Текст
ТЕХНИЧЕСКИЙ
СПРАВОЧНИК
ЖЕ Л Е 3 Н ОДО РОЖН И КА
ТЕХНИЧЕСКИЙ
СПРАВОЧНИК
ЖЕЛЕ 3 ИОДО РОЖИ И КА
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Р. Г. ГРАНОВСКИЙ, к. г. МАРКВАРДТ,
А. И. ТИЩЕНКО
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
Ч.М о <: (? а • 4 у 5 7
ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИКА
Том 9
ЭЛ Е КТ РОП О Д В И Ж Н ОЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Ответственный редактор тома А. И. ТИЩЕНКО
f I'KfMttHU -
Тми».,
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
О С (i <7
9 3
АВТОРЫ ТОМА
Д. Д. ЗАХАРЧЕНКО, доц., канд. техн, наук; И. П. ИСАЕВ, доц., канд. техн, наук; В. К. КАЛИНИН, инж.; М. Е. КРЕСТЬЯНОВ, доц., канд. техн, наук; И. А. ЛАКШТОВСКИЙ, доц., канд. техн, наук; К. Г. МАРКВАРДТ, проф., докт. техн, наук; В. Б. МЕДЕЛЬ, проф., докт. техн, наук; К. А. МИРОНОВ, инж.; Н. М. МИХАЙЛОВ, доц., канд. техн, наук; М. Д. НАХОДКИН, доц., канд. техн, наук; Ч. С. ОЗЕМБЛОВСКИЙ, инж.; С. И. ОСИПОВ, инж.; С. Г. РОМАШКОВ, инж.; Л. С. СОКОЛОВ, инж.; Г. В. ФАМИНСКИЙ, канд. техн, наук; А. А. ШАЦИЛЛО, инж.; П. Н. ШЛЯХТО, доц., канд. техн. наук.
*
РЕЦЕНЗЕНТЫ ТОМА
Общие сведения: Е. Г. БОВЭ, канд. техн, наук; Б. Е. ГЕРОНИМУС, канд. техн, наук; Л. М. ПЕРЦОВСКИЙ, инж. Электроподвижной состав постоянного тока'. А. Е. АЛЕКСЕЕВ, чл.-корр. Академии наук СССР,проф., докт. техн, наук; Н. М. БАТАЛОВ, инж.; Б. Н. ВИНБЕРГ, инж.; Л. О. ГРАЧЕВА, канд. техн, наук; А. М. ЕВДОКИМОВ, инж.; С. С. КАЛИНИН, инж.; В. Б. МЕДЕЛЬ, проф., докт. техн., наук; С. И. ОСИПОВ, инж.; Л. М. ТРАХТМАН, канд. техн. наук. Электротяговое хозяйство и ремонт электроподвижного состава постоянного тока: С. С. КАЛИНИН, инж.; А. П» ПЫЛЕНКОВ инж. Электроподвижной состав переменного тока: Б. Я- ГОХШТЕЙН, канд. техн, наук; И. П. ИЛЬИН, инж.; С. С. КАЛИНИН, инж.; М. Д. НАХОДКИН, доц., канд. техн. наук.
*
РЕДАКТОРЫ ТОМА
Общие сведения: И. И. БЕНЕШЕВИЧ, канд. техн, наук; А. Е- ЗОРОХОВИЧ, доц., канд. техн, наук; И. П. ИСАЕВ, доц., канд. техн. наук. Электроподвижной состав постоянного тока: Л. О. ГРАЧЕВА, канд. техн, наук.; А. Е. ЗОРОХОЕИЧ, доц., каид. техн, наук; Е. Г. ЛУЦЕНКО* инж.; А. П. РОГОЖИН, ннж.; Л. С. СОКОЛОВ, ннж.; Н. И. СИДОРОВ, ннж. Электротяговое хозяйство и ремонт электроподвижного состава постоянного тока: А. Е. ЗОРОХОВИЧ, доц., канд. техн. наук. Электроподвижной состав переменного тока: Л. С. СОКОЛОВ, инж.
.* ..
ч Л
СОДЕ РЖАН И Е
Сгр.
Or редакции девятого тома
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Краткий исторический обзор развития электрической тяги (доц., канд. техн. наук И- П. Исаев)........................... 9
Системы электрической тяги на магистральных железных дорогах (проф., докт. техн, наук К.. Г. Марквардт)...................... И
Электрическая тяга поездов (доц., канд. техн, наук И. Л. Лакштовский-, канд. техн, наук Г. В. Фоминский)...................... Is
Расчёты расхода электрической энергии для электрических железных дорог постоянного тока (доц., канд. техн, наук №• Е. Крестьянок) ........ - ........................ 53
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Основные данные электровозов (доц., канд. техн, наук И. П. Исаев) ........... 6 2
Механическая часть электровозов (проф., докт. техн, наук В. Б. Медель) .......... 68
Механическая часть электросекций (доц., канд. техн, наук Н. М- Михайлов)............100
Механическая часть вагонов метрополитенов (инж- Л. С. Соколов) ............. 125
Подвеска и привод тяговых двигателей (инж. А. А. Шацилло)....................... 132
Механические амортизаторы электровозов (инж.
А. А. Шацилло).............. . . . . 165
Тяговые двигатели (доц., канд. техн, наук
М. Д. Находкин) ............... 171
Вспомогательные машины (доц., канд. техн.
наук П. И. Шляхт о; доц., канд. техн, наук
Д. Д. Захарченко)....................247
Системы управления (доц., канд. техн, наук П. И- Шляхто-, доц., канд. техн, наук
Д. Д. Захарченко) .............. 270
Стр.
Электрическая аппаратура (аоц., канд. техн, наук П. Н. Шляхто-, доц., канд. техн, наук Д. Д. Захарченко- инж. С. Г. Ромашков) 291
Электрические схемы (доц., канд- техн, наук
П. Н. Шляхто-, доц., канд. техн, наук
Д. Д. Захарченко) .....................365
Расположение и монтаж оборудования (доц., канд. техн, наук П. И. Шляхто-, доц., канд. техн- наук Д. Д. Захарченко) .... 434
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Эксплуатация электроподвижно го состава
(инж. К- А. Миронов)...................449
Электротяговое хозяйство (инж. С. И. Осипов) 474
Ремонт и содержание элсктроподвижного состава (инж. Ч- С. Озембловский)..........506
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (инж. В. К. Калинин)
Общие сведения об электроподвижном составе 541
Механическая часть электроподвижного состава ...................................562
Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с ионными преобразователями .......................572
Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с коллекторными двигателями однофазного тока 50 гц .................................. 605
Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с мотор-генераторами ........................... 627
Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с однофазно-трехфазными преобразователями . . 632
ОТ РЕДАКЦИИ ДЕВЯТОГО ТОМА
Для успешного выполнения непрерывно растущих грузовых и пассажирских перевозок и повышения их экономичности важнейшее значение имеет широкое внедрение электрической тяги.
Центральный Комитет Коммунистической партии Советского Союза в феврале 1956 г. принял решение «О генеральном плане электрификации железных дорог». Генеральным планом намечается в течение 15 лет перевести на электрическую тягу 40 тыс. км железнодорожных магистралей.
В соответствии с этим планом Директивами XX съезда КПСС намечено в шестом пятилетии ввести в действие 8 100 км электрифицированных линий, или в 3,6 раза больше, чем в пятой пятилетке.
Электрификация железных дорог является важнейшим звеном технической реконструкции железнодорожного транспорта и развития его на базе высшей техники. Она увеличивает пропускную и провозную способность железнодорожных линий, обеспечивает устойчивую работу дорог, особенно в зимнее время, значительно повышает производительность труда и снижает себестоимость перевозок, сокращает расход топлива, повышает культуру труда железнодорожников и улучшает снабжение прилегающих районов электроэнергией.
В 1956 г. — первом году шестой пятилетки — введено в эксплуатацию около 1 000 км электрифицированных железнодорожных линий.
Для эксплуатации вводимых магистралей требуется большое количество работников различных специальностей, подготовка которых с каждым годом возрастает.
Содержащиеся в девятом томе справочные материалы предназначены оказать помощь работникам электрифицированных4железных дорог в улучшении эксплуатации и ремонта электроподвижного состава с тем, чтобы полностью реализовать все преимущества и резервы электрической тяги и поставить их на службу всевозрастающим перевозкам.
При составлении тома были использованы Правила технической эксплуатации железных дорог Союза ССР, Правила производства тяговых расчётов, действующие технические условия, инструкции, приказы Министерства путей сообщения, ОСТы, ГОСТы и литературные источники.
Содержание тома отражает достижения отечественных ученых, инженеров, изобретателей и новаторов производства в области электроподвижного состава железных дорог, а также достижения зарубежной техники.
В разделе «Общие сведения», наряду с кратким историческим обзором развития электрической тяги, дана классификация систем тяги магистральных железных дорог, приведены характеристики энергоснабжения при различных системах тяги и систем электроподвижного состава.
В главе «Электрическая тяга поездов» на основе новых Правил производства тяговых расчетов, утвержденных Министерством путей сообщения, приведены данные для расчёта электрической тяги при тяговом, для полного и ослабленного поля. и тормозном режимах.
В главе «Расчеты расхода электрической энергии для электрических железных дорог постоянного тока» описывается способ расчёта удельного расхода электроэнергии на тягу поездов как с учетом, так и без учета эксплуатационных и
ОТ РЕДАКЦИИ ДЕВЯТОГО ТОМА
7
метеорологических факторов, а также приведены номограммы для определения удельного расхода энергии на движение грузовых и пассажирских поездов.
В разделе «Электроподвижной состав постоянного тока» собраны и систематизированы важнейшие справочные данные об основных узлах и аппаратах электроподвижного состава, изложены основные методы их расчёта.
В главе «Основные данные электровозов» приведены основные данные электровозов железных дорог Союза ССР и зарубежных. Сводные данные охватывают 5 серий электровозов (Н8, ВЛ23, ВЛ221'1, ВЛ22, ВЛ19) парка дорог Союза ССР и 25 серий (типов) электровозов, построенных в 1950-— 1955 гг., зарубежных железных дорог.
В главе «Механическая часть электровозов» дается краткое описание конструкции узлов механической части, изложены основные методы расчёта деталей тележек и кузовов электровозов.
В главе «Механическая часть электросекций» описана конструкция узлов электросекций С? , Ср и СД1 приведены их основные и расчётные данные, а также формулы для расчёта деталей механической части.
В главе «Механическая часть вагонов метрополитенов» приведены основные данные вагонов типов А, Б, Г и Д и описана конструкция механической части этих вагонов.
В главе «Подвеска и привод тяговых двигателей» приведены основные данные приводов электровозов и тяговых зубчатых передач и расчетные формулы прямозубых тяговых передач, а также описан ряд конструкций приводов при опорнорамном подвешивании тяговых двигателей и тяговых зубчатых передач электровозов и моторных вагонов.
В главе «Механические амортизаторы электровозов» описана конструкция пружинно-фрикционных амортизаторов электровозов и приведены основные формулы для их расчета.
Глава «Тяговые двигатели» охватывает все тяговые двигатели постоянного тока электроподвижного состава железных дорог Советского Союза. В ней приведены, основные конструктивные и расчетные данные тяговых двигателей (типов НБ-406А, ДПЭ-400, ДПЭ-340 и др.), их характеристики (электротяговые, нагрузочные, тепловые и аэродинамические) и чертежи основных узлов. В конце главы описаны особенности конструкции двигателей различных модификаций.
В главе «Вспомогательные машины» приводятся классификация и основные данные вспомогательных машин и описана конструкция; мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов тока управления, мотор-генераторов и делителей напряжения. В главе также приведен расчет производительности компрессоров.
В главе «Системы управления» описаны способы регулирования скорости и пуск электроподвижного состава, электрическое торможение, электрический и тепловой расчет пусковых сопротивлений и приведены пусковые диаграммы.
В главе «Электрическая аппаратура» описана конструкция аппаратуры цепей силовой, управления и вспомогательной, приведены классификация, основные данные и характеристики токоприемников (ДЖ-4, ДЖ-5, П-3), автоматических выключателей, быстродействующих выключателей (БВП-1А, БВП-1Г, БВП-3), контакторов индивидуальных и групповых, контакторов заземления, реле перегрузки, потенциальных реле, реле автоматического пуска, промежуточных реле, сопротивлений (типов СЖ, КФ, СЛ и др.), плавких предохранителей, разъединителей, выключателей, регуляторов давления, клапанов пантографов и песочниц, регуляторов напряжения, индуктивных шунтов, контроллеров управления, выключателей цепей управления и электрических печей и обогревателей.
В этой главе также приводятся методика расчета катушек и нормы на изоляцию тяговой аппаратуры.
В главе «Электрические схемы» изложены требования, предъявляемые к электрическим схемам, и описана работа цепей силовой, управления и вспомогательной электровозов ВЛ22М и Н8, электросекций и Ср и вагонов метрополитенов типов А, Б, Г и Д при всех режимах. В главе также приведены схемы включения
8
ОТ РЕДАКЦИИ ДЕВЯТОГО ТОМА
защитных аппаратов в силовые цепи и описаны способы защиты от атмосферных перенапряжений, коммутационных напряжений, коротких замыканий и перегрузок силовых и вспомогательных цепей.
В главе «Расположение и монтаж оборудования» рассмотрены принципы расположения оборудования на электрических локомотивах и даны примеры расположения оборудования на электровозах ВЛ22Н, Н8, моторных вагонах электросекций Ср и вагонах типа Г метрополитенов.
В главе также описан монтаж высоковольтных камер на электровозах, аппаратуры на электрссекциях и постов управления. В конце главы приведены расчет развески оборудования на электроподвижном составе и основные монтажные материалы.
Раздел «Электротяговое хозяйство и ремонт электроподвижного состава постоянного тока» состоит из трех глав: «Эксплуатация электроподвижного состава», «Электротяговое хозяйство» и «Ремонт и содержание электроподвижного состава».
Глава «Эксплуатация электроподвижного состава» включает материалы по вопросам структуры хозяйства, современного его состояния и структуры управления. Особое внимание уделено измерителям работы электроподвижного хозяйства, разработке графиков движения поездов и оборота локомотивов, расчету продолжительности работы локомотивных бригад, уходу за электроподвижным составом и мерам предосторожности при ремонте.
В главе «Электротяговое хозяйство» показаны типы электровозных депо, габариты их зданий; дано определение потребности в технологическом оборудовании, количества стойл электродепо и экипировочных устройств.
В главе «Ремонт и содержание электроподвижного состава» приведены характеристики ремонта и осмотра.
В разделе «Электроподвижной состав переменного тока» собраны и систематизированы сведения об электровозах и электросекциях переменного тока 50 гц.
В главе «Общие сведения об электроподвижном составе» дано сравнение локомотивов различных систем.
В главе «Механическая часть элежтроподвижного состава» приведены особенности некоторых узлов механической части электровозов зарубежных железных дорог.
В главах «Электрическое оборудование и электрические схемы электрогюдвиж-ного состава с ионными преобразователями», «Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с коллекторными двигателями однофазного тока 50 гц», «Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с мотор-генераторами», «Электрическое оборудование и электрические схемы электроподвижного состава с однофазно-трехфазными преобразователями» описаны электрическое оборудование и схемы электровозов и моторвагонных секций переменного тока 50 гц различных систем.
Редакция девятого тома ТСЖ просит читателей все замечания и пожелания направлять в Трансжелдориздат.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ
Идея применения электрической энергии для целей тяги впервые в мире была практически осуществлена в России.
В 1837 г. в Петербурге на реке Неве было впервые испытано небольшое судно, оборудованное электрическим двигателем постоянного тока, созданным академиком Б. С. Якоби. Последующие конструктивные изменения двигателя и источников питания позволили добиться того, что судно, имея на борту 14 чел., развивало скорость до 4 вёрст в час в течение нескольких часов непрерывной работы.
Двигатель этого судна питался от батареи гальванических элементов; это обстоятельство явилось слабым местом, задержавшим дальнейшее применение электрической энергии для ’ яги.
Дальнейшее развитие электротехники позволило осуществить передачу электрической энергии на дальнее расстояние с целью питания электрических двигателей.
В 1874 г. инж. Ф. А. Пироцкий впервые практически осуществил передачу энергии на расстояние для питания электрического двигателя. установленного на движущемся экипаже. Принцип питания электрического двигателя, предложенный Ф. А. Пироцким, заключался в том, что один из рельсов служил прямым проводом, другой — обратным. Рельсы были изолированы друг от друга и для изоляции от шпал под подошву рельса укладывалось просмолённое полотно.
В качестве движущегося экипажа был использован вагон конной железной дороги, к кузову которого снизу был подвешен электрический двигатель с двухступенчатой зубчатой передачей. Первые опыты Ф. А. Пи-роцкий успешно осуществил в Сестрорецке, использовав для этого участок железной дороги протяжённостью 3,5 км. Впоследствии эти опыты он также успешно повторил в Петербурге в 1876 г.
Предложенный Ф. А. Пироцким способ питания электрических двигателей, установленных на движущихся экипажах, дополненный применением контактного провода, был положен в основу устройства электрических железных дорог.
Практическое осуществление применения электрической энергии на железнодорожном
транспорте, предпринятое Ф. А. Пироцким, сыграло исключительную роль в развитии электрической тяги: увеличился коэффициент полезного действия всей установки и открылась возможность использования электрической энергии, вырабатываемой гидростанциями.
В процессе своих опытов Пироцкий пришёл к выводу, что для передачи большого количества энергии необходимы металлические проводники с большой площадью поперечного сечения; поэтому он и применил в качестве проводников тока рельсы конной железной дороги.
Однако в 1880 г. проф. Д. А. Лачиновым было доказано, что при соответствующем повышении напряжения в линии электропередачи можно передавать весьма большие мощности на дальнее расстояние по проводам небольшого сечения.
Система электрической тяги была вскоре осуществлена в ряде городов Европы (Берлин-1880 г.; Вена— 1883 г.; Брайтон— 1884 г. и др.). В России первая трамвайная линия была построена в 1892 г. в Киеве. Вскоре трамваи появились и в других городах России (Казань— 1894 г.; Нижний Новгород — 1895 г.; Курск— 1897 г.; Москва— 1899 г. и т. д.).
Параллельно с развитием трамваев за рубежом проводились опыты с моделями электровозов. В 1895 г. в США был впервые электрифицирован участок железной дороги Бал-тимор-Огайо с применением электровозной тяги на постоянном токе напряжением 600 в. Контактным проводом был 3-й рельс.
В Европе первый участок железной дороги с электровозной тягой на постоянном токе был открыт в 1898 г. во Франции (глубокий ввод в окрестностях Парижа).
Постоянно работая над вопросами электрической тяги, русские инженеры ещё в дореволюционный период создали ряд оригинальных технических предложений и проектов. Так, в 1894 г. инженер Бастамов выдвинул идею косвенного дистанционного управления (управление по системе многих единиц); в 1902—1903 гг. были составлены первые проекты метрополитена в Москве; в 1914 г. — проект трёх пересекающихся диаметров Московского метрополитена и т. п.
10
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Исключительная роль в развитии науки об электрической тяге принадлежит отечественным учёным А. В. Вульфу, Г. М. Кржижановскому, Г. О. Графтио, А. Б. Лебедеву, Г. Д. Дубелиру, Б. А. Шевалину, которые разработали основные принципы энергоснабжения электрических железных дорог, методы проведения тяговых расчётов при электрической тяге, методы расчёта отдельных элементов электрического подвижного состава и основы его эксплуатации.
Победа Великой Октябрьской социалистической революции создала необходимые условия для широкой электрификации всего народного хозяйства нашей страны, в том числе и железнодорожного транспорта. Электрификация железнодорожного транспорта СССР при советской власти осуществлялась быстрыми темпами в соответствии с государственными планами развития народного хозяйства.
С первых дней существования советской власти партия и правительство уделяли большое внимание электрификации железнодорожного транспорта. Еще в 1920 г. VIII съезд Советов утвердил план ГОЭЛРО, составленный по указанию В. И. Ленина. В этом плане предусматривалась электрификация всех отраслей народного хозяйства и в том числе широкое внедрение на железных дорогах электрической тяги.
В соответствии с государственным планом электрификации 7 мая 1926 г. Совет Труда и Обороны СССР впервые утвердил титульный список линий, подлежащих электрификации в период 1925—1930 гг., общая протяженность которых составляла 372 км.
В качестве основной системы электрической тяги в СССР была принята система постоянного тока напряжением 3 000 в.
В 1926 г. была открыта первая в СССР электрифицированная железная дорога Баку— Сабунчи — Сураханы. В 1929 г. была пущена в эксплуатацию первая линия пригородного движения Москва — Мытищи Ярославской ж. д., а в 1932 г. первый электрифицированный участок магистральной дороги Хашури — Зестафони Закавказской железной дороги.
Важное значение для электрификации имеет состоявшийся в июне 1931 г. Пленум ЦК ВКП(б), который в своём постановлении по работе железнодорожного транспорта указал, что ведущим звеном реконструкции железнодорожного транспорта в перспективе его развития должна стать электрификация железных дорог.
В связи с начавшейся электрификацией железнодорожного транспорта СССР перед нашей промышленностью были поставлены весьма сложные задачи по выпуску электрического подвижного состава и оборудования для тяговых подстанций и контактной сети.
Первые моторвагонные секции для работы на электрифицированных участках пригородных железных дорог были выпущены в 1932 г. заводом «Динамо» имени С. М. Кирова и Мытищинским вагоностроительным заводом.
К пятнадцатой годовщине Великой Октябрьской социалистической революции заводом «Динамо» имени С. М. Кирова и Коломенским машиностроительным заводом им. В. В. Куйбышева был выпущен первенец совет
ского электровозостроения — электровоз ВЛ19-01, которому было присвоено имя В. И- Ленина.
В дальнейшем советская промышленность непрерывно совершенствовала выпускаемые электровозы и моторвагонные секции.
После Великой Отечественной войны было организовано производство моторвагонных секций и электровозов на ряде специализированных заводов, а также созданы специальные ремонтные заводы. С 1947 г. на Рижском вагоностроительном заводе начался выпуск современных моторвагонных секций серии Ср , а с 1948 г. на Новочеркасском электровозостроительном заводе — серийный выпуск магистральных электровозов ВЛ22М , хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации.
В 1953 г. Новочеркасским электровозостроительным заводом имени С. М. Будённого построен н сдан в эксплуатацию мощный грузовой восьмиосный электровоз Н8, имеющий тяговые двигатели по 525 кет с индивидуальным приводом, и в 1956 г. электровоз ВЛ23 с двигателями той же мощности.
Работы учёных показали, что наиболее перспективной для магистральных железных дорог является система однофазного тока промышленной частоты. С целью практического сравнения этой системы с системой постоянного тока Новочеркасским электровозостроительным заводом имени С. М. Будённого с 1954 г. выпускаются опытные электровозы НО однофазного тока промышленной частоты с ионными выпрямителями для питания тяговых двигателей постоянного тока.
В настоящее время эксплуатируется опытный участок, электрифицированный на переменном токе промышленной частоты. По завершении опытной эксплуатации намечается широкое внедрение электрификации на переменном токе промышленной частоты.
Работники промышленности и транспорта создают улучшенные конструкции опытных электровозов переменного тока и повышают их эксплуатационную надёжность.
Наряду с этим советские учёные работают иад совершенствованием системы постоянного тока. Ведутся также работы по созданию электровозов с трёхфазными асинхронными двигателями и однофазными коллекторными двигателями промышленной частоты.
Непрерывно совершенствуется также и оборудование тяговых подстанций.
Первые тяговые подстанции были оборудованы вращающимися преобразователями трёхфазного тока в постоянный. В 20-х годах этого столетия в качестве преобразователей начинают широко применяться ртутные выпрямители, которые наряду с дешевизной и простотой обслуживания позволяют целиком автоматизировать все процессы управления работой подстанций.
Освоив в 1926—1927 гг. выпуск ртутных выпрямителей для электрифицированных железных дорог, завод «Электросила» успешно решил и вопросы дальнейшего улучшения их конструкции и повышения надёжности в работе. В настоящее время начат выпуск металлических безнасосных (герметически закрытых) ртутных выпрямителей с воздушным охлаждением.
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ Ж. Д.
11
Рекуперация энергии является одним из основных преимуществ электрической тяги. Однако применение её затрудняется тем обстоятельством, что промышленность ещё не выпускает ртутновыпрямительных агрегатов, надёжно работающих в инверторном режиме.
Учёные разработали систему поглотительной установки, позволяющей применять рекуперацию, обеспечивающую безопасность движения, экономию энергии за счет потребления её электровозами. Поглотительная установка вступает в действие при отсутствии потребления электроэнергии другими электровозами.
В 30-х годах было введено диспетчерское управление на первых тяговых подстанциях пригородных железных дорог Московского узла. Автоматика и телемеханика, обеспечивающие чёткую работу тяговых под
станций, широко применяются на метрополитене.
В шестой пятилетке в соответствии с Директивами XX съезда Коммунистической партии Советского Союза намечено поставить 2 000 электровозов, в том числе 400 восьмиосных мощностью по 5 700 л. с.
В настоящее время электрическая тяга используется на 21 железной дороге, не считая электрифицируемых линий, находящихся в процессе строительства.
По темпам электрификации и по протяжённости электрифицированных линий Советский Союз выдвинулся теперь на первое место в мире.
Новым в развитии электрификации железных дорог является перевод на электрическую тягу целых направлений, что позволит наиболее полно использовать все преимущества электротяги.
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ
Электрическая тяга, т. е. такой род тяги, при котором усилие, необходимое для передвижения поезда, создаётся электрическими двигателями, разделяется на автономную и неавтономную.
чается от стационарных электрических станций.
Наиболее распространённым автономным электрическим локомотивом является тепловоз с электрической передачей (см. ТСЖ, т. 6).
При неавтономной электрической тяге возникает потребность в системе энергоснабжения.
Фиг. 1. Классификация систем электрической тяги
Приа втономной тяге источник электрической энергии располагается на самом локомотиве, а при неавтономной энергия полу-
Система энергоснабжения' электрических железных дорог состоит из двух частей: первичной н тяговой.
12
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Первичная часть включает в себя все устройства, начиная от электрической станции и кончая линиями передач, подводящими энергию к тяговым подстанциям.
Тяговая часть системы энергоснабжения состоит из тяговых подстанций и тяговой сети.
Под тяговой сетью понимают совокупность устройств, служащих для передачи электрической энергии от шин тяговой подстанции к электроподвижному составу, к которым относятся контактные и рельсовые сети, питающие и отсасывающие линии (фидеры), секционные посты и т. п.
Снабжение электрических железных дорог энергией может производиться от специальных электрических станций или от районных электрических станций общего пользования. В СССР применяется только вторая из этих систем, так как питание от крупных электрических станций, объединённых в энергосистемы, обеспечивает наибольшую экономичность и техническую надёжность энергоснабжения.
Системы электрической тяги обычно классифицируют по роду тока, применяемого в контактной сети, с последующим разделением на подклассы в зависимости от применяемого типа электровоза или системы энергоснабжения. В соответствии с этим принята классификация, поясняемая схемой, изображённой на фиг. 1.
энергоснабжение при различных
СИСТЕМАХ ТЯГИ
Первичная часть системы энергоснабжения
Принципиальные схемы энергоснабжения электрических железных дорог постоянного и однофазного переменного тока представлены на фиг. 9--5.
На дорогах постоянного тока ртутновыпрямительные тяговые подстанции мощностью 3—10 тыс. кет располагаются на относительно небольших расстояниях друг от друга (см. табл. 1) и получают питание от трёхфазиой районной сети высокого напряжения (фиг. 2).
гго - ‘tuo л в»ч
в
Фиг. 2. Принципиальная схема энергоснабжения дороги постоянного тока: 1 — районная трансформаторная подстанция; 2 —районная центральная электрическая станция трёхфазного тока; 3 — разветвлённая районная сеть высокого напряжения; 4— тяговые подстанции с ртутными выпрямителями; 5 — контактная сеть; 6 — рельсы
На дорогах однофазного тока промышленной частоты схемы первичного энергоснабжения имеют аналогичный вид (фиг. 3), с той лишь разницей, что расстояния между тяговыми подстанциями увеличиваются при соответствующем повышении их мощности.
При этом сами подстанции упрощаются, и на них могут быть использованы или простые трансформаторы или трансформаторы, соединённые по схеме Скотта.
Таблица 1
Основные характеристики систем электрической тяги
I № по пор. | Наименование системы । Показатели Постоянный ток Однофазный переменный ток
Дентрализованное преобразование энергии Распределённое преобразование энергии* Пониженная частота (16 ч. ?Ч) Промышленная частота (50 гц)
1 Напряжение на шинах подстанции в кв 3 ,3 11,5 204-25
2 Максимальное напряжение первичной сети (экономическое) в кв ПО 220 220
3 Расстояние между тяговыми подстанциями в км 204-30 504-75** 504-75
104-12
4 Частота питающей сети в гц 50 16’/, -т-50 50
5 Присоединение тяговой сети к сети первичного энергоснабжения Через трансформатор и ионный преобразователь Через трансформатор и двигатель-генератор или ионный преобразователь частоты Через трансформатор
* Данные указаны на основании разработок МИИТ.
** В числителе указаны расстояния между опорными подстанциями, в знаменателе—между одноагрегатными преобразовательными пунктами.
