Охлаждение блока вспомогательных трансформаторов

          Для охлаждения блока вспомогательных трансформаторов применяется принудительная вентиляция. Воздух внутрь корпуса подается с помощью вентилятора машинного отделения и вентилятора трансформатора из задней форкамеры, расположенной на крыше электровоза. После поступления в форкамеру воздух проходит над вентиляционной перегородкой, поступает к трехфазным трансформаторам и через выходное отверстие и выводится под кузов электровоза. Для создания избыточного давления и вентиляции кузова воздух проходит через циклонный сепаратор, поступает в машинное отделение и через выходные решетчатые жалюзи выводится наружу. Схема принудительной вентиляции блока вспомогательных трансформаторов показана на рисунке 4.6.

1 – вентилятор трансформатора; 2 – вентилятор машинного отделения; 3- циклонный сепаратор

Рисунок 4.6 – Схема принудительной вентиляции блока вспомогательных трансформаторов

4.4.1 Вентилятор трансформатора

       Вентилятор трансформаторов ( показан на рисунке 4.7) забирает воздух для охлаждения из задней форкамеры крыши. Воздух поступает к трансформаторам сверху через внешнюю защитную решетку, а затем выводится под кузов электровоза. Масса вентилятора 62 кг, он устанавливается в вертикальном положении на валу электродвигателя. Корпус и крыльчатка изготавливаются из стальных листов, имеющих порошковое покрытие. Для привода вентилятора применен электродвигатель типа K210 090L 2 BAH SGBFDS-KNS, электрическое подсоединение которого производится через коннекторную коробку.

1 – корпус вентилятор трансформатора; 2 – коннекторная коробка

Рисунок 4.7 – Внешний вид вентилятора трансформатора.

4.4.2 Вентилятор машинного отделения.

            Вентилятор машинного (рисунок 4.8) отделения подает воздух из задней форкамеры крыши и через циклонный сепаратор в машинное отделение. Часть потока выносит пыль, выбрасываемую циклонным сепаратором, под кузов электровоза. Вентилятор установлен в вертикальном положении на валу электродвигателя, его масса составляет 74 кг. Корпус и крыльчатка изготавливаются из стальных листов, имеющих порошковое покрытие RAL 7031. На вентиляторе применен электродвигатель типа K210 100L 2BAH SGB FDS-KNS, электрическое подсоединение которого производится через коннектрную коробку.

1 - корпус вентилятора; 2- коннекторная коробка

Рисунок 4.8 – Внешний вид вентилятора машинного отделения.

4.4.3 Циклонный сепаратор

         Воздух, подлежащий очистке, нагнетается вентилятором машинного отделения в циклонный сепаратор (циклонные батареи). Основной частью циклонной батареи является аэродинамический колпачковый завихритель. Он состоит из шести клиновидных лопастей и создает закрученный поток загрязненного воздуха высокой скорости. Движущийся по цилиндрическому корпусу воздушный вихрь содержит частицы пыли и влаги, на которые действуют центробежные силы, отбрасывающие их к стенам. Сконцентрированные на периферии частицы загрязнений выбрасываются через щелевые проточки в конце трубной части корпуса, а чистый воздух (90% основного потока) выходит через приемный патрубок в машинное отделение. Выброс пыли происходит вниз воздуховода, а затем потоком воздуха под кузов электровоза. Циклонный сепаратор изображен на рисунке 4.8.

1 – забор воздуха извне; 2- выброс чистого воздуха; 3 – выброс загрязненного воздуха; 4 – циклонная батарея; 5 – заводская табличка

Рисунок 4.8 – Циклонный сепаратор.

         Сверху над циклонным сепаратором устанавливается техническая заслонка. Она сделана из стали и имеет окрашенную поверхность. Вес заслонки составляет приблизительно 4,4 кг. Техническая заслонка снабжена уплотнением для герметизации вентилируемой зоны.

ТЯГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ .

Общие сведения

        Каждая секция электровоза оборудована двумя тяговыми преобразователями. Тяговый преобразователь служит для преобразования напряжения 3кВ постоянного тока в трехфазное переменное напряжение регулируемой амплитуды и частоты. Каждый тяговый преобразователь включает два инвертора каждый для своего тягового электродвигателя. Дополнительный инвертор для преобразователя собственных нужд (ПСН), к которому в свою очередь подключаются двигатели вспомогательных машин и тормозной прерыватель. Также каждый тяговый преобразователь имеет блок управления тяговым режимом, который используется для контроля и управления инверторами, обеспечивая регулирование крутящего момента и число оборотов тяговых электродвигателей, двигателей вспомогательного оборудования (вентиляторов, компрессоров) и работой тормозного прерывателя. Для выполнения данной задачи ток и частота на клеммах электродвигателя регулируются по сигналу блока управления преобразователя. На рисунке 5.1 показано включение тягового преобразователя в схему электровоза.

А1 – тяговый преобразователь; L3 – дроссель сетевого фильтра; М1, М2 – тяговый электродвигатель;            R1 – тормозной резистор.

Рисунок 5.1 – Включение тягового преобразователя в схему электровоз.

             Тяговый преобразователь выполнен в комплекте как единый блок (рисунок 5.2). Поскольку тяговый преобразователь предназначен для установки в машинном отделении локомотива, он не оснащен устройствами управления и индикации. Операторские функции управления через каналы связи с преобразователем выполняет МПСУиД. Блок тягового управления (TCU) установлен внутри контейнера, а центральный блок управления (CCU) установлен вне контейнера. Тяговый преобразователь должен эксплуатироваться совместно с необходимыми внешними компонентами (дроссель сетевого фильтра, установка охлаждения).

