Технические данные пневматического привода
1. Диаметр цилиндра, мм -58;
2. Ход поршня, мм -40;
3. Номинальное давление воздуха; кгс/см2 -5,0;
4. Минимальное давление воздуха срабатывания, кгс/см2 -3,75.
Аппарат подвешен к раме вагона на изоляторах справа. Съемные кожуха ящика имеют устройства, исключающие падение их на путь.
2.14.3 Реверсор ПР-772Д
Реверсор предназначен для изменения направления движения вагона путем смены направления тока в обмотках возбуждения (в обмотках якоря) групп ТЭД.
Аппарат кулачкового типа, импульсного действия. Имеет два положения: «Вперед» и «Назад» и приводится в действие двухпозиционным электропневматическим приводом, катушки которого включены в схеме управления.
Реверсор представлен на рис. 50, его электромонтажная схема представлена на рис.51.
Реверсор состоит и двух штампованных боковин (1). В боковинах установлены подшипники (2) с кулачковым валом и профилированными шайбами. По обе стороны вала на рейках (3) закреплены 8 кулачковых элементов типа КЭ-47 (5), включенных в силовую цепь и 4 кулачковых элемента типа ЭУ5 (4), включенных в цепь управления. Рейки крепятся к боковинам каркаса.
Реверсор поворачивается в одно из фиксированных положений после подачи питания на соответствующую катушку привода (6).
Внутри аппарата крепится шунт амперметра, к которому подключен амперметр для контроля величины тока силовой цепи.
Рис. 50 Реверсор ПР-772Д
Рис.51 Электромонтажная схема реверсора ПР-772Д
Технические данные:
1. Номинальное напряжение силовой цепи, В -750;
2. Номинальное напряжение цепи управления, В -75;
3. Угол поворота кулачкового барабана, град. - 45;
4. Число позиций -2;
5. Минимальное напряжение срабатывания, В -45;
6. Масса аппарата, кг -104.
Аппарат подвешен к раме вагона на изоляторах справа. Съемные кожуха оборудованы устройствами, предохраняющими их падение на путь.
2.15 Аппараты регулирования поля возбуждения ТЭД в тормозном режиме
2.15.1 Тиристорный регулятор РТ300/300
Тиристорный регулятор предназначен для импульсного регулирования поля возбуждения тяговых двигателей в тормозном режиме. Общий вид аппарата представлен на рис.52.
Силовая схема тиристорного регулятора состоит из двух тиристорных ключей: 1-й ключ подключен через контакты КСБ1 к обмоткам возбуждения первой группы тяговых двигателей, а 2-ой ключ контактами КСБ2 к обмоткам возбуждения второй группы тяговых двигателей.
Тиристорный регулятор состоит из: силового блока БС-29, блока управления БУ-13, датчика тока. Силовой блок включает тиристорные ключи, формирователи управляющих импульсов, реакторы, RC-цепи и импульсные трансформаторы.
Рис.52 Тиристорный регулятор РТ300/300
Плавное регулирование степени ослабления поля ТЭД осуществляется периодической шунтировкой их обмоток возбуждения силовым тиристорным ключом, управляющие сигналы на который поступают от бесконтактной системы управления, контролирующей с помощью датчика тока якоря их среднее значение. Ослабление поля тяговых двигателей в тормозном режиме меняется от 48% с постепенным усилением до 100%. Уставка тока якоря при регулировании поля на торможении 160-180А на положении главной рукоятки КВ Тормоз-1 и плавно возрастающая по мере снижения скорости на позициях главной рукоятки КВ Тормоз-1А, Тормоз-2 от 250-260А до 350-370А.
После достижения полного поля ТЭД и отключения тиристорных ключей происходит выведение ступеней тормозных резисторов под контролем РУТ. Циклическая схема соединения ТЭД в режиме торможения обеспечивает нормальную работу всей системы при выходе из строя одного из тиристорных ключей.
На случай отказа системы регулирования предусмотрена электронная защита с помощью тиристоров защиты Т7, Т8 и реле РЗ-3, мгновенно шунтирующих обмотки возбуждения ТЭД при возрастании тока якоря до 440-460А (срабатывает реле перегрузки РП и происходит разбор схемы линейными контакторами).