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ Ж. Д.
13
В обоих рассмотренных случаях возможно питание электрифицированной железной дороги от существующей энергосистемы при относительно малых потерях энергии на тяговых подстанциях.
ь
Фиг. 3. Принципиальная схема энергоснабжения до* роги однофазного тока нормальной частоты: /--районная трансформаторная подстанция; 2 — районная центральная электрическая станция трёхфазного тока; «?—разветвлённая районная сеть высокого напряжения; 4 — трансформаторная подстанция; 5 — контактная сеть; 6 — рельсы
На дорогах переменного тока пониженной частоты схемы питания могут иметь различный характер в зависимости от типа первичных источников электрической энергии, которыми могут быть или существующие энергосистемы общего пользования, или специальные электростанции пониженной частоты.
В случае питания от энергосистемы общего пользования возникает необходимость преобразования трёхфазного тока промышленной частоты в однофазный ток пониженной
Фиг. 4. Принципиальная схема энергоснабжения дороги однофазного тока пониженной частоты с распределённым преобразованием частоты: 1 —-районная трансформаторная подстанция; 2— районная центральная электрическая станция трёхфазного тока; 3 — разветвлённая районная сеть высокого напряжения; 4 — тяговые подстанции с вращающимися преобразователями частоты; 5 — контактная сеть; 6 — рельсы
частоты. Для этой цели до настоящего времени преимущественно используются вращающиеся преобразователи, так как вопросы применения статических преобразователей частоты не могут считаться окончательно разрешёнными. Если такое преобразование производится на каждой тяговой подстанции, то схема энергоснабжения электрифицированной железной дороги приобретает вид, изображённый на фиг. 4. Мощность преобразователей тяговой подстанции в этом случае может составлять
5—12 тыс. кет. (пример шведских железных дорог).
В ряде случаев считается более целесообразным осуществлять централизованное преобразование частоты на крупных подстанциях (мощностью 30 тыс. кет) с последующим распределением тока пониженной частоты между трансформаторными тяговыми подстанциями. При таком решении суммарная^уста-новлснная мощность преобразователей несколько снижается за счёт их лучшего использования.
Наряду с этим иногда целесообразно, учитывая относительно низкий к. п. д. вращающихся преобразователей (порядка 0,85— 0,87), вырабатывать энергию для электрической тяги па электрических станциях, сооружённых специально для нужд дороги. В этом случае, а также при централизованном преобразовании частоты возникает необходимость в устройстве специальной высоковольтной
220тЧООкЬ, ЗОгч
3
Фиг. 5. Принципиальная схема энергоснабжения дороги однофазною тока пониженной частоты с цен-1рализованным преобразованием частоты: 1 — районная трансформаторная подстанция трёхфазного тока нормальной частоты; 2 — районная ЦЭС трёхфазного тока; 3 — разветвлённая районная сеть высокого напряжения; 4—тяговая подстанция со статическими преобразователями; 5—тяговая подстанция с вращающимися преобразователями; 6 — объединённая ЦЭС с генераторами нормальной и пониженной частоты; 7— трансформаторная подстанция однофазного тока iсниженной частоты; в — контактная сеть; 9— рельсы
линии передачи вдоль всего электрифицированного участка железной дороги для питания трансформаторных тяговых подстанций.
На фиг. 5 изображена принципиальная схема смешанной системы энергоснабжения электрической железной дороги, работающей на однофазном токе пониженной частоты. При этом варианте специальные электростанции и крупные преобразовательные подстанции работают параллельно на общую однофазную сеть высокого напряжения.
В случае питания только от районной системы специальные электростанции, изображённые на схеме, заменяются соответствующими преобразовательными пунктами.
Тяговые подстанции
В зависимости от рода тока, применяемого для целей тяги, тяговые подстанции разделяются на подстанции постоянного, однофазного и трёхфазного тока.
На дорогах постоянного тока на тяговых подстанциях осуществляется преобразование трёхфазного тока высокого напряжения в постоянный ток такого напряже
14
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ния, которое применяется на данном электрифицированном участке.
В качестве преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях постоянного тока, как правило, используются ртутные выпрямители.
Подстанции с двигатель-генераторами в настоящее время не сооружаются ввиду высокой стоимости, большого веса и низкого к. и. д. вращающихся преобразователей.
На дорогах однофазного то-к а, если частота первичной сети не отличается от частоты, используемой в тяговой сети, тяговые подстанции обращаются в простые трансформаторные пункты.
Если же частота в тяговой сети не равна частоте в энергоснабжающей системе, то подстанции являются преобразовательными пунктами и оборудуются вращающимися или статическими преобразователями.
Тяговые подстанции трёхфазного тока в настоящее время уже не представляют интереса, так как система электрической тяги трёхфазного тока устарела и утратила своё значение.
КОНТАКТНАЯ СЕТЬ
На дорогах постоянного то-к а номинальное напряжение контактной сети (т. е. напряжение на шинах тяговых подстанций при номинальной нагрузке) составляет обычно 3 300 или 1 650 в.
При таких относительно низких напряжениях токи, потребляемые локомотивами, достигают больших значений и для надёжности подвижного контакта применяют большое нажатие токоприёмника на контактные провода и тяжёлые подвески.
Общее сечение проводов контактной сети зависит от схемы её питания. При централизованном питании наивыгоднейшее расстояние между подстанциями обычно лежит в пределах от 20 до 35 км при напряжении сети 3 300 в и от 15 до 20 км при напряжении 1 650 в. При этом сечение проводов контактной подвески часто оказывается недостаточным и тогда параллельно с контактной подвеской подвешиваются усиливающие провода, увеличивающие общее сечение контактной сети до необходимой величины.
Общее сечение проводов (в медном эквиваленте) при этом лежит в пределах от 220 до 500 мм2 при напряжении 3 300 в.
При распределённом питании потребность в усиливающих проводах, как правило, отпадает.
На дорогах однофазного то-к а напряжения контактных сетей составляют: при системе пониженной частоты 11 — 16,5 кв и при системе промышленной частоты 16—25 кв. При таких напряжениях через контакт между контактным проводом и токоприёмником локомотива передаётся соответственно меньший ток, что позволяет работать с меньшим нажатием токоприёмника на контактный провод. Уменьшение нажатия позволяет получить удовлетворительное токо-снимание при более лёгкой контактной подвеске и при меньшем натяжении проводов.
Одновременно повышение напряжения требует усиления изоляции и увеличения
расстояния от частей, находящихся под напряжением, до заземлённых конструкций. На дорогах с большим числом искусственных сооружений это обстоятельство приводит к существенным затратам средств на переустройство мостов, тоннелей и т. п.
При системах электрической тяги трёхфазного тока контактная сеть выполняется двухпроводной, третьим проводом служит рельсовый путь. При наличии над каждым из путей двух контактных подвесок возникает необходимость уменьшать расстояние между опорами, чтобы исключить возможность замыкания проводов различных фаз, колеблющихся под действием ветра, что существенно удорожает сеть. Особенно большие неудобства встречаются при сооружении двухпроводных сетей на железнодорожных станциях с большим числом стрелок и пересечений.
Сложная контактная сеть была главной причиной отказа от этой системы электрической тяги.
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
При сопоставлении эксплуатационных свойств подвижного состава, работающего на различных системах тока, необходимо принимать во внимание следующие характеристики и показатели:
1. Наличие преобразовательных установок на электровозе и степень их сложности. Чем сложнее преобразовательная установка на электровозе, тем ниже степень его технической надёжности, выше стоимость, меньше к. п. д., дороже ремонт и обслуживание.
2. Свойства тяговой характеристики электровоза. Практически все характеристики электровозов могут располагаться в диапазоне характеристики постоянной мощности fv= = const и характеристики постоянной скорости 4=const (гиперболическая и горизонтальная характеристики). Здесь F — сила тяги, v — скорость движения.
Наивыгоднейшей для тяги является гиперболическая характеристика. Значительное отклонение от гиперболической характеристики требует, при прочих равных условиях, увеличения мощности локомотива.
3. Условия пуска и регулирования скорости. От плавности пуска и возможности регулирования скорости зависят в известной мере максимально возможные веса поездов и техническая скорость.
4. Возможность использования рекуперативного торможения. Рекуперативное торможение увеличивает безопасность движения и приводит к снижению расхода электрической энергии и уменьшению износа тормозных колодок.
5. Эксплуатационный к. п. д. и коэффициент мощности электровоза. Под эксплуатационными значениями к. п. д. и коэффициента мощности следует понимать средневзвешенное их значение за весь период работы локомотива.
6. Наличие высших гармонических в кривой тока, потребляемого от трёхфазной энергосистемы. Искажение кривой тока приводит к ухудшению использования энерго
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ Ж. Д.
15
системы и к искажению кривой напряжения на зажимах нетяговых потребителей, получающих питание от той же энергосистемы.
Электровозы дорог постоянного тока
На дорогах постоянного тока используются электровозы с двигателями последовательного возбуждения, получающими энергию непосредственно из контактной сети.
Характеристика тягового двигателя с последовательным возбуждением тем более приближается к гиперболической, чем меньше степень насыщения его магнитной системы (при больших токах или малых скоростях). Недостатком этой характеристики является резкое снижение мощности локомотива в зоне малых тяговых усилий. В пределе (при работе на прямом участке кривой магнитной индукции) может быть достигнута характеристика
Fv2 = const.
Для повышения скорости в зоне малых тяговых усилий, т. е. для лучшего использования мощности локомотива, применяют ослабление поля тяговых двигателей. Для этой же цели допускают значительную перегрузку тяговых двигателей в зоне больших тяговых усилий (на руководящих подъёмах).
Пуск в ход, как правило, осуществляется при помощи пусковых реостатов, что связано с дополнительными потерями энергии. Изменением числа последовательно включённых двигателей в сочетании с применением ослабления поля в пусковом режиме удаётся значительно снизить пусковые потери в реостатах. Возможность применения рекуперативного торможения достигается за счёт некоторого усложнения схемы электровоза.
Электровозы дорог однофазного переменного тока пониженной частоты
На электровозах однофазного тока пониженной частоты исключительное применение нашли коллекторные однофазные двигатели последовательного возбуждения. Для питания их применяются трансформаторы с регулированием напряжения. Характеристики этих электровозов сходны с характеристиками электровозов постоянного тока, однако они ближе располагаются к гиперболической, что объясняется меньшей степенью насыщения, допускаемой в двигателях (для уменьшения трансформаторной э. д. с.), и возможностью некоторого повышения напряжения при высоких скоростях.
Регулирование напряжения трансформатором позволяет обеспечить плавный пуск без потерь в реостатах и широкий диапазон регулирования скорости. Рекуперативное торможение при этих двигателях, как правило, не применяется. К. п. д. близок к к. п. д. электровоза постоянного тока. Коэффициент мощности составляет около 0,5—0,88, особенно мал он при пуске, падая до 0,4.
Недостатком электровозов данного типа является ухудшенная коммутация на коллекторе двигателей при малых скоростях. Поэтому на дорогах с подобными локомотивами работа производится на больших скоростях с поездами малого веса.
Электровозы дорог однофазного переменного тока промышленной частоты
Электровозы с коллекторными двигателями. Все особенности электровозов однофазного тока пониженной частоты относятся и к данному случаю.
Практически на дорогах, где применена система однофазного тока промышленной частоты, идут по пути использования двигателей постоянного тока, коллекторных двигателей однофазного тока или же асинхронных короткозамкнутых двигателей при соответствующих преобразователях на электровозах.
Электровозы с двигателями постоянного тока. На электровозах этого типа применяют коллекторные двигатели постоянного тока, соединяемые параллельно. Преобразование однофазного переменного тока в постоянный осуществляется при помощи ионных преобразователей или двигатель-генераторов. Последние представляют собой дорогие и громоздкие машины, обладающие низким к. п. д. Поэтому электровозы этого типа следует признать неэкономичными, несмотря на ряд бесспорных преимуществ, которыми они обладают, а именно: удобство пуска и регулирования скорости, возможность автоматического перехода на рекуперативный режим, отсутствие высших гармонических в кривой потребляемого тока, возможность широкого регулирования коэффициента мощности.
Электровозы с ионными преобразователями наиболее перспективны, хотя при них затруднена рекуперация энергии, сильно искажается кривая тока и ухудшается коэффициент мощности.
Электровозы с коллекторными двигателями. На этих электровозах применяют коллекторные двигатели однофазного тока промышленной частоты с регулированием коммутации. Двигатели в большинстве случаев имеют специальные устройства для снижения тока в коммутируемых секциях обмотки якоря.
Электровозы с асинхронными двигател я-м и. Во всех случаях при электровозах с асинхронными двигателями применяются сложные преобразователи. Эти электровозы обеспечивают регулирование скорости в широких пределах, могут работать практически по любой заданной характеристике, легко обеспечивают рекуперативное торможение и любой коэффициент мощности и не искажают кривой тока. Вместе с тем оборудование таких электровозов отличается большой сложностью и при высокой стоимости электровозов большинство их имеет низкий к. п. д.
УСЛОВИЯ СРАВНЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ
В табл. 1—4 приведено большинство характеристик и показателей, по которым сравниваются в качественном отношении различные системы электрической тяги.
Эффективность системы электрической тяги определяется её надёжностью и экономичностью.
16
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Основные характеристики электровозов различных систем
Таблица 2
Род тока Тип электровоза Тип тягового двигателя Характеристика тягового двигателя Способы пуска в ход и регулирования скорости Рекуперативное торможение Максимальный к. п. д. электровоза Коэффи- ! циент мощности электровоза
Постоянный Без преобразователей Постоянного тока коллекторный с последовательным возбуждением Последовательного возбуждения Включение реостатов; изменение схемы соединения двигателей; ослабление поля Возможно (до скорости 10—12 км]час) за счёт некоторого усложнения схемы электровоза 0,9 —
Однофазный переменный 16»/* гц С трансформатором на 162/з гц Однофазный коллекторный с последовательным возбуждением То же Изменение напряжения на двигателях регулируемым трансформатором Обычно не применяется 0,84 0,5—0,88
Однофазный переменный 50 гц С трансформатором То же То же То же То же 0,84 0,5—0,88 1 i
С трансформатором и ионным преобразователем (выпрямителем) Постоянного тока с последовательным возбуждением То же Изменение напряжения на двигателях регулируемым трансформатором и сеточным управлением Осуществимо за счёт существенного усложнения преобразователя 0,86 0,6—0,81
С трансформатором и двигатель-геиератором однофазно-постоянного тока То же Площадная (произвольно регулируемая) Изменение напряжения на двигателях управляемым генератором Осуществимо без дополнительных устройств до скорости 3—5 км! час 0,78 Произвольно регулируемый
С трансформатором и дви-гатель-гене-ратором одно-фазно-трёхфазного тока Асинхронный трёхфазный короткозамкнутый То же Одновременное изменение частоты и напряжения на двигателях управляемым генератором То же 0,78
С расщепителем фаз и преобразователем частоты То же То Же Изменение частоты на двигателях Легко осуществимо 0,83
Под надёжностью понимается степень обеспечения бесперебойной работы электрифицированной железной дороги в условиях нормальной эксплуатации, а также при отклонениях от нормальных условий, которые могут быть связаны с временным увеличением перевозок, возникновением аварийных режимов, непредусмотренным изменением атмосферных условий и т. д.
Степень экономичности характеризуется размерами капитальных затрат и ежегодных расходов, себестоимостью перевозок, а также расходами оборудования и металла.
При сопоставлении факторов, характеризующих надёжность и экономичность электрифицированных дорог различного типа, необходимо принимать во внимание вопросы питания нетяговых потребителей, расположенных в полосе, прилегающей к трассе железной дороги.
Кроме того, при сопоставлении различных систем электрической тяги следует учитывать ряд дополнительных соображений:
1. Перспективы дальнейшего повышения экономической эффективности систем электрической тяги.
Повышение экономичности системы постоянного тока возможно в основном за счёт повышения напряжения в контактной сети и перехода на систему распределённого питания с полностью авто-телеуправляемыми подстанциями. Повышение экономической эффективности системы однофазного тока промышленной частоты возможно в основном за счёт улучшения конструкции электровоза.
2. Расходы, связанные со стыкованием участков железных дорог, работающих на различных системах электрической тяги.
3. Необходимость развивать новые отрасли промышленности при переходе на новый тип электровоза.
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ Ж. Д.
17
Та б'лица 3
Основные экономические и энергетические показатели различных систем электрической тяги
Наименование системы Показатели Постоянный ток Однофазный переменный ток
при централизованном питании при распределенном питании пониженной частоты (16’/i промышленной частоты (50 гц) при электровозах типа**
I II | III IV
Сечение контактной сети в медном эквиваленте на один путь в лслР 220—480 140—320 140-220
Потери энергии в проводах контактной сети в % ... 4-5 ~2
К. п. д. тяговых подстанций 0,92-0,93 0,9—0,91 0,8—0,86* 0,95-0,97 0.95—0,97
Эксплуатационный к. п. д. । локомотива 0,83—0,86 0,77—0,86 0,77—0,8 | 0,78—0,82 | 0,65—0,72 0,7—0,78
* В числителе указаны значения к. п. д. для подстанций с вращающимися преобразователями, в знаменателе—для трансформаторных подстанций.
* * Обозначения типов электровозов: I — с однофазными кол лекторн ыми тяговыми двигателями переменного тока; II—с тяговыми двигателями постоянного тока и статическим греобразователем; III — с вращающимся преобразователем и двигателями постоянного тока; IV — с расщепителем фаз, преобразователем частоты и асинхронными трёхфазными тяговыми двигателями.
Таблица 4
Влияние электрифицированных железных дорог на работу смежных технических сооружений
Род тока Тип электровоза Тип тяговых подстанций Искажение формы кривых тока и напряжения Нагрузка первичной системы энергоснабжения Меры защиты от мешающих и опасных влияний на линии связи Переоборудование устройств автоблокировки Защита подземных сооружений от электрокоррозии
Постоянный Без преобразователя ртутновыпрямительные Незначительные Симметричная Симметричная Сглаживающие лстройства на тяговых подстанциях Переход на переменныйток 50 гц (если до электрификации автоблокировка работала на постоянном токе) Требуется
Однофазный переменный 16а/# гц С коллекторными однофазными двигателями С вращающимися преобразователями частоты Отсутствует Ка блироваиие линий связи или относ их от полотна железной дороги; применение отсасывающих трансформаторов и проводов У становка дросселей или фильтров (если автоблокировка работает на переменном токе 50 гц) Не требуется
Со статическими преобразователями частоты Значительное
Однофазный переменный 50 гц С двигателями постоянного тока и ионными преобразователями (выпрямителями) Трансформаторные ЗначитеМХ Хим*-,1 Twmh, ^ричная.^ Кабл^рованне 'aHflfl-VtfHOC линий связи! примене-iHfcte Ьтсвсы вающих информаторов и проводов, а также установка фильтров на электровозах Переход на питание автоблокировки постоянным током или переменным с частотой, отличной от 50 гц Не требуется
Все прочие типы Отсутствует Несимметричная Каблирование или относ линий связи; I рименение отсасывающих трансформаторов и проводов
Том 9
2
18
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В тяговых расчётах определяют:
силы тяги, сопротивлений и тормозные силы поезда — в килограммах с округлением до 50 кг\
удельные силы — в килограммах на одну кг
тонну — с точностью до 0,1;
ток с округлением до 5 а;
км скорость — в километрах в час
с точностью до 0,1;
расстояния — в метрах для элемента профиля и в километрах для перегонов с точностью до 0,01; уклоны—в тысячных с точностью до 0,1;
вес поездов (за исключением пригородных) — в тоннах с округлением до 50 т, а пригородных до 10 т;
расход электроэнергии — в ватт-часах или киловатт-часах с округлением до 10 квт-ч', удельный расход электроэнергии — в ватт-
вт-ч часах на тонно-километр „ - с точностью 1 ПТ • гСЛ»
до 0,1;
температуру нагревания — в °C с точностью до 1°;
поперегонное время хода — в минутах с точностью: расчётное — до 0,1 мин., для графика поездов с частыми остановками — до 0,5 мнн- и для пригородных электропоездов— до 0,25 мин.
На электроподвижной составе железных дорог СССР в настоящее время применяются тяговые двигатели главным образом постоянного тока последовательного возбуждения.
Номинальное расчётное напряжение на шинах тяговых подстанций 3 300 и 1 650 в.
При тяговых расчётах расчётное напряжение иа токоприёмнике электровозов и моторных вагонов принимается условно неизменным и соответственно:
при тяговом режиме — 3 000 и 1 500 в;
при рекуперации — 3 300 и 1 650 в.
К этому напряжению следует относить все характеристики электроподвижного состава.
Точность арифметических действий до 1% при расчётах можно считать достаточной.
При выполнении тяговых расчётов следует руководствоваться «Правилами производства тяговых расчётов», изданными Министерством путей сообщения. Все величины — буквенные обозначения и единицы измерения, применяемые в расчётах, приведены в табл. 1.
УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
Уравнение движения поезда, полученное на основании второго закона механики в предположении, что поезд представляет собой одну материальную точку, имеет вид: dv
F-W-В = М(1 + 7)Й7 , (1)
где F — сила тяги;
IF — силы сопротивления;
ТЯГА ПОЕЗДОВ
В — тормозные силы;
М—масса поезда;
7 — коэффициент приведения вращающихся частей поезда;
М (1 + 1)—приведённая масса поезда.
Одновременное действие всех сил (тяги, сопротивлений и тормозных) может иметь место, например, при движении поезда по пилообразному профилю участка пути во избежание разрыва поезда.
Обычно движение поезда характеризуется тремя режимами: тягой, выбегом и торможением.
Для каждого из этих режимов уравнение движения поезда принимает следующий вид:
для тяги
dv
F-W~=M(l + ^^ ; (2)
для выбега dv
1Г = Л1(1 + т)^; (3)
для торможения
dv
(И7 + В) = 7И(1+7) (4)
В случае движения поезда под током с постоянной скоростью
F = W. (5)
В тяговых расчётах обычно пользуются видоизменённым уравнением движения поезда, а именно рассматривают в нём силы, действующие на одну тонну веса поезда, т. е. удельные силы. Поэтому если обе части уравнения движения разделить на вес поезда Р + Q и равнодействующую удельных сил обозначить через fd, то уравнение движения в удельных величинах для любого режима получим в виде
1 dv dv
f^T'dt’ или dt=fd- (6)
Численное значение коэффициента £ зависит от системы единиц, принимаемой в тяговых расчётах.
При измерении силы в килограммах, пути в метрах, времени в секундах и веса в тоннах коэффициент
„ 1 м-т
= 102(1 + 7)’ сек*кг '
При тяговых расчётах чаще пользуются иной размерностью: F кг, I км, t час, *м/час. Тогда коэффициент
127 км-т
~ 1 + 7 час2 кг '
Коэффициент приведения вращающихся частей обычно определяется опытным путём, но может быть определён и из уравнения
т
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
19
Условные обозначения и сокращения, принятые в тяговых расчётах
Таблица 1
Обоз-па че-ния Размер- ность Значение Обозначения Размерность Значение
.4 квт-ч Общий расход энергии на токопри- Q tn Вес состава или в моторвагонном
ёмнике электровоза или моторно- электропоезде вес прицепных ва-
го вагона aPJ muh гонов
а тч1ткм Удельный расход энергии на то- Q Количество воздуха, охлаждающе-
коприёмнике электровоза или моторного вагона 4 m го тяговый двигатель Вес вагона брутто
В т кг Общая тормозная сила поезда от Чо » Нагрузка на ось вагона
действия тормозных колодок л M Радиус кривой
кг Тормозная сила от электрического я MM, CM » движущего колеса
(рекуперативного) торможения S KM, M Путь, расстояние, длина элементов профиля Полный (расчётный) тормозной путь
С кг/т Удельная тормозная сила Последовательное соединение тяго- M
вых двигателей 9 - ♦ sa Условный тормозной путь при
СП Последовательно-параллельное со- действии тормозных колодок
единение тяговых двигателей $пд > Путь, проходимый поездом при
D мм Диаметр движущих колёс локомо- подготовке тормозов к .действию
тива по кругу катания $кр » Длина кривого участка
е — Основание натуральных логариф- Sc > Длина спрямлённого участка про-
МО в филя пути
Р кг Сила тяги г мин. Тепловая постоянная времени
» Касательная сила тяги движущих t час jMhh., Время
колёс локомотива сек. Время подготовки тормозов к деЙ-
кд » Сила тяги на ободе, развиваемая t. сек. ствию
одним двигателем *нв •с Температура наружного воздуха
l-'d » Динамометрическая сила тяги, т. е. A t мин. Интервал времени
сила тяги, измеряемая динамо- и в Напряжение
Ра » метром Сила тяги на сцепке локомотива при » Напряжение на коллекторе тягового двигателя
!к кг]т равномерном движении поезда Удельная касательная сила тяги » Напряжение на токоприёмнике электровоза
1в а Ток возбуждения тягового двигате- » Номинальное напряжение на ши-
ля км/час нах тяговой подстанции
id Ток тягового двигателя V Ско рость
» » средний за некоторый проме- VH » Начальная скорость
жуток времени VK Скорость конечная
/ ч > Полный ток, потребляемый тяго- uz кг Полное сопротивление движению
выми двигателями электровоза кг! т Удельное сопротивление от дви-
» Ток якоря гателя и передачи при движении без тока
i IK %0 Величина уклона » Удельное основное сопротивление
/0 0 » приведённого уклона WO локомотива при движении под
‘р %о > расчётного подъёма током
%. » уклона спрямлённого wo » Удельное основное сопротивление вагонов
%0 в продольном профиле ^участка У дельное основное сопротивление
1 Величина подъёма, которым заме- w0 поезда
няются кривые на спрямляемом » Общее удельное сопротивление дви-
%. участке WK жению поезда
1с Величина уклона спрямленного участка с учётом кривой wr » Удельное дополнительное сопротивление движению поезда от кои-
Д < о/ /о о Абсолютная разность между ук- вой
лоном спрямлённого участка и » Удельное дополнительное сопротив-
уклоном данного элемента wmp ление движению поезда при трога-
/С т Сила нажатия на одну тормозную нии с места
колодку градусы Центральный угол кривой
к« Расчётная сила нажатия на одну a Коэффициент нажатия тормозных
1ХР тормозную колодку колодок
L км Длина участка км, т Ускорение поезда Т. в километрах
r и» — в час за час
пд об/мин Число оборотов дигателя в минуту rid час9(кг К-п.д. тягового двигателя
Г>[7- / Первая ступень ослабления поля
возбуждения тягового двигателя Tl3 — К.п.д. зубчатой передачи
ОП-2 Вторая ступень ослабления поля __ К.п.д, электровоза
Р т возбуждения двигателя Полный вес локомотива или вес (-) °C Расчётная температура обмотки тя-гового двигателя
всех моторных вагонов в электро- Тормозной коэффициент
п » поезде Статическая нагрузка, передавав- 11 p — Расчётный тормозной коэффициент
мая колесом на рельс p- — Передаточное число зубчатой пе-
ц Параллельное соединение тяговых редачи
двигателей x °C Гемпература перегрева обмотки тя-
ПИ Полное поле возбуждения тяго- гового двигателя (т. е. превышаю-
вого двигателя щая окружающую температуру)
Рг т Сцепной вес электровоза или мо- Co •с Температура перегрева обмотки
торного вагона тягового двигателя при длитель-
°C Начальная температура перегрева ном режиме относительно темпе-
обмотки тягового двигателя ратуры окружающего воздуха
Коэффициент трения тормозной Ф — Физический коэффициент сцепления
колодки о бандаж колеса катящегося колеса с рельсом
Расчётный коэффициент трения Фк — Расчётный коэффициент сцепления
^Кр тормозной колодки движущих колёс с рельсом
T — Коэффициент, учитывающий пнер-
цию вращающихся частей
2*
20
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
где 1д и Rd — момент инерции и радиус движущих колёсных пар;
Iп и Rn — момент инерции и радиус вагонных и поддерживающих колёсных пар;
/я и р — момент инерции якоря тягового двигателя и передаточное число.
Средние расчётные значения величин коэффициента 7 основных типов подвижного состава приведены в табл. 2.
Таблица 2
Величины коэффициентов приведения вращающихся частей
Подвижной состав
Грузовые вагоны двухосные: а) порожние...................
б) гружёные . .............
Грузовые вагоны четырёхосные: а) порожние...................
б) гружёные.................
Пассажирские вагоны............
Моторные вагоны................
Электровозы ...................
Электровозы серии ВЛ 19 (р.=3, 74)
Электровозы серии ВЛ22 (р. ««4,45)
1,104-1,12
1,044-1,05
1,074-1,08 1,034-1,04 1,044-1,05 1,104-1,15
1,204-1,40
1,245
1,280
Учёт инерции вращающихся частей для
всего поезда, состоящего из электровоза и однотипных вагонов, может быть произведён по формуле
„ , • (l + 7)^ + d+7)eQ (1 + 7)л — р 1 о
(7)
Если в составе поезда имеются вагоны разных типов, то, зная вес каждой группы данного типа вагонов, аналогично можно определить средний коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей всего поезда.
