Схема СИЛОВЫХ цепей тяговых электродвигателей
СЕРЕЙСНОЕ(последовательное) соединение тяговых электродвигателей
После замыкания линейных контакторов 3-1,4-1, 3-2, 2-2, 17-2 создаётся силовая цепь восьми последовательно соединенных тяговых двигателей и полностью включённых секций пусковых резисторов:
Токоприёмник 45-1 или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель 51-1, линейные контакторы 3-1, 4-1,1-я группа пусковых резисторов Р1-Р4, контакторный элемент 22-1 группового переключателя КСП1, 2-я группа пусковых резисторов Р5-Р8, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, контакты 12 - 11 реверсора, якоря 1 и 2 тяговых двигателей, контакты 8 - 9 реверсора, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 – го тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 2 - го тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-1 группового переключателя КСП1, реле перегрузки 66-1 тяговых двигателей, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты 5-6 реверсора, якоря 3 и 4 тяговых двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3-го тягового двигателя, контакты Т20-1 и Т21-1, обмотка возбуждения 4–го тягового двигателя, контакт Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД 3-4 отключателя двигателей, контакторный элемент 32-0 группового переключателя КСПО, между кузовное гибкое соединение 274А, линейный контактор 3-2, 3-я группа пусковых резисторов Р23-Р26, контакторный элемент 22-2 группового переключателя КСП2, 4-я группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 тяговых двигателей, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-2 и Т3-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя, контакты Т29-2 и Т30-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД 5-6 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-2 группового переключателя КСП2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 тяговых двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, ножи ОД 7-8 отключателя двигателей, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовное соединение 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики расхода электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
Для предотвращения перегрева ступеней пусковых резисторов Р1-Р2, Р5-Р6 Р7-Р8, Р27-Р28, Р29-Р30 увеличена их мощность, т.е. число параллельных элементов. Однако это вызывает трудность размещения, в связи с чем пришлось уменьшить суммарное сопротивление на 1-ой позиции с 22,81 Ом до 18,31 Ом. Чтобы сохранить плавность трогании электровоза , в цепи тяговых двигателей применяется ослабление возбуждения тяговых двигателей. На 1-ой позиции главной рукоятки контроллера машиниста ступень ослабления возбуждения тяговых двигателей равна 55%, что достигается включением контакторов 13-1(13-2), 213-1(213-2), 14-1(14-2), 214-1(214-2).
При перемещении главной рукоятки контроллера машиниста на 2-ю позицию снимается ослабление возбуждения тяговых двигателей, а с третье позиции происходит вывод (закорачивание) ступеней пусковых резисторов Р27-Р28, через контактор 11-2; на четвёртую – одновремённо закорачиваются ступени Р1-Р2 и Р5-Р6, т.е. включатся контакторы 6-1, 11-1 и так далее вывод резисторов происходит постепенно до 16 – ой позиции. Что приводит к увеличению скорости движения электровоза.
16 –я позиция ходовая , на этой позиции можно увеличить скорость движения за счёт применения ослабления поля обмотки возбуждения тягового двигателя. Применяется 4 ступени ослабления поля обмотки возбуждения тягового двигателя, а именно ОП1, ОП2, ОП3, ОП4. Это достигается установкой тормозной рукоятки контроллера машиниста вперёд от себя на одну из выбранных положений.
При постановки рукоятки на позицию:
ОП1- происходит включение контакторов 13-1, 213-1, 13-2,213-2 ( О, 2329 Ом) замыкающих цепь резисторов и индуктивных шунтов 71-1, 72-1 и 71-2, 72-2 параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей.