Применение тиристорного регулятора в тормозном режиме позволило обеспечить:
- ускорение процесса самовозбуждения генераторов;
- ограничение напряжения на коллекторе генератора до величины допустимой по коммутации;
- быстродействие электрического тормоза;
- плавное регулирование тока якоря и тормозной силы.
Указанные достоинства тиристорного регулятора позволили улучшить динамические показатели вагона, повысить коммутационную надежность ТЭД при торможении с больших скоростей.
Работа тиристорных ключей
Тиристорные ключи подключаются контакторами КСБ1 и КСБ2 параллельно обмоткам возбуждения 1-й и 2-й групп генераторов при переходе силовой схемы в режим электрического торможения.
В состав тиристорного ключа 1-й группы входят (тиристорный ключ второй группы аналогичен): две секции коммутирующих конденсаторов С25 и С26; два индуктивных дросселя L1 и L2, для ограничения скорости нарастания тока в процессе перезаряда конденсаторов и гашения основных тиристоров; 4-ре противозарядных диода Д1, Д2, Д5, Д6; перезарядный диод Д3, который служит для перезаряда конденсаторов при открытии основных тиристоров; два основных тиристора Т1 и Т2; вспомогательный тиристор Т5; тиристор защиты Т7 (во 2-й группе – Т8); резисторы R16 и R17, обеспечивающие равномерное распределение тока в элементах ключа; два подзарядных резистора R14 и R15; резистор R18, включенный параллельно обмоткам возбуждения, ограничивающий перенапряжение, возникающие при регулировании и коммутации основных тиристоров Т1 и Т2; датчик тока ДТ1- датчик тока якоря.
Делитель напряжения Л43-Л42 служит для уравновешивания потенциала между двумя тиристорными ключами. Конденсаторы С25 и С26 к делителю напряжения Л43-Л42 подключены по мостовой схеме, образованной резисторами R14 и R15 к основным тиристорам Т1 и Т2. Такая схема включения обеспечивает накопление энергии в конденсаторах при любой очередности включения тиристоров. Схема подключения тиристорных ключей изображена на рис.53.
Тиристорные ключи работают следующим образом: в начальный момент торможения основные тиристоры Т1 и Т2 закрыты (полное поле), тиристор Т5 открыт. От делителя напряжения Л40-Л43-Л42-Л39 происходит первоначальный заряд конденсаторов С25 и С26 до напряжения прямой полярности по цепи: R14, Д6, R16 и R17, С25 и С26, L1, Т5, делитель напряжения.
Рис.53 Тиристорный ключ групп двигателей 1-3
В момент возрастания тока якоря генераторов до заданного значения (160-180А) основные тиристоры по команде от блока управления открываются. Вспомогательный тиристор Т5 закрывается. Часть силового тока отводится от обмоток возбуждения, поле генераторов ослабляется. Ток в силовой цепи и тормозная сила уменьшаются. В этот момент конденсаторы перезаряжаются до напряжения обратной полярности по цепи: Т1 и Т2, Д3, L2, С25 и С26.
Блок управления, сравнив силовой ток с током уставки, открывает вспомогательный тиристор Т5, конденсаторы начинают разряжаться через основные тиристоры и гасят их по цепи: С25 и С26, L1, Т5, Т1 и Т2.
После выключения основных тиристоров разрядный ток конденсаторов идет по цепи: С25 и С26, L1, Т5, R18, Д1 и Д2, С25 и С26. Тем самым конденсаторы вновь перезаряжаются до напряжения обратной полярности.
При уменьшении разрядного тока конденсаторов они заряжаются до нормы от силовой цепи. Закрытие основных тиристоров привело к усилению возбуждения генераторов и увеличению тока силовой цепи. Блок управления, сравнив токи, открывает основные тиристоры. Работа тиристорных ключей повторяется.
Величина тока в обмотках возбуждения регулируется изменением соотношения длительности включенного и выключенного состояния ключа, что приводит к плавному регулированию степени возбуждения генераторов от 48% до 100%. После выхода на полное поле по команде от блока управления контакторы КСБ1 и КСБ2 отключается и начинается электрическое реостатное торможение под контролем РУТ.
Аппарат подвешен к раме вагона на изоляторах справа.