1 – крышки (кожухи); 2 – запорная планка (штанга); 3 – ключевой запор; 4 – фланцевое крепление с отсечным вентилем отводящего трубопровода; 5 – фланцевое крепление с отсечным вентилем подводящего трубопровода.

Рисунок 5.2 – Общий вид тягового преобразователя.

         Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током и высоким напряжением предусмотрено блокировочное устройство тягового преобразователя в виде запорной планки и ключевого запора (рисунок 5.2 поз. 2 и 3 соответственно). Запорная планка предотвращает снятие щитов тягового преобразователя, а ключевой запор механически фиксирует запорную планку в запертом положении.

          Тяговый преобразователь состоит из следующих функциональных узлов, объединенных в единую систему:

- размыкатель линии питания и устройство предварительного заряда;

- тормозной прерыватель;

- цепь звена постоянного тока с конденсаторами;

- цепь фильтра с внешним дросселем фильтра;

- блок защитного модуля;

- импульсный инвертор (для тягового и вспомогательного привода);

- управление и контроль.

            Компоновка наиболее важных узлов преобразователя показана на рисунках 5.3, 5.4.

1 – силовые модули, ШИМ инвертор; 2 – силовой модуль, вспомогательный инвертор; 3 – силовой модуль тормозной прерыватель; 4 – блок защитного модуля (СВН); 5 – выключатель предварительного заряда;        6 – прерыватель линии питания; 7 – блок тягового управления (TCU); 8 – вентилятор охлаждения;                9 – нагреватель; 10 – конденсатор звена постоянного тока; 11 – гасящий резистор; 12 – точки подключения измерительных приборов и заземления звена постоянного тока.

Рисунок 5.3 – Тяговый преобразователь (вид спереди).

1 – конденсатор звена постоянного тока; 2- батарея фильтр-конденсаторов; 3 – резистор предварительного заряда

Рисунок 5.4 - Тяговый преобразователь (вид сзади)

        На рисунке 5.5 показаны точки для подсоединения измерительных приборов и жгута заземления тягового преобразователя (позиция 12 на рисунке 5.3).

XE1 – разъём заземления преобразователя; XP1 – разъём звена постоянного тока; XS1- разъём цепи фильтра; XN1 – разъём заземления

Рисунок 5.5 - Точки для подсоединения измерительных приборов и заземления тягового преобразователя.

Меры безопасности

         Перед тем как начать какие-либо работы на тяговом преобразователе или на смежном оборудовании, необходимо обеспечить строгое выполнение следующих правил по электробезопасности:

      1. Исключается подача питания на тяговый преобразователь. Для этого выключается быстродействующий выключатель, опускается токоприемник, выключается разъединитель и включается заземлитель.

      2. Исключается случайное включение питания (принимаются меры для исключения случая поднятия токоприемника).

      3. Включается питание установки тягового преобразователя и генераторов стробирующих импульсов на биполярных транзисторах с изолированным затвором, и затем отключается снова (минимум на 10 секунд). При этом активируется защитная система (шунтирующий вентиль) тягового преобразователя.

      4. Отключается полностью все батарейное питание тягового преобразователя (сначала на коммутационных устройствах тягового преобразователя и затем на питании генераторов стробирующих импульсов на биполярных транзисторах с изолированным затвором и на питании установок тяги).

      5. Подготавливается цифровой мультиметр (например, FLUKE 189 с высоковольтным пробником 6 кВ). Проверяется правильность показаний измерительного прибора.

      6. Открывается крышка (нижняя с права) на передней панели преобразователя. Точки для подсоединения измерительных приборов и заземления звена постоянного тока находятся за этой крышкой (фиксированные шаровые наконечники, диаметр 22 мм).

     7. Подсоединяется измерительный кабель заземления к разъему заземления преобразователя (XE1).

     8. Выполняются измерения по двум фиксированным точкам замера, используя высоковольтный пробник:

- подсоединяется заземление пробника к разъему заземления XE1, а сам высоковольтный пробник – к разъему звена постоянного тока -XP1, затем к разъему цепи фильтра -XS1.

      Если напряжение в данных точках замера превышает 20 В перейти к пункту 9, если напряжение не превышает значения 20 В перейти к пункту 10.

     9. Если напряжение, измеренное на звене постоянного тока или цепи фильтра, превышает 20 В: используются встроенные резисторы непрерывного разряда тягового преобразователя для разряда звена постоянного тока или цепи фильтра (временная постоянная разряда > 55 мин).

      Напряжение в контейнере уменьшается до неопасных значений (< 50 В) примерно через 5 часов (повторите измерения в соответствии с пп. 7 – 8). Если напряжение не снизилось до неопасных значений через 5 часов, это значит, что встроенные резисторы непрерывного разряда тягового преобразователя неисправны и должны быть исправлены или заменены. В данном конкретном случае звено постоянного тока должно быть разряжено через паразитные сопротивления тягового преобразователя. На это может уйти до двух дней, поскольку эти сопротивления очень большие по значению.

     10. Если измеренные значения напряжения не превышают 20 В:

подсоединяется жгут проводки заземления к разъемам заземления, при этом необходимо надевать диэлектрические перчатки и защитные очки: подсоединяется жгут проводки заземления к разъемам заземления -XE1 и -XN1, затем к разъему -XP1 звена постоянного тока, разъему -XS1 цепи фильтра.

      Если на конденсаторах звена постоянного тока сохранился еще небольшой заряд, то при подсоединении жгута проводки заземления возникает небольшая искра разряда.

       11. Перед возвратом в эксплуатацию тягового преобразователя удаляются из него все жгуты проводки заземления, все инструменты и измерительное оборудование. По завершении всех работ все кожухи (крышки) ставятся на место.

      Основные технические данные тягового преобразователя приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Технические данные тягового преобразователя.