ОП-2---- включатся контакторы 13-1, 14-1, 213-1, 214-1, 13-2, 213-2, 214-2 (0,0723 Ом )
ОП-3--- включатся контакторы 13-1, 14-1, 15-1, 213-1,214-1 215-1, 13-2,14-2 ,14-2 ,213-2, 214-2,215-2. (0,0322 Ом)
ОП-4- включатся контакторы 13-1, 14-1,15-1, 16-1, 213-1, 214-1, 215-1, 216-1, 13-2, 14-2,15-2 ,16-2,213-2,214_2,215-2,216-2. ( 0,0099 Ом ) , при этом уменьшается сопротивление шунтирующего резистора.
СЕРЕЙСНО – ПАРАЛЛЕЛЬНОЕсоединение тяговых двигателей
При переходе на серейсно – параллельное соединение двигателей включается уравнительный электропневматический контактор 124-2.
Создаётся цепь : провод К24, катушка уравнительного электропневматического контактора 124-2, провод К150, размыкающая блокировка КСП1-С-СП группового переключателя, провод Н400, замыкающая блокировка КСПО-СП-П группового переключателя, провод Н401, размыкающая блокировка ОД1 отключателя двигателей, провод К153, размыкающая блокировка ОД2 отключателя двигателей, провод Н411, размыкающий блок-контакт ТК2-М тормозного переключателя, корпус электровоза.
Уравнительный контактор 124-2 обеспечивает повышение жёсткости групповых характеристик тяговых двигателей, а следовательно, и улучшения противобоксовочных свойств электровоза.
В случае боксования на этом соединении получают питания промежуточные реле 102-2 и 103-2, контактами которых , включенные в цепи катушек реостатных контакторов 6-1, 5-2, 7-2, и 11-2, отключаются те или иные из указанных контакторов в зависимости от реостатной позиции соединения. Уменьшение тока в якорях всех тяговых двигателей, включая и боксующий, приводит к ликвидации режима боксования.
Для увеличения скорости движения необходимо увеличить напряжение на зажимах тяговых двигателей, поэтому необходимо произвести переключение тяговых двигателей на две параллельные группы , но по четыре последовательно соединённых , т. е. на последовательно – параллельное соединение переводом главной рукоятки контроллера машиниста на 17-ю позицию и от провода 7 получают питание электропневматические вентили КСПО группового переключателя, который с соединения = С = переключается на соединение = СП – П =
Переход начинается выключением ряда контакторов, вследствие чего в цепь тяговых двигателей на ступенях перехода КСПО, а именно их четыре ( Х1, Х2, Х3, Х4, Х5 )
вводится на ступени перехода Х1 часть пусковых резисторов, значение которых определяется из условий уменьшения силы тяги в пределах 60%.
На ступени перехода Х2 группа тяговых двигателей 5-8 замыкается контакторным элементом 33-0 группового переключателя на часть пусковых резисторов для предотвращения генераторного броска тока.
На ступени Х3 размыкается контакторный элемент 32-0 отключая замкнутую группу тяговых двигателей.
На ступени Х4 размыкаются блокировки КСПО-С группового переключателя между проводами 9-Н13, 9-К96. При этом выключаются контакторы 10-1 и 10-2, вводя в цепь тяговых двигателей секции пусковых резисторов Р6- Р7, Р7-Р8, Р28- Р29, Р29-Р30, чтобы избежать резкого увеличения силы тяги на 17-й позиции = СП = соединения.
На ступени Х5 происходит подсоединение группы ( 5, 6, 7, 8 ) тяговых двигателей к питанию включением контакторных элементов 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО.
По окончанию перехода включается уравнительный контактор 20-2 , что необходимо для выравнивания в обоих кузовах нагрузок и напряжений цепей тяговых двигателей, так как в обоих группах сопротивления резисторов различны.
Цепь включения уравнительного электропневматического контактора 20-2 : провод 8, параллельно размыкающий блок- контакты 10-1 и 11-1, провод К29, блок-контакт группового переключателя КСПО-СП-П , провод К28, катушка вентиля уравнительного контактора 20-2, провод Н70, блок- контакт ТК2-М тормозного переключателя, корпус электровоза.
