Електропоiзди постiйного струму

Вступ

Електропоiзди постiйного струму призначенi для перевезення пасажирiв на лiнiях примiського руху, електрифiкованих на постiйному струмi з номiнальною напругою 3000 В.

В 1926г. в СРСР було вiдкрито рух потягiв на електричнiй тязi. В 1929г. почався рух електропоiздiв на примiськiй дiлянцi Москва тАУ Митiщи протяжнiстю 18 кiлометрiв з напругою в контактнiй сiтi 1500В. Подальша електрифiкацiя примiських зон Москви, Санкт-Петербурга, Киiва i iнших мiст у той час проводилася також на постiйному струмi напругою 1500В.

Першi мотор-вагоннi секцii випускав Митiщинськiй машинобудiвний завод. Вони складалися з моторного вагона i двох причiпних, якi одночасно були i головними вагонами. У мiру збiльшення населеностi з двох-трьох таких секцiй стали формувати мотор-вагоннi потяги. Спочатку все електроустаткування поставляла англiйська фiрма ВлВiккерсВ», i секцii позначалися iндексом Ва(ВлСВ» тАУ Пiвнiчнi залiзницi, ВлвВ» тАУ електроустаткування фiрми ВлВiккерсВ»); з надходженням електроустаткування вiтчизняного заводу ВлДинамоВ» секцii стали позначати . В довоiннi роки випустили 260 таких секцiй.

Зовнiшньо електросекцii були схожi на електропоiзди, що експлуатуються в даний час: те ж планування пасажирських примiщення, тамбурiв, вхiдних дверей. Хоча, наприклад, вид головноi частини вагона не був обтiчним i не мав вiдповiдноi комфортностi: поряд iз вiкном кабiни машинiста знаходилися дверi з перехiдним майданчиком, оскiльки електросекцii передбачалося скрiпляти мiж собою. На вагонах першого випуску листи обшивки кузова крiпилися заклепками, а з номера 056 кузова стали робити зварними (гладкими, без гофрiв). Дахи вагонiв спочатку виготовляли дерев'яними, покривали iх брезентом, забарвленим в сiрий колiр. Потiм стали виготовляти суцiльнометалевi конструкцii.

Вiзки конструктивно були виконанi з опорно-осьовим пiдвiшуванням тягових двигунiв, якi однiiю стороною крiпилися до балки вiзка, iншою тАУ через пiдшипники спиралися на вiсь колiсноi пари. Тяговi двигуни знаходилися в набагато бiльш важких умовах, жорстко сприймаючи всi удари вiд нерiвностей шляхiв.

Силова схема електропоiздiв практично не змiнилася i продовжуi працювати до теперiшнього часу на електропоiздах ЕР2: тi ж два з'iднання тягових двигунiв з ослабiнням збудження на кожному з них, аналогiчний вивiд пускових резисторiв. Схема, що прослужила багато рокiв, виявилася надiйною, працездатною i економiчною. Силову схему захищали плавка вставка i два лiнiйнi контактори, якi автоматично вiдключалися при коротких замиканнях i перевантаженнях. Потiм встановили три лiнiйнi контактори, а згодом тАУ чотири (Швидкодiйнi вимикачi не встановлювали, вони з'явилися пiзнiше на електропоiздах ЭР1).

Оскiльки першi дiлянки, електрифiкованi на постiйному струмi напругою 1500В, в пiслявоiннi роки стали переводити на напругу 3000В, Ризький вагонобудiвний завод (РВЗ) став випускати ВлперехiднiВ» електросекцii, багато в чому схожi на , для роботи на двох напругах. У мiру введення нових дiлянок iх передавали на вiдповiднi дороги. Електросекцii, випущенi в Ризi, позначалися ВлВ», iх номери за перiод з 1946 тАУ 1952гг.: 501тАж781, 882тАж908, 1009тАж1043, 1144тАж1159. З 1952г. по 1958г. РВЗ випускав секцii Ва№1160тАж1781 для роботи тiльки при напрузi 3кВ.

В 1957 тАУ 1958гг. почався серiйний випуск 10-вагонних електропоiздiв ЭР1. До 1962г. було побудовано 259 таких потягiв. З 1962г. аж до середини 80-х рокiв з перервою випускали потяги ЭР2 №300тАж700, 900..1349.

Протягом багаторiчноi експлуатацii потягу мотор-вагонна тяга зазнала великi змiни: склади стали формувати не з трьохвагонних секцiй, а з двохвагонних, допомiжнi машини, акумуляторнi батареi, головнi резервуари перенесли на причiпний вагон (ранiше все це встановлювалося на моторному вагонi). Змiнилися також конструкцiя вiзкiв i пiдвiска тягових двигунiв, зросла iх потужнiсть, на моторних вагонах встановили швидкодiйнi вимикачi i прибрали другий (резервний) струмоприймач. Лобова частина головного вагона набула сучасний вигляд з повним переплануванням кабiни машинiста, вхiднi дверi стали автоматичними з низькими пiднiжками та iн.