2.15.1.1 Основные требования и особенности регулирования электрических параметров тиристорного регулятора
Конструктивно и по электрической схеме регуляторы РТ300/300 на вагонах 81-717 (714) и на вагонах Еж3 (Ем508Т) практически одинаковы. Однако, на вагонах метро 81-717 (714) между анодами главных, вспомогательных тиристоров и тиристором защиты силового блока БС-29 отсутствует перемычка, в связи с тем, что тиристор защиты Т8 второй группы включается в схему через дополнительную катушку реле перегрузки РЗ-3, которая при срабатывании тиристора Т8 разбирает электрическую силовую схему вагона. На вагонах Еж3 (Ем508Т) при срабатывании тиристоров защиты через установленную выдержку времени реостатный контроллер уходит с 1-й позиции и начинает вывод пуско-тормозных резисторов.
Кроме того, значение токов уставок регуляторов РТ300/300 для вагонов метро 81-717 (714) и Еж3 (Ем508Т) отличаются в связи с отличием мощности и характеристик тяговых двигателей ДК-117Д и ДК-116А. В ниже приведенной таблице 7 даны сравнительные величины токовых уставок для разных типов вагонов.
Основные особенности регуляторов РТ300/300 связаны с регулировками регулятора при использовании на вагонах метро 81-717 (714) и Еж3 (Ем508Т), и в узле коррекции тока якоря. На вагонах метро 81-717 (714) на 13-ю клемму блока БУ-13А тиристорного регулятора подается сигнал с авторежимного устройства вагона на клемму 6И, который увеличивает уставку регулятора по мере загрузки вагона пассажирами с 250 до 350А, сохраняя характер поддержания тока во всем диапазоне скоростей торможения в зоне регулирования поля примерно постоянным.
Таблица 7
| 81-717/714 | Еж3(Ем508Т) | ||
| Величина тока первой уставки на положении рукоятки КВ «Тормоз-1»,А | 160-180 | 140-150 | |
| Величина тока второй уставки на положении рукоятки КВ «Тормоз-1А» и «Тормоз-2», А | 250-260 (при порожнем вагоне) | 220-230 (при порожнем и груженном вагоне) | |
| Величина тока второй уставки ( с учетом воздействия узла коррекции), А | 350-370 ( при воздействии сигнала авторежимного устройства на клемму 13 БУ13А) | 260-280 ( при воздействии сигнала с датчика тока возбуждения на клемму 13 БУ13А) | |
| Ток срабатывания тиристорной защиты, А | 450-470 | 320-330 | |
| Величина срабатывания платы тиристорной защиты, В | 32,5 | 28,5 | |
| Время задержки хода РК, сек | 0,8-1,0 | 0,8-1,0 |
При использовании регулятора РТ300/300 на вагонах Еж3 (Ем508Т) его токовые уставки от нагрузки вагона пассажирами не зависят, ток якорей в начале торможения с больших скоростей не должен превышать 220-230А, по мере снижения скорости увеличиваться до 260-280А от воздействия сигнала от датчика тока возбуждения.
Электромонтажная схема подключения силового блока БС-29 представлена на рис.54.
Рис.54 Электромонтажная схема подключения силового блока БС-29
2.15.2 Регулятор ДРП 300/300
Регулятор ДРП предназначен для бесступенчатого регулирования тока возбуждения двух групп тяговых двигателей в режиме торможения.
Регулятор представляет собой 2-х канальный регулятор постоянного тока повышающего типа, встроенный в силовую схему вагона, имеющего четыре тяговых двигателя с последовательным возбуждением и обеспечивает преобразование тока, являющегося разностью токов якоря и обмотки возбуждения тягового двигателя, при входном напряжении равным напряжению на обмотке возбуждения, в выходной ток и напряжение, необходимые для поглощения избыточной электрической мощности в постоянном шунтовом резисторе сопротивлением 1-2 Ом и мощностью до 4-х Квт.
Основные технические характеристики регулятора:
- максимальный входной ток для каждого канала -330А;
- максимальное напряжение на входных клеммах -180В;
- номинальное напряжение питание цепей управления -75В;
- диапазон изменения коэффициента ослабления поля при токах якоря каждой группы двигателей от 100 до 450А -от 0,2 до 0,9;
- продолжительность включения (ПВ) регулятора при длительности цикла 127 с - не менее 40%.