С достаточной для практики точностью при тяговых расчётах можно принимать:
для грузовых поездов из гружёных вагонов
для грузовых поездов из порожних вагонов
Практически для эксплуатационных расчётов можно допускать величину С = км-т
= кг > при которой приближённое
уравнение движения в удельных единицах принимает вид:
dv км
(8)
СИЛА ТЯГИ И ХАРАКТЕРИСТИКА ТЯГОВОГО РЕЖИМА
Сила тяги
Вращающий момент от вала якоря тягового двигателя (фиг. 1) передаётся на движущую ось электровоза, образуя вращающий момент движущей колёсной пары Мо‘
Вращающий момент оси Мо представляет пару сил F— Fi- сила F приложена в центре оси, а сила Ej — в точке опоры колеса с рельсом, которая является мгновенным центром вращения. Для перемещения электровоза, кроме вращающего момента оси, необходимо сцепление движущих колёс с рельсами, которое возникает как результат давления движущей оси и трения между бандажом и рельсом.
Фиг. 1. Схема образования силы тяги
Сила Fj, приложенная вгточке опоры Ог, вызывает равную себе реактивную силу F2, действующую от рельсов на колёса.
Эта внешняя касательная реактивная сила F2 условно называется касательной силой тяги электровоза, или силой тяги на ободе колеса, которую обычно^ вводят в тяговые расчёты.
Касательную силу тяги/одной .движущей оси определяют по формуле
(9>
а касательную силу тяги всего электровоза по формуле
FK = F'Kn, (10>
где п— число тяговых двигателей.
Расчётная сила тяги электровоза по условиям сцепления колёс с рельсами определяется уравнением
FK = РК 'А • 1 000 кг- (11>
Зная развиваемую электровозом силу тяги Fк , можно определить и реализуемый коэффициент сцепления
FK
= • 1 000 • (12>
Отношение касательной силы тяги, реализуемой при отсутствии боксования осей электровоза, к его сцепному весу называют коэффициентом тяги.
Согласно Правилам производства тяговых расчётов расчётный коэффициент сцепления для грузовых электровозов принимается по формуле (при тяге)
g
= 0,25 + ]00_|_ 20 v .
В зависимости от местных условий фк может быть изменён Главным управлением локомотивного хозяйства.
электрическая тяга поездов
21
Сила тяги на сцепке электровоза
Иногда используют понятие о силе тяги электровоза, величина которой определяется на первом сцепном приборе следующего за электровозом динамометрического вагона.
При постоянной скорости движения поезда сила тяги на сцепке будет равна касательной силе тяги на ободе движущих колёс за вычетом силы полного сопротивления самого электровоза, т. е.
fn = fK--P(ffi'o±' + ffi'r) • (>3)
При неравномерном движении поезда эта динамометрическая сила тяги, действующая на сцепной прибор, меняется за счёт изменения кинетической энергии электровоза. Тяговые же расчёты производятся по касательной силе тяги, развиваемой электровозом на ободе движущих колёс.
Характеристики тягового режима
Характеристики тягового режима электровоза подразделяются на электромеханические, электротяговые и тяговые.
Электромеханическими характеристиками называются характеристики тяговых двигателей, отнесённые к валу якоря, а именно:
н = Л(/й); M = f3(Jd) и rld = f3(Id), т. е. зависимости числа оборотов якоря uf), момента М и к. п. д. от тока якоря 1д при постоянном значении напряжения U а на клеммах двигателя.
Электромеханические характеристики определяются при испытании двигателей на стенде заводом-изготовителем.
Электротяговыми характеристиками двигателя называются характеристики, отнесённые к ободу движущего колеса, а именно:
и=АЩ)1 F = и = hUa )•
т. е. зависимости скорости v, силы тяги F и к. п. д. электровоза (т. е. двигателя с передачей) Т| от тока якоря .
Электротяговые характеристики рассчитываются на основании электромеханических характеристик тягового двигателя, заданного диаметра D движущих колёс, передаточного числа р и т1д— к. п. д. зубчатой передачи или А Рд — потери в передаче.
Скоростная характеристика рассчитывается по уравнению
TiDn-60 D км
и = 1 000 р = °’188 у " час ' О4)
Касательную силу тяги можно определить по уравнению
FKd = 2!ljM^, (15)
или значению мощности двигателя на ободе движущего колеса как
1д
Ркд = 0'367 г.э, (16)
При расчёте электротяговой характеристики кэ = f (.1 необходимо знать к. п. д.
зубчатой передачи. Вместо к. п. д. передачи г]3 обычно пользуются относительными потерями А Рд в передаче, выраженными в процентах от подведённой мощности:
АР3 % = 100 -щ-%,
где А Рд — потери в передаче в вт.
По данным общесоюзного стандарта ГОСТ 2582—50 в табл. 3 приведены численные значения ЛРд%, выраженные в процентах от номинального часового тока Iч двигателя, включая также потери в моторно-осевых подшипниках.
Таблица 3
Потери в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках
7% = = 100-/-‘ч 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200
АТ’з % 8,5 6,7 4,40 ,20 2,7 2,5 2,5 2,7 3,0 3,5
Зная потери в передаче и к. п. д. тягового двигателя, можно получить к. п. д. на ободе движущего колеса электровоза в процентах;
% = Тй % — А-Рэ %. (17)
К. п. д. передачи т]э при различных токах двигателя можно представить так:
Д Р3 %
— 1 100 ’ <18>
Пересчёт электромеханических характеристик на электротяговые удобно свести в табл. 4.
Таблица 4
Пересчет электромеханических характеристик на электротяговые * В
Общий порядок пересчёта состоит в следующем. Для разных значений тока якоря по формуле (14) определяют скорость, затем, зная к. п. д. двигателя rld и нормы потерь в передаче, рассчитывают характеристику rlg =f(fg) и, наконец, пользуясь значениями скорости и к. п. д. электровоза, по формуле (16) вычисляют характеристику FK(l=f (/#)
В разделе «Тяговые двигатели» приведены электротяговые характеристики двигателей электроподвижного состава, получивших широкое применение.
В эксплуатационной практике для решения вопроса о лучшем использовании мощности электровозов приходится пересчитывать электротяговые характеристики v = f(Ia) и Fg = f (7Й ) существующих электровозов на изменённое передаточное число зубчатой передачи или другой диаметр движущих колёс.
22
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Поскольку скорость пропорциональна диаметру D движущего колеса и обратно пропорциональна передаточному числу р, то уравнение для пересчёта скорости будет иметь вид:
£1 _ lJ2 -Pi v а Н Da ’
или
Принимая мощность иа ободе движущих колёс и к. п. д. электровоза при изменении р. и D неизменными, получим уравнение для пересчёта силы тяги
F а Pi f г
^2 Ра Pi ’
или
^2 = Fi кг~ (20)
!’-1 ^а
где fj, Е\, pi и Dj — первоначальные известные параметры электровоза;
va> Fa> Ра и ^2 — его новые параметры.
Если изменяется только один параметр — или р или D, то в приведённых уравнениях отношение неизменных параметров будет равно единице.
Пересчёт характеристик рекомендуется свести в табл. 5.
Таблица 5
Пересчёт характеристик при изменении передаточного числа и диаметра движущего колеса
>д /ч Р-1 D, vt - fl * p-t Di 1 I > И ? т ь ь
а км час кг км час кг
В тяговых расчётах, а также при изучении процесса движения поезда часто пользуются тяговыми характеристиками v=f(FK), которые дают зависимость величины скорости от касательной силы тяги электровоза FK . Тяговые характеристики представляют собой семейство кривых, каждая из которых соответствует определённой схеме включения тяговых двигателей и степени ослабления поля возбуждения.
Зависимость v от FK определяется на основании электротяговых характеристик и = /(/й) и Ека = (/а) путём исключения Id (Фиг- 2).
Для этого задаются различными значениями тока двигателя 1д и и т. д. и соответственно этим токам по электротяговым характеристикам находят значение скорости o', v" и силу тяги двигателя FkS, Fкд. Умножив силу тяги одного двигателя на число двигателей, получают соответствующие значения касательной силы тяги электровоза Fк, FK и т. д., которые будут представлять собой
координаты точек кривой тяговой характеристики
Удельная сила тяги определяется по формуле
Е кг
fK = P + Q щ ‘ <21
Зная тяговые характеристики электровоза и вес поезда, можно получить удельно-тяговые характеристики, т. е. зависимость v = ц (fK)-
Фиг. 2. Построение тяговых характеристик
Пересчёт электротяговых и тяговых характеристик на удельно-тяговые сводится! в табл. 6, на основании которой строится соответствующий график.
Таблица 6
Расчёт удельио-тяговых характеристик
>д V FKd FK = FKdn 'K P + Q
а км час кг кг кг m
>'д V' V* р'кд FKd F'k “ F'Kdn FK “ FKdn F'K fK= P + Q к P + Q
На этом же графике наносят иограничение удельной силы тяги по условиям сцепления-колёс с рельсами. Для этого удельную силу тяги, допустимую по сцеплению, определяют по формуле
_ [к (£) Е
Iк (м) — р Q т ’ где
FKW = PK^K юоо.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОВОЗА
ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ СКОРОСТИ
Скорость движения электровоза определяют исходя из уравнения равновесия электродвижущих сил тягового двигателя (при установившемся электрическом режиме):
U = E+ 1г = СсФ+1г,
электрическая тяга ПОЕЗДОВ
23
откуда
При данном токе двигателя скорость можно менять изменением напряжения U на коллекторе или магнитного потока Ф тягового двигателя. Электромеханические характеристики двигателя, а следовательно, и пересчитанные по ним электротяговые характеристики, отнесённые к ободу колеса, при разных напряжениях на коллекторе и для разных степеней изменения магнитного потока обычно снимаются на стенде заводом-изготовителем.
Если же нет характеристик при разных напряжениях, то их можно получить путём пересчёта. Для этого необходимо иметь характеристики какого-либо одного заданного режима работы двигателя. Обычно заданными бывают характеристики, снятые при номинальном напряжении на коллекторе (при параллельном соединении), которые приходится пересчитывать на пониженное напряжение (при последовательно-параллельном и последовательном соединениях двигателей).
Скорость при трёх разных напряжениях, соответствующих параллельному, последовательно-параллельному и последовательному соединениям тяговых двигателей, но прн одном и том же токе двигателя, определяется уравнениями:
_ U^~lr _ - 1г
Vn~ СФ ’ Vcn ~ СФ
и с — 1г Vc~~ СФ '
В этих уравнениях одному и тому же току соответствуют одинаковые магнитные потоки; поэтому, разделив первое уравнение на второе и второе на третье, получим формулы для пересчёта характеристик:
Ucn— 1г
(24>
Uc—Ir Uc — Ir
”с=”пТЦ=Гг> или = Гг. (25)
Расчёт рекомендуется свести в табл. 7.
Силу тяги F = СФ1 практически можно считать не зависящей от напряжения двигателя; поэтому электротяговые характеристики
F — принимаются одинаковыми при любом соединении тяговых двигателей на полном поле.
Учитывая, что падение напряжения 1г по сравнению с напряжением U на коллекторе невелико, приближённо можно считать, что скорости при разных соединениях двигателей пропорциональны напряжениям на коллекторе. В этом случае пересчёт скоростных характеристик производят приближённо по формуле
исп
vcn ~ ип ,
или в общем виде
Ё2 — .
(26)
Расчёт характеристик при включённых пусковых реостатах производят по формуле
U-1 (г+R)
VR = V и-1г---
(27)
где R — сопротивление пусковых реостатов.
Фиг. 3. Схемы включения тяговых двигателей электровозов
Схемы включения тяговых двигателей электровозов н моторных вагонов, эксплуатируемых на электрифицированных участках наших дорог, даны на фиг. 3 и 4. В схемах
Таблица 7
Расчёт электротяговых характеристик для разных напряжений на коллекторе
/й в а vn в км!час 1г в в и п — 1г в в П — /г к й \ UС ,г и сп ® ® в в vcn в км!час vc в км]час F в кг
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Таблица 8
Расчёт электротяговых и тяговых характеристик
пп Inn vnn , ^пп, и р- (гя + ₽ ) TJ U IПП (ГЯ + гв ) von ^пп
р
а а - км [час — в км 1 час кг кг
24
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
соединения тяговых двигателей моторных вагонов для простоты не показаны обмотки возбуждения.
При ослаблении поля выключением части витков обмотки возбуждения коэффициент регулирования будет
wt W
Фиг. 4. Схемы включения тяговых двигателей моторных вагонов
Электротяговые характеристики при ослабленном поле
(29)
где w — общее число витков;
ouj—оставшееся число витков.
На электровозах серий ВЛ19, ВЛ22 и ВЛ22М имеются две степени регулирования возбуждения:
₽! = 67% при ОП-1 и
= 50% при ОП-2.
На моторных вагонах одна степень регулирования
Рд = 57,5%.
Скоростные электротяговые характеристики при ослабленном поле v0„ ~ f (/) с учётом падения напряжения в обмотках двигателя и при условии одной и той же м. д. с. возбуждения рассчитывают по уравнению
Von = -и-1пп(Гя + ге) (30)
Регулирование возбуждения тяговых двигателей, а следовательно, и скорости ослаблением магнитного потока осуществляется двумя способами: или шунтированием обмоток возбуждения сопротивлением (фиг. 5) или выключением части витков катушек главных полюсов (фиг. 6).
Более точное построение этих характеристик, с учётом влияния реакции якоря, можно произвести при наличии характеристик намагничивания СФ0П = f (/,) из уравнения
К Inn (гя + Р г«) СФоп
(31)
Фиг. 5. Схема шун-тировкн обмоток возбуждения
Фиг. 6. Схема вы-
ключения части
витков
Значение СФОП определяется по формуле (31), из неё находят м. д. с. прн ослабленном поле, а следовательно, и СФ0П. Приближённо скоростные характеристики v0ll = = f(I) получают из равенства von^=vnn, причём обе скорости берутся при одинаковом токе в обмотке возбуждения; при этом скорость при токе якоря I и ослабленном поле (т. е. токе в обмотке возбуждения) приблизительно равна скорости, которую имел бы поезд при полном поле и токе ft I в цепи якоря и обмотке возбуждения.
Электротяговые характеристики Fon=f(I) определяются из уравнения
0,3Q7U I ont]on ‘'on— v -on
(32)
Коэффициент регулирования возбуждения определяется по формуле
, AWon
^AWnn •
(28)
где AWoll— м. д. с. возбуждения прн ослабленном поле;
AWnrl— м. д. с. возбуждения при полном поле.
При регулировании скорости включением шунтирующего сопротивления коэффициент регулирования будет
Если неизвестны характеристика и к. п. д. T]on = f(/), то для приближённых подсчётов можно принять и, следовательно,
Fon^-ft (33)
так как I F г Т7 т TS 1 пп 1 ПП
FОП ~ КФ1ОП — КФ р ~ 3
Расчёт электротяговых и тяговых характеристик сводится в табл. 8.
Пользуясь приведённым выше порядком пересчёта, получают тяговые характеристики F = f (о) для всех соединений двигателей и при ослаблении магнитного потока.
Тяговые характеристики для советских электровозов и моторных вагонов приведены на фиг. 7—12.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
25
Фиг. 7. Тяговые характеристики электросекции серии Сд
Фиг. 8. Тяговые характеристики электросекций серий См и СР
Фиг. 9. Тяговые характеристики электровоза серии ВЛ 1 9
Фиг. 10. Тяювые характеристики электровозов серий ВЛ22М
Фиг. 11. Тяговые характеристики электровоза серии ВЛ22 и Cell при р. = 4.45
зьмо 3.2900 28SQ0 2Ш гоооо 16000 12000 8000 k000
0 Ю ZU 30 М 50 60 70 30 90
Фиг. 12. Тяговые характеристики электровоза серии ВЛ22 при р.-»3,74
Г м/хх
26
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА
При всех режимах движения поезда действуют силы сопротивления, которые обычно принято называть сопротивлением движению поезда.
Сопротивлением движению поезда являются внешние, не зависящие от воли машиниста (неуправляемые) силы, направленные против движения поезда.
Суммарное сопротивление поезда состоит из основного и дополнительных и определяется по формуле
W = WB + W. 4- Wr + . (34)
Основное сопротивление поезда W в действует постоянно, т. е. в любом месте участка пути, при любом режиме ведения поезда и на прямом горизонтальном участке пути.
Основное сопротивление зависит от многих причин, наиболее характерными из которых являются: трение в подшипниках; трение качения на ободе колёс; трение скольжения между бандажом и рельсом; удары на стыках и деформация пути; сопротивление воздушной среды.
Дополнительные сопротивления поезда состоят из от уклонов и W г— от кривизны пути. Добавочные сопротивления №й при сильных морозах, ветрах, метелях и снегопадах в расчётах обычно не учитываются, так как имеют временный характер и всегда могут быть преодолены за счёт запаса мощности электровоза. Добавочное сопротивление в тоннелях устанавливают в каждом отдельном случае опытным путём.
Полное сопротивление движению поезда можно представить также, как сумму полных сопротивлений движению электровоза и состава поезда
W = W' + W" кг.
Расчёты обычно ведут по удельным сопротивлениям, т. е. приходящимся на одну тонну веса поезда, которые можно определить по формуле кг
W = w' + w" — ,
или
W±Wi-^-Wr кг
w~ P + Q т- (35)
Зная удельные сопротивления wo, w, и wr, а также вес локомотива Р, и состава Q в тоннах, можно найти полное сопротивление поезда при езде под током:
W = ( wo ± wi + wr ) Р +
+ (ш" + w] + ш') Q кг. (36)
В случае езды без тока сопротивление движению электровоза возрастает за счёт трения в подшипниках и зубчатых передачах и определяется, как
W = (wo + wd i wi + wr) P +
+ (w'o ± wi + wr) Q кг. (37)
Основное удельное сопротивление поезда при движении под током определяется по Формуле
+ кг
w°= P~+~Q. (38)
При езде без тока, т. е. на выбеге, основное замедляющее удельное сопротивление будет равно
(Х + шд) Р + w'o Q кг w°*= F+Q т ’
Если состав поезда состоит из двухосных и четырёхосных гружёных и порожних вагонов, то учитывается удельное сопротивление двух- и четырёхосных вагонов пропорционально части веса состава, приходящейся на эти вагоны. В этом случае подсчитывается среднее основное удельное сопротивление всего поезда по формуле
Wo Р + wo (2-осн.) <2(2-осн.) + w°~ р + Q ~~
и,о(4-осн.) Q(4-OCH.) P + Q ’
Расчётные формулы основного удельного сопротивления
Ввиду того что основное сопротивление движению зависит от многих факторов, дать точную теоретическую формулу для определения ш0 невозможно; поэтому пользуются эмпирическими формулами, полученными в результате опытных поездок. В этих формулах учитываются только главнейшие факторы, влияющие на основное сопротивление: скорость движения поезда, вес и род подвижного состава.
Приведённые ниже расчётные эмпирические формулы получены в результате проведённых опытов в нормальных условиях эксплуатации на железных дорогах СССР.
Основное удельное сопротивление на прямом горизонтальном пути для вагонов определяется в килограммах на тонну по формулам:
двухосные грузовые (всех типов)
0,5 к'о = 1,44-0,02 v +~ и; (41) ч
четырёхосные грузовые (всех типов)
. 65 4~ Ц
= 12 4- 0,55 ? ’ (42)
пассажирские двухосные и трёхосные вагоны
% = 1,44-0,017 ц-Ь0,0003 и2; (43)
пассажирские вагоны на тележках
« о кг
w0 = 1,4-1-0,012 v 4- 0,0003 v2 — , (44)
где q — вес вагона брутто в т.
Основное удельное сопротивление цельнометаллических пассажирских вагонов с включённым электрическим генератором определяют по формуле
20
ш0 = 1,4-|-0,012 v 4- 0,0003 и2-)- -. (45)
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
27
/20\
Последний член — (учитывается, начиная
только со скорости 20 км)час и выше.
Для моторвагонных электропоездов основное удельное сопротивление в килограммах на тонну определяется по формулам:
при движении под током
ш' = 1,60+0,014 v +
[0,0064 (/г,,— 1) + 0,045
+ [ Р + Q ] V' при движении без тока
+ a?d) = 2,5 + 0,03 v +
’ 0,0064 (пв — 1) + 0,045 Р + Q
(47)
где пв — общее число вагонов в электропоезде; р — вес моторных вагонов поезда в т;
Q — вес прицепных вагонов в электропоезде в т.
Для электровозов серий ВЛ19; ВЛ22; ВЛ22М основное удельное сопротивление можно определять по формулам:
при движении под током
= 1,4 + 0,0012 о2; (48)
прн движении без тока
(^ + ^д) = 4,0+0,0012 v2. (49)
Зависимость основного удельного сопро-
тивления электровозов под током и без тока представлена в виде кривых на фиг. 13.
Фиг. 13. Основное удельное сопротивление электровозов под током и без тока
’ ' Для поездов метрополитена при движении под током основное удельное сопротивление определяется как
- „ кг
ш0 = 2,9 + 0,012 t> + 0,0007а2 — . (50)
Дополнительное сопротивление при движении без тока для поездов метрополитена колеблется в пределах 1,0— 1,5 кг]т и может быть определено по приближённой формуле
где F4— часовая (номинальная) сила тяги моторных вагонов поезда в кг;
G — полный вес поезда в т.
Сопротивление от уклона пути
Сопротивление от уклона пути г °/00 (подъёма или спуска) добавляется к основному сопротивлению движения. Удельное сопротивление от уклона принимается численно равным числу тысячных подъёма или спуска:
W,
кг
т
(52)
Цифровому выражению величин w, и i в случае подъёма придаётся знак плюс, а при движении поезда по спуску—знак минус.
Сопротивление от _кривизны пути
При проходе кривых поезд испытывает дополнительное сопротивление wr (кроме основного), которое зависит от многих факторов: радиуса кривой, дополнительного поперечного и продольного трения скольжения, скорости поезда, возвышения наружного рельса в кривых и т. д. Вследствие этого определить его теоретическим путём очень трудно. Поэтому определяют удельное сопротивление по эмпирической формуле
700
wr — r • (53)
По этой формуле определяют wr в том случае, если длина поезда меньше или равна длине кривой. Если же длина поезда больше длины кривой, тогда определяют по формулам:
700 SKp ~r~ R ln ’
или
(54)
(55)
где R — радиус кривой в м;
Skp — длина кривой в м;
1„ — длина поезда в м;
а — центральный угол кривой в граду сах.
В том случае, когда известны величина «(> центрального угла кривой и длина кривой SKp и неизвестна величина радиуса, тогда ш, определяют по формуле, как
12,2а
Wr = —о----
лкр
При производстве тяговых расчётов дополнительное сопротивление от кривой w, обычно заменяют фиктивным подъёмом, дающим такое же сопротивление, как и кривая. Поэтому при наличии кривой на уклоне сопротивление от профиля
700 кг
~ ' + А' т •
(57)
Этот фиктивный уклон iK называется приведённым уклоном. Сопротивление от кривой имеет знак плюс, а уклон — в зависимости от направления движения поезда: при подъёме плюс, а при движении поезда по спуску ми нус.
28
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Сопротивление при трогании с места
Приведённые выше эмпирические формулы .для определения основного удельного сопротивления w0 локомотивов и вагонов действительны при условии установившегося движения со скоростью 10 км/час и выше. При трогании поезда с места появляются дополнительные сопротивления, которые обусловлены повышенным коэффициентом трения в подшипниках и отчасти сопротивлением пути. Поэтому при определении сопротивления по-•езда при трогании с места к основному удельному сопротивлению, определённому по эмпирическим формулам для скоростей 10 км/час и выше, прибавляется ещё дополнительное •сопротивление, которое на основании опытов принимают равным 4 кг/т или определяют по формуле
wmp = 2,0 + 0,3 1тр ,
гДе ‘тр — величина подъёма, на котором расположен остановочный пункт.
Величина сопротивления поезда в пределах скоростей от 0 до 10 км/час принимается •постоянной.
Полное удельное сопротивление поезда с учётом подъёма и кривой
кг = w0 + ik — . (58)
Значение w0 и w0 определяется по соответствующим эмпирическим формулам в зависимости от типа подвижного состава.
ТОРМОЗНАЯ СИЛА ПОЕЗДА
От тормозных средств поезда и величины тормозной силы зависит реализация больших •скоростей при соблюдении условия безопасности движения.
Внешние силы, управляемые человеком, приложенные к поезду и направленные против движения, называются тормозными силами. На электроподвижном составе применяются следующие виды торможения: ручное, воздушное, автоматическое (автотормоза), электровоздушное, рекуперативное, реостатное.
У первых трёх видов тормозная сила •образуется вследствие возникновения сил трения при нажатии тормозных колодок на •бандажи колёсных пар. При рекуперативном и реостатном торможении тормозная сила образуется вследствие возникновения тормозных моментов двигателей, работающих генераторами.
У первых трёх видов торможения сила трения действуя на колесо, передаётся на рельс и вызывает в точках опоры горизонтальную реакцию В — направленную в сторону, обратную движению поезда <(фиг. 14).
Тормозная сила поезда определяется при этом по формуле
Вт = 1 000 2(?л/<) кг, (59) где К — действительное нажатие колодки на колесо в т;
— действительный коэффициент трения колодки о колесо.
Для обычных чугунных колодок коэффициент трения определяют по эмпирической формуле
пг 16Л+100 100+ у
80 к + ЮО 5и + 100 •
Согласно формуле (60) коэффициент трения зависит от силы нажатия и от скорости; поэтому если в поезде имеются вагоны
Фиг. 14.Схема образования тормозной силы
с разными нажатиями колодок, то расчёт тормозной силы поезда усложняется. В этом случае используют так называемый метод приведения.
Расчётная сила нажатия на колодку Кр при этом определяется из равенства
Кр Укр’
где Укр— расчётный коэффициент трения при постоянном (К = 2,7 т) нажатии на колодку, определяемый из формулы (60):
v + 100
Чкр — °>27 + 100“ ’ <61 >
К = 2,7 т условно принимается как среднее значение действительного нажатия на колодку четырёхосного вагона при гружёном и порожнем режимах торможения.
Величина расчётного нажатия всех тормозных колодок на одну колёсную пару приведена в табл. 9, которой можно пользоваться при определении тормозных сил эксплуатируемого подвижного состава.
В этом случае тормозная сила поезда
Вт = 1 ООО Чкр \ Кр (02)
В тяговых расчётах тормозную силу, как и другие силы, обычно относят к одной тонне веса поезда и определяют по формуле
* - Р + Q - 1 000 тЦ Р + Q / —
= 10С0?л(»р+»'р), (63)
где 8 —тормозной коэффициент электро' воза;
8—тормозной коэффициент состава; VA" —сумма нажатий всех колодок электровоза;
—сумма нажатий всех колодок вагонов.
Для грузовых поездов согласно ПТЭ на спусках не круче 20°/00 вес и тормоза локомо-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
29’
Таблица 9
Расчётное нажатие на ось
Род подвижного состава Величина расчётного нажатия тормозных колодок на ось в т
Пассажирские вагоны длиной до 20,2 м (двухосные, трёхосные,
четырёхосные) старого типа . . . Пассажирские вагоны длиной 20,2 м 6,0
и более (четырёх- и шестиосные) Пассажирские цельномета лличе- 9,0
ские вагоны Все грузовые вагоны при порожнем режиме торможения и вагоны с 10,0
однорежимным тормозом Четырёхосные грузовые вагоны с односторонним торможением на 4,0
гружёном режиме торможения Двухосные грузовые вагоны на гружёном режиме торможения (кроме цистерн подъёмной силой 6,5
25 т) ................ 7,0
Тепловозы и электровозы Моторные вагоны электросекций и 10,0
прицепные к ним Двухосные цистерны подъёмкой 9,0
силой 25 т ............ Четырёхосные изотермические ва- гоны с односторонним торможением при включении на гружёный 6,0
режим 6,0
тива не учитываются, поэтому в тяговых расчётах тормозным коэффициентом будет
v К"
9" = - • (64)
Для уклонов свыше 20°/оо количество действующих тормозов устанавливается опытным путём и объявляется приказом начальника дороги.
Для пассажирских же поездов согласно ПТЭ вес и тормоза локомотива следует учитывать и поэтому тормозной коэффициент определится, как
»=&' + »'= + (65)
Р Р Р р Q
В таблицах ПТЭ значения этих тормозных коэффициентов для различных скоростей и крутизны спусков увеличены в 100 раз, т. е. приведена сила иажатия колодок в тоннах, приходящаяся на каждые 100 т веса поезда.
При определении допускаемых скоростей на спусках значение тормозного коэффициента следует принимать равным его полной расчётной величине. При расчётах служебного торможения на остановках на раздельных пунктах значение тормозного коэффициента принимается равным 65% расчётной величины. Для поездов с электровоздушным тормозом тормозной коэффициент при служебном торможении принимается равным 80% его полной расчётной величины.
При движении поезда по уклону без тока при действии тормозов равнодействующая удельных сил поезда будет равна
bm+ wo+ iK = 1 ооо?л+-Г> + М щ
• v 1 К т« I р । q —
± I. (66)
Ограничение тормозной силы
Тормозная сила колёсной пары не должна превышать силы сцепления колёс с рельсами, так как иначе произойдёт заклинивание колёсной пары (юз). Поэтому всегда нужно соблюдать условие ftv0 <Р' фд. , откуда сила нажатия
К < Р' ^-к- , (67)'
То
где Vo — коэффициент трения покоя между бандажом и колодкой;
фд -- коэффициент сцепления.