Одночасно ученi i фахiвцi вели роботи iз створення потягу з електричним гальмуванням. Першi практичнi дослiди були проведенi в 1947г. на переобладнанiй секцii Ва№213. Потiм п'ять секцiй Вав двохвагонному варiантi було перероблено на Перовському локомотиворемонтному заводi для рекуперативно-реостатного гальмування. У складi 10-вагонного потягу (№ секцiй 002, 019, 020, 022, 030) iх передали в 1958г. в депо Перерва Московськоi дороги для опитноi експлуатацii.

Треба сказати, що цей потяг важко входив в життя. У той час була вiдсутня електронна система автоматичного управлiння i захисту. Релейний захист через повiльну дiю не вiдповiдав вимогам, тому часто виходили з ладу тяговi двигуни, силова апаратура та iн. Проте нагромаджувався досвiд експлуатацii, i в результатi на РВЗ на початку 60-х рокiв випустили один потяг ЕР6 i два потяги ЕР10. На них згодом удосконалювали систему реостатно-рекуперативного гальмування. Пiзнiше було виготовлено 66 потягiв ЕР22, якi задовiльно пропрацювали близько 30 рокiв, по два потяги ЕР22М i ЕР22В, на основi яких створили сучаснi потяги ЕР2Р, ЕР2Т, ЕД2Т, ЕД4, ЕД4М.

Перерахованi електропоiзди володiють рядом достоiнств. Так, пiдвищена потужнiсть тягових двигунiв допускаi достатньо великi прискорення потягу, застосування в схемах електронних пристроiв iстотно пiдвищило надiйнiсть електроустаткування i усунуло ряд недолiкiв, характерних для ранiше випущених складiв. На потягах досягнута значна економiя гальмiвних колодок, вони менше забруднюють навколишнi середовище. Схема прямого входу в рекуперацiю стала бiльш простою, вона дозволяi пiдвищити якiсть електроенергii, що повертаiться. При використовуваннi всiх гальмiвних засобiв потягу досягаiться дуже високий гальмiвний ефект, добре продумана система резервування устаткування.

Пiсля появи надiйних силових приладiв (дiодiв) РВЗ в 1962г. приступив до випуску електропоiздiв змiнного струму. Вони отримали позначення ЕР9. З 1967р. завод став випускати електропоiзди ЕР9П з пiдвагонним розташуванням випрямноi установки. В 1978г. на моторних вагонах встановили шинний високовольтний ввiд, розташований усерединi пасажирського примiщення, замiсть ранiше вживаного зовнiшнього кабельного високовольтного вводу. Цi потяги стали позначати ЭР9М. Пiсля модернiзацii жвавого складу, упровадження випрямноi установки з природним охолоджуванням i реостатного гальма на РВЗ стали будувати потяги ЕР9РД i ЕР9Т. В даний час в Росii проводяться потяги з реостатним гальмуванням ЕР9Т.

Використовування напiвпровiдниковоi технiки дозволило удосконалити системи електричноi тяги i гальмування електропоiздiв. Були побудованi опитнi електропоiзди ЕР2И i ЕР12 з тиристорно-iмпульсним управлiнням режимами пуску i гальмування, був створений електропоiзд ЕР200, конструкцiйна швидкiсть якого 200 км/ч.

Вагони електропоiздiв складаються з механiчноi частини, пневматичного i електричного устаткування. До механiчноi частини вiдносяться кузов, ходова частина, зубчатi передачi, тяговi прилади. До пневматичного устаткування слiд вiднести прилади гальмiвноi системи i пневматичнi апарати, повiтропроводи, резервуари, крани, звуковi сигнали, склоочисники та iн., до електричного тАУструмоприймачi, пускову апаратуру (силову i низьковольтну), тяговi двигуни, допомiжнi машини, апарати захисту.

Составнiсть секцii або потягу визначаi число i взаiмне розташування моторних i причiпних вагонiв секцii (потяги). Составнiсть виражають формулою, де буквами М, П i Г позначають вiдповiдно моторний, причiпний i головний вагони.

Нумерацiя вагонiв складаiться з номера електропоiзда i номера вагона (двi останнi цифри). Моторнi вагони мають парнi номери тАУ 02, 04, 06 i т.д., головнi позначають 01 i 09, причiпнi мають закiнчення 03,05,07, 11.

Спочатку електропоiзди експлуатувалися на малих плечах (40тАж70 км). Потiм намiтилася тенденцiя до збiльшення довжин дiлянок, особливо пiд час лiтнiх перевезень при браку пасажирських вагонiв. Електропоiзди стали використовуватися на перегонах в сотнi кiлометрiв. Проте конструкцiя мотор-вагонного рухомого складу на подiбну роботу не розрахована i подовження дiлянок до 150км i бiльш небажано. Унаслiдок коротких перегонiв i великоi iнтенсивностi руху в примiських зонах мотор-вагонний рухомий склад повинен забезпечувати великi прискорення i уповiльнення, а також максимальнi швидкостi для реалiзацii високих дiльничих швидкостей на малих перегонах.

1. Загальнi вiдомостi про електропоiзд постiйного струму ЕР2

1.1 Формування електропоiздiв та iх основнi технiчнi характеристики

За основну поiзну одиницю електропоiзду ЕР2 прийнятий 10-вагонний електропоiзд ,складений з двох головних ,птАЩяти моторних та трьох причiпних вагонiв. У експлуатацii цi поiзди можуть формуватися з 4,6,8,10 та 12 вагонiв.

