ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОВОЗА

Тепловоз, кроме дизелей, экипажа, вспомогательного и тормозного оборудования и т.д., имеет электрическую передачу, т.е. комплекс устройств, при помощи которых мощность от коленчатого вала дизелей передается с преобразованием вращающего момента на колесные пары для создания необходимой силы тяги.

Электрическая передача обеспечивает:

1)наибольшую силу тяги при трогании тепловоза с места;

2)сохранение постоянной мощности дизеля на выбранной позиции независимо от условий движения тепловоза;

3)автоматическое изменение силы тяги в зависимости от скорости движения тепловоза;

4)разобщение силовой цепи от коленчатого вала дизеля до колесных пар при пуске дизеля и работе его без нагрузки;

5)изменение направления движения тепловоза без реверсирования дизеля.

Электрическая передача переменно–постоянного тока. В нее включены 2 силовые установки, каждая из которых состоит из синхронного генератора (статор которого имеет две трехфазные звезды, сдвинутые на 30 электрических градусов) мощностью 882 кВт, стартер-генератора, выпрямителя с параллельно соединенными двумя мостами, блоков управления и регулирования, а также коммутационной аппаратуры. В электропередачу входят восемь параллельно соединенных тяговых двигателей мощностью в длительном режиме по 190 кВт. Такая схема соединения совместно с системой регулирования позволяет получить жесткие динамические характеристики генератора и использовать схему обнаружения и прекращения боксования.

Для регулирования тяговых двигателей предусмотрены две ступени ослабления поля 59 % и 35 %. Достигается это за счет включения шунтирующих сопротивлений параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей посредством силовых групповых контакторов.

Электрическая передача тепловоза совместно с электронным регулятором дизеля обеспечивает использование полной мощности дизеля до скорости 85 км/ч при конструкционной скорости локомотива 100 км/ч. Использование силы тяги по сцеплению обеспечивается, начиная с четвертой позиции контроллера.

Кроме того, регулирование электрической передачи обеспечивает ограничение максимального тока, максимального напряжения генератора по позициям, максимального напряжения по коммутации на коллекторе тяговых двигателей, обнаружение и прекращение боксования, продолжение работы тепловоза с отключенным одним тяговым двигателем, а также переход на аварийное возбуждение генератора при неисправностях в цепях автоматического регулирования.

Структурная схема электрической передачи

На тепловозе ТЭМ14 реализована электрическая передача переменно-постоянного тока, структурная схема которой приведена на рисунке 57.

Электрические тяговые двигатели постоянного тока М1-М4 (М5-М8) получают питание через выпрямительную установку УВ1 (УВ2) от генератора переменного тока Г1 (Г2), имеющего независимое возбуждение. Система автоматического регулирования обеспечивает получение тяговых характеристик путем изменения возбуждения генератора, а также путем двухступенчатого ослабления поля тяговых электродвигателей.

Рисунок 57 - Структурная схема электрической передачи тепловоза

МСКУД–микропроцессорная система управления; СТГ1-стартер-генератор; КРВ1-ключ регулирования возбуждения генератора; Г1-генератор тяговый; УВ1-установка выпрямительная; М1-М4-тяговые электродвигатели; УС-устройство сравнения; Uцу - напряжение цепей управления; Uв- напряжение на выходе ключа; Uу - напряжение управления; Uвг - напряжение возбуждения генератора; Jвг - ток возбуждения генератора; Uг~-переменное напряжение генератора; Uг - выпрямленное напряжение генератора; Iм1-Iм4-ток якоря тяговых двигателей; Iвт - ток возбуждения тяговых двигателей при торможении, Vт - скорость тепловоза

Регулятором возбуждения генератора является ключ регулирования возбуждения, который в зависимости от тока в тяговых двигателях Iм1-Iм4 и напряжения на зажимах выпрямительной установки Uг, изменяет ток возбуждения генератора. Ток, протекающий в тяговых двигателях, измеряется девятью датчиками постоянного тока Iм1-Iм8, Iвт. Их сигналы, пропорциональные току якорей двигателей и обмоток возбуждения (только при электроторможении), поступают в микропроцессорную систему управления МСКУД. Сигнал по напряжению генератора после выпрямительной установки выделяется датчиком постоянного напряжения Uг. Сигналы, Iм1-Iм8 и Uг сравниваются с заданием мощности отсечками по напряжению и по току, учитывается сигнал датчика оборотов дизеля и датчика свободной мощности дизеля и выдается команда на изменение возбуждения генератора. При поддержании постоянной скорости к указанным сигналам добавляется сигнал по скорости.