Отношение силы нажатия колодок к craft
тическои нагрузке Р колеса на рельс -р, — — 6 есть коэффициент нажатия.
При проектировании подвижного состава' обычно коэффициент иажатия принимают: для локомотивов о = 0,5; для грузовых вагонов о = 0,6 —0,7; для пассажирских вагонов 4 = 0,7 —0,9.
Для производства тяговых расчётов необходимо определить удельные тормозные характеристики о = f (Ь) и удельные замедляющие характеристики о = порядок
расчёта которых сведён в табл. 10.
Исходными данными для расчёта этих характеристик j является тормозной коэффициент &.
Таблица 10'
Расчёт удельных тормозных и замедляющих характеристик
Удельные характеристики и = f и v— = f ( bs ) следует представить в виде графиков.
Расчёт веса составов
Вес состава поезда зависит от характера профиля пути и обычно определение его производится в следующем порядке:
30
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1) из условий движения по труднейшим подъёмам с неравномерной скоростью и с использованием, кинетической энергии поезда;
2) из условий движения по расчётному затяжному подъёму с равномерной скоростью;
3) проверяют вес состава на трогание с места;
4) производят окончательное установление веса состава после проверки тягового двигателя по нагреванию.
При расчёте веса состава поезда необходимо учитывать опыт работы передовых машинистов и результат периодически проводимых опытных поездок по установлению весовых норм.
Зная силу тяги электровоза Fк по
условиям сцепления и расчётную скорость движения vp на руководящем подъёме, производят предварительное определение веса состава поезда, исходя из полного использования сил сцепления:
Fk (сц) =рк'К'х ООО кг.
Расчётная скорость vp на руководящем подъёме определяется пересечением тяговой характеристики F = / (и) и силы тяги по сцеплению FK Значения этих величин для электровозов приведены в табл. 11.
Таблица 11
Значения силы тяги и скорости на расчётном подъёме
Серия электровозов Передаточное число Режим работы двигателей Силы ТЯГИ В 1 кг Скорость в км /час
Cell и BJI22 4,45 П-ОП-1 34 400 31,5
ВЛ 19 .... 3,74 п-пп 32 200 33,0
ВЛ22‘ .... 3,74 п-пп 33 000 32,0
ВЛ22М . . . 4.45 П-ОП-1 34 400 36,5
Н8 3.90 П-ОП-1 46 300 43
ВЛ23 .... 3,90 П-ОП-1 26 400 42,6
Расчётным подъёмом на данном участке считается один из наиболее крутых подъёмов, на протяжении которого будет достигнута равномерная скорость поезда, т. е. такой подъём, который не может быть взят с разгона. Это зависит от прилегающих к расчётному подъёму элементов профиля пути и от расположения остановочных пунктов.
Анализируя заданный профиль, решают, какой из подъёмов можно предварительно принять за расчётный ip. Вес состава поезда в этом случае определяют по формуле
Q = — т. (68)
+ ip
Если же характер и расположение раздельных пунктов не дают оснований для выбора расчётного подъёма, тогда определение веса состава необходимо производить методом подбора, который заключается в следующем.
За расчётный подъём принимают подъём меньшей крутизны, чем максимальный на данном участке, и по формуле (68) определяют Q. Определяют вес состава на возможность прохождения подъёмов наибольшей
крутизны за счёт использования кинетической энергии поезда. При этом проверку веса можно производить графическим способом путём построения кривой v = f (S) или аналитическим по формуле
п 4,17 —
О __ V Л н/
где S — длина проверяемого участка профиля с подъёмом максимальной крутизны;
vH — скорость поезда в начале этого подъёма;
— скорость в конце этого подъёма;
fK — wK — средняя удельная ускоряющая сила в пределах скоростей от VH Д° VK
Скорости в конце проверяемого подъёма, найденные расчётом,, должны быть не ниже расчётных скоростей.
Интервалы между конечной и начальной скоростью следует брать примерно 10 км/час и затем суммировать полученные отрезки пути Sj, S8. Если общая длина их получится такой же, как длина проверяемого подъёма i или больше, то этот вес состава принимают за расчётный. Если общая длина будет меньше длины Z, то необходимо изменить вес состава и опять произвести проверку, пока не будет соблюдено предыдущее условие.
Рассчитанный таким образом вес состава поезда необходимо проверить на условие трогания поезда с места на заданных остановочных пунктах.
Проверку на трогание производят по формуле
Qm = ? к (тр* Р (w о ‘тР wmp ) wo + imp + wmp
где FK — сила тяги при трогании с места, определяемая из выражения
Рк (тр) ~ Рк (сц) Ф/с. тр ’ 1 000 кг, ПРИ Фк. тр = о>33-
Основные удельные сопротивления ш0 и w0 в этом случае принимают при скорости v=\Q км/час, а дополнительное сопротивление принимают для гружёных поездов щтр=4 кг/т с учётом неодновременного трогания состава.
imp — величина подъёма, на котором расположен остановочный пункт.
Если при проверке окажется, что Qmp> Q, то расчётным остаётся вес Q. Если же Q > Qmp, то расчётным будет Qmp.
Окончательное установление веса состава поезда необходимо произвести после проверки нагревания тяговых двигателей при работе по всему участку. Весовые нормы маршрутных поездов на тяговом участке окончательно устанавливаются в зависимости от весовых норм для всего направления дороги и ряда дорог. Исходя из этих условий определяется необходимость применения двойной тяги или подталкивания.
электрическая тяга поездов
31
СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ
Для сокращения времени на тяговые расчёты, а также для повышения точности их необходимо спрямлять профиль. Спрямление заключается в том, что небольшие по длине
и близкие по крутизне смежные элементы профиля заменяют одним элементом постоянной крутизны ic, который по длине равен сумме длин, вошедших в спрямлённый элемент.
Крутизна спрямлённого профиля определяется из условий равенства механи-
ческой работы, выполняемой локомотивом на спрямлённом и действительном профиле.
Кроме спрямления элементов в профиле пути, производят ещё дальнейшее упрощение, так называемое приведение профиля, при котором заменяют кривые добавочным фиктивным подъёмом I , распространяемым на всю длину спрямлённого участка. Таким образом, крутизна спрямлённо-приве-дённого фиктивного элемента ic представляет собой величину
гс =±гс + (с ’> (71)
при этом
или
'с- s~; '
где ic— фиктивный уклон спрямлённого участка;
Нн и Нк— начальная и конечная отметки спрямлённого участка;
h — действительный уклон каждого элемента, входящего в спрямляемый;
= XS; — длина спрямляемого участка.
Добавочный фиктивный уклон от нескольких кривых на спрямлённом участке определяется по формуле
_ 1 <122 е , 700 о , V
1с ~ Sc R, 1 "Г Rj 2 + • ’ J — 700 VT 5/
= _s;2j7?7’ (73)
или
Г
1С = 12,2-о-, (74)
где S,-— длина каждой кривой в пределах спрямляемого участка;
Ri—радиус кривой;
S — сумма центральных углов в пределах спрямляемого участка.
Для определения i"c можно пользоваться графиком, приведённым на фиг. 15. Для этого по оси ординат надо отложить величину X а, снести отсчёт на луч, соответствующий длине спрямляемого участка Sc, а по оси абсцисс прочитать соответствующий фиктивный подъём ic.
Возможность спрямления отдельных эле
ментов проверяется по условию
2 000 А/
(75)
где S — длина каждого элемента, входящего
в спрямляемый участок, в м\
Д/ — абсолютная разность между фиктивным уклоном спрямляемого участка и уклоном каждого проверяемого элемента действительного профиля пути.
Фиг. 15, График для определения фиктивного подъёма
Если один из проверяемых элементов действительного профиля не удовлетворяет условию (75), то необходимо заново перегруппировать элементы и вторично произвести проверку на возможность спрямления их.
Границы возможного спрямления элемента профиля представлены также в виде кривой на фиг. 16.
Элементы профиля остановочных пунктов спрямлять не следует.
Результаты расчётов по спрямлению профиля сводятся в табл. 12.
Графы 6 — 9 характеризуют спрямлённые участки, которые заносятся под порядковыми номерами в графу 10. Рассчитанный спрямлённый профиль наносят затем на миллиметровую бумагу в установленном масштабе.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
32
Таблица 12
расчёт спрямления профиля
№ элементов S в м ±1 в ’/с» Кривые sc = ss В м 1с в 'Joo l'c в •/,, ic =±i' + + ‘с № спрямлённых элементов Примечание
Ч в м $кр в м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1
i
Фиг. 16. График для определения допустимых границ спрямления
РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
Расчёт и построение кривых движения поезда v = f (/), v = f (S) и t = f (S) основаны иа решении уравнения движения поезда <7 у . ,
jy = 5 Iд аналитическим, или графо-аналитическим, или графическим, или же приближённым методом. Первый метод построения кривых движения поезда заключается в аналитическом решении уравнения движения. Непосредственное интегрирование уравнения затрудняется вследствие невозможности представить силу fd, действующую на поезд, как непрерывную функцию скорости; в связи с изменением профиля пути затрудняется также установление пределов интегрирования.
Графо-аналитический метод решения уравнения движения поезда основан на приближённой замене бесконечно малых приращений скорости конечными величинами.
В пределах этих приращений усилие, действующее на поезд, принимается постоянным, соответствующим среднему значению скорости в данном интервале.
Уравнение движения поезда при этом методе принимает вид:
Д v
ЬГ = ^д(ср)‘ (76)
Удельные усилия, действующие на поезд, определяются по кривым:
fa = f~w0 = ?(п);
-os Ьз=/(п),
а время хода и путь, пройденный поездом,— по формулам:
30 До
Д/ = ------- сек.; (77)
' д(ср)
4,17 ( V? — у?)
AS = -___________м,
fд (ср)
или
as = д< дд; л, (78)
где у2—yj=a у — интервал скорости в км!час-fd (ср) ~ сРрД!1ее удельное усилие, действующее в этом интервале скорости;
aS— путь, пройденный в м за время St.
Точность расчёта при графо-аналитическом методе зависит от величины выбираемых интервалов скорости ап: чем меньше интервал, тем точнее расчёты.
При большой протяжённости участка пути для расчёта кривых движения поезда требуется много времени. Поэтому этим методом пользуются сравнительно редко, обычно в тех случаях, когда расчёты надо произвести для небольшого участка пути длиной примерно 10 -г 20 км.
Результаты расчётов сводятся в табл. 13.
Графический метод основан на графическом интегрировании уравнения движения поезда Дп ~/^t='fd(cp) ПРИ замене бесконечно малых приращений скорости конечными.
Этот метод получил широкое распространение при производстве тяговых расчётов, как наиболее простой и требующий сравнительно мало времени для выполнения.
Обоснование и изложение этого метода можно найти в любом курсе по тяге поездов, поэтому здесь даются краткие сведения о технике применения этого метода и необходимые указания для построения кривых скорости и времени.
В зависимости от рода тяги (пассажирская или грузовая), протяжённости участка и желаемой точности результатов при гра-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА поездов
Таблица 13
Расчёт кривых движения поезда графо-аналитическим способом
1 Профиль о 1 с Скорость в км/час Удельные силы в кг/т Время в сек. Путь в м
g . 1 .... 1 в0/..' S вл < I i 1 v, v, iv vcp г’тах f 1 L ' 0 (ср) ®оз-ср ьз (ср) 1 Д/ ) Т ! AS | L 1
_ 1 ! ' ' । । । ! 1 i ' । 1
фическом методе построения кривых движения рекомендуется принимать масштабы, указанные в табл. 14.
Таблица 14
Рекомендуемые масштабы для графического построения кривых движения
Масштабы и
размерности
Скорость т,, (> мм
1 I км/час)
Тяга
п, /
Путь тс i------
у км
г> /
Время т/ -------
1 I мин
Время
мм
час
Д постоянная (мм)
Для общих расчётов
расчётов
40
10
600
30
Для тормозных и
Других специаль-
иомера масштабов
1 2 3 4 5 6
1 2 2 2 1
6 4 8 2 1
20 120 60 240 120
10 30 15 —
600 1 800 900 —
30 30 30 —
Следует иметь в виду, что масштабы связаны между собой соотношениями:
-
.---- мм[км\ (79)
Д т$
m‘ = W^ MM/MUf4 (80)
127
где • = > обычно в расчётах при-
нимается 120, а постоянный отрезок Д= — 20 Ч- 30 мм.
Графическое интегрирование уравнения движения производится на основании исходных данных удельных характеристик v = = ^ = /(^03) и Поэтому, рас-
считав эти характеристики, необходимо установить соотношение масштабов для дальнейшего графического построения кривых движения поезда.
Обычно задаются масштабами скорости mv и сил ту и определяют масштаб пути ms по формуле (79). Затем, зная масштаб пути ms и скорости тг, по формуле (80) определяют масштаб временит^. Выбор и определение величин масштабов зависят от рода электротяги. Для электровозной тяги рекомендуется применять 3 том 9
масштабы № 1, 2 и 4; для моторвагонной тяги пригородных дорог и метрополитена — масштаб № 3; для тормозных и других расчётов — № 5 и б.
После определения масштабов на миллиметровой бумаге строят кривые удельных сил и наносят спрямлённый профиль пути. В левом координатном квадранте строится кривая ускоряющих усилий = при
этом по оси ординат откладывают скорость, а по оси абсцисс—ускоряющее усилие. В правом квадранте по оси абсцисс откладывают длину перегона L и наносят профиль с указанием подъёмов, спусков и площадок.
Силу тяги электровозов припуске принимают постоянной за весь период разгона (от нулевой скорости до выхода на автоматические характеристики). Для всех типов электровозов её принимают равной наибольшей силе тяги, допускаемой по условиям сцепления.
Для моторвагонных электропоездов сила тяги при пуске ограничена не сцеплением, а коммутацией. Поэтому силу тяги при пуске необходимо принимать по средним пусковым токам полного поля, а далее по автоматической характеристике ослабленного поля параллельного соединения двигателей.
Точка пересечения характеристики удельно ускоряющих усилий с осью ординат определяет наибольшую установившуюся скорость.
Установившаяся скорость при движении по уклонам определяется перенесением оси ординат: в случае движения по подъёмам — в левую сторону, а по уклонам в правую. При этом для каждого однотысячного уклона ось ординат смещается на единицу масштаба сил, т. е. на 1 кг/т.
Для периода движения без тока построение кривой v =/(S) производится по характеристике замедляющих усилий с = / (we3).
При тормозном режиме, построение кривой скорости производится по характеристике замедляющих усилий v — f (b3).
Тормозных характеристик v — f ( bs ) обычно строят две: одну при 10С%-ном тормозном коэффициенте Я для всех поездов и вторую при 65%-ном S для грузовых поездов и 8С%-к°м ft для поездов на электровоздушном тормозе при расчётах служебного торможения на остановочных разделы ых пунктах.
В случае применения рекуперативного торможения при движении г.о перегону на вредных спусках необходимо пользоваться рекуперативными тормозными характеристиками Втр ~ f (t1)1
34
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Если тормозная сила электровоза от рекуперативного торможения окажется недостаточной при заданных условиях (вес поезда, скорость и спуск), то необходимо применять смешанное торможение, т. е. использовать подтормаживание состава автотормозами.
В целях максимального использования кинетической энергии поезда перед подъёмами необходимо доводить скорость до максимально допустимой при данной конструкции локомотива, тормозах или состоянии пути.
Остановка поезда обычно осуществляется автоматическими тормозами, поэтому построение кривой v = f(S) для этого периода производится при помощи характеристики v = — воздушного торможения.
Следует учитывать ограничение скорости иа стрелках и при проследовании мест с постоянно действующими предупреждениями о снижении скорости.
При безостановочном проследовании раздельных пунктов и обмене жезлов скорость необходимо снижать до установленной приказом по дороге.
Общий порядок построения кривых движения v—f (S') и t — f(S) рекомендуется следующий:
1) произвести спрямление и приведение заданного участка профиля пути;
2) рассчитать характеристики удельных усилий, действующих на поезд;
3) расчёт этих характеристик следует свести в табл. 15, 16 и 17.
Таблица 15
Расчёт удельно ускоряющих характеристик
Таблица 16
Расчёт удельно замедляющих характеристик o=f(wO3’) при езде иа выбеге
р ®О ™о+ wd о>оэ
1 2 3 4
Таблица 17
Расчёт удельно замедляющих характеристик п=/(Ьа ) при торможении иа площадке
Р О’ОЗ Чк 4-^03 0,65 bm + w03 *'ЛИ 0,85 bm+w03
1 2 3 4 5 6
4) определить масштабы скорости, сил, пути и времени и нанести на миллиметровку графики v = f (fy), v = f (аа03) и v = /( b3 ); при построении этих графиков учитывать ограничение скорости по конструкции локомотива и по тормозам в зависимости от крутизны спусков, т. е. и=/(/),а также проверить максимально возможную или допустимую скорость поезда на каждом элементе профиля пути;
5) по кривым движения, зная время хода, а также стоянки и длину пути, определить среднетехнические и участковые скорости:
L L
vmex — yf ! VKOM — \'f f >
где L— длина участка;
— время хода по участку;
tc—время стоянок.
Приближённый способ, получивший название способа равновесных скоростей, имеет большое применение для предварительных расчётов времени хода поезда по перегонам. Он основан на предположении, что скорость поезда прн переходе с одного элемента профиля на другой изменяется мгновенно и что поезд движется по каждому элементу с равномерной скоростью, которая может быть определена из графиков ускоряющих и замедляющих сил v = f (аоз) как точка пересечения указанных кривых с осью ординат, смещённой вправо или влево от начала координат на величину крутизны данного уклона.
При известной скорости v и длине Se каждого элемента спрямлённого профиля время прохождения по перегону в минутах определится, как
S'
Все расчёты времени хода сводятся в табл. 18.
Таблица 18
Расчёт времени хода поезда
При этом способе на каждую остановку поезда на раздельном пункте следует обычно добавлять 3 мин. (2 мин. на разгон и 1 мин. на замедление).
Для облегчения расчётов этим способом рекомендуется предварительно построить гра
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
35
фик — = f(i'), который позволяет для любого дробного значения уклона i быстро оп-60
ределить величину — и этим ускорить подсчёт. Этот способ расчёта не даёт точных результатов, так как здесь не учитываете51 кинетическая энергия поезда. Поэтому поль* юваться им разрешается только для предварительных расчётов.
Если вес состава рассчитывают с учётом кинетической энергии, то время хода по расчётному перегону необходимо определять точным способом.
При проследовании промежуточных раздельных пунктов без остановки скорость по прямому пути устанавливается приказом начальника дороги, а при приёме на боковой путь с остановкой согласно ПТЭ — равной 25 км!час. При построении кривой скорости на спусках следует принимать во внимание необходимость периодических торможений со снижением скорости ниже допустимой на этих спусках меньшую на .5%, чем допускается по тормозам или по состоянию пути. Если профиль пути имеет затяжные крутые спуски, то на спусках круче 20%0 при тормозах грузового типа необходимо предусматривать пятиминутные остановки на каждом раздельном пункте. При окончательном установлении по-перегонных времён хода для графика движения поездов расчётное перегонное время следует округлять до целых минут. При этом увеличение общего времени ходов по перегонам, включая округления, не должно превышать 5% общего расчётного времени хода ,ю тяговому участку.
ТОРМОЗНЫЕ РАСЧЁТЫ
Общие указания
Подвижной состав наших железных дорог оборудован советскими автотормозами системы Матросова и Казанцева. Согласно ПТЭ количество тормозов в каждом поезде должно соответствовать руководящему спуску участка, весу поезда н скорости, принятым на данном участке, и определяется для грузовых и пассажирских поездов по ПТЭ. Для грузовых поездов МПС устанавливает единое тормозное. нажатие на каждые 100 т веса состава.
Это обстоятельство требует установления определённой зависимости между скоростью движения поезда v, уклоном профиля участка пути Z, наличием тормозных средств (количеством тормозных осей) или тормозным коэффициентом ft и длиной расчётного тормозного пути Sm. Эта зависимость определяется тормозными расчётами, которые связывают четыре указанные величины, и решение тормозных задач сводится к определению одной из этих величин при остальных заданных.
Руководящий спуск ip и установленные графиком скорости поездов утверждаются ЧПС и объявляются приказом начальника дороги. При определении спуска нужно принимать во внимание сопротивления кривых.
Расчётный тормозной путь Sm для поездов, следующих на автоматическом торможении, обычно принимают равным 800 м или устанав
ливают отдельно на дорогах. Расчётным тормозным путём является наибольшее расстояние от начала торможения до полной остановки, которое на руководящем спуске проходит поезд, следующий до начала торможения с максимальной установленной скоростью.
Из четырёх неизвестных v, 8, ip и Sm величины i„ и Sm в тягово-эксплуатационных расчётах обычно бывают заданными. Поэтому наиболее часто встречающиеся тормозные расчёты делятся на две группы:
1) определение максимально допустимой скорости на известном уклоне ip при заданных тормозных средствах, т. е. заданном тормозном коэффициенте и тормозном пути Sm = 800 м;
2) определение необходимого количества тормозных средств, т. е. нахождение потребной величины тормозного коэффициента для движения поезда с заданной скоростью по известному уклону и Sm = 800 м.
Иногда в эксплуатационной практике могут возникнуть и такие задачи, как определение длины тормозного пути или величины уклона. Тогда заданными будут скорость и тормозные средства.
Тормозной путь
Полный тормозной путь—это путь, проходимый с момента начала торможения до остановки поезда и представляющий собой сумму действительного тормозного пути Sd и пути $пд’ проходимого за время подготовки тормозов к действию:
Sm — Sd + Snd-
Действительный тормозной путь Sg—это расстояние, проходимое поездом за время, прошедшее от прижатия тормозных колодок до полной остановки. Считают, что за время
Фиг. 17. Нарастание силы нажатия тормозных колодок
действия тормозной силы с начала торможения и до остановки (по истечении времени подготовки тормозов к действию) величина давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре, а следовательно, и сила нажатия тормозных колодок К, являются постоянными и наибольшими (фиг. 17).
При этом
zo = ?! + 0,5
3*
36
ОБЩИЕ СВЕДЕНИ Я
гДе to — время, затраченное на подготовку тормозов к действию, в сек.;
П— время от момента поворота ручки крана машиниста до начала возникновения тормозного усилия;
tH — время наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до полного давления.
Путь подготовки тормозов к действию Snd есть расстояние, проходимое поездом от момента поворота ручки крана машиниста до начала действия полной тормозной силы:
,,____Унт^о
3,6 ’
где t0 — время в сек.;
— скорость в км/час.
Полный тормозной путь определяется по формуле
где ic — спрямлённо-приведённый уклон в о/
/ 00'
Конечные разности скоростей в приведённой формуле берутся с интервалами не более 10 км/час, причём зависящие от скорости величины <ркр н w03 принимаются в пределах каждого интервала постоянными и соответствующими средней скорости интервала.
Время подготовки тормозов к действию определяется в зависимости от тормозной системы, а также от крутизны спуска по следующим^формулам:
при автоматических тормозах грузового типа
Юг
= 7 — 1 000 »р <fKp СеК'
и автоматических тормозах пассажирского типа
?в==4~ 1 000»р?л7 сек- (83)
При электровоздушиых тормозах /0=2 сек.; при ручных тормозах для грузовых вагонов t0 = 30 сек.; при ручных тормозах для пассажирских вагонов t0 = 60 сек.
В формулах (82) и (83) численную величину г принимают со знаком минус для спусков и со знаком плюс для подъёмов. Величину принимают по начальной скорости торможения.
Решение тормозных задач производится одним из методов, которыми строятся кривые движения поезда.
Для приближённых расчётов тормозные задачи решаются графо-аналитическим способом, а более точное решение получают графическим методом.
Определение допустимых скоростей
Тормозную задачу по определению максимально допустимых скоростей начала торможения vHm в зависимости от крутизны спуска при заданных величинах г, Sm, й и vH = 0 можно решить аналитическим или"' графическим способом.
Приближённое аналитическое определение инт основано на решении уравнения
_ 4,17 ( ig —vg)
З-6 K’oa+6m + z
(84)
Неизвестным в последнем уравнении будет г>Н( так как ик = 0, Sm = 800 м. Удельная тормозная сила Ьт определяется по заданным Я и принимается в этом случае постоянной, равной средней величине в интервале скоростей vH и vR = 0. Для этой же скорости определяется и w03. Определение времени подготовки тормозов к действию_ было указано выше.
Зависящая от скорости величина <fKp принимается в пределах каждого интервала скоростей постоянной и равной значениям, соответствующим средней скорости интервала. Для этих интервалов необходимо определить тормозной путь S, пока он не окажется равным 800 м.
В том случае, когда задана максимальная скорость начала торможения vH, можно согласно уравнению (81) определить тормозной путь как
S = Р”Г|1 4- У 4’17(ин~°«)
3,6 w03 +Ът -f- /
Для определения максимально допустимых скоростей в зависимости от спусков при графическом способе должна быть известна удельная тормозная характеристика v=f ( )
для 100 %-ного нажатня тормозных колодок.
При этом для грузового поезда учитывается тормозная сила только одного состава (вагонов) при спуске до i = 20°/оо. Для пассажирского поезда во всех случаях,, а для грузового при спусках больше 2О°/оо количество действующих тормозов устанавливается опытным путём приказом начальника дороги на основании указания МПС.
Для решения тормозной задачи графическим способом выбирают масштабы согласно табл. 14. На миллиметровку в масштабе наносят зависимость v=f ( Ь3 ) при 100% нажатия, а также длину тормозного пути S = 800 м (фиг. 18).
Решая графически систему уравнений и= —f(i) и 5= f (vHm) для каждого из спусков i, получают точки а1г б1 nelt пересечения прямых S„ = f (vHin) с кривыми v = f (S) и определяют максимальные скорости начала торможения поезда при известных тормозных средствах Ье на заданных спусках i прн тормозном пути 800 м.
Значения максимально допустимых скоростей (точки аг, <5j, вх) наносят на график в координатной системе vHm = f (г). Через эти точки проводят плавную кривую vHm = f(i) (фиг. 19), по которой можно определить максимально допустимую скорость для любого уклона заданного профиля, лежащего в интервале уклонов, принятых при построении.
Допускаемые скорости движения по спускам в зависимости от заданных тормозных средств й даны в ПТЭ.
Так, если задан тормозной коэффициент й = 20 т на 100 т веса состава грузового
электрическая тяга поездов
37
поезда, то наибольшая скорость движения определится для спусков:
i = о°/00;
1 = 4 » ;
i = 8 » ;
i' = 13 » ;
vH = 66 км/час-, vH — 61 » ; vH =55 » ;
vH = 49 »
Фиг. 19. Определение максимально допустимых скоростей в зависимости от крутизны спуска
Определение тормозного коэффициента
Тормозные задачи по определению необходимых тормозных средств в поезде (тормозного коэффициента 8, числа тормозных осей п и тормозных характеристик Ь3) обычно решаются при помощи графической интерполяции. Для ориентировочных расчётов величина тормозного коэффициента может быть определена аналитически из уравнения, где bm= 1 000ек>:. Величины и укр определяют при средней скорости
Заданными являются: расчётный тормозной путь Sm = 800 м, руководящий спуск ip и наибольшая скорость поезда vH на данном спуске.
Тормозной коэффициент а следовательно,соответствующее этому коэффициенту число тормозных осей в поезде должны обеспечить
остановку его на расстоянии расчётного тормозного пути (800 м) при условии, если машинист начнёт тормозить с наибольшей заданной скоростью fHMaKena заданном спуске
L макс"
При графическом решении этой задачи рекомендуется соблюдать следующий порядок:
1) задаются несколькими (не меиее трёх) значениями тормозных коэффициентов например: 0,15, 0,20; 0,25;
2) для каждого из принятых значений & рассчитывают свою характеристику удельных тормозных усилий v = f{b3y,
3) в выбранных масштабах, как и в предыдущей задаче, строятся кривые ч=/( Ь3 ) при движении по площадке и для каждого 4>. В левом квадранте откладывают длину тормозного пути Sm = 800 м и графическим методом МПС строят кривые и = f (S) для каждой тормозной характеристики;
4) на графике v = f (S) откладывают пути подготовки тормозов к действию Snfj для соответствующих 11;
5) графическим решением зависимостей v = f (S) и 5пд = /(ця) находят точки пересечения этих кривых, которые определят максимально допустимые скорости поезда по данному спуску.
В координатной системе 8=/ (о„) наносят найденные значения скоростей и соответствующие тормозные коэффициенты. Соединяя плавной кривой эти точки, получают зависимость
f ( ин.макс) 2
По оси абсцисс откладывают заданную максимальную скорость имакс для данного элемента профиля пути и по кривой находят искомое значение &р.
Зная величину расчётного тормозного коэффициента 11р, определяют необходимое число тормозных осей пт для грузового поезда из выражения
а __ Кор
'₽— Q
38
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
или
\Кор ®pQ ~ ПтКор, откуда
*PQ
Пт ~ Кор ’
где &р — расчётный тормозной коэффициент состава поезда;
Кор — расчётное иажатие колодок на ось.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Расход энергии на тягу поездов
Расход электроэнергии на тягу поездов определяют или опытным путём—по показаниям счётчиков, установленных на электровозах и моторных вагонов,или расчётным путём— графо-аналитическим или аналитическим методами.