Для забезпечення умов автономностi поiзду число вагонiв в ньому повинно бути не менш чотирьох ,з них два вагона тАУголовнi. Найбiльше число вагонiв , обираiмо по умовам навантаження коло керування та довжиною пасажирських платформ. В будь-якому варiантi електропоiзд мiстить два головних вагонiв, а кiлькiсть моторних дорiвнюi половинi загального числа вагонiв.

Розрiзняють механiчне, електричне та пневматичне обладнання вагону. До механiчного обладнання вiдносяться кузов, ходовi частини , редуктор та тягово-зчiпне обладнання ; до електричного тАУ струмоприймач, пускорегулюючi апарати ; до пневматичного тАУ апарати та прилади гальмiвноi системи, обладнання подачi звукових сигналiв , склоочисник, резервуар, крани та такi iншi.

У вагонах передбаченi тамбури , зовнiшнi дверi ,якi закриваються та вiдкриваються по засобу електропневматичному приводу .

Кабiни керування передбаченi тiльки у головних вагонах електропоiзду. Для входу у кабiну керування мають службовий тамбур.

Електропоiзда обслуговують лiнii примiських перевезень, характеризуючи короткими перегонами й високiй iнтенсивнiстю руху ,тому вони повиннi мати високi прискорення та сповiльнення для реалiзацii високих швидкостей на усiх дiлянках обертання.

Основнi технiчнi данi 10-и вагонного електропоiзду ЕР2:

Маса , т :

- поiзда 467,9

- моторного вагону 54,6

- головного вагону 40,9

- причiпного вагону 38,3

Конструктивна швидкiсть, км/г 130

Потужнiсть годинного режиму, кВт :

- загальна 4000

- моторного вагону 800 Струм годинного режиму, А :

- загальний 1460

- моторного вагону 292

Швидкiсть руху при годинному режимi

та повному збудженi, км/г 52,0

Швидкiсть руху при тривалому режимi

та послабленому збудженi, км/г 82,5

Прискорення поiзду з пасажирами на

прямiй горизонтальнiй дiлянцi шляху, м/с^2 0,6

То же сповiльнення, м/с^2 0,8

Розмiри кузова вагону, мм :

- довжина 19600

- ширина(по гофрам) 3522

- висота власна 3146

- висота вiд головки рельси 4253

Висота вагона вiд головки рельси, мм:

- при опущеному струмоприймачi 5486

- при пiднятому струмоприймачi 6986

База вагону, мм 13300

Кiлькiсть мiсць для сидiння взагалi: 1037

- моторному 110

- причiпному 107

- головному 83

Передаточне число ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа Ва3,17

Кiлькiсть тягових двигунiв поiзду 20

База вiзка вагону, мм:

- моторного 2600

- причiпного 2400

Вага вiзка вагону, т

- моторного 14,7

- причiпного 7,0

Дiаметр колеса вагона по кругу катання, мм:

- моторного 1050

- причiпного 950

- головного 950

Довжина потягу по осях автозчеплення, мм 201810

Висота автозчеплення вiд рiвня головки рейки

на головному вагонi, мм 1070

1.2 Умови експлуатацii електропоiзду ЕР2

Примiський рух маi ряд специфiчних особливостей. Потiк примiських сотнями тисяч чоловiк у добу. На дiлянках з особливо iнтенсивним рухом у обiгу щодня знаходиться 150 тАУ 200 пар електропоiздiв. Для примiського сполучення характерна невелика дальнiсть поiзда i рiзка змiна кiлькостi пасажирiв по годинам доби i дням тижня. У вихiднi i святковi днi пасажиропотоки iстотно змiнюються, кiлькiсть пасажирiв у великих мiстах i промислових центрах обчислюiться десятками тисяч.

РЖз-за зменшення потоку пасажирiв у мiру видалення вiд мiста рух примiських поiздiв органiзовано по зонному принципу. У найближчiй вiд мiста зонi число поiздiв максимальне, а на бiльш вiддалених зонах воно зменшуiться. Для великих центрiв вiдстань мiж зупиночними пунктами складаi 2 - 3 км, а у головнiй зонi воно зменшуiться до 1 тАУ 2 км. Частi зупинки при великiй густотi руху жадають вiд рухомого поiзда реалiзацii можливо великих прискорень i уповiльнень.

Особливостi примiського руху обумовлюють технiчнi характеристики електропоiздiв. Потужнiсть iхнiх тягових двигунiв, що приходиться на одиницю ваги, вище, нiж у будь-якого локомотива. Потужнiсть на одиницю ваги електропоiздiв ЕР2, ЕР2Р, ЕР9 при середнiй вазi десятивагонного поiзда 550 тс складаi близько 7,3 квт/тс, тодi як потужнiсть пасажирського електровоза ЧС2 з нормальним поiздом вагою 1000 тс буде 4,2 квт/тс. Питома сила тяги електропоiздiв у перiод розгону близько 70 кгс/тс, що забезпечуi високе прискорення поiзда 0,6 тАУ 0,7 м/с2. При такому прискореннi через 20 с пiсля трогания поiзд набираi швидкiсть 43 тАУ 48 км/год, що дуже важливо при великiй кiлькостi зупинок. У теж час високi швидкостi руху на коротких перегонах викликають необхiднiсть початку гальмування з великоi швидкостi. Тому режим ведення поiзда повинен ТСрунтуватися на iнших принципах, нiж при електровознiй тязi.

