Тема 3.5 Оборудование трамвайного вагона АКСМ-601.02

Приборы системы отопления салона, привод дверей, пульт маневрового управления, песочницы. Токоприемник, ограничитель напряжения, блок резисторов, статические преобразователи напряжения.

Литература: [5] с.28-37, с.74-83.

Методические указания

Токоприёмник предназначен для создания электрического соединения между контактным проводом и электрическими цепями трамвая.

В трамвае АКСМ-601.02 применяется токоприёмник пантографного типа облегчённой конструкции. Такой токоприёмник обеспечивает надёжный контакт с контактным проводом при различных скоростях движения, в широком диапазоне рабочих токов и не требует перестановки при изменении направления движения трамвая на противоположное.

Рисунок 3.1 - Токоприёмник пантографного типа

Токоприёмник пантографного типа (рисунок 3.1) состоит из основания 1, установленного на крыше вагона через двухступенчатые изоляторы 2, системы подвижных рам (нижней 3 и верхней 4), которые независимо от высоты контактной сети обеспечивают надёжное прилегание к контактному проводу двух полозьев 5 с контактными вставками. Нижние рамы 3 шарнирно соединены с верхними рамами 4, а на осях верхних рам находятся две каретки 6, по одной с каждой стороны. Нижние рамы 3 жёстко соединены с валами 10, которые установлены на основании 1 в подшипниках. Система рабочих пружин 7, соединяющая валы 10, обеспечивает подъём подвижных рам токоприёмника и создаёт необходимое давление на контактный провод в точке контакта. Рабочие пружины 7 постоянно стремятся сжаться и тем самым развернуть валы 10 внутрь, чем и обеспечивают подъём рам токоприёмника вверх. В каретках 6 установлены полозья 5 со сменными контактными вставками. Между собой каретки 6 соединены в горизонтальной плоскости двумя поперечинами 9. Пружины 8 кареток обеспечивают амортизацию, однонаправленное перемещение полозьев токоприёмника и улучшают токосъём при прохождении жестких точек и неровностей контактной сети. Синхронное перемещение левого и правого плеч рам токоприёмника обеспечивает синхронизирующая тяга 11. Для передачи напряжения с основания токоприёмника к высоковольтному оборудованию трамвая служит кабель 12.

Полозья имеют небольшие закругления от середины к концам для улучшения прохождения узлов и специальных частей контактной сети. Для недопущения захлёстывания контактного провода за полозья, их концы загнуты вниз и внутрь. Более того, пантографная конструкция токоприёмника и расположение кареток с полозьями точно над шкворневой балкой первой тележки вагона исключают случаи, когда при изменении высоты контактного провода может произойти выход полозьев токоприёмника за пределы контактного провода из-за выноса при повороте свесов кузова и его средней части.

Полоз токоприёмника представляет собой составную конструкцию, крайние части которой (закругления) – металлические (рисунок 3.2), а в среднюю часть этой конструкции устанавливается сменная алюминиевая контактная вставка. Только с установленной контактной вставкой полоз приобретает нужную форму и начинает представлять собой единое целое.

Рисунок 3.2 - Полозья токоприёмника с отсутствующей контактной вставкой

Для опускания токоприёмника служит верёвка, которая протянута через блочную систему на крыше вагона в кабину водителя. На конце верёвки для предотвращения её выхода за пределы кабины на крышу должен быть завязан тугой узел. Если токоприёмник не поднимается или не опускается, создаётся ощущение, что верёвка заклинила, то, скорее всего она выскочила из желоба блока, или попала между блоком и его осью.

Фиксация токоприёмника в опущенном положении производится с помощью крюка защёлки 13 с противовесом. Резиновые упоры 14 предназначены для ограничения высоты опускания токоприёмника и предотвращают удары его рамы о крышу вагона.

Все части токоприёмника являются токоведущими и находятся под полным напряжением контактной сети. Поэтому при касании любой части токоприёмника произойдёт поражение электрическим током.

Шарнирные соединения рамы, рамы и каретки снабжены медными гибкими токопроводящими проводами – шунтами (рисунок 3.3), по которым идёт ток. Благодаря этому ток проходит, минуя шарнирные соединения, которые в результате оказываются защищёнными от электрической коррозии.