После переключения КСПО, на 17-ой позиции образуются силовые цепи Серейсно - Параллельного соединения тяговых двигателей : токоприёмник 45-1или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель БВ 51-1, Далее электрическая цепь разделяется на две ветви :
Первая--- линейные контакторы 3-1, 4-1, первая группа Р1 - Р4 пусковых резисторов, контакторный элемент 22-1 группового переключателя КСП1, вторая группа Р5 - Р8 пусковых резисторов, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакты реверсора 12-11, якоря 1 и 2 двигателей , контакты реверсора 8-9, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1, обмотка возбуждения 2 тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-1 группового переключателя КСП-1, реле перегрузки 66-1, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты реверсора 6-5, якоря 3 и 4 двигателей, контакты реверсора 2-3, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3 тягового двигателя, контакт Т20-1 и Т21-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 4 тягового двигателя, контакт Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, нож ОД-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 33-0 группового переключателя КСПО, нож ОД-2 отключателя двигателей, контакт Т10-1 и Т11-1 тормозного переключателя, дифференциальное реле 52-1, счётчики расхода электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
Вторая----контакторные элементы 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО, между кузовной кабель 274-А, линейный контактор 3-2, третья группа пусковых резисторов Р23-Р26, контакторный элемент 22-2 группового переключателя КСП-2, группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 двигателей, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-2 и Т1-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя, контакты Т29-2 и Т30-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД 5 – 6 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-2 группового переключателя КСП-2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД 7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, нож ОД7-8, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
При дальнейшем перемещении главной рукоятки контроллера машиниста сопротивление пусковых резисторов уменьшается вплоть до полного их выведения на 27-й ходовой позиции. На 27-й позиции включаются уравнительные контакторы 8-1 и 8-2, подготовляя цепи для перехода на параллельное соединение, и отключается уравнительный контактор 20-2.
На этой же (27-й) ходовой позиции для дальнейшего разгона электровоза применяются 4 ступени ослабления поля ( ОП-1, ОП-2, ОП-3, ОП-4).
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение тяговых двигателей
Переход на параллельное соединение осуществляется двумя групповыми переключателями КСП-1 и КСП-2 при установке главной рукоятки контроллера машиниста на 28-ю позицию.
Катушки электропневматических вентилей КСП-1 и КСП-2 получат питание по проводу 4, через замыкающие блокировки уравнительных контакторов 8-1 и 8-2, провод 24 , параллельно включённые размыкающие блокировки ОД1-2 и ОД3-4, провод К92. Валы КСП1 и КСП2 поворачиваются в положение = П =.
На 27-й позиции по проводу 10 через размыкающий блок- контакт контактора 19-2 возбуждаются вентили уравнительных контакторов 8-1 и 8-2. На этой же позиции отключается уравнительный контактор 20-2 .
Поворот группового переключателя КСП1 (КСП2) из положений =С-СП = в положение = П = происходит за 5 ступеней перехода.
На ступени перехода Х1, Х2 в цепь тяговых двигателей вводится часть пускового резистора второй группы для ограничения бросков тока и включается уравнительный контактор 20-2.
Затем на ступени перехода Х3 включением контакторных элементов 23-1 (КСП-1) и 23-2 (КСП-2) происходит шунтирование 1, 2 и 5, 6 двигателей переходными резисторами Р81-Р82 (КСП-1) и Р83-Р84 (КСП-2).
На ступени перехода Х4 эти ( 1,2,5,6 ) двигатели отключаются контакторными элементами 25-1(КСП-1) и 25-2 (КСП-2). Одновременно включаются линейные контакторы 1-1, 1-2, 2-1, вводя в цепь параллельно все четыре группы пусковых резисторов, при этом для предотвращения броска тока в начале этой же ступени отключаются реостатные контакторы 5-1 и 5-2.