На примiських лiнiях, електрифiкацiя яких при iснуючих обсягах перевезень не виправдуi себе, застосовуються дизель тАУ поiзда. По своiм технiчним даним вони забезпечують досить високу технiчну швидкiсть, що складаi приблизно 80 % швидкостi електропоiзда ЕР2.

1.3 Розташування електричного обладнання на електропоiздi ЕР2

На електропоiздах повинне забезпечуватись наступне: найбiльш повне i максимальне використання площi кузовiв вагонiв для пасажирiв, оптимальнi умови освiтлення, опалення i вентиляцii. Основну частину електроустаткування розмiщають у пiдвагонних камерах, пiдвiшених до рам кузовiв, на вiзках i на дахах кузовiв. Тiльки невелику частину апаратури розташовують у шафах, встановлених у тамбурах вагонiв. Пiдвагоннi камери електропоiздiв являють собою зварну конструкцiю з кришками, якi знiмаються, i мають подвiйнi ущiльнення з губчатоi гуми. Далi як приклади описане розташування електрообладнання на електропоiздах ЕР2.

Рисунок 1.1 - Розташування обладнання пiд кузовом i в шафах головного(а), моторного (б), причiпного(в) вагонiв

На рамi пiд кузовом головного вагона (рис 1.1, а) пiдвiшенi акумуляторна батарея 12, мотор-компресор 5, перетворювач (двухмашинний агрегат) 17, шафа 16 з контакторами допомiжних ланцюгiв, електроповiтрярозподiлювач 14, повiтрярозподiльник 15, повiтрянi резервуари: два головних 19 по 170л кожен, трьох резервуарiв 6 по 78 л, один зрiвняльний 2 на 20 л i один допомiжний 13 на 12л, блок пускових резисторiв 11 перетворювач. На рамах вiзкiв установленi гальмовi цилiндри 3, а пiд кузовом на рамi - фiльтри 4 для очищення повiтря, засмоктуваного компресором, два маслоотделiтеля 18, обiгрiвач зливальноi труби 20, два свистки 1, два тифона 21, смiттiзбиральник 9, з лiвоi i правоi сторони - розетки 7 низьковольтний вхiд, а також вакуумнi патрубки 10 i парубки 8 водопостачання, використовуванi при механiзованому прибираннi вагона електропоiзда.

У кабiнi машинiста змонтований пульт з апаратами керування, сигналiзацii i радiозв'язку, вимiрювальними приладами. Частина з них розмiшена на заднiй стiнцi кабiни. Пульт виконаний у видi окремих знiмних блокiв. У лiвiй його частинi в мiсця помiчника машинiста встановлений маховик ручного гальма (див. рис 1.1, а). У пультi передбаченi вiдсiки для аптечки i технiчноi документацii, пiд ним на пiдлоги перед крiслом машинiста встановлена педаль для впливу на клапан тифона i свистка. Така ж педаль маiться i бiля мiсця помiчника. У правiй частинi кабiни на заднiй стiнцi розташований блок з вимикачами ланцюгiв допомiжних апаратiв.

У шафi № 1 розмiщений електропневматичний клапан автостопа, кран подвiйноi тяги, вентиль замiщення електропневматичного гальмування пневматичним, два разобщiтельних крани, фiльтр, штепсельнi роз′iми й iн. У шафi № 2 установлений блок з апаратурою керування потягом, вентиляцiiю й електропневматичним гальмуванням; у шафi № 3 - пiдсилювач i пристрiй живлення, приемопередатчик i блок живлення з комплекту радiостанцii, блоки живлення, керування i реiстрацii з комплекту швидкостемiра, у шафi №4 - дешифратор i пiдсилювач з апаратури локомотивноi сигналiзацii; у шафi № 5 - блоцi апаратурою керування висвiтленням, опаленням i вентиляцiiю; у шафi № 6 - блок з амперметром i вольтметром заряду батареi i регуляторами напруги i частоти перетворювача в шафi № 7 - блок з апаратурою керування i перемикачем кола заряду батареi, трансформатор кола керування зарядом батареi i живлення ланцюгiв 110 В.

Поруч iз шафою № 1 змонтований электрокалорифер для обiгрiву кабiни. Лiворуч вiд дверей кабiни знаходиться шафа для одягу, що вiдкриваiться з боку тамбура, а над ним - шафа для термосiв i продуктiв, що вiдкриваiться усередину кабiни. На каркасах шафи № 1 i шафи для одягу бiля зовнiшнiх дверей установленi блоки з вимикачами дверей, кнопками звуковоi сигналiзацii i лампами сигналiзацii закритого положення дверi; поруч розмiщенi пульти оповiщення системи ТОН. На даху вагона встановленi антена i резистор кола прожектора.