Характерные неисправности токоприёмника: обрыв какого-либо из шунтов, перегорание (утончение) провода шунта, износ контактной вставки полоза, наличие зазубрин, канавок, поперечных трещин на рабочей поверхности контактной вставки полоза, перекосы рамы, нарушение целостности фарфоровых изоляторов, недостаточное натяжение рабочих пружин токоприёмника, недостаточная длина верёвки токоприёмника.

О наличии зазубрин водитель может судить по раскачиванию контактного провода во время движения трамвая. При слабом нажатии контактной вставки на контактный провод или при недостаточной длине верёвки токоприёмника (верёвка натянута) возникает непрерывное искрение при токосъёме и толчкообразное движение вагона.

Рисунок 3.3 – Расположение шунтов на токоприёмнике

Статический преобразователь (рисунок 3.4 )предназначен для понижения «высокого» напряжения контактной сети 550 В до «низкого» напряжения – 28 В, необходимого для питания низковольтных цепей трамвая и зарядки аккумуляторных батарей.

Рисунок 3.4 – Схема работы статического преобразователя

Статический преобразователь получил такое название, потому что его конструкция не предусматривает наличие вращающихся частей, подверженных износу при работе, в отличие от электромашинного генератора. Электронная система регулирования обеспечивает постоянство необходимого напряжения 28 В на выходе, не зависимо от колеблющегося в широких пределах напряжения контактной сети и постоянно изменяющейся нагрузки в низковольтной цепи.

Статический преобразователь построен по принципу снижения напряжения с применением промежуточного звена переменного тока. При этом постоянный ток напряжением 550 В сначала преобразуется инвертором в переменный, затем напряжение 550 В переменного тока понижается трансформатором до 28 В переменного тока и после этого выпрямителем преобразуется в напряжение 28 В постоянного тока, нужное для зарядки аккумуляторных батарей и питания низковольтных цепей.

Статический преобразователь работает (на корпусе преобразователя горит индикатор «Норма») при соблюдении четырёх условий:

1. Напряжение в контактной сети, подаваемое на статический преобразователь, находится в диапазоне от 400 до 720 В;

2. Напряжение на аккумуляторных батареях (на выходе преобразователя) лежит в диапазоне от 17 до 32 В;

3. Отсутствует перегрев оборудования преобразователя;

4. Отсутствует перегрузка или короткое замыкание на выходе.

Если хотя бы одно из этих условий не выполнено, то преобразователь отключается, индикатор «Норма» на корпусе преобразователя гаснет, а на блоке сигнализации неисправностей на задней стенке кабины загорается лампочка «Неисправность преобразователя».

Для защиты преобразователя от перегрузки его системой управления постоянно измеряется уровень тока на выходе. В случае превышения допустимой величины тока преобразователь отключается и снова включается при снижении тока. Более того, постоянно контролируется и поддерживается на должном уровне (28 В) напряжение на выходе преобразователя. В высоковольтных цепях защита преобразователя производится автоматическим выключателем.

В трамвае АКСМ-60102 устанавливается 3 преобразователя ПН2-550/28 В (выходной ток каждого в длительном режиме – 70 А) или 4 преобразователя ПН1-550/28 В (с выходным током по 50 А каждый).

Статические преобразователи включены между собой параллельно и их мощность (и выходной ток) суммируется. Совместная установка трёх более мощных или четырёх менее мощных преобразователей обеспечивает практически равнозначную мощность, необходимую для питания низковольтных цепей и обеспечения зарядки аккумуляторных батарей. В случае выхода из строя одного преобразователя, нагрузку на себя берут другие, но это уже аварийный режим работы. Это выражается меньшим напряжением зарядки батареи (ниже 28 В) по показаниям вольтметров.

Вопросы для самоконтроля:

1 Назовите назначение токоприемника трамвая модели АКСМ-601.02.

2 Назовите характерные неисправности токоприёмника трамвая.

3 Назовите назначение ограничителя напряжения в трамвае.

4 Расскажите о блоке резисторов в трамвайном вагоне.

5 Расскажите о статическом преобразователе напряжения.