При графо-аналитическом методе определяют расход энергии, отнесённый к токоприёмнику, по выражению
А — U J Iэ dt вт-сек.
о
Для этого необходимо иметь зависимости I3 = f(S} и t = f(S). Исключением S получают зависимость /э =f(t).
Исходными данными для построения кривых тока, I3=f(S), потребляемого тяговыми двигателями, являются зависимости v = = f ( /а ) и v = f (S); исключением v из этих зависимостей получают кривую /д
Предварительно для построения зависимости v = /(Iэ ) необходимо иметь электротяговые характеристики v—f (1Э), знать число параллельных групп двигателей в локомотиве и среднее значение пускового тока.
Порядок построения кривой v = / (1д ) следующий:
1) подсчитывают пусковой ток, который для грузовых электровозов определяется условиями сцепления:
рк (си) = Р(сц) 'тк ’ 1 000 кг>
а для моторных вагонов — условиями коммутации:
К. (макс) = 1.6-;- 1,8/ час.
или максимально допустимым ускорением при пуске, равным 0,5 м1сек?, на основании ко
торого из уравнения движения находят пусковое усилие тяги;
2) определяют силу тяги одного двигателя: , Fк (с^ .
Fd (сц) — п
3) по электротяговой характеристике Fд =f (Iд ) определяют максимальное зна-
Фиг. 20. Определение пускового тока по условиям сцепления
4) среднее значение пускового тока определяют по формуле, зная коэффициент неравномерности пуска Кн:
, макс
1П (ср)= \ + Кн •
Коэффициент неравномерности пуска принимают:
Для электровозов. . . , К.н = 0,07.-г 0,10 » моторных вагонов. Кн = 0,12 -? 0,20
На фиг. 21 приведено построение кривой ц = /(/9). Построение кривой /9 = / (S дане на фиг. 22).
При построении зависимости v — f (I э ) при переходе с одного соединения двигателей на другое принимают значения скорости, соответствующие среднепусковому току.
После выхода на характеристику второй ступени ослабления поля (0П-2) характеристика v = f ( /э ) строится пб точкам и е и и т. д. в зависимости от скорости движения и схемы соединения тяговых двигателей.
Характеристика /э = / (S), т. е. тока, потребляемого тяговыми двигателями электровоза
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
39
Фиг. 22. Пример построения кривой тока тяговых двигателей по участку пути
в функции пути, строится по исходным данным v = f (J э ) и о = / (S) путём исключения скорости v, как это показано на фиг. 22.
Кривую тока электровоза при рекуперативном торможении строят также по кривой скорости v ~ f (S) и характеристикам рекуперативного торможения v = f (1зр) для разных схем соединения двигателей и соответствующих позиций рукоятки контроллера.
Для построения кривых I3p = f(S) пользуются характеристиками тока рекуперации l3p = f(v) и кривыми v = f(S). Путём исключения скорости v из этих зави* симостей строят I = f (S). Максимально допустимые скорости движения поезда по спускам в этом случае принимают на основании данных раздела «Расчёт и построение кривых движения поезда».
Фиг. 2 3. Зависимость тока от скорости при тяговом режиме электровоза серии ВЛ 19
Фиг. 24. Зависимость тока от скорости при тяговом режиме электровозов серий Cell и ВЛ22
Кривые зависимости тока от скорости I = f (р) для электровозов серий ВЛ19, Сс, ВЛ22, ВЛ22М, а также для моторных вагонов Сд, См и Ср представлены/на фиг. 23 — 28.
Полный расход энергии на движение поезда по участку в квт-ч определяется по формуле
А = 60 - 1 000 <85)
вт-ч и удельный расход
иэ ~ 1э (ср)
ЛЛ = 60LG
(86)
Фиг. 25. Зависимость тока от скорости при тяговом режиме электровозов серии ВЛ22 при р-= 3,74
Фиг. 26^ Зависимость тока От скорости при’тяговом режиме электровозов серии ВЛ 22 м
40
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фиг. 27. Зависимость тока от скорости при напряжении на пантографе 1 500 в для моторного вагона серии СД
Средние значения тока (фиг. 29), потребляемого тяговыми двигателями электровоза а (ср) Для каждого промежутк а времени Д/, берут из графиков Iэ = f (S) и t — f (S).
Ре*им
3000515003
Фиг. 28. Зависимость тока от скорости при напряжении на пантографе 1 500 и 3 000 в для моторных вагонов серий См и СР
Для этого кривую 1Э = f (S) разбивают иа интервалы пути Д5 и соответствующие интервалы времени Д/. Чем меньше интервалы (особенно при резком изменении 1^, тем точнее результат.
Суммируя произведения средних значений токов 1Э(ср) на соответствующие ДЧ получа-
ЮТ 7э (ср) Д/-
t
Определение 1Э ^сру At сводят в табл. 19.
Таблица 19
Таблица для определения расхода энергии
Аналитическим способом определяют расход энергии в том случае, если нет кривых движения поезда, нли когда необходимо знать расход энергии по отдельным составляющим общего расхода, например расход на пре
одоление основного сопротивления движению поезда, потери в тормозах, реостатах, тяговых двигателях и др.
Расход энергии на тягу поездов и на собственные нужды определяют согласно действующей инструкции по техническому нормированию расхода энергии на электротягу.
Количество рекуперируемой энергии определяется теми же методами, что и количество энергии, потребляемой при тяговом режиме.
Фиг. 29. Пример определения среднего тока электровоза и двигателя
Энергия, возвращённая в сеть при рекуперации и отнесённая к пантографу электровоза, определяется уравнением в квт-ч:
1р _^аР^ГРр 60-1 000
(87)
Тогда удельный расход энергии с учётом рекуперации определится по формуле
/ t \ 1*Р \
2/, (С0)Д/ ]-иэв
э'о 3{СР) I эр у 0 эр р ) вт-час * 88
60 LG ткм
(88)
где U3 — номинальное напряжение при тяговом режиме в в;
Uар—номинальное напряжение при рекуперативном режиме в в.
Значения 1ар и Д(р определяют из графиков I3p — f (S) и Д?р = f (S). При исключении из этих выражений S получают зависимость /эр = НО-
ПРОВЕРКА НАГРЕВАНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Для проверки использования мощности тягового двигателя необходимо знать температуру его обмоток при работе на линии
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
41
и сравнить эту температуру с максимально допустимой. В соответствии с ГОСТ 2582 — 50 наибольшая допустимая температура обмоток тягового двигателя принимается равной 0dOn = 145°С для изоляции класса В. В большинстве случаев наиболее опасной в тепловом отношении является обмотка яксря и, реже, обмотки полюсов.
При проверке на нагревание тяговых двигателей типа ДПЭ-400 необходимо определять температуру как обмотки якоря, так и обмотки главных полюсов, потому что при некоторых определённых режимах работы тяговых двигателей (длительная работа на полном поле) может оказаться, что обмотки главных полюсов этих двигателей будут перегреваться больше, чем обмотка якоря. В результате теплового расчёта устанавливается температура перегрева обмоток (а не абсолютная температура), т. е. разность температуры двигателя и окружающей среды.
Допустимый перегрев ^доп определяется соотношением
Tdon ®доп ®окр ’ (®9)
где Qgon — допустимая температура нагрева;
0о<р— температура окружающей среды в °C.
Расчётную летнюю температуру наружного воздуха следует принимать по данным метеорологических станций как среднюю величину с мая до октября за предыдущие 5 лет.
Для зимнего периода с ноября до апреля расчётную температуру окружающей среды всех районов СССР следует принимать по данным метеорологических станций за последние три года как среднюю дневную температуру.
Расчёт нагревания тяговых двигателей ведётся на основе уравнения нагревания однородного твёрдого тела:
ЬР di = Cd-z+~.В di, (90)
где ДР — потери мощности в двигателе за бесконечно малое время в вт;
т — перегрев в °C;
~ вт-мин
С — теплоемкость в--------;
В — коэффициент теплоотдачи
вт ~С
Решение этого уравнения даёт расчётную формулу для определения температуры перегрева обмоток тяговых двигателей.
(91)
где т — установившийся перегрев в °C, рав-„ ДР
НЫИ---
В,
Т—постоянная времени нагревания в С
мин., равная — ;
т0 — начальный перегрев в °C;
е—основание натуральных логарифмов.
Тепловые параметры и Г, входящие в это расчётное уравнение, устанавливаются обычно на основании испытаний двигателей на стенде.
Кривые зависимости тепловых параметров 'д, и Г от нагрузки при полном поле возбуждения для обмотки якоря тяговых двигателей ДПЭ-340, ДПЭ-400 и ДПИ-150, а также для обмотки главных полюсов тягового двигателя ДПЭ-400 А приведены в разделе «Тяговые двигатели».
При режимах ослабленного поля возбуждения тяговых двигателей можно пользоваться этими же кривыми тепловых параметров полного поля, так как изменение потерь в стали и дополнительных потерь при ослабленном поле практического влияния на нагревание обмоток не оказывает.
Определение температуры перегрева по формуле (91) усложняется необходимостью t вычисления показательной функции е г . Для ускорения расчёта нагревания можно применять приближённую формулу
т = . 1£+т0 fl— (92)
оо Т ‘ \ Т / ' '
при пользовании которой необходимо соблю
дать следующее условие:
_ - < 0,1, т. е. брать
небольшие интервалы времени ДС в границах
которых тепловые параметры двигателя можно
считать неизменными.
В тех случаях, когда отношение
М > ОД, Т
следует разделить этот интервал времени на несколько отрезков, для которых будет удовлетворяться указанное выше условие, а следовательно, и возможность пользования формулой (92).
Для решения уравнения (91) или (92) необходимо знать начальную температуру тп.
При отправлении электровозов со станций после стоянок свыше 2 час. начальную температуру перегрева следует принимать на 15° выше установленной расчётной температуры наружного воздуха в зависимости от данной местности и времени года. При стоянках электровоза менее 2 час. температуру перегрева обмоток необходимо определять по предыдущему рейсу, как температуру в момент прибытия поезда, определяя её снижение за время стоянки по кривым охлаждения, представленным в виде сетки температурных кривых т = / (/; /).
При расчёте нагревания тяговых двигателей моторного вагона температуру начального перегрева обмоток двигателя обычно принимают равной + 30°С.
Расчёт перегрева обмоток тяговых двигателей указанным аналитическим способом сводят в табл. 20.
Расчёт перегрева обмоток двигателя электровоза, как правило, необходимо производить для всего тягового участка при работе с наиболее тяжёлым составом и в наиболее трудном направлении. При вариантах с разными весами состава, а также с разными режимами ведения электровоза расчёт разре-
42
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Таблица 20
Расчёт перегрева обмоток тягового двигателя
№ ПО пор. ?ср.дв в а М в мин. 'оо в °C т в мин. At Т !_Д£ т At ~ОО у в °C в °C в °C Примечание
шается производить только для наиболее трудной части участка, и перегрев двигателя в начале этого участка можно определять, пользуясь приближённым способом по среднеквадратичному току (см. ниже). Расчёт нагревания обмоток тягового двигателя моторного вагона необходимо производить по наиболее трудному маршруту, с наименьшими стоянками на конечных пунктах и с постоянной максимально возможной нагрузкой пассажирами.
Расчёт температуры перегрева обмоток тягового двигателя можно производить и графическим способом по кривым нагревания и охлаждения, полученным опытным путём при испытании двигателя на стенде. Эти кривые нагревания и охлаждения z = f(I-t), называемые иногда сеткой температурных кривых тяговых двигателей, для эксплуатируемого электроподвижного состава приведены в разделе «Тяговые двигатели».
Графический метод определения температуры перегрева обмоток двигателя наиболее простой. Сущность его заключается в использовании сетки температурных кривых.
По этой сетке, соответствующей кривой - = f (I Se ср) и времени Д£ действия среднего значения тока, непосредственно определяется изменение температуры от первоначальной т0 до конечной температуры т, соответствующей концу принятого интервала времени At.
Прн этом начальный перегрев для любого участка равен конечному перегреву на предыдущем участке. Если же начальный перегрев окажется выше установившегося при данном среднем значении тока двигателя, то двигатель будет охлаждаться. При этом температура обмотки будет уменьшаться по кривой охлаждения, соответствующей данному среднему значению тока двигателя. Если на сетке температурных кривых нет кривой, соответствующей данному значению тока двигателя, то перегрев при этом значении тока определяется интерполяцией при использовании ближайших кривых.
Для большей точности определения температуры обмоток двигателя по кривым нагревания и охлаждения последние рекомендуется строить в увеличенном масштабе. Графический расчёт иллюстрируется примером, представ
ленным табл. 21 и фиг. 30. По кривым /д = f (S) и t = f (S) определены средние значения тока двигателя 1^-ср для каждого интервала времени At.
Процесс нагревания и охлаждения двигателей, а также перехода с одной температурной кривой на другую применительно к данным табл. 21 отмечен на фиг. 30 жирными линиями.
Как видно из графика, наибольший перегрев определился в конце шестого интервала и достиг т = 86,5°С. Восьмой интервал соответствует движению без тока и стоянке электровоза, когда температура снижается (по кривой при I „ — 0) до т = 63°С.
Для приближённых расчётов, а также для тяговых двигателей, не имеющих тепловых характеристик, разрешается производить проверку пригодности двигателя по нагреванию методом среднеквадратичного тока.
Этот метод наиболее прост и удобен. Он заключается в том, что действительный меняющийся по величине ток двигателя заменяется среднеквадратичным. При этом профиль пути делят на несколько характерных участков в отношении нагревания двигателя и, пользуясь методом установившихся скоростей, определяют ток двигателя и время хода поезда по этим характерным элементам. Затем, определив среднеквадратичный ток для каждого участка и соответствующее время хода на общих основаниях, определяют температуру обмоток двигателя.
Для участков с затяжными руководящими подъёмами максимальная температура определяется условиями движения по руководящему подъёму, т. е. током двигателя и временем хода по этому участку.
Решая вопрос о нагревании двигателя на таком участке профиля пути, необходимо учитывать начальную температуру, которую двигатель будет иметь при подходе к руководящему подъёму.
Производя анализ профиля пути, лежащего до затяжного руководящего подъёма, можно приближённо установить начальную температуру обмоток двигателя.
Если после проверки нагревания тягового двигателя приближённым и одним из точных методов расчётный перегрев окажется выше
Таблица 21
Расчёт нагревания обмоток двигателя графическим методом
!дв. ср в а 350 240 175 275 330 285 150 0
Д/ в мин 2,3 1,2 6,1 4,4 8,6 1,3 8,5 6,0
т в °C 15 20 30 45 83 86,5 80 63
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
43
попускаемого по нормам, то необходимо произвести тяговые расчёты вновь в следующих вариантах:
1) применением другого электровоза с более мощными тяговыми двигателями нли с другим передаточным числом;
2) с применением двойной тяги или подталкивания;
В зависимости от выполненного изменения схемы тяговые электродвигатели могут быть переведены или в режим реостатного торможения или в режим рекуперативного торможения.
Если в результате изменения схемы тяговые двигатели оказываются отключёнными от сети и замкнутыми на нагрузочное сопротивление у
Фиг. 30. Пример графического метода расчёта
тягового двигателя
температуры обмотки
3) в случае, когда это допустимо с точки зрения единой весовой нормы и провозной способности участка, — с уменьшенным весом состава нли изменённым режимом ведения поезда.
ОСОБЕННОСТИ ТЯГОВЫХ РАСЧЁТОВ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТОРМОЖЕНИИ И КРАТНОЙ ТЯГЕ
Тормозная сила при электрическом торможении
Как известно, электрические машины могут работать или в двигательном режиме, вырабатывая механическую энергию, если к ним подводится электрическая энергия, или в генераторном режиме, вырабатывая электрическую энергию, если к ним подводится энергия механическая.
Тяговые электродвигатели также могут быть переведены из двигательного режима в генераторный. Однако, будучи машинами с последовательным возбуждением, они для перевода в другой режим требуют изменения схемы.
то получается схема реостатного торможения. При этом во избежание перемагничивания машины одновременно требуется переключение обмоток возбуждения.
Если тяговые двигатели от сети не отсоединяются, а переход на генераторный режим получается за счёт питания обмоток возбуждения током, независимым от тока якоря, то получается схема рекуперативного торможения.
Реостатное торможение
Реостатное торможение на электровозах осуществляется по двойной циклической схеме, а в качестве нагрузочного сопротивления используются пусковые реостаты (фиг. 31).
Достоинством реостатного торможения является возможность применения его до минимальных скоростей (практически до нуля) и независимость от напряжения контактней сети.
Недостатком реостатного торможения является ограниченная продолжительность его использования, определяемая теплоёмкостью реостатов, а также потеря электрической энергии на нагрев реостатов. Благодаря при
44
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
менению циклического соединения двигателей схема реостатного торможения электрически устойчива.
Рабочие характеристики электровоза В = = f (у) представляют собой почти прямые
Фиг. 31. Циклическая схема реостатного торможения
линии, расходящиеся прИмерНо из начала координат.
Каждая характеристика соответствует определённой позиции контроллера, которая в свою очередь определяет величину пагрузоч-
Фиг. 32. Характеристики реостатного торможения электровозов серии ВЛ 19 (до № 12 3)
ного сопротивления тяговых двигателей, работающих генераторами.
Форма характеристик показывает также, что работа электровоза при реостатном торможении механически устойчива, так как каждому случайному повышению скорости поезда будет соответствовать увеличение тормозной
силы, благодаря чему повышение скорости поезда прекратится.
Характеристики, приведённые на фиг. 32, соответствуют первым выпускам электровозов ВЛ19 до № 123. На характеристиках нанесены соответствующие ограничения реостатного торможения: а— по напряжению на коллекторе 1 500 в; b — по напряжению на коллекторе 1 800 в. Кроме того, здесь же нанесены ограничения по нагреву реостатов: с—по 10-минутному режиму и d—по 5-минутному режиму.
Фиг. 33. Характеристики реостатного торможения электровозов серии ВЛ 19 (с № 123)
Даже при 5-минутном режиме сцепной вес электровоза может быть полностью использован только с 8-й позиции при скорости примерно 22 км/час. Прн больших скоростях тормозное усилие оказывается настолько малым, что применение реостатного торможения при спуске состава под уклон ограничено как по величине тормозного усилия, так и по длительности торможения.
В последующих выпусках электровозов эффективность реостатного торможения была улучшена за счёт повышения рабочих скоростей (путем применения ослабления поля) и увеличения длительности использования его (путём соответствующего изменения реостатов).
Изменённые характеристики приведены на фиг. 33, обозначения на которой соответствуют обозначениям фиг. 32.
Построение характеристик реостатного торможения
Характеристики реостатного торможения подразделяются на токовые /я = f (у) и тормозные B = f(y).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
45
Таблица 22
Для позиции .... R — . . . .
/? = /(« +Rrl1 : v~-~eHT
Исходными данными для первой характеристики являются нагрузочная характеристика тягового двигателя = f (/в) при 1Я = I, и V
величины сопротивления тормозных реостатов каждой тормозной позиции. Для второй характеристики, кроме того, необходимо иметь характеристику ij—fU,,).
Порядок построения характеристик v = f (/) следующий.
По нагрузочной характеристике (фиг. 34) для нескольких токов (/п 12, /3 и т. д.) опре-
£ Е
деляют соответствующие значения . _ , — .
t'l t'2
и т. д. Для заданного сопротивления ‘-'з
Фиг. 34. Нагрузочная характеристика^ ктягового двигателя/'
реостатной позиции R и внутреннего сопротивления тягового двигателя подсчитывают необходимое падение напряжения 1г (7? + чэторое должно быть равно электродвижущей силе, развиваемой тяговым двигателем (генератором).
Отношение каждого из найденных падений £ напряжения к соответствующему значению — даст скорость движения электровоза
v _ 71(^ + Rd)., _It(R + R())
1 JL ’ 2 ±
t'2
и T. д.
Для каждой позиции контроллера расчёт сводится к табл. 22.
Если при реостатном торможении применяется ослабленное поле, то величину
берут с учётом сопротивления, шунтирующего' обмотку возбуждения. Нагрузочные характеристики, если они отсутствуют для данного, двигателя, могут быть найдены из скоростной характеристики соответствующей ступени поля по формуле
Е _ ид+1яКд
V г ' "•
где Ra— сопротивление всех обмоток двигателя с учётом ослабления поля.
Переход к тормозным характеристикам, производится по обычной формуле
/2D
В = 0,367 ЕЕ кг,
где т —к.п.д. тягового двигателя, который с достаточной для расчётов точностью, может быть взят из электротяговых характеристик двигателя.
Ограничение по самовозбуждению
Для каждой тормозной позиции существует критическая скорость начала самовозбуждения, ниже которой двигатели не возбуждаются и торможение не осуществляется.
Зависимость скорости начала самовозбуждения от позиции рукоятки контроллера для электровоза серии ВЛ19 для нескольких первых позиций приведена в табл. 23.
Скорость начала самовозбуждения на каждой данной позиции может быть легко определена расчётным путём, если известна величина сопротивления реостатов, включённых на данной позиции, и нагрузочная (внешняя) характеристика тягового электродвигателя.
Действительно, допустим, что нам известна внешняя характеристика 1 генератора с последовательным возбуждением (фиг. 35), построенная для определённой скорости v.
На этом же чертеже наносим прямые 2, 3, 4 падения напряжения в нагрузочном реостате при данном значении тока
и = /я7?н
для разных значений сопротивления реостата. В пределах угла а эти прямые пройдут, не задевая внешнюю характеристику, т. е. система может устойчиво работать при данной скорости только при токе, близком к нулю.
Таблица 23
I Позиция тормозной рукоятки .................
I Скорость начала самовозбуждения ............
3 4 5
30 25 20
46
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При сопротивлениях реостатов меньших, чем то, для которого построена прямая 3 (например прямая 4), внешняя характеристика и прямая падения напряжения в нагрузочном сопротивлении будут иметь общую точку а, определяющую режим устойчивой работы.
Сопротивление, соответствующее прямой 3, является тем наибольшим сопротивлением, при котором возможно самовозбуждение при данной скорости.
Построив сетку кривых 1 для разных скоростей и сетку прямых 2, 3, 4 для расчётных сопротивлений реостатов на всех позициях, определяем данные для составления таблицы, аналогичной табл. 23.
Допустимая продолжительность работы реостатного торможения по позициям рассчи-
Фиг. 36. Допустимая длительность прохождения тока (среднеквадратичного) по данной секции сопротивления
Фиг. 35. Графический метод определения ограничения скорости самовозбуждения
По полученной тормозной характеристике рассчитывают удельные тормозные усилия поезда и далее поступают, как при обычных тормозных расчётах.
При торможении с постоянной скоростью (на уклоне) определяют прежде всего общую ускоряющую силу поезда Fу. Скорость движения поезда при этом берут в соответствии с ПТЭ и приказами МПС для следования на автоматических тормозах.
Для получения равновесной скорости движения на уклоне при выбранной скорости необходимо, чтобы соблюдалось равенство
Fу = р , где Вт> р — тормозная сила, развиваемая элек-
переходе на каждую последующую позицию «они уже нагреты током предыдущей позиции. Кроме того, реостаты могли быть нагреты предшествовавшим пуском или торможением и не успели остыть. Условия охлаждения реостатов в разное время года и суток различны. Различны они и на разных электровозах. Поэтому следует учитывать опасность пережога реостатов при более или менее длительном пользовании реостатным торможением.
Тяговые расчеты при реостатном торможени и
Недостатки реостатного торможения значительно ограничивают его использование в эксплуатационных условиях, сводя его роль к обычному вспомогательному тормозу.
Поэтому при проведении тяговых расчётов реостатное торможение, если даже оно имеется на принятой для данного участка серии электровозов, не принимают во внимание и оставляют в качестве резервного. В специальных случаях, когда такие расчёты произвести необходимо, поступают следующим образом.
При торможении до остановки строят среднюю тормозную характеристику (пунктирная кривая на фиг. 32 и 33) по точкам, лежащим на середине участков тормозных позиций между отрезками горизонтальных прямых, проведённых в точки пересечения характеристик тормозных позиций с ограничительными линиями.
По фиг. 32 или 33 в пределах ограничивающих кривых находим величину Вт р.
Если необходимая величина Вт р находится в пределах ограничивающих кривых, но не совпадает ни с одной из тормозных позиций при указанной скорости, расчётную скорость следует снизить до тех пор, пока искомая величина Вт р не совпадёт с одной из тормозных позиций.
Если величина Вт р выходит за.пределы ограничивающих кривых, необходимо, наряду с реостатным торможением, применять автоматические тормоза состава.
Допустимая длительность езды при реостатном торможении определяется ориентировочно на основании фиг. 32 и 33.
Более точное определение допустимой длительности работы при реостатном торможении производится на основании подсчёта среднеквадратичного тока, проходящего через данную секцию реостатов за всё время торможения, по формуле
где / — ток, протекающий через данную секцию в течение времени Т, в а.
Какие именно секции обтекаются током на данной позиции реостатного торможения, величина сопротивлений этих секций, и номера
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
47
элементов, из которых эти секции изготовлены, определяются иа основании схем электровоза.
Допустимая длительность прохождения полученного среднеквадратичного тока через данную секцию определяется на основании кривых фиг. 36 в зависимости от номера элемента данной секции.
Пересчёт характеристик реостатного торможения
Поскольку реостатное торможение происходит независимо от напряжения контактной -ети, нет необходимости пересчёта характеристик по напряжению.
Возможен пересчёт характеристик при изменении диаметра бандажа D, передаточного числа р и отклонения характеристик ± р.
отключённых от сети, станет выше напряжения в контактном проводе Uc, т. е. Е > Uc. Тогда направление тока двигателей изменится, вследствие чего электрическая энергия будет возвращаться в сеть.
На электровозах переход на рекуперативное торможение осуществляется обычно переводом двигателей на независимое возбуждение от специального возбудителя, позволяющее получить необходимое превышение их электродвижущей силы над напряжением в контактной сети (фиг. 37).
Для увеличения электрической устойчивости и уменьшения толчков тока при изменении Uc и скорости движения, а также для выравнивания нагрузок параллельных цепей в схему вводятся стабилизирующие сопротивления гс.
Последовательны соединение
Параллельное соединение
Последовательно-параллельное соединение
возбудитель
Возбудитель
.(б Стабилизируй t щие ‘‘Сопротивления
т Стабилизирующие сопротивления
Фиг. 37. Принципиальные схемы рекуператявных режимов электровоза серии ВЛ22М
При пересчёте характеристик v — f (Iя) пересчитываются только значения скорости при неизменных значениях тока.
Для пересчёта характеристик на новые параметры значения скорости для каждой точки тормозных характеристик должны умножаться на выражение
о, D.-,
При пересчёте характеристик v = f (В) наряду с пересчётом величин скорости, значения силы тяги для той же точки должны быть разделены на это же выражение, вследствие чего мощность в каждой точке останется неизменной.
Рекуперативное торможение
Осуществляется на электровозах со специальной схемой в том случае, если противоэлек-тродвижущая сила Ег тяговых двигателей, не
При существующих параметрах электровозов характеристики реку перативного торможения имеют вид, изображённый на фиг. 38—40.
Эти характеристики, так же как характеристики реостатного торможения, показывают, что рекуперативное торможение обладает механической устойчивостью. При этом характеристики больших номеров позиций обладают большей механической устойчивостью, так как одно и то же изменение скорости даёт большее изменение тормозного усилия.
Ограничения тормозных характеристик
Ограничение по сцеплению определяется из тех же соображений, что и при тяговом режиме; однако, учитывая возможность большего расхождения характеристик при рекуперативном режиме, чем прн тяговом, расчётный коэффициент сцепления принимают здесь ниже, а именно;
= 0,8фк.
48
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фиг. 38. Тормозная характеристика электровоза серии ВЛ22М в режиме рекуперации при р. = 4,45 и Uc = 3 300 в
Кроме того, существует ограничение по отношению тока якоря к току возбуждения | ~А = 2 1. Иначе это ограничение называет-ся ограничением по коммутации и соответствует принятому при тяговом режиме ослаблению поля 50%.
Однако практика показала, что наши тяговые двигатели могут работать в тяговом режиме с большими ослаблениями поля, сохраняя удовлетворительную коммутацию. При генераторном же режиме отноше-
ние может быть значительно повышено Л
без заметного ухудшения коммутации.
Можно считать, что для тормозного режима отношение 2л. может быть поднято до значе-I в
ний 3—4. В частности, при испытаниях рекуперации, проводившихся ЦНИИ в 1948 г.» были получены отношения примерно
I в
3,0—3,8 без заметного ухудшения коммутации.
Фиг. 39. Токогая характеристика электровоза серин В.г122м в режиме рекуперации при р “ 4.45 и (Л = 3 300
электрическая тяга поездов
49
Ч рг. 40. Тормозная характеристика электровоза серии ВЛ22М в режиме рекуперации при |х = 4,45 и Uв = 3 300 в
При рекуперации на последовательном соединении якорей это отношение может Сыть допущено ещё выше, примерно 4—4,5.
Расчёт рекуперативных характеристик
Различают два вида рекуперативных характеристик: Вэ =f (v) и /а = f (и). Первые из них (см. фиг. 38—40) необходимы при тяговых расчётах для определения тормозной силы электровоза. Вторые (фиг. 41—43) дают возможность определить при производстве тяговых расчётов количество возвращаемой в сеть энергии.