Пiд кузовом моторного вагона розмiщене все електричне i пневматичне обладнання (рис 1.1), по два тягових двигуна 22, 23 i два гальмових цилiндри 24, 34 на кожнiм вiзку, шафа 32 (1ЯК.013) iз силовими контакторами, шафа з контакторами опалення i реверсивно-гальмовим перемикачем, шафа з реостатним контролером, головним роз'iднувачем i повторювачем силових контакторiв, автоматичний швидкодiючий вимикач 25, iндуктивний шунт 28, блок 29 шунтуючих резисторiв, блок резисторiв ослаблення порушення, електричний повiтряний розподiльник, повiтророзподiльник, повiтрянi резервуари 26 по 78л i 33 на 12л, а також смiттiзбиральник 27. З лiвоi i правоi сторони розташованi вакуумнi патрубки 30 i патрубки 31 водопостачання, використовуванi при механiзованому прибираннi вагона.

У лобовiй i торцевiй шафах розташованi блоки з апаратурою для пуску допомiжного компресора, вимикачi, допомiжний компресор i маслоотделiтель, з апаратурою керування гальмуванням, розмiшенi амперметри для вимiру тягового струму i струму реостатного гальмування i вольтметр для вимiру напруги тягових двигунiв, амперметр для вимiру струму тягових двигунiв у режимi тяги i рекуперацii, лiчильник, шунти i додатковi резистори, колонка ручного гальма. На даху розташованi струмоприймач, два розрядники РМВУ-3.3, конденсаторний i iндуктивний фiльтри радiоперешкод i 16 блокiв пуско-гальмiвних резисторiв. Розрядники i фiльтри встановленi на загальнiй рамi, що крiплять до даху на амортизаторах; розрядники мають огородження, що у випадку iхнього руйнування не дозволяють розлетiтися осколкам.

Дроти для з'iднання струмоприймачiв при iхнiй рiвнобiжнiй роботi прокладенi в трубi уздовж даху; перемичку мiжвагонного з'iднання, що забезпечуi рiвнобiжну роботу струмоприймачiв, крiплять болтами до кронштейнiв по кiнцях даху. Дроти вiд пуско - гальмiвних резисторiв проходять по жолобi на горище. Сходи для пiдйому на дах розташована на лобовiй стiнi i мають електричне блокування безпеки.

Пiд кузовом причiпного вагона (рис.1.1, в) розмiщена акумуляторна батарея 44, перетворювач 49, мотор-компресор 36, шафа 48 з контакторами високовольтних допомiжних ланцюгiв, блок 42 демпферних резисторiв, електричний повiтряний розподiльник 46, повiтророзподiльник 47, по два гальмових цилiндра 34 на вiзку, два головнi резервуари 52 по 170 л, три резервуара 37 по 78 л, резервуар 45 на 12 л, два вiддiлювала мастила 51, обiгрiвач зливальноi труби 53, смiттiзбиральник 41, фiльтр 35 i шафа для колодок 43. З лiвоi i правоi сторони розташованi розетки 38, 50 деповського живлення, вакуумнi патрубки 40 i патрубки 39 водопостачання.

1.4 Силове електричне коло моторного вагону ЕР2

У режимi тяги це коло забезпечуi реостатний пуск потяга, ослаблення збудження тягових двигунiв, змiна напряму руху потяга переключенням (реверсуванням) обмоток збудження тягових двигунiв. Опiр пуско-гальмiвних резисторiв i резисторiв ослаблення збудження в процесi розгону поiзда змiнюють силовим реостатним контролером, що маi 20 позицiй.

Розгiн поiзда до кожноi ходовоi позицii (iх чотири) визначаiться вiдповiдним положенням головноi рукоятки контролера машинiста. Вал силового реостатного контролера повертаiться автоматично. Силовi кола переводяться в тяговий чи гальмовий режим гальмовим перемикачем.

При установцi головноi рукоятки контролера машинiста в положення М (маневрове) вал реверсивного перемикача переводиться в положення, що вiдповiдаi положенню реверсивноi рукоятки контролера машинiста. У результатi збираiться коло з чотирьох послiдовно з'iднаних тягових двигунiв, у яку цiлком уведенi пуско-гальмiвнi резистори (12,83 Ом), при повному збудженнi.

Якщо головну рукоятку контролера машинiста установити в положення П1, вiдбуваiться автоматичний пуск потяга пiд контролем системи керування СУРК i блоку електронних реле БЕР (тобто системи СУРК БЕР) до виходу на безреостатну ходову характеристику (до 14-й позицii). При цьому по черзi виводяться ступiнями секцii пуско-гальмiвних резисторiв контактами силових контакторiв реостатного контролера.