На ступени перехода Х5 контакторные элементы 26-1, 27-1 (КСП-1) и 26-2, 27-2 (КСП-2) группового переключателя подсоединяют отключенные двигатели к земле, а контакторные элементы 24-1(КСП-1) и 24-2 (КСП-2) закорачивают переходные резисторы. Этим переход на параллельное соединение заканчивается.
После переключения группового переключателя КСП-1 и КСП-2 на 27-й позиции образуются силовые цепи параллельного питания тяговых электродвигателей . ( КСП-О остаётся в положении СП - П ).
Токоприёмник 45-1 или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель 51-1, от этой точки образуются 4 силовых цепи питания тяговых электродвигателей :
ПЕРВАЯ---- линейные контакторы 2-1, 1-1, группа пусковых резисторов Р5-Р8, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 1 и 2 двигателя, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 2 тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, нож ОД1 отключателя двигателей, контакторный элемент 26-1 группового переключателя КСП1, контакты Т23-1 и Т 24-1 тормозного переключателя, контакторный элемент 27-1 группового переключателя КСП1, дифференциальное реле 52-1 счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, ось колёсной пары, рельс.
ВТОРАЯ---- линейные контакторы 3-1, 4-1, группа пусковых резисторов Р1-Р4, контакторные элементы 23-1 и 24-1 (КСП1), реле перегрузки 66-1 тяговых двигателей, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 3 и 4 двигателей , контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3 тягового двигателя, контакты Т20-1 и Т21-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 4 тягового двигателя, контакты Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, нож ОД2 отключателя двигателей, контакторный элемент 33-0 (КСПО) группового переключателя, нож ОД2 отключателя двигателей, контакт Т10-1и Т11-1, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
ТРЕТЬЯ---- между кузовной силовой кабель 274Б, линейный контактор 1-2, группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 двигателя, контакты 8-9 реверсора, контакты Т3-2 и Т2-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя контакты Т30-2 и Т28-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакторный элемент 26-2 группового переключателя КСП-2, контакты Т23-2 иТ24-2 тормозного переключателя, контакторный элемент 27-2 группового переключателя КСП-2, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
ЧЕТВЁРТАЯ---- контакторные элементы 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО, между кузовной силовой кабель 274А, линейный контактор 3-2, группа пусковых резисторов Р23 - Р26, контакторные элементы 23-2 24-2 группового переключателя КСП2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 двигателя, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
С 28-й по 36-ю позицию продолжается реостатный пуск электровоза. На 37-й позиции контакторы 8-1, 8-2 и 20-2 размыкаются. Это производится во избежание неравномерного распределения тока между контакторами, шунтирующими группы резисторов на ходовых позициях.
На 37-й ходовой позиции можно произвести дальнейший разгон
электровоза, за счёт включения ослабления поля (ОП1- ОП4)
При боксованииколёсных пар и движении на параллельном соединении датчики боксования включают уравнительные электропневматические контакторы 124-1, 125-1, 125-2. При этом увеличивается ток возбуждения и уменьшается ток якорей группы с боксующим двигателем, обеспечивая выход из боксования при одновременном нарастании тока в соседних параллельных группах тяговых двигателей, что в определённой степени стабилизирует силу тяги электровоза при боксовании.
В случае боксования колёсных пар на параллельном или серейсно -параллельном соединении тяговых двигателей в режиме ослабления возбуждения размыкающие контакты датчиков боксования отключают
соответствующий контактор 13-1, 213-1, 13-2, 213-2. При отключении любого из контакторов ослабления возбуждения их собственные блок – контакты 13-1, 213-1, 13-2, 213-2 размыкают цепь питания катушек контакторов, обеспечивая перевод тяговых двигателей с ослабленного на полное возбуждение. Для восстановления режима ослабления возбуждения тормозную рукоятку контроллера машиниста переводят на нулевую позицию.
В режиме рекуперации уравнительные контакторы, промежуточные реле и контакторы ослабления возбуждения не включаются, из-за разомкнутой блокировки ТК1-М со стороны минуса.