системе многих единиц.
Для управления групповым переключателем (ГП) независимо от числа его
позиций достаточно 10-12 контакторных элементов и проводов управления.
Контроллер машиниста при этом более компактен и легок. На электровозах
переменного тока ВЛ60К и ВЛ80 главная рукоятка контроллера машиниста
имеет следующие положения:
0 - «нулевое» (все цепи обесточены);
РП и РВ - «ручной пуск» и «ручное выключение» (ГП переходит на одну
позицию в сторону повышения или понижения напряжения на тяговых
электродвигателях);
ФП и ФВ - «фиксация» (ГП остается на занимаемой позиции);
АП и АВ - «автоматический пуск» и «автоматический возврат» (непрерывное
вращение привода ГП в сторону повышения или понижения напряжения на
тяговых двигателях до тех пор, пока вал ГП не дойдет до последней или
нулевой позиции);
БВ - «быстрый возврат» (непрерывное вращение
привода ГП до нулевой позиции с одновременным отключением главного
выключателя электровоза, что применяют для предотвращения аварийных
ситуаций).
Такой же принцип набора позиций предусмотрен на контроллере машиниста
электровоза ЧС2 (рис. 2.18), главная рукоятка 1 которого имеет форму
штурвала, а реверсивная рукоятка 2 служит для задания направления
движения. На электровозах ЧС2Т и ЧС7 силовую цепь переключают
индивидуальные контакторы, которые управляются от промежуточного
группового переключателя низкого напряжения. Контроллер машиниста при
этом управляет положением промежуточного контроллера, а последний
включает приводы силовых индивидуальных контакторов.
Автоматический пуск. На электропоездах пригородного
сообщения и на вагонах метрополитена, которые выполняют до 30 пусков в
час, процесс выключения пусковых резисторов автоматизирован (рис.
2.19,а).
Контакторы группового переключателя K1 - К5 замыкаются и размыкаются под
действием кулачкового вала, который поворачивается на определенный угол
пневматическим или электродвигательным приводом П.
Автоматическое регулирование скорости и силы тяги.
Такое регулирование может быть применено на электроподвижном составе с
плавным бесступенчатым регулированием тяговых двигателей, например, с
импульсным преобразователем на э.п.с. постоянного тока или с управляемым
выпрямителем на э.п.с. переменного тока. В этой системе регулирования
(рис. 2.20) машинист задает требуемую скорость движения поезда v3, а
автоматический регулятор выдерживает ее независимо от изменения
сопротивления движению поезда, подбирая соответствующий режим работы
тяговых электродвигателей.
Машинист соединенного поезда с двумя электровозами Э1 и Э2 и двумя составами вагонов С1 и С2 непосредственно управляет головным электровозом Э1, находясь в его кабине. Сигналы телеуправления с Э1 передаются по радиоканалу на ведомый электровоз Э2, устанавливая те же позиции регулирования тяги или торможения, что и на ведущем электровозе Э1. Система телеуправления позволяет одному машинисту управлять одновременно несколькими электровозами и водить поезда массой до 10-12 тыс. т. Система телеуправления обычно используется вместе с системой телесигнализации, которая позволяет машинисту головного электровоза Э1 контролировать режим работы электровоза Э2.