Кола пуско-гальмiвних резисторiв забезпечують одержання 14 позицiй реостатного пуску при використаннi лише дев'яти силових контакторiв реостатного контролера. Перехiд з однiii позицii на iншу здiйснюi система СУРК БЕР, що дозволяi валу реостатного контролера повернутися на наступну позицiю тiльки тодi, коли струм тягових двигунiв знизиться до струму уставки. Для забезпечення плавностi пуску опору ступiней пуско-гальмiвних резисторiв пiдiбранi так, що кидки струму при переходi з позицii на позицiю мiнiмальнi. Пiсля того як на 14-й позицii реостатного контролера всi пуско-гальмiвнi резистори виведенi, автоматичний пуск закiнчуiться. Першою ходовою i 14-я позицiя при повному збудженнi двигунiв. При установцi головноi рукоятки контролера машинiста в положення П2 розгiн поiзда вiдбуваiться, як i в положеннi П1. Вал реостатного контролера не фiксуiться на 14-й позицii, i зi зменшенням струму до струму уставки система СУРК БЕР переводить його на 15-ю позицiю. На цiй позицii включаються контактори Ш и 10 реостатного контролера, у результатi чого паралельно обмоткам збудження тягових двигунiв пiдключаiться шунтуюче коло резисторiв (0,6865 Ом) i збудження послабляiться до 59,5%. При поворотi вала реостатного контролера на 16-ю позицiю включаiться контактор 11, що шунтуi резистор R10 i послабляi збудження двигунiв до 41,5%. При установцi головноi рукоятки контролера машинiста в положення ПЗ вал реостатного контролера спочатку переходить на 17-ю позицiю, шунтуючи контактором 12 резистор R11 i послабляючи збудження до 32,3%, а потiм - на 18-ю позицiю, де збудження послабляiться до 26,5%. Контактор 13 шунтуi резистор R12.

Коли головна рукоятка контролера машинiста встановлена в положення П4, вал реостатного контролера переходить на 19-ю позицiю, шунтуючи контактором 14 резистор R13. Вiдбуваiться ослаблення збудження до 21,0%. Пiсля того як струм двигунiв знизиться до струму уставки, реостатний контролер перейде на 20-у позицiю, на якiй контактор 15 шунтуi резистор R14 i послабляi збудження до 18,0%. На 20-й позицii може бути досягнута найбiльша швидкiсть руху електропоiзда.

Силове коло у режимi електричного гальмування забезпечуi: реостатне гальмування з незалежним збудженням тягових двигунiв; рекуперативне гальмування, реостатне гальмування iз самозбудженням тягових двигунiв, спiльна дiя електропневматичних гальм усiх вагонiв i реостатного гальмування моторних вагонiв наприкiнцi гальмування i до повноi зупинки; замiщення у випадку вiдмовлення електричного гальмування електропневматичним. Крiм того, передбаченi наступнi переходи: з реостатного гальмування з незалежним збудженням на рекуперативне, з рекуперативного гальмування на реостатне iз самозбудженням, з рекуперативного гальмування на реостатне з незалежним збудженням у випадку пiдвищення напруги в контактнiй мережi, з реостатного гальмування з незалежним збудженням на реостатне iз самозбудженням.

При установцi головноi рукоятки контролера машинiста в 3 гальмове положення в силовому ланцюзi вiдбудуться наступнi переключення: вал силового реостатного контролера повернеться на 1-ю позицiю; вал гальмового перемикача перейде в положення гальмового режиму; включиться контактор ОВ, пiдключаючи обмотки збудження тягових двигунiв до тиристорного перетворювача; включиться контактор KB, що подаi напругу в систему САУТ i через трансформатор збудження Трз на тиристорний перетворювач; включаться контактори Т и ЛКТ, i система САУТ почне видавати керуючi iмпульси на тиристори перетворювача. Коло почне працювати в режимi реостатного гальмування з незалежним збудженням. При цьому зросте струм збудження двигунiв (генераторiв), а внаслiдок цього i iх електрорушiйна сила.

Коли напруга якоря на тягових двигунах стаi близьким до напруги в контактнiй мережi, спрацьовуi реле включення рекуперацii (РВР) електронного блоку i включаi лiнiйний контактор ЛК У цей момент на реостатне гальмування з незалежним збудженням накладаiться короткочасно рекуперативне гальмування. Почати рекуперативне гальмування можливе тiльки при напрузi в контактнiй мережi менш 3750 В.

Паралельно обмоткам збудження пiдключений шунтуюче коло: гальмовий контактор Т, резистори ослаблення збудження R24, R11, R12, R13, R14, R15, шунт амперметра А2. На 3-й позицii реостатного контролера контактор KB вiдключаiться. Надалi для пiдтримки гальмовоi сили реостатний контролер починаi поступово виводити ступiнi пуско-гальмiвних резисторiв пiд контролем СУРК БЕР Вiдключення електричного гальмування на низьких швидкостях здiйснюiться з попереднiм зняттям ослаблення збудження тягових двигунiв контактором Ш. Така послiдовнiсть переключень зменшуi iскрiння на колекторах тягових двигунiв i полегшуi умови роботи контакторiв ЛК, Т и ЛКТ.

При установцi рукоятки контролера машинiста в гальмове положення П5 електропневматичне гальмування починаiться на усiх вагонах потяга. На моторному вагонi воно накладаiться на електричне, що може привести до юза. Тому в тому випадку, коли тиск у гальмових цилiндрах досягне уставки автоматичного вимикача гальмування (АВТ) кола електричного гальмування вiдключаються.

Пiсля включення лiнiйного контактора ЛК вiдключаiться гальмовий контактор Т и залишаiться зiбраним лише коло рекуперативного гальмування. Воно складаiться з кола струму збудження тягових двигунiв i кола гальмового струму. Коли струм збудження досягне 250 А у системi автоматичного керування спрацюi реле самозбудження РСВ i переведе силовий коло гальмового режиму з незалежним збудженням на реостатне гальмування iз самозбудженням. При цьому вiдбуваiться короткочасно рекуперативно-реостатне гальмування. Пiсля включення гальмового контактора Т вiдключаiться лiнiйний контактор ЛК.

