Цепи режима электрического торможения
На электровозе 2ЭС10 применяется рекуперативное и реостатное торможение. Переход в режим электрического торможения осуществляется по команде с контроллера машиниста.
В режиме рекуперативного торможения тяговые электродвигатели переходят в генераторный режим, а тяговые преобразователи преобразуют переменный ток в постоянный. При этом начинается рекуперация электроэнергии в контактную сеть.
Переход из режима рекуперативного торможения в режим реостатного торможения производится системой МПСУ и Д без разбора силовой схемы. При увеличении напряжения в контактной сети свыше 3,8 кВ путем управления тормозным прерывателем ABST в тяговых преобразователях в цепь тяговых электродвигателей М1…М4 вводятся тормозные резисторы R1…R4. При снижении напряжения контактной сети до 3,4 кВ тормозные резисторы выводятся из цепи тяговых электродвигателей.
Работа силовых цепей в аварийных режимах
Отключение тяговых электродвигателей М1…М4 при выходе их из строя осуществляется с помощью автоматического вывода из работы соответствующих инверторов.
Ручное управление отключением тяговых электродвигателей осуществляется соответствующими переключателями на пульте машиниста.
Цепи вспомогательных машин и аппаратов
Цепи вспомогательных машин и аппаратов одной секции представляют собой цепи питания электродвигателей и устройств для обеспечения бесперебойной работы основных узлов и аппаратов, таких как:
- тяговый преобразователь;
- тяговый электродвигатель;
- тормозной резистор;
- дроссель сетевого фильтра;
- тормозное оборудование.
Цепи питания вспомогательных машин и аппаратов снабжены всеми необходимыми устройствами коммутации и защиты.
На рисунке 6.2 представлена электрическая схема цепей вспомогательных машин и аппаратов одной секции. Трансформатор собственных нужд (ТСН) А3 предназначен для питания вспомогательных электродвигателей и устройств переменным трехфазным напряжением по двум раздельным каналам регулируемой и нерегулируемой частоты.
В состав ТСН входят два трехфазных трансформатора TVA и TVB, которые подключены раздельно к соответствующим инверторам тяговых преобразователей, а их вторичные обмотки образуют отдельные трехфазные линии:
- регулируемой частоты от 10 до 50 Гц и напряжением от 78 до 380 В
(канал 1);
- нерегулируемой частоты 50 Гц, напряжением 380 В (канал 2).
Рисунок 6.2 - Схема питания двигателей вспомогательного оборудования, системы микроклимата кабины и питания цепей управления
Блок вспомогательных трансформаторов обеспечивает гальваническую развязку от высоковольтных цепей электровоза и синус-фильтрацию выходного переменного напряжения инверторов тягового преобразователя. На выходе трансформаторов TVA, TVB включены фильтрующие конденсаторы СA, СB.
Для обеспечения питания вспомогательных электродвигателей и оборудования при отказе одной из питающих линий трансформатор собственных нужд оснащен контакторами КA, КB, КE. В режиме работы при отказе неисправная питающая линия отключается путем размыкания соответствующего контактора (КA, КB). Резервирование питания потребителей, подключенной нормально к неисправной питающей линии обеспечивается путем замыкания контактора КE. В аварийном режиме потребители обеих линий питаются переменным напряжением 380 В частотой 50 Гц.
Для обеспечения работы в режиме ввода в депо трансформатор собственных нужд имеет отдельное подключение к внешнему источнику питания. В этом режиме необходимо наличие трехфазного напряжения 380В частотой 50Гц на одной из внешних розеток (Х1, Х2) и отсутствие напряжения на токоприемнике (токоприемник опущен). По умолчанию ввод электровоза в депо осуществляется на первом тяговом двигателе М1. При этом в трансформаторе собственных нужд замыкаются контакторы КF, КE, КA, КCA, создавая цепь зарядки звена постоянного тока СDC в первом тяговом преобразователе. По завершению зарядки замыкается контактор КG, импульсный инвертор APRWA первого тягового двигателя готов к работе в тяговом режиме.
Для подключения вспомогательных машин и аппаратов к соответствующим каналам питания предназначены контактора К5…К19, а также устройства плавного пуска А7, А8.
Контакторы К21, К22 служат для подключения своих потребителей на канал нерегулируемой частоты в летнем режиме работы. При этом размыкаются контакторы К18, К19 соответственно.
Выбор режима выполняется МПСУ и Д в зависимости от перехода среднесуточных температур региона через отметку «0» градусов Цельсия в соответствии с Инструкцией «По подготовке к работе и техническому обслуживанию электровозов в зимних и летних условиях» № ЦТ-814. При фиксации МПСУ и Д астрономической даты 06.04.ХХХХ и времени 00 часов 00 минут происходит переход из режима «Зима» в режим «Лето». При фиксации МПСУиД астрономической даты 20.10.ХХХХ и времени 00 часов 00 минут происходит переход из режима «Лето» в режим «Зима».
Все контакторы за исключением К20 снабжены тепловыми реле для защиты цепей от перегрузки.
В таблице 1представлены вспомогательные машины и аппараты и соответствующие им коммутирующие устройства.