Регулятор содержит:
-два транзисторных модуля А4 и А5, шунтирующих обмотки возбуждения тяговых двигателей в режиме ослабления поля,
-модуль подвозбудителя А6, обеспечивающий принудительное возбуждение тяговых двигателей с целью расширения диапазона начала электрического торможения вплоть до значений скорости движения вагона 5-10 км/ч,
-фильтровые конденсаторы С1-С4,
-датчика тока ТА1, ТА2, формирующие сигналы пропорциональные токам, протекающим через транзисторные модули А4 и А5,
-плату управления А1, формирующую по набору поездных и вагонных сигналов и сигналов с датчиков тока и напряжения импульсные последовательности «Синхр.1» и «Синхр.2», а также сигналы «Выкл.1» и «Выкл.2», поступающие на платы драйверов А2 и А3,
-платы драйвера А2 и А3 формирующие импульсы управления силовыми транзисторными модулями А4 и А5 и обеспечивающие гальваническую развязку между силовыми цепями и цепями управления, а также защиту от превышения напряжения на обмотках возбуждения тяговых двигателей и силовых элементах регулятора,
-блоки зажимов ХТ1 и ХТ2 для подключения обмоток возбуждения и шунтирующих резисторов двух групп тяговых двигателей,
-разъем ХР1 для поездных и вагонных сигналов управления.
Устройство регулятора
Регулятор включает в себя блок управления с двумя платами драйверов и платой управления, модуль подвозбудителя и два силовых регулятора, каждый из которых состоит из блока транзисторного модуля и блока конденсаторов.
Данная схема, по сравнению с ранее используемыми схемами, обеспечивает расширение диапазона и стабильность регулирования тока возбуждения тяговых двигателей, а также повышения надежности регулятора за счет снижения максимального напряжения на его электронных ключах.
Упрощенная схема одного канала регулятора включенного в схему силового привода представлена на рис.55
Рис.55 Упрощенная схема одного канала регулятора
Импульсное регулирование тока возбуждения(рис.56) осуществляется изменением относительной длительности импульсов напряжения, прикладываемых к обмотке возбуждения.
Рис.56 График изменения длительности импульсов напряжения
В момент времени t1 включается транзистор модуля А4, по которому начинает протекать разность токов якорей одной группы тяговых двигателей и их обмоток возбуждения ОВ. Коэффициент ослабления поля β при этом равен Iов/Iя. К обмотке возбуждения приложено напряжение, равное падению напряжения на открытом электронном ключе. Это состояние сохраняется до момента t2, соответствующего выключению электронного ключа. При выключенном электронном ключе разность токов (Iя- Iов) начинает протекать через обратный диод модуля А4 и распределяется между резистором Rш1 и конденсаторами С1, С2. Напряжение на обмотке возбуждения в этот момент не превышает суммы напряжений на конденсаторах С1, С2 и обратном диоде. Данное состояние сохраняется до момента времени t3 =(t1+T) где Т-период работы устройства. Коэффициент ослабления поля β зависит от коэффициента заполнения λ «λ=(t2-t1)/T», меняя который в пределах от 0 до 1, можно изменять коэффициент ослабления поля двигателя в пределах от 0,95 до 0.
Работа регулятора
При подаче на разъем ХР1 сигнала «Вкл» (Тормоз) напряжение 75В поступает на источник питания собственных нужд блока управления, расположенный на плате управления и формирующий напряжение ±15В для электронных цепей обработки сигналов. После сбора тормозной схемы вагона на разъем ХР1 поступает сигнал «Сб.сх». При этом на плате управления начинают светиться светодиоды «Пит», «+15В», «Сб.сх».
При наличии указанных сигналов регулятор осуществляет регулирование токов якорей групп двигателей на уровне 180±10А.
При поступлении на разъем ХР1 сигнала «Уст» начинает светиться светодиод «Уст» и регулятор переходит в режим регулирования токов якорей групп двигателей на уровне (260-360)±15А в зависимости от загрузки вагона.
Сформированные ШИМ-контроллером, расположенным на плате управления, импульсы «Синхр.1», «Синхр.2» и сигналы «Выкл.1», «Выкл.2» поступают на платы драйверов А2 и А3, которые формируют сигналы управления транзисторными модулями А4 и А5.