Надалi при зменшеннi гальмового струму в мiру зниження швидкостi СУРК видаi команду на переключення силового реостатного контролера. При поворотi його вала з 1-й позицii на 2-ю вiдсiкаiться тиристорний перетворювач i вiдключаiться контактор ОВ. Контактор 16 реостатного контролера пiдключаi обмотки збудження двигунiв до обмоток якорiв з постiйним ослабленням збудження до 80%. На цьому завершуiться перехiд на реостатне гальмування iз самозбудженням.

Паралельно обмоткам збудження пiдключений шунтуюче коло: гальмовий контактор Т, резистори ослаблення збудженняR24, R11, R12, R13, R14, R15, шунт амперметра А2. На 3-й позицii реостатного контролера контактор KB вiдключаiться. Надалi для пiдтримки гальмовоi сили реостатний контролер починаi поступово виводити ступiнi пуско-гальмiвних резисторiв пiд контролем СУРК БЕР (у такiй же послiдовностi, як i на першiй ходовiй позицii) до 14-й позицii. Наприкiнцi реостатного гальмування на 11-й позицii реостатного контролера починаi дiяти електропневматичне гальмування i разом з реостатним продовжуiться до повноi зупинки. При вiдключеннi гальмування на високих швидкостях силовий коло спочатку переключаiться з рекуперативного гальмування на реостатне, потiм, знiмаiться збудження тягових двигунiв i пiсля цього з витримкою часу розмикаються контакти контакторiв Т и ЛКТ.

Якщо рукоятка контролера машинiста встановлена в гальмове положення П4, перехiд на електричне гальмування вiдбуваiться аналогiчно розглянутому. При установцi рукоятки контролера машинiста в гальмове положення П5 електропневматичне гальмування починаiться на усiх вагонах потяга. На моторному вагонi воно накладаiться на електричне, що може привести до юза. Тому в тому випадку, коли тиск у гальмових цилiндрах досягне уставки автоматичного вимикача гальмування (АВТ) кола електричного гальмування вiдключаються.

2. Тяговий електродвигун УРТ-110Б

2.1 Основнi частини

На електропоiздах ЕР2 встановленi тяговi двигуни УРТ-110Б; на ЕР2РтАФ1ДТ.003.4У1; на ЕР2ТтАФ1ДТ.003.5У1,1ДТ.003.6У1 i 1ДТ.003.7У1; на ЕД2ТтАФ1ДТ.003.8У1.

Основними частинами тягового двигуна (рис. 2.1) i остов 24, головнi полюси (сердечники 75 i катушки 14), додатковi полюси (сердечники 21 i катушки 23), якiр, щiткотримачi 41 з кронштейнами 43 i два пiдшипниковi щити 8 i 26. Пiдшипниковi щити встановленi в горловинi торцевих сторiн остову 24. В них запресованi зовнiшнi обойми роликових пiдшипникiв 6 i 29. Внутрiшньо кiльця пiдшипникiв напресованi на вал якоря 2. Для мастила пiдшипникiв в кришках 7 i 28 i трубки, закритi пробками. Радiально-упорний пiдшипник з боку колектора не дозволяi валу 2 перемiщатися в подовжньому напрямi. Радiальний пiдшипник з боку вентилятора допускаi осьове перемiщення при температурних змiнах довжини валу.

2.2 Остов

В остовi двигуна укрiпленi головнi i додатковi полюси, тобто магнiтна система двигуна, пiдшипниковi щити, якi фiксують положення валу якоря, i щiткотримачi з кронштейнами. Остов служить не тiльки несучою конструкцiiю машини, але i i магнiтопроводом, по якому замикаiться робочий магнiтний потiк. Тому матерiал остову повинен володiти хорошими магнiтними властивостями, якi залежать вiд якостi сталi.

Верхня частина остову мiцно притягуiться до рами вiзка двома лапами 39, а нижня тАФ двома болтами М36. З протилежноi сторони остову (напроти осi колiсноi пари) i виступи, що оберiгають двигун вiд падiння на шлях у разi порушення його пiдвiски.

З боку колектора остов маi три оглядовi люки (зверху, знизу i збоку), якi закритi кришками з гумовими ущiльнювачами, вгорi i вентиляцiйний люк для огорожi повiтря. Тепле повiтря викидаiться через отвори з боку вентилятора. Для крiплення кожного полюса в остовi просвердленi по три отвори для болтiв, i також отвори i для вивiдних кабелiв двигуна. Щоб оберегти iх вiд перетирання i пошкодження об кромки остову, а також запобiгти попаданню вологи в двигун, встановлюють гумовi втулки, якi щiльно охоплюють кабелi. До кабелiв хомутами прикрiпленi захиснi рукава.