Таблица 1 – Вспомогательные машины, аппараты и коммутирующие устройства.
| Потребитель | Назначение | Контактор |
| А4 | Преобразователь питания цепей управления | - |
| М5 | Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей M1, M2 | К5 |
| М6 | Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей M3, M4 | К6 |
| М7 | Вентиляторы установки охлаждения 1 | К7 |
| М8 | Вентиляторы установки охлаждения 2 | К8 |
| М9 | Вентилятор охлаждения тормозного резистора R1 | К9 |
| М10 | Вентилятор охлаждения тормозных резисторов R2 | К10 |
| М11 | Электродвигатель агрегата компрессорного A10 | К11 |
| М12 | Масляный насос дросселя сетевого фильтра L3 | К12 |
| М13 | Масляный насос дросселя сетевого фильтра L4 | К13 |
| М14 | Водяной насос тягового преобразователя А1 | К14 |
| М15 | Водяной насос тягового преобразователя А2 | К15 |
| М16 | Вентилятор охлаждения тягового преобразователя А1 | К16 |
| М17 | Вентилятор охлаждения тягового преобразователя А2 | К17 |
| М18 | Вентилятор охлаждения трансформатора собственных нужд А3 | К18/К21 |
| М19 | Вентилятор наддува воздуха | К19/К22 |
| TV1 | Трансформатор понижающий | - |
Преобразователь питания цепей управления А4 служит:
- для зарядки аккумуляторной батареи постоянным током до 35 А и напряжением до 160 В;
- для питания ИП-ЛЭ постоянным напряжением 160 В;
- для бесперебойного питания постоянным напряжением 110 В электрических потребителей основных цепей управления и отдельных узлов систем безопасности и связи от аккумуляторной батареи при неработающем источнике питания 380 В.
Вентиляторы М5, М6 служат для принудительного охлаждения тяговых электродвигателей М1…М4. Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей входят в систему вентиляции, в которой один вентилятор нагнетает воздух по воздуховодам к двум тяговым электродвигателям. Система вентиляции тяговых электродвигателей одной секции представляет собой два модуля, которые состоят из форкамер, механических центробежных отделителей осаждений, расположенных с двух сторон форкамер, осевого вентилятора и механизмов регулирования подачи воздуха к тяговым электродвигателям.
Вентиляторы М7, М8 служат для принудительной вентиляции установки охлаждения. Вентиляторы расположены в воздухозаборной камере установки охлаждения, через которую происходит подача охлаждающего воздуха к теплообменникам.
Вентиляторы М9, М10 служат для принудительного охлаждения тормозных резисторов R1, R2. Вентиляторы охлаждения тормозных резисторов входят в систему вентиляции, в которой один вентилятор охлаждает один тормозной резистор. Система вентиляции одной секции представляет собой модуль, состоящий из двух секторов блока тормозных резисторов, двух осевых вентиляторов. Вход и выход воздуха осуществляется через жалюзи, которые в режиме реостатного торможения имеют открытое положение.
Электродвигатель М11 входит в состав компрессорного агрегата А10, который служит источником сжатого воздуха.
Масляные насосы М12, М13 служат для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости в дросселе сетевого фильтра (L3, L4). Масляный насос расположен на корпусе дросселя сетевого фильтра и является частью системы охлаждения дросселя. С помощью масляного насоса нагретая охлаждающая жидкость из расширительного бака по одной трубе подается в теплообменник установки охлаждения. Охлажденная жидкость из башни охлаждения подается по второй трубе обратно в расширительный бак.
Водяные насосы М14, М15 служат для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости в модулях инверторов тяговых преобразователей (А1, А2). Водяной насос установлен на установке охлаждения и является частью системы охлаждения тягового преобразователя. С помощью водяного насоса охлаждающая жидкость по трубам поступает из системы охлаждения модулей инверторов тягового преобразователя в теплообменник установки охлаждения и обратно.
Вентилятор М16, М17 служит для обеспечения циркуляции воздуха в тяговом преобразователе, предотвращая образование локальных участков местного перегрева. Кроме того, циркуляция воздуха улучшает рассеивание тепла через поверхность шкафа.
Вентилятор М18 служит для принудительной вентиляции трансформатора собственных нужд А3. Вентилятор расположен в верхней части трансформатора. Забор охлаждающего воздуха происходит через механические центробежные отделители и через воздуховод крыши подается к теплообменнику вспомогательного трансформатора.
Вентилятор М19 служит для принудительного нагнетания воздуха из задней форкамеры с целью охлаждения и создания избыточного давления в машинном отделении.
Трансформатор TV1 служит для преобразования трехфазного переменного напряжения 380 В в двухфазное напряжение 220 В для питания потребителей, расположенных в кабине машиниста. Такими потребителями является печь СВЧ и различные бытовые устройства, подключаемые к источнику переменного напряжения 220 В через розетки.
Автоматические выключатели SF50…SF52 служат для защиты цепей питания преобразователя питания цепей управления А4, цепей с переменным напряжением 220 В, цепей с переменным напряжением 380 В для нужд системы микроклимата кабины.
Контактор К20 служит для питания переменным напряжение 380 В от внешнего источника в режиме холодного отстоя. Такими устройствами являются:
- насосы тяговых преобразователей М14, М15;
- насосы дросселя сетевого фильтра М12, М13;
- преобразователь цепей управления;
- нагревательные элементы тяговых преобразователей;
- нагревательные элементы трансформатора собственных нужд;
- нагревательные элементы ШВА;
- микроклимат кабины управления.