При электроторможении учитываются сигналы Iм1-Iм8, Iвт, Uг. Последовательно соединенные обмотки возбуждения тяговых двигателей подключены на напряжение первого полумоста первой силовой установки или первого полумоста второй силовой установки.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ТЕПЛОВОЗА

Общие положения

Электрическая принципиальная схема управления тепловозом, входящая в состав эксплуатационных документов, прилагаемых к тепловозу, изображена на листах, имеющих кроме номера листа, дополнительную маркировку, например, 018–00i2 (см. лист 2 схемы). В этой маркировке «018» означает номер проекта (при ссылке на лист эту общую для проекта часть«018» не будем приводить). Далее после тире «00» означает группу и подгруппу, на которые разбита по содержанию вся электросхема, что позволяет по этой части маркировки быстро находить требуемый участок электросхемы.

Далее латинская строчная буква, в нашем случае «i», отделяет последующую цифровую часть от общего обозначения и поясняет смысл подгруппы (латинская буква «i», а по русски «и», то есть информация, поясняет, что в данной группе – подгруппе содержится информация общего характера по электросхеме). Последняя цифра «2» указывает на второй лист внутри данной группы – подгруппы. Например, в группе – подгруппе «11» (см. листы электросхемы: 11b1, 11b2, 11b3, 11b4, как оговорено «018» в обозначении листов пропущено) содержится четыре листа.

Электрическая принципиальная схема управления включает в себя изображение всех электрических машин, аппаратов, приборов, проводов и монтажных элементов (зажимов, штепсельных соединений и т.д.). Все электротехнические изделия, изображенные на схеме, имеют условные буквенные и цифровые обозначения. Отдельные элементы электрических аппаратов (включающие катушки, силовые и блокировочные контакты) изображены разнесенным способом в соответствующих местах схемы. Отдельные цепи электрической схемы, изображенные на разных листах, соединены общим проводом, разрывы которого оканчиваются стрелками с указанием взаимной адресации с зоной, в которой расположен соответствующий аппарат или монтажный элемент. См. пояснение «Адрес» на листе 018–00i2. Первые три цифры в адресе образуются из второй части маркировки листа «00i2» без латинской буквы. Например, имеем лист 11b2. Если требуется из листа 11b2 для изображенного там провода 11207.11 дать ссылку на лист 13m1, то выглядит это как адрес (131А1), расположенный у стрелки, которой оканчивается провод 11207.11 (см. в правом верхнем углу листа 11b2). На листе 13m1 видим, что горизонтальных полос, на которые разбит лист всего одна, обозначенная как «А» (у правой границы рамки), а вертикальных полос 8 (у верхней границы рамки). Находим вертикальную полосу «1» как указано в адресе и находим там в левом верхнем углу провод 11207.11, к которому и адресовались. Встречная адресация провода 11207.11 из листа 13m1 выглядит как адрес (112А7), там и находим на листе 11b2 в зоне А7 тот же провод 11207.11.

Маркировка проводов состоит из основной общей цифровой части и дописываемого после точки порядкового номера провода. Общая цифровая часть указывает на то, что все провода данной группы непосредственно соединены друг с другом на одном из монтажных элементов или на зажимах аппарата. Порядковый номер позволяет различать провода, имеющие непосредственное соединение друг с другом. Общая часть маркировки проводов электрической схемы остается неизменной до тех пор, пока в цепи провода не встретится нагрузка (катушка аппарата, резистор и т.д.) или контакт любого вида. После прохождения элемента схемы общая часть маркировки меняется. Маркировка проводов, приведенная на электрической схеме, полностью соответствует фактически выполненной на тепловозе.