2.3 Полюси

Головнi полюси створюють основний робочий магнiтний потiк (в даних тягових двигунах iх чотири). Кожний полюс складаiться з сердечника, катушки i вивiдних кабелiв. Сердечники головних полюсiв набирають з листiв електротехнiчноi сталi завтовшки 2 мм, якi спресовують в пакет i закрiплюють заклепками. Усерединi пакету уздовж полюса проходить стрижень, в отвори якого вкручують три болти, що крiплять полюс до остову. Ослабiння болтiв не допускаiться, тому iз зовнiшньоi сторони остову iх заливають масою компаунда, контролюючою самовiдгортання болтiв.

Катушки головних полюсiв, виконанi з шинноi мiдi, намотують плашмя в два шари. Мiжвiтковою iзоляцiiю служить азбестовий папiр, корпусною iзоляцiiю тАФ п'ять шарiв липкоi склоескапоновоi стрiчки i один шар каперноi стрiчки. З'iднання полюсiв мiж катушок виконанi з дроту ПМУ. Щоб в експлуатацii не слабшало крiплення катушок, (iзоляцiя пересихаi в процесi перегрiву), катушки притискують до остову притискними фланцями.

Додатковi полюси створюють магнiтний потiк в комутацiйнiй зонi для полiпшення комутацii двигуна (зменшення iскрiння). Встановлюють iх мiж головними полюсами. Обмотку додаткових полюсiв сполучають з якiрною обмоткою. Сердечники додаткових полюсiв тАФ литi, iх прикрiплюють до остову трьома болтами. Мiж сердечником i остовом прокладенi дiамагнитнi прокладки для зменшення розсiяння магнiтного потоку.

Катушки додаткових полюсiв намотують з шинноi мiдi, iх iзоляцiя не вiдрiзняiться вiд iзоляцii катушок головних полюсiв. Пiсля iх iзолювання для додання ним монолiтностi i створення кращого теплообмiну катушки просочують в компаундi i покривають iзоляцiйним лаком. Щоб уникнути ослабiння крiплення катушок (так само як i на головних полюсах), застосовують пружиннi фланцi, що притискують катушки до остову.

2.4 Якiр

Рухома частина тягового двигуна (якiр) передаi обертаючий момент двигуна на колiсну пару моторного вагона, а також гальмiвний момент пiд час рекуперативно-реостатного гальмування. Якiр складаiться з сердечника, обмотки, колектора i валу. Його конструкцiя, як i його обмотка, в значнiй мiрi визначають потужнiсть електричноi машини.

Всi частини якоря збирають на валу, який обертаiться в пiдшипниках, встановлених в пiдшипникових щитах. Сердечник якоря 18 i цилiндром, зiбраним з листiв електротехнiчноi сталi, вiн зафiксований на валу обмоткотримачами 11 i 27. Колектор i найбiльш складною i вiдповiдальною конструкцiiю, його набирають з мiдних пластин, iзольованих один вiд одного i вiд валу якоря мiканiтом колектора. Пластини затисненi вiсьма болтами мiж нажимним конусом 9 i втулкою колектора 11, вiд яких вони iзольованi манжетою.

Вали якоря тягових двигунiв випробовують значнi зусилля обертаючих моментiв i реакцii зубчатоi передачi. Часто змiнне навантаження з миттiвими поштовхами пiд час пуску i гальмування, динамiчне навантаження вiд нерiвностей шляху створюють дуже важкi умови роботи валу. Тому його поверхню обробляють з високою точнiстю, переходи вiд одного дiаметра до iншого роблять плавними, на валу не нарiзують рiзьблення i прагнуть не проточувати канави шпон. Вали виготовляють з високоякiсноi хромонiкiлiвоi сталi 12ХНЗА, яка проходить термообробку для пiдвищення механiчних властивостей.

Втулка якоря 1 напресовуiться на вал (без шпонки) зусиллям 600..1100кН. Вона несе на собi сердечник якоря з нажимными шайбами (обмоткотримачами), колектор i вентилятор. Втулка i трубою з буртом для упора колеса вентилятора. Обмоткотримач 27 вiдливають як одне цiле з вентилятором i насаджують на втулку до упора в бурт, втулку колектора замикають спецiальною гайкою. Мiж обмоткотримачем 27 i втулкою колектора 11 затиснений сердечник якоря, який разом з втулкою колектора i обмоткотримачем фiксуiться шпонками.

Сердечник якоря тАФ частина магнiтноi системи двигуна, що обертаiться. Щоб зменшити втрати вiд вихрових струмiв i перемагнiчування, якiр набирають з листiв електротехнiчноi сталi завтовшки 0,5 мм Листи з обох бокiв покривають iзоляцiйним лаком. Через кожнi 50 мм прокладають лист електрокартону. На зовнiшнiй поверхнi кожного листа штампують клиновиднi вирiзи, якi при наборi листiв в пакет утворюють пази. В них укладають обмотку якоря i закрiплюють текстолiтовими клинами. Для охолоджування якоря усерединi листiв сердечника роблять вентиляцiйнi отвори дiаметром 20..30 мм

Обмотка якоря двигуна УРТ-110Б тАФ хвильова, двигуна 1ДТ.003 всiх мод

Вместе с этим смотрят:

Бензиновые генераторы. Двигатели внутреннего сгорания

Двигун автомобiля ЗРЖЛ-130 (поршнева група)

Зчеплення автомобiля ВАЗ 2109

Конструкция тепловоза ТЭП70

Кран козловой двухконсольный