Оба вида характеристик могут быть построены или для постоянных токов возбуждения (/„ = const) или для неизменных позиций контроллера машиниста. Наибольшее распространение получили именно эти последние.
Наиболее просты в построении характеристики Iэ = f (v) при 1в = const.
Электрическое равновесие между контактной сетью и электровозом выражается следующим уравнением:
Uс -ф /я ^гя + (/я + i)/„) гс , (93)
где гс — стабилизирующее сопротивление, подключённое к одной цепи якорей.
4 Том 9
50
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фиг. 42. Тормозная характеристика электровоза серии ВЛ22М в режиме рекуперации при ц = 3,71 и Uc = 3 300 в
Задаваясь схемой соединения двигателей, напряжением сети н величиной тока возбуждения, можно для любого тока якоря найти необходимую величину э. д. с. каждого двигателя.
Е
По нагрузочным характеристикам — = = f (/в) при Iе = const найдём необходимую скорость движения электровоза v.
Для построения характеристик B9 = f(v) при /, = const используем условие сохранения
мощности при преобразовании её от колёс электровоза до контактной сети:
В. и
» ==/9ve + 6(Po + P(3on+P3) = и, О U I
= /^+6^', (94)
где —мощность суммарных потерь холо» стого хода (железных и механических) и дополнительных в двигателе и в зубчатой передаче в кет.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА ПОЕЗДОВ
51-
Величина потерь обычно определяется опытным путём. Искомое значение тормозного усилия находят нз формулы
/ V£-l-6vP.
В =0,367 ——а-кг. (95)
э v
Труднее построить рекуперативные характеристики при ^неизменной позиции рукоятки контроллера.
Трудность заключается в том, что ток возбуждения тяговых двигателей Iв при неизменном положении рукоятки контроллера не постоянен, а находится в обратной зависимости от тока якорей 1 я. Изменение тока возбуждения Iв приводит к изменению напряжения возбудителя, имеющего смешанное возбуждение, что в свою очередь влияет на ток I
Поэтому, чтобы построить интересующие нас характеристики, необходимо знать нагрузочные характеристики возбудителя.
Фиг. 4-!. 11ги р\точные хараы ерис'1 ики воз5у,Чи ic.'iii ДК-401 В
Такие характеристики для возбудителя ЦК-401В, установленного на электровозах ВЛ22 и ВЛ22М, представлены на фиг. 44 в виде зависимости Uа = f (iш) при А>н = const, т. е. при постоянном нагрузочном сопротивлении.
Цепь тока возбуждения, например при параллельном соединении двигателей, связана с напряжением возбудителя следующим равенством
t/, = 3Ze RH = 2r0 + 7, (/я + Ze) гс,
откуда
2 ,1 /,
Rh == ’д' гв + з rc I 1 + ц
Аналогично для других соединений по лучим:
для последовательно-параллельного соединения
для последовательного соединения
3 / /я \
Rh — 2 + гс + 2/J '
Для обычных условий можно принимать: гд = 0,086 ом; гс = 0,092 ом для СП и П; гс — 0,061 ом для С.
Для обычных характеристик отношение Ф- изменяется в пределах от нуля до 2. Придавая ему последовательно значения 0; 0,5; 1; 1,5; 2, получим на каждом соединении двигателей пять нагрузочных сопротивлений для возбудителя. Найдя по нагрузочным характеристикам напряжение возбудителя при данном сопротивлении RH и токе возбуждения 1Ш, соответствующем заданной позиции, легко рассчитаем величины 1е и 1Я, которые подставим в формулу (93). Дальше поступаем, как указано выше.
Если в имеющихся характеристиках Us = при Rh. = const нет кривых, соответствующих найденным нагрузочным сопротивлениям RH, необходимые кривые надо построить методом интерполяции.
Пересчёт рекуперативных характеристик с одного напряжения в контактной сети на другое может быть проведён двумя способами.
Характеристики, полученные при Zg=const, легко пересчитываются на другое напряжение путём одновременного изменения скорости v и тока якоря Iя для каждой точки пропорционально заданному изменению напряжения, Возможность этого видна из формулы (93)' если её представить в несколько изменённом виде;
I Е \
V S y j = Нс + hl -|- Iя rc -f- V/e rC' (gg)
Если Uс изменится в т раз, то, чтобы равенство не нарушилось, необходимо н остальные его члены изменить во столько же раз. Это достигается пропорциональным изменением скорости v и тока /я. Некоторая неточность пересчёта заключается в том, что последний член правой части формулы (96) постоянен. Однако ошибка здесь не превышает десятых долей процента.
Если рекуперативные характеристики получены при неизменной позиции рукоятки контроллера, т. е. прн = const, то ток возбуждения 1в при изменении напряжения в контактной сети не остаётся неизменным. Это происходит потому, что двигатель возбудителя питается от контактной сети, благодаря чему с изменением её напряжения изменится и скорость вращения возбудителя, а отсюда и его характеристики.
Анализ расчётов и характеристик, полученных при испытаниях, показывает, что отно
4*
52'
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
сительное изменение напряжения возбудителя, а следовательно, и ток возбуждения, составляет примерно 70% от относительного изменения напряжения сети, т. е.
-U. 1в -I, Uc - ис в» Оо о 1 в0 ~ _ Cl со
I. ’ и с
Чтобы сохранить /?н= const, необходимо оставлять неизменным отношение , т. е.
I в
ток якоря должен также изменяться на 70% от изменения напряжения сети.
Одновременно в таком же соотношении должна быть изменена и скорость пересчитываемой точки характеристики.
Таким образом, чтобы перенести какую-либо точку рекуперативной характеристики 1Я = f (о), снятой при определённом напряжении UCf для какой-либо позиции рукоятки контроллера, на характеристику той же позиции, но при другом напряжении сети Uc , надо обе координаты точки 1 я и v умножить на один и тот же коэффициент К, который находится по формуле
/£%, \
К = 1 -f. 0,7 ЦН - 1 .
\ с в J
Для пересчёта характеристик В3 = f (у) при — const используем формулу (94). Обе части равенства при изменении напряжения сети должны меняться одинаково. При изменении напряжения в т раз правая часть равенства изменится в кт раз. В левой части скорость v также изменится в X раз. Чтобы равенство не нарушилось, надо, чтобы Вэ изменилось в т раз, т. е. пропорционально изменению напряжения сети.
Поэтому, чтобы перенести какую-либо точку рекуперативной характеристики Вэ~ f (о), снятой при определённом напряжении сети Uс для какой-либо позиции рукоятки контроллера, на характеристику той же позиции, но при другом напряжении сети, надо координату точки по скорости изменить в К. раз, а координату по тормозному усилию изменить пропорционально изменению напряжения сети.
При изменении диаметра бандажа, передаточного числа или при отклонении характеристики двигателя на ± р% пересчёт значений скорости производится, как и при реостатном торможении, путём умножения на коэффициент
Р-i
Ра Ог
+ ?)-
При специальных тяговых расчётах бывает необходимо учесть износ бандажей и расхождение характеристик. Для этой цели могут быть построены специальные характеристики, как указывалось выше, и по ним определено использование электровозов, идущих с одним поездом. Ориентировочно для определения примерной разницы в нагрузках параллельных цепей тяговых двигателей можно пользоваться следующими данными, представленными в табл. 24 для тягового режима электровоза ВЛ22М при нагрузках, близких к часовому току, и полном поле:
Таблица 24
Примерные расхождения нагрузок параллельных цепей двигателей в тяговом режиме
При рекуперативном режиме благодаря большей жёсткости характеристик разница в нагрузках параллельных цепей (электровозов), вызванная расхождением характеристик двигателей, больше, чем при тяговом режиме, что видно из табл. 25.
Да блица 25
Примерные расхождения нагрузок параллельных цепей рекуперирующих двигателей
Табл. 25 составлена для электровоза ВЛ22« прн нагрузках, близких к 200—250 а.
При рекуперативном режиме, кроме того, оказывает влияние на разницу в нагрузках параллельных цепей расхождение в величинах стабилизирующих сопротивлений.
Влияние разницы в величине стабилизирующих сопротивлений в тысячных долях ома на нагрузки в амперах параллельных цепей (для тех же условий) видно из табл. 26.
Пересчёт значений силы торможения производится делением на этот коэффициент. Значения силы тока как якоря, так и возбуждения не пересчитываются.
Учёт расхождения характеристик
При обычных тяговых расчётах характеристики электровозов приняты по номинальным данным, без учёта износа бандажей и расхождения характеристик тяговых двигателей.
Таблица 2 6
Примерное расхождение нагрузок параллельных цепей рекуперирующих двигателей в зависимости от расхождения величины стабилизирующих сопротивлений
Тысячные доли ома 2 4 6 8 10 12 14 16 18
6-я позиция 6 12 16 19 20 21 22 23 24
10-я » . . 9 16 22 27 32 35 38 40 42
1 15-я » . . 10 18 25 30 35 39 42 45 47
РАСЧЁТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Ж. Д.
53
ЕЗДА ДВОЙНОЙ ТЯГОЙ
При обычных тяговых расчётах сила тяги 1,вух электровозоводной серии, ведущих один поезд, принимается в расчёт полностью.
При выполнении специальных тяговых расчётов для кратной тяги электровозами разных серий лучше всего построить тяговые характеристики для каждого электровоза самостоятельно и пользоваться ими одновременно.
Езда двойной тягой возможна при самостоятельном управлении каждым электровозом и при управлении по системе многих единиц.
Самостоятельное у правление электровозами при кратной тяге требует наличия бригады на каждом локомотиве. Для согласования действий машинистов применяются обычно звуковые сигналы.
Управление по системе многих единиц возможно только при электровозах одной серии или при электровозах хотя и разных серий, но приспособленных специально для совместной работы по системе многих единиц.
Система многих единиц требует только одной бригады. Бригада на втором электровозе может отсутствовать.
Вторым достоинством такой системы является полная согласованность переключений на обоих электровозах.
Если оба электровоза будут иметь разные диаметры бандажей и расхождение характеристик двигателей, то токи в параллельных цепях двигателей будут различны.
Величина возможной разницы в токах цепей электровозов в зависимости от тока двигателя ведущего электровоза, расхождения характеристик двигателей и разницы в диаметрах бандажей показана на фиг. 45. Кривые рассчитаны для езды иа полном поле. При езде на ослабленном поле разница в нагрузках цепей электровозов может быть ещё значительнее вследствие отклонений сопротивлений ослабления поля от расчётных значений. При различных диаметрах бандажей разница токов между параллельными цепями увеличивается, а использование электровозов уменьшается.
Поэтому во избежание снижения использования электровозов необходимо, чтобы электровозы имели возможно более близкие характеристики.
Получить такие близкие характеристики можно подбирая двигатели с соответствующими характеристиками, подгоняя характеристики тяговых двигателей одна к Другой, подбирая диаметры бандажей или, наконец, комбинацией всех способов.
-чо-W -Л! -Ю 10 20 30 40 00 60 70 SO ala.
Фиг. -15. Примерная зависимость расхождения нагрузок параллельных цепей рекуперирующих двигателей электровоза ВЛ2 2М
При рекуперативном режиме то же расхождение характеристик даёт большую разницу в токах, чем при тяговом режиме.
Помимо расхождения характеристик двигателей и диаметров колёс, разницу в токах рекуперации электровозов могут вызвать расхождение характеристик мотор-генераторов, разница в сопротивлениях в цепи обмотки возбуждения возбудителей, разные напряжения цепи управления на электровозах одного сцепа и ещё некоторые более мелкие причины (разница в демпферных сопротивлениях, во внутренних сопротивлениях машин и т. д.).
Поэтому необходимость в мерах по повышению использования электровозов в этом случае ещё больше, чем при тяговом режиме.
РАСЧЁТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Расчет удельного расхода электроэнергии на тягу поездов без учёта эксплуатационных и метеорологических факторов
Общее выражение удельного расхода электрической энергии на тягу поездов может быть представлено в следующем виде:
a — aw + а/ + am + an + асб вт-ч/ткм, (1) где aw— удельный расход энергии на преодоление основного сопротивления движению;
az-— то же, зависящий от профиля и плана участка;
ат — то же на покрытие тормозных потерь при остановках;
ап— то же на покрытие пусковых потерь;
arf;— то же на собственные нужды электрического локомотива.
Удельный расход электрической энергии на преодоление основного сопротивления движению определяется выражением
2,725
aw = —-—w оср вт-ч/ткм, (2)
где г( — к. п. д. двигателей электрического локомотива «на ободе колеса»;
w оср—среднее значение удельного основного сопротивления движению поезда в кг/т.
Независимо от действительных режимов движения поезда на участке величину wocp можно определять только для режима тяги
54
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
при условии использования в расчёте среднего значения к. п. д. двигателей т(.
Для электровозной тяги величина w oev может определяться по среднетехнической скорости поезда.
Для электросекций величина w оср должна определяться по расчётной скорости, несколько большей среднетехнической
V расч = а^тел> (^)
где Vmex—среднетехническая скорость поезда на расчётном участке в км/час, а — коэффициент (> 1) для определения расчётной скорости.
Величина коэффициента а определяется кривой фиг. 1 в зависимости от числа остановок п на 100 км пути.
Фиг. 1. Зависимость коэффициента я от числа остановок на 100 км пути
Удельный расход электрической энергии на преодоление сопротивления от подъёмов, кривых и на подтормаживание на «вредных» уклонах определяется величиной эквивалентного подъёма
В последнем выражении ig — величина эквивалентного подъёма в °/00.
Для определения этой величины рекомендуются следующие расчётные формулы:
а) при отсутствии рекуперации
• В * * * 12 2°°+Ю3 #+£(/„,- woep) 1вр .
1Э— д /оо> Iй)
б) при рекуперативном подтормаживании
12 кр £(1вр—woap)lep
< э — д /о»’ W
в) при смешанном подтормаживании
12 S*° + + «Р^ (iep - woep) 1вр +
— L
+ (1 — кр) v &0 I р
--------Г--------- °/оо- (7)
В формулах (5) — (7) обозначено:
£а°— сумма центральных углов (в граду-
сах) всех кривых элементов профиля
на протяжении всех подъёмов, пло-
щадок и «безвредных» уклонов;
И — разность отметок конечного и начального пунктов рассматриваемого' участка (с учётом знака этой разности) в м;
iep—величина «вредного» уклона в °/00; сппр —значение удельного основного сопротивления движению поезда на «вредных» уклонах (при наибольшей допустимой скорости) в кг/т-,
1ар— длина пути подтормаживания на «вредных» спусках в м;
Iер — длина пути, на которой производится смешанное торможение (если механическое подтормаживание при рекуперации происходит не на всём пути подтормаживания поезда на «вредных» уклонах);
&о—Удельное значение среднего тормозного усилия механического подтормаживания поезда в кг/т-,
кр—коэффициент, учитывающий возврат энергии при рекуперативном торможении;
Кр ~ 1 '/rip>
s i !
i
где т, —среднее значение к. п.д. двигателей при тяговом режиме;
гр— то же при рекуперации.
В расчётах удельного расхода энергии рекомендуется принимать в качестве «вредных» уклонов те действительные уклоны, на которых производится торможение рассматриваемого типа поезда (для действующих дорог— по опыту лучших машинистов, при проектировании — по тяговым расчётам). Тогда длиной «вредного» уклона будет являться длина пути, на которой производится подтормаживание состава.
Удельный расход электрической энергии на покрытие тормозных потерь при остановках зависит от тормозных устройств.
При механическом торможении
ат
ат = вт-ч/ткм. (8)
При применении рекуперативного торможения
ат
ат = — вт-ч/ткм. (9)
В формулах (8) и (9) обозначено: um—удельные потери энергии при меха-
ническом торможении до остановки; ат—то же при применении рекуператив-
ного торможения.
Остальные обозначения те же, что и выше.
Удельные потери энергии при механическом торможении до остановки определяются выражением
ат = 1,051- 10~6V^n X
X 102(14-1)
вт-ч/ткм, (10>
где Vm — скорость начала торможения в км/час,
п — число остановок на 100 км\
7— коэффициент инерции вращающихся масс поезда;
РАСЧЕТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Ж. Д.
55
wm— среднее значение удельного основного сопротивления движению поезда на тормозном пути в кг/т\
im — величина уклона тормозного пути в °/оо;
ёт — среднее замедление торможения в м/сек2.
В расчётах для магистральных дорог с электровозной тягой возможно упростить w т + 1т
формулу (10), принимая---------=0, что
&т
не даёт заметной погрешности за счёт малого
значения величин wm, tm и сравнительно небольшой доли общего расхода энергии на тягу, приходящегося на покрытие тормозных потерь. Тогда расчётное выражение тормозных потерь для электровозной тяги при механическом торможении имеет вид:
а'т = 1,07-10“4 (1 + l) V2m п вт-ч/ткм. (11)
При моторвагонной тяге большая доля тормозных потерь в общем расходе энергии на тягу не позволяет без ущерба для точности расчёта принимать указанные допущения и расчётной формулой должно служить выражение (10).
Значение величины (1 +7) для различных условий см. в разделе «Тяговые расчёты».
Величину w„, следует определять по обычным формулам, в которых расчётной скоростью может приниматься скорость, равная (0,55 0,6) Vm.
При применении рекуперативного торможения расчётной формулой для определения тормозных потерь может служить выражение
ат ~ ат кр • С 2)
где к' — коэффициент, учитывающий возврат энергии при рекуперации. Последний можно определять по формуле
<=1 -- 7 v из)
V" v т
В формуле (13) обозначено:
V2 — скорость, до которой производится рекуперативное торможение.
Остальные обозначения те же, что и выше.
Удельные потери энергии при пуске поезда в ход и удельный расход энергии на их покрытие определяются выражением
ап = 1,051 • 10“ 6 кп V2 п х
X 102(1 +т)4
wn + i п
ёп
вт-ч/ткм, (14)
где V„ — скорость выхода на автоматическую характеристику в км/час,
кп—коэффициент потерь, зависящий от схемы пуска;
w„ — среднее значение удельного основного сопротивления движению поезда на пусковом пути в кг/т’,
(„— уклон (или подъём) на этом пути в °/оо1
gn — среднее ускорение поезда в
Остальные обозначения те же, что и выше.
Учитывая указанные выше (при расчёте тормозных потерь) допустимые упрощения,
расчёт пусковых потерь для поездов с электровозной тягой можно вести по формуле
ап = 1,07-10“4кп (1 + 7) 1/2 п вт-ч/ткм. (15)
Для моторвагонных поездов существующих типов формула (15) может быть упрощена за счёт допущения постоянного значения Сп + +
выражения ---------= 5, так как действи-
g п
тельные значения его мало отклоняются от этой величины и не влияют на точность расчётов.
Тогда для моторвагонных поездов, состоящих из одной, двух и трёх секций1, пусковые потери и расход энергии на их покрытие определятся выражением
а„ = 1,24-10“4 кпУ2 п вт-ч/ткм. (16)
Величину кп для электровозной тяги мож-
1
но принимать равной -у, для электросекций при нормальной схеме пуска 0,5. При применении схемы пуска с ослаблением поля возбуждения при переходе с последовательного на последовательно-параллельное соединение двигателей вместо величины кп = 0,5 следует вводить в расчёт величину кп = 0,42.
Удельный расход электрической энергии па собственные нужды электрического локомотива определяется формулой
+б = вт-ч/ткм, (17)
где Р п-,— среднее значение мощности «собственных нужд» в нт;
Р — вес локомотива в т;
Q — вес прицепной части поезда в т;
УТ— среднетехническая скорость поезда в км/час.
Для удобства расчётов при планировании удельных расходов энергии можно пользоваться номограммами, которые приведены на фиг. 2—7.
При построении номограмм для электровозной тяги принято:
= 0,9; Vm = 40 км/час, кп=-^;
т|р = 0,85; У2 = 18 км/час; Рсб = 35 кет; У„=30 км/час; 7 = 0,047; Р эл = 1204- 132 m. Средний вес двухосного вагона с грузом . . 24 т
То же четырёхосного.....................70 »
» порожнего двухосного................ 8 »
» четырёхосного ..................... 22 >
Для моторвагонной тяги принято:
Vп = 40 км/час; кп = 0,5;
1/8 = 33 км/час; к'п = 0,42;
7 = 0,05; Рсб _ 4 квт/секц.
Средний вес одной электросекции 166 т. Значения к. п. д. приняты те же, что и для электровозов.
1 Одна секция предполагается состоящей из одного моторного и двух прицепных вагонов.
56
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фиг. 2. Номограмма для определения удельного расхода энергии на движение пассажирских поездов
be j рекуперации.
Техническая iк оросъ VT км/час
Фиг. 3. Номограмма для определения удельного расхода энергии на движение грузовых поездов (100п/о четырёхосных вагонов)
РАСЧЁТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Ж. fl-
57
Фиг. 4.
- ’9
- 16
13
10
t.S
При мер
Дана и = заиоп
1,0 мтано&ок на ЮС'Км Зармп^ание рекупе.рати Inna
- 2,0
- 1,8
-
о, 8
Номограмма для определения удельного расхода энергии на движение (75% четырёхосных и 25'*о двухосных вагонов)
(75% четырёхосных и
двухосных
2
10-'
грузовых поездов
35
f-
F- 33
31
-зи
-- 28
- 25
- 2*
- 19
18
- 19
13
12
~ 3,0
- 2,6
- 2,0
- 2,0
- 1,з
--- 1,0.
ИЗ
Пример.
Дапо: (1=1020т
VT=75 км/час
п »7,5 остановок на 100 км Тормитспие-ptK'jnspamuSrtoe 0тВ,П.23.1^^
- 8
Ю -
Q -*-0
-0,2
Фиг. 5. Номограмма для определения удельного расхода энергии на движение порожних составов (100°/ 1 етырёхосных вагонов)
58
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Техническая скорость Vr км/час
Фиг. 6. Номограмма для определения удельного расхода энергии на движение грузовых поездов при двойной тяге (100% четырёхосных вагонов)
Тез рекупераии и
Пример. Дани: Поезда из 2-х секций УраСч=5Ь км/час L3 = 0,8 %в
56 км/час Схема пуска — нормальная Торможение рекуперативное П=^6 остановок на 100км 0тве„:25Д^
Фиг. 7. Номограмма для определения удельного расхода энергии иа движение моторвагонных поездов
РАСЧЁТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ /К. Д.
59'
При отсутствии точных данных о скорости начала торможения или при некоторых колебаниях этого значения рекомендуется пользоваться кривыми фиг. 8.
Расход энергии на движение по деповским путям определяется:
Атр • 1 000
аг,р = М вт-ч/ткм, (19)>
Фиг. 8. Ориентировочная зависимость отношений
У т . У т
—,-------от ЧИсла остановок на ЮОклгпути
v Т г max
где 1ш/)—расход энергии на прохождение деповских путей в квт-ч, определяемый для электросекции или электровоза при помощи опытных поездок;
ТКМбр —тонно-километровая работа электросекций или поездов за расчётный период по данному депо;
.11 — число выданных и принятых локомотивов или электросекци» за расчётный период.
Аналогично может быть определён расход энергии и на маневровую работу.
Учёт вспомогательного пробега имеет смысл только для электровозов и легко определяется по тем же зависимостям, что и расход энергии на движение поездов, но беэ прицепной части:
УЧЁТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ
В процессе движения поездов возникает ряд факторов, влияющих на расход энергии, которые не могут быть учтены в общем виде для любых условий эксплуатации. На расход энергии, кроме чисто эксплуатационных условий, также влияют природные условия. Определение времени оборота и непроизводительных простоев локомотивов или электросекций (стоянки на станциях, в пунктах оборота и другие с поднятым пантографом) может быть произведено по следующим формулам:
а) для электросекций
С1об =
P + Q
вт-ч/ткм,
(18)
где ₽ — опытный коэффициент, определяющий меру использования установленной мощности собственных нужд на стоянках ((3 = 0,25 4- 0,4);
Р + Q — вес поезда в т;
ST — среднее число часов работы моторвагонной секции за рассматриваемый период Т (сутки, квартал, год);
LT —средний пробег моторвагонной секции за расчётный период в км;
Vт — среднетехническая скорость в км/час; б) для электровозов
=------ткАГ"—Э 10-5 вт'ч1ткм, (20/
' л л ср
где ЭКМ — электровозо-километры за расчётный период в тыс. км;
&всп — % вспомогательного пробега;
аэ — удельный расход энергии на одиночное следование электровоза в вт-ч/ткм;
Рэ — вес электровоза в т;
ТКМ£р — тонно-километровая работа в млн. ткм (с учётом вспомогательного пробега).
Расход энергии на отопление поездов, если нет точного учёта времени включения и выключения отопительных приборов, возможно определять по опытным коэффициентам, учитывающим одновременно изменение расхода энергии по кварталам года под влиянием различных метеорологических факторов.
Принимая за единицу удельный расход энергии в третьем квартале года, для других кварталов удельный расход энергию можно определять ориентировочно при помощи следующих средних коэффициентов.
а) Для электросекций
Т] = 1,28;
Зц = 1,10, а1у = 1,20.
б) Для магистральных железных дорог с электровозной тягой значения этих коэффициентов колеблются в сравнительно небольших пределах в зависимости от климатических условий дороги:
аоб- (P + Q>)2LT
(То— Т) em-ч/ткм,
(18')
где LT —длина тягового плеча в км;
То — время оборота в час.;
Т — время движения электровоза с поездом в течение времени оборота.
<хх = 1,1 4- 1,2;
ан =1,0 4- 1,05;
alv = 1,08 4- 1,15.
Освещение поездов при электровозной тяге учитывается в расходе энергии на собственные нужды. Для электросекций этст расход энергии в расчёте собственных нужд не учитывается. При планировании можно
60
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
принимать удельный расход энергии на освещение вагонов электросекций в среднем яа год 0,2 вт-ч/ткм.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ, отнесенного к шинам переменного
ТОКА ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Для определения полного удельного расхода энергии на тягу необходимо учесть потери энергии в контактной сети, расход энергии на собственные нужды тяговых подстанций и потери энергии при преобразовании.
Определение расхода энергии на покрытие потерь в контактной сети можно производить по приближённым формулам (см. раздел «Энергоснабжение электрических железных дорог»).
Определив по данным указанного раздела относительное значение потерь энергии в контактной сети в процентах от полного расхода энергии на тягу, удельный расход электрической энергии, отнесённый к шинам постоянного тока тяговых подстанций аи, можно определить по формуле
alu = (1 + 0,01 S) а вт-ч/ткм, (21) где о — процент потерь энергии в контактной сети за планируемый период;
а — удельный расход энергии на тягу за тот же период.
Для учёта потерь энергии на тяговых подстанциях достаточно использовать среднее значение к. п. д. тяговых подстанций. При отсутствии точных данных среднее значение к. п. д. тяговых подстанций можно принимать: для ртутно-выпрямительных подстанций Чп/сп, = 0,95; для мотор-генераторных подстанций г\п1ст = 0,85.
Удельный расход энергии, отнесённый к шинам переменного тока тяговых подстанций, будет
' аш
а^-=------вт-ч/ткм. (22
Т‘п1ст
Для определения полного удельного расхода энергии на тягу поездов следует ещё учесть расход энергии на собственные нужды тяговых подстанций.
Величина этого расхода энергии может быть различной для разных подстанций и для каждой подстанции должна быть определена на основании данных эксплуатации.
При определении удельного расхода энергии по любому участку слагающая этого расхода, учитывающая затраты энергии на собственные нужды тяговых подстанций, получится
Асб . 1 000
ап1ст = вт-ч/ткм, (23)
где Асб — расход энергии на собственные нужды всех тяговых подстанций рассматриваемого участка в квт-ч за период, на который рассчитывается удельный расход энергии (квартал, год);
ТК.Мбр — тонно-километровая работа на рассматриваемом участке за тот же период.
Полный удельный расход энергии натягу, отнесённый к шинам пеэеменного тока тяговых подстанций, составит
+ anjcm вт-ч/ткм. (24)
Примерный порядок расчётов при планировании удельного расхода энергии рекомендуется следующий.
1. Определяется удельный расход энергии на тягу без учёта эксплуатационных и природных факторов. Определение ведётся для всего участка, если размеры потребления энергии по фидерным зонам близки между собой. При этом в расчёт принимается среднее значение относительных потерь энергии в контактной сети из значений этой величины для отдельных фидерных зон. Если же размеры потребления энергии по фидерным зонам резко различны, то определение удельного расхода энергии следует вести для каждой зоны отдельно.
При этом по номограммам определяется удельный расход энергии для каждого типа поезда. Так как размеры движения по кварталам года могут быть различны, то определяется значение удельного расхода энергии за каждый квартал года по формуле
/ткм, (25)
энергии на па р по рас-
к _____________________ ~ ТКМбр вт" где ар — удельный расход движение поезда т
сматриваемому участку;
(ТКМбр^р—тонно-километровая работа по тому же участку за рассматриваемый квартал для поездов типа р;
ГКМдр—то же за квартал по всем поездам всех типов; к—число типов поездов.
2. Определяются все виды дополнительных расходов энергии, а также на покрытие потерь в контактной сети и на подстанциях, кроме отопления вагонов.
3. Суммарный удельный расход энергии по пп. 1 и 2 для каждого квартала не учитывает расход энергии, вызываемый метеорологическими условиями (включая отопление). Использование приведённых выше поквартальных коэффициентов даёт возможность произвести этот учёт.