По окончании регулирования поля, при выходе на характеристику полного поля или отсутствии регулирования в области низких скоростей, формируется сигнал «РСУ» на разъеме ХР1 для включения привода реостатного контроллера. При этом начинает светиться светодиод «РСУ».
Отсутствие на разъеме сигнала «Сб.сх» блокирует выдачу сигнала «РСУ», предотвращая тем самым включение реостатного регулирования тормозного тока.
После подачи сигнала «Вкл.» (Тормоз) включается модуль подвозбудителя А6, обеспечивающий протекание тока в обмотках возбуждения двигателей порядка 30А на время 5-7с для улучшения их самовозбуждения в зоне низких скоростей. Время включенного состояния подвозбудителя зависит от величины тока якорей двигателей и уменьшается до нуля при токах больших или равных 100А.
Электрическая схема регулятора представлена на рис.57.
Рис.57 Эл.схема ДРП
2.16 Ящик с аппаратурой ЯРД-2А
Дифференциальное устройство предназначено для защиты групп ТЭД от кругового огня и небаланса токов.
Реагирует на разность токов в группах ТЭД 120±20 А.
Рис.58 Панель с дифференциальной защитой
1-герсиконовый контактор; 2-металлическая шина; 3-регулировочный резистор; 4-клемма силового провода
Элементы дифференциальной токовой защиты смонтированы на изоляционной панели, размещенной в металлическом ящике со съемным кожухом, общий вид представлен на рис.58.
На панели установлено два герсиконовых контактора типа КМГ13-1910-00 (1) и два регулировочных резистора СП5-30-1-15Е сопротивлением 5,1 кОм каждый, мощностью 15 Вт (3), четыре силовых контактных зажима (4), две шины (2) и контактные зажимы управления.
Герсиконовый контактор, общий вид которого представлен на рис.59…(а), состоит из герсикона (4), сердечника (3), катушки (2), угольника (1), находящегося под потенциалом подвижного контакта. Выводы катушки имеют крепеж. В герсиконе КМГ13-1910-00 (рис.59б) подвижные (9) и неподвижные (7) контакты помещены в герметичный корпус (8), заполненный защитным газом, что облегчает гашение электрической дуги, возникающей между контактами при их размыкании. В герметичном корпусе расположен якорь (6), несущий подвижный контакт (9), узел неподвижного контакта (7), два полюса магнитной системы (5).
При подаче питания на катушку якорь, укрепленный на одном из полюсов, притягивается ко второму полюсу, контакт замыкается. При снятии питания с катушки якорь отпадает и контакты размыкаются.
а) б)
Рис.59 Общий вид герсиконового контактора (а) и герсикона (б)
Через окна магнитопроводов герсиконовых контакторов проложены две металлические шины по одной от каждой группы двигателей, так что токи в них направлены навстречу друг другу и при нормальной работе двигателей приблизительно равны. Поэтому их результирующий магнитный поток равен нулю.
Подмагничивающие катушки дифференциальных реле ДР1, ДР2 включены в схеме управления в цепь 20-го провода и постоянно находятся под напряжением, недостаточным для их срабатывания, т.к. в их цепь включен резистор. Катушки создают в магнитопроводе магнитный поток недостаточный для срабатывания.
Замыкающие контакты ДР1, ДР2 включены в схеме управления в цепь катушки РПЛ. Схема включения дифференциальных реле представлена на рис.60.
Из схемы видно, что в случае нарушения баланса токов в группах двигателей, дифференциальное реле срабатывает, замыкая контакт в цепи катушки РПЛ. На вагоне выбивает реле перегрузки и происходит размыкание цепи двигателей линейными контакторами. Восстановление защиты произойдет нажатием на импульсную кнопку возврат РП.
Технические данные
1. Номинальное напряжение, В
главной цепи -750;
цепи управления -75;
2. Номинальный ток, А
главной цепи -280;
срабатывает при разности токов в группах -120±20;
3. Время срабатывания, не более, мс -10;
4, Сопротивление катушек, Ом -760;
5. Масса аппарата, кг -20.
Рис.60 Схема включения дифференциальных реле