В маркировке проводов (см. лист 00i2) снова усматриваем в первых трех цифрах ссылку на лист схемы. Например, провод 11207.11. Он появился на листе 11b2, как отходящий от зажима К11–207. См. провод по адресу (112А7) и зажим К11–207(112А6). Адрес, чтобы не сливался с маркировкой, всегда приводится в скобках непосредственно после маркировки элемента без пробела и указывает где этот элемент изображен на схеме.

Монтажные элементы имеют следующие обозначения:

К       зажим высоковольтной камеры на правой стенке;

КР зажим радиостанции в высоковольтной камере на правой стенке;

КЛ    зажим высоковольтной камеры на левой стенке;

П       зажим основного (правого) пульта управления;

ПЛ    зажим вспомогательного (левого) пульта управления;

ПЛР зажим радиостанции на вспомогательном пульте;

РК    зажим распределительных коробок;

Æ прочие зажимы (резисторов, аппаратов и т.д.)

ХД штепсельное соединение выводов дизеля;

     штепсельное соединение;

         гнездо штепсельного соединения;

          штырь штепсельного соединения;

В маркировке зажимов вновь усматриваем маркировку листа. Например, К11–207 на листе 11b2, где «–» в маркировке зажима сменилось на «b» в маркировке листа. Таким образом и в маркировке зажимов, и в маркировке листа присутствует ссылка на группу 11 и подгруппу 2.

В маркировке разъемов нет ссылки на лист, поэтому их следует различать по принадлежности к аппарату. Например, Х1:12 по адресу (131А4) означает штепсельный разъем Х1 относящийся к 13МСКУД (микропроцессорная система контроля управления и диагностики). После двоеточия стоит номер вывода разъема. Этот двенадцатый вывод разъема Х1 припаян к жиле 12 кабеля 1С (эту маркировку кабеля см. в зоне А2 того же листа 13m1). Номер кабеля ставится в окружности вставленной в разрыв линии кабеля.

На тепловозе штепсельные разъемы использованы для:

1)подключения электрических аппаратов (системы управления, клавиатуры, котроллера [джойстик], регулятора напряжения и т.п.);

2)соединения электрической схемы тепловоза со схемой реостатной станции при проведении реостатных испытаний;

3)подключения к источнику зарядки батареи;

4)подключения к источнику ввода тепловоза в депо.

Рассмотренный в начале провод 11207.11(112А7) подходит к автоматическому выключателю 13АСУ(131А2), изображенному на листе 13m1, группа и подгруппа которого «13». То есть в маркировке аппаратов вновь усматриваем маркировку группы и подгруппы, которая облегчает поиск аппарата в электросхеме. В некоторых случаях возможно отсутствие группы, подгруппы перед буквенным обозначением аппарата, что допустимо.

На пультах органы управления сопровождены надписями и только направление реверса для удобства показано стрелками да световая индикация вспомогательного пульта содержит символы расшифрованные на листе электросхемы 42s1.

Исходное состояние электрических аппаратов, изображенных на схеме, следующее:

1)силовые и блокировочные контакты реверсора 35ПРВ(241А2), находятся в положении, соответствующем направлению движения тепловоза «Вперед»;

2)автоматические выключатели, рубильники, тумблеры – в отключенном положении;

3)автоматы–предохранители почти никогда не отключаемые – во включенном положении, тумблер аварийного возбуждения тягового генератора − в положении «Рабочее», т.е. отключен;

4)катушки реле, электропневматические вентили, катушки контакторов − обесточены, контакты реле давления, термореле (конечных выключателей) и др. − при заглушенном дизеле и отсутствии воздействия;

5)датчик уровня воды дизеля при ее отсутствии;

6)датчик засоренности фильтра при отсутствии засоренности.

Для правильного чтения схемы следует помнить, что контакты, изображенные на схеме открытыми (не замкнутыми) и меняющие свое состояние при подаче напряжения на управляющую катушку, называется замыкающими (з.к.), а контакты закрытые (замкнутые) – размыкающими (р.к.).