Годовой удельный расход энергии составит:
S Ч{ТКМбр}]-
_ /=1___________
агод- ткмб
вт-ч/ткм,
(26)
где индекс / определяет квартал года.
РАСЧЕТЫ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Ж. Д. g]
4. Определяется удельный расход энергии с учётом потерь энергии в тяговой сети по формуле
аш год = агод(1 2 + 0,01 вт-ч/ткм, (27)
где Ъгод— среднегодовые потери энергии в % от агод.
5. Полный удельный расход энергии на тягу, отнесённый к шинам переменного тока тяговых подстанций, определяется по формуле
год , , /лоч
= —-----+ ап,ст вт-ч/ткм. (28)
in/cm
6. Если определение указанных величин ведётся для каждой фидерной зоны отдельно, то средний удельный расход энергии всего участка (для которого производится планирование) составит т
2 п (ТКМбр)п п = 1
где т — число фидерных зон на участке;
п — номер фидерной зоны.
Найденные теоретические удельные расходы энергии должны быть проверены на основании результатов опытных поездок и замеров на тяговых подстанциях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Правила производства тяговых расчётов для поездной работы. Трансжелдориздат, М., 1956.
2. Розенфельд В. Е., Р и в к и н Ю. Е.. ЛакштовскиЙ И. А. Электрическая тяга поездов. Трансжелдориздат, М., 1940.
3. Ливинцев Н. Тяговые расчёты и испытания советских элс'ктровозов.Трансжелдормздат, М.,1938.
4. Бабич ков А. М. и Егорчеико В.Ф. Тяговые расчёты. Трансжелдориздат, М., 1949.
5. Технический справочник железнодорожника, том
6. Подвижной состав, Трансжелдориздат, М., 1952.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Основными типами электровозов, эксплуатируемых на железных дорогах СССР, являются электровозы серий ВЛ19; ВЛ22 и ВЛ22м .
Электровозы серии ВЛ19 изготовлялись с 1934 по 1938 г. заводами «Динамо» им. С. М. Кирова и Коломенским машиностроительным заводом им. В. В. Куйбышева. Они являются грузо-пассажирскими электровозами с реостатным торможением и рассчитаны, в основном, для работы при напряжении в контактном проводе 3 000 в. Некоторая часть электровозов этой серии выпускалась для работы при двух напряжениях: 1 500 и 3 000 в- Переход с одного напряжения па другое производится с помощью специального переключателя. Электровозы ВЛ19 на два напряжения выпускались в двух исполнениях: с реостатным торможением и без него.
В 1936—1938 гг. завод «Динамо» им. С. М. Кирова и Коломенский машиностроительный завод им. В. В. Куйбышева выпустили несколько грузо-пассажирских электровозов серии СК, которые являются переходными локомотивами к более современной серии ВЛ22.
Электровозы серии ВЛ22 выпускались этими же заводами в период 1938—1941 гг. Они предназначены для работы при напряжении в контактном проводе 3 000 в и изготовлялись в двух исполнениях: с зубчатыми передачами, имеющими передаточное число 3,74 и 4,45. Электровозы с передаточным числом 3,74 являются грузо-пассажирскими локомотивами, электровозы с передаточным числом 4,45— грузовыми локомотивами. Все электровозы этой серии выполнены по схеме, позволяющей осуществлять рекуперативное торможение.
Этими же заводами с 1932 по 1936 г. были выпущены в небольшом количестве грузо-пассажирские электровозы серии Сс с рекуперативным торможением.
Электровозы серии ВЛ22М выпускаются с 1948 г. Новочеркасским электровозостроительным заводом им. С. М. Будённого. Они являются грузовыми локомотивами с рекуперативным торможением, предназначенными для работы при напряжении в контактном проводе 3 000 в. Однако некото
рое количество электровозов этой серии было выполнено по схеме, не предусматривающей возможность электрического торможения.
С 1953 г. Новочеркасским электровозостроительным заводом им. С. М. Будённого начат выпуск электровозов Н8. Они являются мощными восьмиосными грузовыми локомотивами с тяговыми двигателями типа НБ-406А мощностью 525 кет, предназначенными для работы при напряжении в контактном проводе 3 000 в. Электровозы выполнены по схеме, позволяющей осуществлять рекуперативное торможение.
Кроме серийных электровозов, нашей промышленностью был изготовлен ряд опытных электровозов типовПБ21-01; ОР22; НО иВЛ23.
Электровоз ПБ21-01 был выпущен в 1934 г. заводом «Динамо» им. С. М. Кирова и Куйбышевским машиностроительным заводом им. В. В. Куйбышева. Он являлся быстроходным пассажирским электровозом, предназначенным для работы при напряжении в контактном проводе 1 500 и 3 000 в; электрическое торможение в нём не было предусмотрено.
Электровоз ОР22, построенный этими же заводами в 1939 г., являлся первым советским электровозом однофазного тока промышленной частоты, предназначенным для работы при напряжении в контактном проводе 20 000 в. Двигатели электровоза питались постоянным током от многоанодного ртутного выпрямителя, расположенного на электровозе.
Электровозы НО выпускаются Новочеркасским заводом с 1954 г. и являются электровозами однофазного тока промышленной частоты, работающими при напряжении в контактном проводе 20 000 в. Они оборудованы одноанодными запаянными ртутными выпрямителями (игнитронами).
Электровозы ВЛ23 являются локомотивами постоянного тока и построены Новочеркасским заводом в 1956 г!
Основные данные отечественных электровозов и некоторых электровозов постоянного тока зарубежных железных дорог, построенных в 1950—1955 гг., приведены в табл. 1 и 2*.
* Табл. 2 составил инж. В. К. Калинин.
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
63
Основные данные электровозов железных дорог СССР
Таблица 1
Технические данные Серия электровоза
ВЛ 1 9 : ВЛ 22 ВЛ 22м ВЛ 23 Н8
ВЛ 19 на два напряжен ИЯ с переда- | с передаточным i точным числом 1 числом
3,74 | 4.4 5
Колёсная формула 0-<>о 4-Зо-О 1 (МЧ-О i 0-3»+3, -о о з. ) Ч„ о-3„з 3„-о 0-з„ 1 ;д-0 j 0-2„ 4-2j(
Мощность часовая, кет . . Мощность длительная, кет ; Часовой ток электровоза, а । 2 030 1 78,5 250 <3=750 1 2 030 1 785 250x3- 7501 2 030 1 71- -> 250x3 1 ' 2 030 ; ) 7 so '50 250, 3 730 2 340 j 2 075 290x3 = 870 .3 ( би 2 750 560x3 = 1 140 +2(1-|-2о-О 4 100 3 650 1 380x4 =
i Длительный ток электрово- за. а 220x3=660 2.>Ох6 -1500 220x3- 64) ' 1 22),хЗ 660 22(|\3--660 25()хЗ=75о|з4!'хЗ=10сО = 1 520 340 х 4 - '
'220x6- Сила тяги часовая, кг . . . 20 оио ' jo iiftn ;> » длительная, кг . | 17 5ы) 17 500 К Осп Скорость часовая, км!час ; 37 | ,37 .к » • длительная, км}час 1 38 38 о Скооость конструктивная, ; 35 3 ' Число экономических ступе-пей полного поля 3 л Общее число экономических ' ступеней • , 9 9 1?е^ сцепной, tn ...... • 1Ь । 11/ 121 Вес полный, w j 117 ' 1С Г-2 1 lice с балластом, tn , — Ij-' Нагрузка движущей колёс- ' 1 ной пары на рельс . . . . : 19,5 1 19,5 ; 1 Диаметр движущих колёс . ' 1 220 I 1 220 1 2||!’ Длина по’осям автосцепок, 1 ; мм . Г 1 16 218 | 16'218 16 18о Жесткая база, мм ‘ 4600 1 Oiki 1200 Ширина кузова, мм .... 3 1D6 3 106 ,j pt, Высота при опущенном пан- тографе от головки рельса, : мм 5 025 5 0'25 । Гии тягового двигателя . . ДПЭ-340 । ДПЭ-340 ДНл з 10 Число двигателей 6 о 6 Подвеска ( Опорно- Опорно- Опорно- 1 осевая 1 осевая , осевая Передача Зубчатая! Зубча/ая | Зубчаычя эластич- 1 эластич- 1 эластичная нал ! пая Передаточное число 86 : 23= 86 : 23= 86 : 23-= =-3.74 =3.71 - 3.71 21 000 | 23 900 26 400 20 5)3) [ 20.300 ! 22 700 ;>о,5 1 ;'О 42,0 32 . 37,5 | 44,3 70 j 75 1 60 3 ; 3 3 | 9 9 15 j 121 ' 1.4 i LIS ! 1 1L>! । 114 | 13Н i 132 i 132 - | 22 22 23 1 200 ' I ‘200 : 1 200 10 }M) 16 480 17 020 | 1 1200 4 200 | 1400 । 3 10C> 3 106 3 106 -1'00 4 900 ' 5 100 i i Д11Э-3 1 о 'ДПЭ-400А ' 1 IB-4 06A 6 1 6 , 6 Опарин- i Опорно- । Оиорно- 1 осевая । осевая । осевая ] Зубч.пая Зубчатая Косо- ^ласгич- I эластич- зубая з пая ' пая 8Q • •()= 89 : 20= 82 : 21 = --4 15 -4,45 =3,905 = 1 3110 ( 35 200 1 30 200 । 1 42,0 J 1 43,7 90 j 3 1 1 15 ' 180 ! 180 i 180 22,0 1 ‘200 I 27 520 3 200 I 3 100 5 080 1В-406Л 3 Лнорно- , осевая Прямо-убчатая : ластпч- | пая 2 : 21 = =3,905
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
64
Основные данные электровозов постоянного
Показатель Серия
121 122 123 ВВ 1
Страна, для которой построен локомотив . . . Бельгия Бельгия Бельгия !
Год постройки 1950 1954 1955—1956 1 1952 ;
Количество электровозов 3 50 83 24 j
Фирма-конструктор и изготовитель механиче- ।
ской части Forgs—SLM Ateliers — MV—Веуег
Metall (Англия)
Nivelles
(Бельгия) ।
Фирма-конструктор и изготовитель электрообо-
рудования Броун-Бовери АСЕС—SEM —— Метро-
(Швейцария) (Бельгия) Виккерс
(Англия)
Напряжение в контактной сети в в 3 000 3 000 3 000 I з ооо ;
Осевая формула в„-в0 В.-Во в„-в„ В о * В о j
Ширина колеи в мм 1 435 1 435 1 435 1 ооо 1
Род службы Груз о-п а с с а ж и р
Мощность часовая в кет 2 080 1 880 1 880 790
Сила тяги » в кг 15 000 13 800 — 6 950
Скорость > в км/час 51,0 50,0 52,0 41,7 !
Мощность длительная в кет ........... 1 720 1 735 1 740 660 ?
Сила тяги » в кг ............ 11 500 12 200 — 5 480
Скорость » в км/час 54,5 52,1 52,0 44,0
Максимальное тяговое усилие в кг 23 000 — — —. 1
Максимальная скорость в км/час ........ 140 125 125 1
Электрическое торможение — —- Рекуператив- Реостатное
ное
Отношение vmaxJv4ac 2,75 2,5 — — ।
Вес электрооборудования в т 34,55 34,8 — — ।
Вес механической части » » 46,5 46,7 — — ।
5 Общий вес в т 81,05 81,5 — 50
' Сцепной вес в т ................. 81,05 81,5 - 50
Давление движущей колёсной пары па рельсы
в т 20,25 20,37 —- 12,5
Удельный вес электровоза в кг/квт 39,9 43,3 — 63,2
> Удельный вес электрооборудования в кг/квт . 16,6 18,5 — — :
Удельная мощность в квт/т 25,7 23,1 — 15,9
Длина по буферам в мм ............. 16 300 18 000 18 000 12 040
База тележки в мм ................ 3 600 3 450 3 450 2 440
Диаметр движущих колёс в мм 1 350 1 262 1 262 1 092
Тип тягового двигателя — —- MV-188 1
изоляции!^ на зажимах в 8 3 000/1 500 3 000/1 500 i — 3 000/1 500 i
Рчас/Р<х> в квт 526/445 — , — 2D3/170 I
в а 384/320 336/310 — 163/135 1
пчас/п оо в об/мин 415/440 655/685 — 885/935 ;
1 nniax в об/мин 1 130 — — 1
1 Коэффициент вентиляции 0,834 0,847 - . — 0,828
Количество вентиляционного воздуха вм*/мцн 150 90 — 35,4
Число главных полюсов 1 6 4 — 4
Вес тягового двигателя в кг 1 5 350/6 574 — —- —
Удельный вес тягового двигателя G/P4ac
в кг/кет 1 10,15 — — —
Момент Мчас в кем 1 240 — — 224
Удельный вес тягового двигателя
в кг/кгм 4,32 — — —
Подвеска тягового двигателя Опорно- О пори о-о сев а я
рамная
Тип передачи । Броун- Одностор. — Одностор.
Вовери зубчат. зубчат.
эластичн. эластичн.
Передаточное отношение 2,05 1 3,109 4,35
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
65
Таблица 2
тока зарубежных железных дорог
(т и п) э л е к т р о в о з а
1 СС7600 СС7700 ВВ700 ВВ700 ВВ I2E (Е199) ,Е 5Е СС7100
И с п а и и я Испания Марок ко Марокко Польша Чехословакия Южная Африка Южная Африка Франция
1951 1953 1950—1951 1950—1951 1954 : 1954 1953 — 1950
80 60 9 25 20 40 60 53
Альстом и испанские фирмы Вулкан Preston Works (Англия) 1 Альстом (Францн я) 1 i Завод им. Ленина (Чехословакия) Сев.-Британ, локом. компания (Англия) — Альстом (Франция)
Альстом (Франция) Инглиш Электрик (Англия) Альстом Франция) То же ДЖИИ (США) — То же
1 3 000 3 000 3 000 3 000 ЗО()о j 3 000 3 ()()() 3 000 1 500
с„-с0 С 0 'Со Во "Ви В„-Во В»-В„ в„-в0 1 -Со + Су -1 В»-В„ Сц'Со 1
1 674 с к и й 1 674 1 435 Пассажирский 1 435 Грузовой 1 435 ! 1 435 Г р у з о - I 1 067 а с с а ж и р 1 067 с к и й 1 435 i
2 350 2 630 1 530 1 530 2 120 2 400 2 210 1 470 3 600
18 100 17650 11 000 16 000 16 800 ! 15 000 18 900 13 000 16 500
47,5 54,5 51,0 35,0 46,0 58,6 43,0 41,5 80,0
2 210 2 210 1 440 1 440 — 2 000 1 830 1 265 3 330
16 550 14 000 10 200 14 800 — И) 800 14 550 10 500 14 880
49,0 57,6 52,0 35,6 ! 65 46,0 44,2 82,0
— 30 000 20 400 26 000 26 000 32 600 —
125 НО 115 80 12 ) 120 90 96 180
— Р е к у и е р а т и з н о е — — Рскупера т и в н о е —
2,63 2,02 о 2,28 2,61 ; 2,0 2,195 2,31 2,25
52,0 — 35 35 — — — 42,1
66,0 — 48 48 — - — — 64,9
118 118 83 и 88 83 и 88 84 80 155 84 107
118 118 83 и 88 83 и 88 84 80 130 84 107
19,67 19,7 21), 75 11 22 20,75 и 22 21 20 — 21 17,84
50,2 44,9 54,2 54,2 39,6 ‘ 34,8 67,9 а /. 2 29,8
22,1 — 22,85 22,85 — — — — 11,7
19,9 22,3 18,45 18,45 о 5.2 5 28,8 14,75 17,5 33,6
18 932 20 675 12 930 12 930 16 320 15 600 21 843 15 500 18 922
4 495 4 800 2 950 2 950 3 500 3 330 — 3 430 ‘ 4 845
1 250 1 220 1 400 1 400 1 350 1 250 1 зоо 1 220 1 250
ТА-630А EE514/IB ТА625 ТА625 — AL 4846ZT — — ТА 621В ;
3 000/1 500 3 000/1 500 3 000/1 500 3 000/1 500 - 3 000/1 500 3 000/1 500 3 000/ 1 500 1 500/750
405/378 — 393/374 393/374 600/508 380/305 — 614/570
295/275 32'1/270 285/270 285/270 - 415/360 282/232 — 890/820
637/657 — 564/575 564/575 <>00/630 — — 890/910
2 000 — 1 270 1 270 —. 1 550 — — 2 000
0,933 — — — — 0,87 0,822 — 0,922
— - — — — 150 — —
4 — 4 4 — 6 4 — 6
4 830/5 320 - — — 5 200 5 300 — —/3 795
11,9 — — — 8,9 — — —
620 — 680 680 — 950 •— __ 690
7,8 — — — — 5,48 —
Опорно-рамная Опорноосевая — — Опорноосевая Опорно-рамная Опорноосевая Опорноосевая Опорнорамная
Альстом Одностор. зубчат, эластичн. — —• Двусторон, эластичн. Сешерон — Одностор. зубчат, эластичн. Альстом
3,15 3,94 2,917 4,222 3,85 2,606
5 Том 9
66
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Серия
Показатель ВВ9001 — ВВ9002 ВВ9003 ВВ9004 ВВ1 100
Страна, для которой построен локомотив Франция Франция 1 Франция Голландия
Год постройки Количество электровозов ............ Фирма-конструктор и изготовитель механиче-скоЙ части 1953 2 Швейцарский локомот. з-д 1952 1 Крезо (Франция) 1952 1 Крезо (Франция) 1950 50 Альстом (Франция)
Фирма-конструктор и изготовитель электрооборудования Напряжение в контактной сети в в Осевая формула Ширина колеи в мм ............... Род службы Мощность часовая в кет ............ Сила тяги » в кг ............. Скорость » в км/час ........... Мощность длительная в кет ........... Сила тяги » в кг ............ Скорость » в км/час ......... Максимальное тяговое усилие в кг ....... Максимальная скорость в км/час Электрическое торможение Броун-Бовери (Швейцария) 1 500 Во-Во 1 435 П а 3 300 14 150 85,0 2 980 12 400 88,0 160 1 500 в0-в0 1 435 ссажирски 3 450 16 000 79,0 3 160 14 320 81,0 28 000 160 Жемон (Франции) 1 500 В 0 -В о 1 435 й 3 540 14 600 89,0 3 140 12 400 93,0 160 Альстом (Франция) 1 500 В0-В0 1 435 . Г р у з о- 2 220 10 600 77 2 140 10 000 78,5 18,1 135
Отношение vmax/v4ac Вес электрооборудования в т Вес механической части в т Общий вес в т Сцепной вес в т. Давление двужущей колёсной пары на в т ................... Удельный вес электровоза в кг/квт . Удельный вес электрооборудования в кг/ Удельная мощность в квт/т ..... Длина по буферам в мм База тележки в мм ........... Диаметр движущих колёс в мм .... Тип тягового двигателя Uизоляции/Uна зажимах в 6 ^час/Роо в квт 1час1?(Х> в а ti4acln<X> в об/мин nmax в об/мин ............. Коэффициент вентиляции Количество вентиляционного воздуха в Число главных полюсов Вес тягового двигателя в кг . ... . Удельный вес тягового двигателя в кг/кет ............... Момент Мчас в кгм ........... Удельный вес тягового двигателя в кг/кгм ................ Подвеска тягового двигателя Тип передачи рельсы кет mz/muh G/Рчас G! Мчас 1,885 35,5 44,5 80 80 20 24,25 10,75 41,3 15 400 3 600 1 300 GLM931 1 500/750 845/766 580/525 702/726 1 320 0,905 120 6 4 860/— 5,75 1 175 4,14 Опорнорамная Броун-Бов ери 2,03 30,6 49,4 80 80 20 23,2 8,87 43,1 16 200 3 200 1 250 GF830 1 500/750 885/810 620/570 845/866 1 710 0,92 160 6 4 060/ — 4,6 1 020 3,98 Опорио 1,8 80 80 20 22,6 44,3 16 200 3 200 1 250 SW4326 1 500/750 905/810 660/585 985/1 030 1 770 160 4 4 510 4,99 896 5,04 -рамная 1,755 80 80 20 36,0 27,8 12 984 2 950 1 250 ТА 628 1 500/750 578/545 820/780 1 210/1 240 2 600 0,952 6 3 500/3 865 6,16 457 7,65
Передаточное отношение 2,02 2,517 2,517 3,7
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
67
Продолжение табл. 2
(7 И П) Э л е к г р о в о з а
СО 20 0 СС1300 сс вв ЕМ1 ЕМ2 ввв сс
Голландия Голландия Австралия Португалия А н глия Англия Н. Зеландия Индия
1952 1952 1954 1950 — 1954 1952 1954
25 10 25 — 58 7 7 7
Балдвин (США) — Вулкан (Англия) Сев .-Британская — Gorton works (Англия) Стефенсон (Англия) Вулкан (Англия)
Вестингауз — Инглиш Электрик (Англия) ДЖИИ (США) Метро-t; Виккерс Метро-Виккерс Ин глиш Э; (Анг тектрик ЛИЯ)
1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 1 400
Со'Сц с0-с„ С«-С„ Bt + Bo В04~В0 с0-с„ Bq -Вв-Вв с„-са
1 435 пассажир 1 435 с к и й 1 600 1 676 1 435 Г р у з о- 1 435 пассажире 1 067 кий 1 676
2 580 3 330 1 670 785 1 350 2 031 1 290 2 640
14 000 15 750 13 000 9 300 1 1 400 9 600 10 550 21 700
67,5 77,5 47,5 31,0 41,8 71,0 45,0 45,0
2 160 3 180 1 520 610 920 1 710 1 095 2 320
10 900 14 750 11 400 6 450 6 610 9 100 8 350 17 650
7'2,5 79,0 49,0 34,8 51,5 71,0 48,0 48,2
26,0 22,6 24,5 — — 20,4 — 31,2
140 165 120,0 — 104 145 96,0 120,0
— — Реостатное — Р е к у п е г а т и в н о е — Рекуперативное
2,075 2,13 2,53 — — 2,045 2,13 2,67
40 40,5 — — — — — —
68 65,5 — — — — — —
108 106/111 96 52 78,7 93 75 123
108 106/111 96 52 78,7 93 75 123
18 17,7/18,5 16 13 19,67 15,5 12,5 20,5
37,8 31,8 57,5 66,4 58,3 45,6 58,1 46,6
14,0 11,86 — — — — — —
26,45 31,1 17,4 15,1 15,83 — 17,2 21,45
18 085 18 952 18 540 12 700 15 350 17 980 18 900 20 850
4 725 4 845 4 370 2 740 3 500 — 2 590 4 800
1 100 1 250 1 016 1 150 1 270 1 092 925 1 220
ТМ 94 ТА 628 ЕЕ 519 — — — — —
1 500/750 1 500/750 — — — — 1 500/750 —
440/370 570/545 — 200/155 320/— 332/— 221/187 450/394
585 820/780 — — — — 320/270 —
1 160/1 245 1 210/1 240 — 600/674 — — 928/990 —
2 400 — — — — — — —
2 600 — — — — 0,845 —
— — — — — 42,6 —
4 6 — — — — — —
2 800/3 100 3 500/3 865 — —/3 160 — — — —
5,74 6,15 — — —- — — —
370 464 — — — — 232 —
7,56 Опорноосевая 7,55 __ — Опори 0-0 с е в а я — —
Зубчатая односторонняя — Односторонняя Односторон, зубчат. Односторон, зубчат, эластичн. Одностор. зубчат, эластичн. Одностор. зубчат, эластичн.
3,55 3,7 4,19 4,1176 3,76 3,59 3,69
5*
68
ЭЛЕКТРОН СДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
механическая ЧАСТЬ электровозов
Электровоз состоит из электрической и механической частей.
В механическую часть электровоза входят рамы тележек, рессорное подвешивание, колёсные пары, бегунковые тележки (в тех случаях, когда они входят в конструкцию электровоза), тормозное и автосцепное оборудование и кузов с опорами.
РАМЫ
Основным назначением рам является: передача и распределение вертикальной нагрузки между отдельными колёсными парами при помощи рессорного подвешивания; воспринятое тягового усилия, развиваемого отдельными колёсными парами, и передача его на упряжные приборы.
Рама тележки электровоза ВЛ22М показана на фиг. 1.
Буксовый вырез снизу закрывается стрункой 6, устанавливаемой на каблучках-выступах в нижней части боковины рамы. Струнки насаживаются на каблучки и крепятся к раме шпильками 8 и болтами 9. Между стрункой и рамой оставляется зазор 34-5 мм на натяг. Пригонка струнки к каблучкам производится по краске, площадь прилегания должна быть не менее 80%.
Для увеличения опорной поверхности, через которую передаются тяговые и тормозные усилия от колёсной пары на раму, установлены стальные литые (ГОСТ 977 — 53) буксовые направляющие 7, обхватывающие раму в буксовых окнах.
Для предотвращения скольжения буксовых направляющих по боковине предусмотрены нажимные болты 10. На поверхности направляющих, примыкающих к буксам, навариваются сменные по мере износа стальные пластинки.
Фиг. 1. Рама тележки электровоза ВЛ22М
Рамы состоят из продольных боковин 1 и следующих поперечных креплений: упряжного бруса 2, двух средних креплений 3, на которые опирается шкворневая балка 4, и бруса сочленения 5. Рама тележки в собранном виде весит 9 173 кг.
На всех советских магистральных электровозах, за исключением восьмиосного, применены брусковые рамы с боковинами, прокатанными из стали марки Ст. 5 (ГОСТ 380—50).
У электровозов Сс, СК, СКУ, ВЛ19, ВЛ22 и ВЛ22М боковины рам имеют толщину в обработанном виде 100 мм и выполнены с двумя поясами, между которыми располагаются балансиры.
На фиг. 1 показан допуск при проверке рамы при помощи линейки и крестового-угольника. Вес боковины с деталями 2 047 кг. Упряжной брус электровозов ВЛ22М показан на фиг. 2. Он представляет собой стальное (повышенного качества) литьё марки 25-ЛК1Г ГОСТ 977—53, имеющее в средней части-коробку для постановки фрикционного аппарата автосцепки.
Нижняя сторона этой коробки открыта и после постановки автосцепки закрывается планкой на болтах.
Вес упряжного бруса в обработанном виде 1 075 кг.
Аналогичную конструкцию имеет упряжной брус электровоза ВЛ19.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
69
Фиг. 2. Упряжной брус электровоза ВЛ22М
Фиг. 3. Среднее рамное крепление электровоза ВЛ22М
70
электроподвижноП состав постоянного тока
Фиг. 5. Балка сочленения передней тележки электровоза ВЛ22М
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
71
На фиг. 3 показано среднее рамное крепление электровозов ВЛ22М; оно представляет стальное литьё повышенного качества Ст. 25-ЛКН (ГОСТ 977—53) коробчатой формы с вентиляционными каналами для подвода воздуха к тяговым двигателям с кронштейнами для подвески тяговых двигателей.
Вес одного рамного крепления 771 кг, другого — 796 кг.
На эти крепления опирается (см. фиг. 1) продольная шкворневая балка 4 весом 980 кг из литья (повышенного качества Ст. 25-ЛКИ (ГОСТ 977—53).
Средняя часть продольной балки уширена и образует гнездо для пяты кузова (см. пяты кузова). По бокам имеются опоры 11 (см. фиг. 1) для скользунов кузова с овальными отверстиями для пропуска предохранительных болтов, служащих для ограничения поперечных колебаний кузова. Между скользунами и опорными приливами шкворневой балки в эксплуатационных условиях должен быть зазор 5—7 мм (минимум 2 мм).
На электровозах ВЛ19 кузов располагается непосредственно на среднем рамном креплении— шкворневой балке (фиг. 4).
На фиг. 5 показана литая балка сочленения передней тележки электровозов ВЛ22М, Ст. 25-ЛКН (ГОСТ 977-53), весом 1 273 кг-, она имеет в средней части вилку с вертикальными отверстиями для пропуска болта сочленения, а балка сочленения задней тележки образует серьгу, входящую в вилку передней тележки. В серьге имеется широкая проушина, в которую закладывается гнездо шара сочленения. Между вилкой и серьгой сочленения сохраняется зазор, равный 14—18 мм на обе стороны, обеспечивающий вертикальное перемещение в сочленении одной тележки относительно другой.
В остальном балки сочленения обеих тележек совершенно сходны между собой.
Соединение боковин рамы с поперечными креплениями выполнено призонными коническими болтами из Ст. 5, эскиз постановки которых дан на фиг. G.
Фиг. G. Эскиз постановки рамных призоиных болтов (до забивки)
Для разгрузки призонпых болтов от срезывающих усилий от веса вертикальной нагрузки у поперечных креплений имеются горизонтальные полки 1 (фиг. 7); упряжные брусья и балки сочленения имеют вертикальные полки для воспринятая ударных уси-л ий.
Для обеспечения надёжного соединения рамных креплений с боковинамипривалочные поверхности тщательно обрабатываются и пригоняются по месту и плотность прилегания проверяется щупом (щуп размером 0,1 — 0,2 мм не должен проходить).
Боковины брусковых рам вместе с массивными рамными креплениями образуют пространственную систему, жёсткую в вертикальной и горизонтальной плоскостях,—-в этом их огромное преимущество по сравнению с листовыми рамами.
Для восьмиосного электровоза Н8 принят ещё более совершенный тип — цельнолитые рамы, в которых боковины и поперечные креп-
Фиг. 7. Соединение рамного крепления с боковиной
ления отливаются в одном блоке, что значительно снижает стоимость рам и повышает эксплуатационную их надёжность.
На фиг. 8 показана цельнолитая стальная рама крайней тележки электровозов Н8.
Расчёт рамы
Расчёт боковин рамы. Расчёт боковин рамы производится на:
а) номинальную статическую нагрузку;
б) выкатку колёсных пар (тележечные электровозы);
в) подъёмку;
г) удар по автосцепке.
Номинальная нагрузка. Боковина принимается как балка, лежащая па упругих опорах.
Нагрузка;
Р,—сосредоточенная от оборудования, передаваемая через поперечные крепления на каждую боковину, включая вес самого крепления;
равномерно распределённая q — от собственного веса боковины с рессорным и тормозным оборудованием;
реакции опор R/ рамы на одну боковину (от рессорных подвесок):
где IIi и р, — полная и неподрессоренная нагрузки колеса на рельсы;
от валика балансира между колёсами 1 и
£ + 1
от пяты бегунковой тележки
где —суммарная нагрузка бегунковых колёс на рельс;
Рт — вес бегунковой тележки.
72
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Сечение ББ
Фиг. 8. Рама тележки электровоза Н8
Выкатка колёсной пары. Характер нагрузок боковины тот же, что и в предыдущем случае; реакции Д'/ на различных опорах находятся из условия:
^Pi + qi = ^R,-, (1)
£Pi xi+ qlxq = Rj E,h (2)
где Xi, xq и 5; — расстояние сил P,-, равнодействующих распределённой нагрузки ql и реактивных сил Ri до произвольно выбранной точки моментов;
Z — длина рамы.
Вместо отдельных рессор можно в уравнения (1) и (2) вводить реакции Д';— эквивалентных рессор и их расстояния
В случае статически неопределимого рессорного подвешивания необходимо R-t выразить через параметры: h — вертикальное перемещение произвольной точки рамы и <р наклона её.
Фиг. 9. К расчёту реакций рессорного подвешивания
Реакции Rt действительных или эквивалентных рессор с жёсткостью выражают в виде (фиг. 9):
Ri = Ж1 (й + (3)
и подставляют в уравнения (1) и (2) для определения й и <р, по которым из уравнения (3) находятся искомые R-,.
Подъёмка. Реакции и R2 от двух домкратов, расположенных под боковиной, определяются из уравнений:
Ri + Rt= S Pi + qi и
Ri $1 + R2 ?2 = Xi Pt Xi + qlxq.
При проверке на подъёмку при сходе с рельсов (с надетыми струнками) под Xi Pi следует понимать нагрузки от обрессоренных и необрессоренных частей, а при подъёмке в депо или на заводе с отнятыми струнками в S Pi не входит вес колёсных пар с буксами и тяговых двигателей, если последние остаются на рельсах.
Удар по автосцепке. Усилие при ударе по автосцепке принимается равным весу Рэ электровоза или деталей, передающих ударную нагрузку, увеличенную на ударный коэффициент к (табл. 1).
Таблица 1
Расчётные ударные коэффициенты
Серия электровоза Вес электровоза Рэ m Расчётное ударное усилие Тэ w Ударный коэффициент к
ВЛ 1 9 114 180 1,58
ВЛ2 2 132 180 1,36
Н8 184 300 1,63
Ударное усилие Тэ—Р, к, приложенное к автосцепке на высоте hcii, уравновешивается силами инерции Ti = K.Pi отдельных частей электровоза (кузова, тележек и т. п.), приложенными в центре тяжести их Й/.
Эти силы вызывают внецентренное сжатие боковин, а также, создавая пары с момента
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
73
ми Л1; — кР[ (Н/ — hcik), изгиб боковин и рамы кузова, перераспределение нагрузок опор и изменение реакции рессорного подвешивания.
Пример. Электровоз с осевой формулой О-З + З-О, с одной закреплённой и одной скользящей опорой. Вес кузова Р , тележек — р?, высота центра тяжести их относительно рельса hK, Ну, Удар по автосцепке со стороны тележки со скользящей опорой гм. «Опоры кузова») создает усилие кр на высоте (фнг. 10). с ц
Фиг. 10. К расчёту рамы на удар но автосцепке
й) Рп хп 2/?3 л'з — 2/?4 л'4 + (hK — —
— кР т (he — h т) = 0.
Для определения неизвестных S, Д4, Т?2,/?3 и /Ц служат уравнения 1) —4), а также уравнения, связывающие соотношения между /Ц, Л’2, А^, А?4, в зависимости от системы рессорного подвешивания.
При статически неопределимом рессорном подвешивании зависимости между Д4, /?2, R3 и /?4 устанавливаются но перемещению произвольной точки рамы, как при выкатке колёсных пар.
Опре д е л е н и е на и р я ж е н и й в бокс в и н а х. Для построения эпюры моментов определяются:
а) моменты Л-1 v для сечения на расстоянии х от левой опоры, от равномерно-распределённой нагрузки q по формуле
Изменение нагрузок пят при h„ и расстоянии между ними Lo
высоте их
PK(h—h) р __ к \ к П J
п 2, ьо
Усилие по брусу сочленения приложено на высоте сочленения hc.
Схема сил, действующих на раму (обе боковины) тележки со скользящей пятой, дана на фиг. 11.
Фиг. 11. Схема сил, действующих па раму тележки со скользящей пятой при ударе по автосцепке
На этой схеме:
S—усилие в сочленении;
/>’1 и /?2 — изменение реакции рессорного подвешивания (на одной стороне рамы).
Уравнения равновесия:
l)S + 2/?1 + 2/?2— Рл = 0;
2) Рп хп — -Pi xi — 2/?2 х2 —
-ЧрК + рт)(ЬсЦ-^~
KPT^hcli h т~} = 0.
Фнг. 12. Схема сил, действующих на раму с закреплённой опорой при ударе но автосцепке
Схема сил, действующих на тележку (обе боковины) с закреплённой опорой, показана на фиг. 12.
Уравнения равновесия:
3) S + 2/?3 + 2Д4 -Р„ = 0;
б) моменты М, для узла i от сил и R; по формуле
,И;. М._{ + (v/ф, Ri}Xi,
где ЛЦ_] —момент относительно узла (г — 1) всех сил Р, и Ri, находящихся влево от узла г;
х,— расстояние между узлами i—1 и i.
Полученные моменты М л- и Л1(- для каждого узла суммируются.
Аналогично строится эпюра изгибающих моментов от дополнительной нагрузки пят кузова и перераспределения реакций рессорного подвешивания вследствие удара по автосцепке. По изгибающему моменту определяется напряжение изгиба в наиболее опасных сечениях по обычной формуле:
__ м
аизг П' '
Напряжения, полученные от номинальной нагрузки и от удара по автосцепке, складываются.
Добавочные напряжения в боковине от усилия при ударе Т (внецентренное сжатие) определяются по формуле
_ Т_ Те_ °сж= р + ц/ >
где /' и — площадь и момент сопротивления сечения боковины;
с — эксцентриситет приложения силы Т по отношению к нейтральной оси сечения.
Напряжения в боковинах электровозов ВЛ 19, ВЛ22, ВЛ22Ы приведены в табл. 2.
Расчёт рамных креплений
Упряжной брус рассчитывается на изгиб от усилия при ударе по автосцепке T,jrlp = кРэ:
__ 'РупрУ
Z,‘32 “ ‘211ф ’
где у — расстояние рассматриваемого сечения до боковины;
W—момент сопротивления этого сечения.
74
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 2
Напряжения в боковинах электровозов ВЛ 19, ВЛ22, ВЛ22М
Расчётные режимы Сечение Напряжение в кг! см1
ВЛ19 ВЛ22 и ВЛ22М
Номинальная нагрузка . . . Буксовый вырез второй колёсной пары 570 500
Выкатка средней колёсной пары То же 1 740 1 800
Подъёмка сошедшей с рельсов тележки . » 1 120 1 210
Ударное усилие по автосцепке в 1 8 0 т ... Буксовый вырез первой колёсной пары —1 830 —1 495
Брус сочленения рассчитывается на усилие, передающееся на сочленение Тс, по аналогичной формуле.
На среднее крепление могут действовать:
1) часть веса кузова, передающаяся не-
посредственно или через продольную шкворневую балку;
2) горизонтальная сила инерции от кузова кР,. ;
3)
р вес тяговых двигателей
4) реакция от работающего тягового двигателя (при опорно-осевой подвеске)
гк D.
' 2L
где Гк — сила тяги, развиваемая колёсной парой;
D—диаметр движущего колеса ио кругу катания;
L — расстояние между опорами тягового двигателя (на колёсной паре и рамном креплении).
Напряжения изгиба определяются отдельно для моментов, действующих в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и алгебраически суммируются.
В результате переноса вертикальных и горизонтальных сил в плоскости, проходящие через нейтральную ось сечения, возникают крутящие моменты.
Проверка вызываемых ими напряжений необходима при открытых сечениях средних креплений.
Напряжения в рамных креплениях у существующих электровозов (ВЛ 19, ВЛ22 и ВЛ22М) не превышают 650 кг/см2.
МЕХАНИЗМ СОЧЛЕНЕНИЯ
Механизм сочленения электровозов ВЛ22М (фиг. 13) состоит из следующих частей;
шкворня 5 из стали марки Ст. 5 (ГОСТ 380 — 50) диаметром 150 мм (минимальный допустимый диаметр в эксплуатации — 145 мм), укрепляемого плитой 6 с накладкой;
шарового вкладыша 1 из литой стали (ГОСТ 977—53), двух гнёзд 2 из стального литья повышенного качества марки 25-ЛКП (ГОСТ 977—53), обхватывающих шаровой вкладыш сверху и снизу;
Фиг. 13. Механизм сочленения
втулки 3, находящейся между шкворнем и телом балки первой тележки (для смазки механизма предусмотрено специальное отверстие* закрываемое крышкой 4);
шести болтов 7 из Ст. 5 (ГОСТ 380—50), пропущенных через тело серьги и фланцы, гнёзд.
Шкворень рассчитывается на усилия при. ударе по автосцепке Тс = к (Рк 4- Рт ), на силу тяги при многократной тяге и рассматривается как балка, лежащая на двух опорах с нагрузкой от шара и проушин, распределённой по закону треугольника.
Пример. Вес кузова электровоза ВЛ22М Рк =-« 54,6 in, тележки Р? =* 38,7 т, диаметр шкворня d — 15 см, ударный коэффициент к = 1,36. Схема нагрузок показана на фиг. 14.
Напряжение изгиба при ударе
,, Л • 1,36 (54,6 + 38,7) X
а __ _ 2
“зг W ~ 0,0981 • 153
X 1 000 -f-3,5 + 2G’°"\
3 2-3 ]
П 9981 . 1S3 = 2 555 кг!см*.
•МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
75
Напряжение изгиба менее предела упру-юсти Ст. 5, равного 2 800—3 000 кг!см'2.
При трёхкратной тяге усилие в сочленении третьего электровоза при Рд — 132 т и коэффициенте сцепления = 0,35
Тс = 2,5 132 • 0,35 т;
• 132 000 • 2,5 X
Л-1 ^2 __________
= jy - 0>09~81 . 15~з
ч • о or /16,5 , о Г I 26,0\
X 0,35 -3-+ З’а + 2.3 )
rThORI . 1КЗ = 2 326 кг/см2.
пяты
Кузова тележечных электровозов опираются на тележки при помощи пят.
Для возможности вписывания в кривую одна из опор допускает поворот тележки и продольное скольжение (пята скользящего типа), другая — только поворот тележки (пята вращающегося типа).
прямоугольной формы, размером 500x575 мм, при внешнем диаметре пяты 500 мм.
На фиг. 16 показаны опоры скользящего и вращающегося типов электровоза ВЛ19.
В первом случае вкладышем 1 служит литая коробка, закладываемая в основную литую пяту.
Продольное перемещение опоры обеспечивается тем, что основная подпятниковая коробка имеет прямоугольную форму и длина её на 75 мм больше длины вкладыша 1 пяты (фиг. 16, вкладыш 1).
Длина вкладыша опоры вращающегося типа II равна 575 мм, т. с. длине подпятниковой коробки.
РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ
Рессорное подвешивание включает совокупность рессор, пружин и балансиров со связующими промежуточными деталями (подвесками, опорами, коромыслами и т. д.).
Рессорное подвешивание служит для того, ч гобы:
1) смягчать удары, передаваемые на надрессорное строение при прохождении колёс по неровностям пути или при неправильной форме колёсного бандажа;
Фиг, 15, Плоская вятл электровоз! В.122м
На фиг. 15 изображена плоская пята электровоза серин ВЛ22"; слева показана опора скользящего типа, справа — вращающегося. У опоры скользящего типа вкладышем служит литая цилиндрическая коробка 1, закладываемая в корпус 2, у опоры вращающегося тина вертикальное усилие передаётся на стальной диск />‘, боковые усилия — на кольцо 4.
В случае пяты вращающегося типа гнездо в продольной шкворневой балке для пяты кузова выполняется круглым, диаметром 470 мм; в случае пяты скользящего типа —
2) распределять проектную нагрузку между колёсными парами и колёсами и поддерживать её при прохождении отдельными колёсами неровностей пути.
По ОСТ 6933 рессорой называется упругая деталь, собранная из отдельных полос, листов или колец, а пружиной — упругая деталь, изготовленная путём завивки.
Рессоры локомотивов и вагонов изготовляются из гладкой и желобчатой стали следующих размеров:
76
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Ширина, мм . Толщина, мм
Гладкая сталь
76 1 76 1 76 | 76 | 89 1 89 I 1021 102 I 114 I 114 | 120 1 130 ] 130 I 150 I 150
7 8 13 I ю I 13 1 ю 1 13 1 7 ! Ю 1 12 1 10 1 12 1 ю 1 12
Желобчатая сталь
89 89 I 100 ПО
10 13 13 13
120
12
Ширина, мм . . . . 63
Толщина,мм .... 10
I
I
63 76
13 7
76 76
10 11
76 89
13 9,5
Разрез по А А
Фиг. 16. Опоры кузова электровоза ВЛ19
Разрез по Ьб для скользящей опоры
! Разрез по ЬЬ для Вращающейся опоры
1
Технические условия на эту сталь — см. ГОСТ 1496—42.
Рессоры изготовляются из стали марки 55С2 (ГОСТ В 2052—53).
Химический состав сталей принимается по ГОСТ В 2052—53.
Изготовленные рессоры подвергаются приёмке и испытаниям по ГОСТ 1425—53.
Величина прогиба рессоры f под статической нагрузкой определяется по формуле
6Р // — AV
f =------4-----С- см, (4)
' Ebh3 (3iK+2ic)
где Р—статическая нагрузка в кг;
I — половина длины рессоры в выпрямленном состоянии в см;
а — ширина хомута в см;
Е = 2,05 • 106 кг/см2 (модуль упругости);
Ь — ширина листов в см;
h — толщина листа рессоры в см;
iK— число коренных листов;
1С—число ступенчатых листов.
Напряжение изгиба при одинаковой толщине коренных и ступенчатых листов рессоры определяется по формуле
а =, (5)
bh3(iK+ic)
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
17
а при различной толщине hK — коренных и hc — ступенчатых листов по формулам:
а) для коренных листов
bli'i (W3 + inp)
б) для ступенчатых листов
ЗР/
= —о--------------см, (7)
blll Uk З3+ Ощ)
I де
Данные рессор электровозов приведены в табл. 3.
Таблица 3
Характеристика рессор электровозов
Серия электровоза Ч пело листов Длина . рессоры, ' мм 1— ... Ширина 1 листов, мм Толщина листов, мм 1 Жест- I 6 Q. <-> Q. SS
ВЛ 2 2 и
ВЛ2 2К 11 1 100 100 13 155
ВЛ 19 . 12 1 000 100 13 166
11* ... 1 1 1 100 100 13 150
<ир = (’с+1 (приведённое число листов ступенчатой рессоры).
Кроме того, рессоры проверяют на динамическую нагрузку Рдин= 1,4 Р.
При расчёте на статическую нагрузку допускаемое напряжение на изгиб
[а] = 6 000 -4- 7 000 кг/см2, а при учёте динамических добавочных нагрузок
[а] = 8 000 - 9 000 кг/см2.
На фиг. 17 показана листовая рессора электровоза ВЛ22М со всеми данными, указываемыми на рабочем чертеже рессоры. Для
Фиг. 17. Листовая рессора электровоза ВЛ22М
предотвращения продольного 'сдвига листов в них предусматривается простроганный паз глубиной 2—3 мм, в который входит хомут; с противоположной стороны устанавливается прокладка.
Обычно число коренных листов достигает 25% от общего расчётного количества листов. Самый короткий лист берётся равным двойной длине хомута; остальные ступенчатые листы постепенно уменьшаются по длине. Промежуток между самым коротким и самым длинным листом делится на равное число частей по числу листов.
Сила трения в листах определяется по Гл Е. Нольтейну, по относительному коэффициенту трения
р = 2<р (п—1)А ,
где ср—коэффициент трения между листами, равный, в зависимости от смазки,. 11,2 — 0,4;
п—число листов рессор;
h — толщина листа рессоры;
L — длина рессоры.
Рессоры характеризуются жёсткостью. Под жёсткостью ж понимается груз в кг, вызывающий прогиб рессоры, равный 1 мм:
где Р — нагрузка рессор;
f — соответствующий прогиб.
Гибкость рессоры г есть обратная величина жёсткости и обычно выражается в мм прогиба рессоры от действия на неё силы в 1 т. Для подсчёта гибкости рессоры г по жёсткости её ж можно пользоваться следующим равенством:
жг = 1 000
(при ранее указанных размерностях ж и г).
Пружины
Пружины изготовляются из стали 55С2 (ГОСТ В 2052—53) круглого и прямоугольного сечения.
Технические условия на изготовление пружин, правила приёмки, методы испытания и маркировки даны в ГОСТ 1452—53.
Величина прогиба пружины определяется по формулам:
для круглого сечения
8D3nP t = ------ мм.
1 dlG
для прямоугольного сечения
f _ 0,9 к nD* (Ь2 + Л2) Р ии
1 bah3G
где п — число рабочих витков, равное полному числу витков, за вычетом 1,5 витка;
G — модуль скольжения, равный 8 000 кг!мм2.
Расчёты пружины под рабочей нагрузкой производят по формулам:
78
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
для круглого сечения прутков диаметром d мм
р = itd3 [г] 8D ’
и для прямоугольного сечения шириной b и высотой й в мм
р _ 0,44 62й [т] D
где D — средний диаметр пружины в мм. Допускаемое напряжение при этом
[т ] = 60 4- 55 кг/мм2.
р
При малом отношении с = — вводится по-г
правочный коэффициент к, учитывающий влияние перерезывающей силы, изгиб стержня пружины и пр. (табл. 4).
Таблица 4
Значения коэффициента к
Жёсткость пружины р ж = ст кг/мм. fem
В случае двухрядных цилиндрических пружин радиусы витков гг и г2 и поперечное сечение прутков должны быть подобраны так, чтобы напряжение у всех пружин было одинаковым.
При общей нагрузке на двухрядную пружину Р, при круглом сечении прутков (диаметры d, и d2) нагрузка Plf приходящаяся на наружную пружину (/^dj, будет
р1=_ fdjr2 d^r2 +
и на внутреннюю пружину (r2, d2)
р _ -Мн
*2----5-----5- *
di<2 + ^2ri
Характеристика пружин электровозов
ВЛ22М и Н8 приведена в табл. 5.
На фиг. 18 показаны пружины рессорного подвешивания электровоза ВЛ22М и Н8.
Фиг. 18. Пружины рессорного подвешивания электровоза ВЛ22М и Н8
Таблица 5
Основные данные пружин электровозов ВЛ22Ии Н8
! Диаметр круглой стали, мм Количество активных витков Жёсткость, кг 1мм Статическая нагрузка, кг Статический прогиб, мм Высота в свободном состоянии, мм Высота под нагрузкой, мм
33 19 4 7,5 180 62 2 875 1 000 16 16 204 ±3 203 ±3 165 при нагрузке 7 000 кг 165 при нагрузке 2 530 кг
Детали рессорного подвешивания
Рессорные стойки. Рессорные стойки изготовляются из стали 25-ЛК.1 (ГОСТ 977—53).
На фиг. 19 показана рессорная стойка П-образной формы электровоза ВЛ22М, служащая для передачи давления рессоры на буксу.
Рессорные подвески. На фиг. 20 показана концевая рессорная подвеска электровоза ВЛ22М, состоящая из верхней подвески 1 с ножевыми накладками 5, нижней подвески 2 и верхнего 3 и нижнего 4 пружинного гнезда.
Рессорные подвески стальные, кованные из Ст. 4 (ГОСТ 380—50); пружинные гнёзда из стального литья; ножевые накладки, втулки и валики из Ст. 2 цементированные или из Ст. 5 калёные.
На фиг. 21 показано рессорное подвешивание на призмах.
Балансиры. На фиг. 22 показаны балансир электровоза ВЛ22М, кованный нз Ст. 5, и балансирная скоба.
На электровозах ВЛ19 вместо балансиров применены обратные рессоры.
Расчёты деталей рессорного подвешивания на прочность. Рессорные стойки рассчитываются, как П-образ-иая рама с жёсткими узлами и шарнирно закреплёнными концами и равномерно распределённой нагрузкой
где I — длина горизонтального стержня;
Р—нагрузка, передаваемая рессорой.
Напряжение изгиба горизонтального стержня с моментом сопротивления
а _ 2к + 1 ql3 азг 2/с + 3 ‘ 81Г2
и вертикальных стержней с моментом сопротивления
5 - 1
азг 4(2к + 3)'Г2’
где к — приведённый коэффициент:
12 — момент инерции сечения горизонтального стержня;
12 и Н — момент инерции сечения и высота вертикального стержня.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
79
Фиг. 19. Рессорная стойка электровоза ВЛ22М
376
Фиг. 20. Концевая рессорная подвеска электровоза ВЛ22М
Фиг. 21. Рессорное подвешивание на призмах
80
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Дополнительное напряжение сжатия вертикальных стержней площадью сечения каждого F
„ - р с ж 2/^
Общее напряжение в вертикальном стержне
3 = ^изг + асм--
Напряжения в рессорных стойках, рассчитанные по указанному методу, не превышают: а) в горизонтальном стержне — 700 кг/см* и б) в стойках — 300 кг/см2.
Рессорные подвески, одинарные или парные независимые, рассчитываются на растя-„ Р
жение силой — ; напряжения растяжения
Р а= 2F ’
где F — площадь сечения одинарной или общая площадь парных подвесок.
Парные подвески, связанные жёстко в трёхстороннюю рамку (см. фиг. 20), рассчитываются по формулам, приведённым для П-образной стойки,с изменением знака нагрузки горизонтального стержня.
Проушины для валиков проверяются по формуле
R2 +
3 : : q А2 — 72 ’
где </— равномерно распределённая по диаметру проушины нагрузка;
R и г —наружный и внутренний диаметры проушины.
Балансир проверяется на изгиб. Если по концам балансира приложены усилия Рг и Р2, то усилие, приходящееся на валик или нож балансира,
P=Pi+P2-
Изгибающий момент на расстоянии х от конца Мх = Рг х или Р2 х. Для опасных сечений проверяется напряжение изгиба:
>
где Wx—момент сопротивления в рассматриваемом сечении.
Валики подвески или балансира рассчитываются на изгиб по формуле
_ Р« (J Ь \ %эг- 2Гв у 2 — 4 ) ’
где Рв — нагрузка, приходящаяся иа валик;
I — расстояние между серединами опорных поверхностей валика;
b — длина загруженной части валика;
—момент сопротивления валика.
По той же формуле рассчитываются ножи рессорного подвешивания. Допускаемые напряжения при расчёте на статическую нагрузку; а) рессорных подвесок—на разрыв 300—400 KzjcM2, на изгиб 600—700 кг!см2', б) балансиров и валиков на изгиб 800— 1 000 кг/см2.
Контактное напряжение по поверхности прилегания ножа и призмы проверяется по формуле Герца-Беляева:
I/ RE I \ 1 \
где R — нагрузка на нож в кг;
b — длина ножа (рабочая) в см-
г1 и г2—радиус выкружки призмы и ножа в см.
Допускаемая величина |тг.„] — 12 000 -7--т 15 000 кг!см2.
Типы рессорного подвешивания
На электровозах всех серий применяется комбинированное подвешивание листовых рессор 1 совместно с витыми пружинами 2 (фиг. 23).
Фиг. 23. Комбинированное рессорное подвешивание
В этом случае имеет место параллельное соединение пружин и последовательное соединение двух последовательно работающих групп рессор: 1) листовой и 2) двух пружин.
При параллельной работе нескольких рессор общая жёсткость их жс равна сумме жёсткости отдельных рессор, т. е.
жс — жг + ж2 4- жа;
при последовательном соединении нескольких рессор или групп рессор общая гибкость гс подвешивания равна сумме гибкостей последовательно работающих рессор или групп рессор, т. е.
гс = г1 + г2 + гз-
Для выравнивания нагрузок между колёсными парами, при прохождении колёсами неровностей пути отдельные рессоры сбалансированы (связаны балансирами) в самостоятельные группы, представляющие собой в отношении распределения нагрузок каждая одну точку подвешивания.
У электровозов Сс, ВЛ22 и ВЛ22М принято рессорное подвешивание передней тележки в двух точках, т. е. все рессоры на каждой стороне сбалансированы между собой, а задней тележки — в трёх точках, а именно рессоры двух крайних колёсных пар сбалансированы между собой с каждой стороны, а рессоры колёсной пары, расположенной около сочленения, связаны поперечным балансиром.
Передняя тележка с двумя точками подвешивания сама по себе неустойчива и поддерживается задней тележкой.
Конструктивное оформление рессорного подвешивания показано на фиг. 24.
У электровоза ВЛ19 применено симметричное рессорное подвешивание (фиг. 25), у каждой тележки рессоры крайних двух колёсных пар связаны между собой продольными балансирами в виде обратных рессор, а рессоры колёсных пар, расположенных у сочленения тележек, свободны. Таким образом, каждая тележка подвешена в четырёх точках.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
81
Середина сочленения
6 Тем 9
82
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
У электровоза Н8 рессоры колёсных пар связаны балансирами (фиг. 26) и кузов опирается на каждую двухосную тележку в двух точках: на центральной опоре среднего рамного крепления и дополнительной опоре.
Для определения жс жёсткости эквивалентной рессоры, заменяющей систему сбалансированных рессор, пользуются уравнением равенства работ. Если Р — суммарная нагрузка всех сбалансированных в одну группу листовых рессор п жёсткостью жг и в группу по концам входят пружины жёсткостью ж2 с
Р
нагрузкой каждая— , то уравнение равенства 2га
работ действительных и эквивалентной рессоры будет:
1 Р IIP Р Р Р \
2 Жс ~ 2 Ц 2га * 2гажг + п га пжг / ’
откуда определяется же.
КОЛЕБАНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
В неподвижной системе координатных осей (пути) принимается за ось х-ов направление оси прямолинейного железнодорожного пути, по которому перемещается электровоз; перпендикулярно к ней располагаются в горизонтальном направлении ось у-ов и в вертикальном направлении ось г-ов. При этом относительные координаты х, у, г и углы поворотов относительно тех же осей <f,v, 'fy и экипажа в любой момент будут определять его положение по отношению к геометрически правильному горизонтальному пути.
Перемещения по шести направлениям и определяют возможные шесть видов колебаний электровоза (фиг. 27), а именно:
1) подёргивание—колебание по направлению оси х;
2) относ (поперечный) по направлению оси у;
3) виляние — колебание вокруг оси г (колебание <f2);
4) подпрыгивание по направлению оси г;
5) поперечная качка вокруг оси х (колебание tp^);
6) галопирование, или продольная качка, вокруг оси у (колебание срД.
В первых трёх видах колебаний участвуют и подрессоренные и неподрессоренные части; в последних трёх колебаниях участвует только надрессорное строение электровоза, при условии, что движение происходит по геометрически правильному прямому пути.
Шесть видов колебаний можно разбить на две группы функционально зависимых колебаний:
1) первая группа — колебания х, г и yv, т. е. колебания подёргивания, подпрыгивания и галопирования;
2) вторая группа — колебания у, и ух, т. е. колебания относа, виляния и поперечная качка.
Неровности железнодорожного пути в вертикальной плоскости вызывают обычно одновременно и галопирование и подпрыгивание; однако эти оба колебания могут протекать независимо одно от другого. Это зависит от относительного расположения центра тяжести надрессорного строения и так называемого центра продольного колебания, около которого происходит свободное колебание в продольной вертикальной плоскости.
Положение центра продольного колебания определяется по формуле
'’° Sac, ’
где ж,- — жёсткость отдельных рессор или жёсткости эквивалентных рессор, заменяющих группы сбалансирован-' ных рессор или группы рессор бегунковых тележек;
— расстояние тех же рессор до некоторой произвольно выбранной точки;
— расстояние центра колебаний до той же произвольной точки.
Если жёсткость рессор выбрана пропорционально их статическим нагрузкам, то центр продольного колебания по длине электровоза (но не по высоте) будет совпадать с центром тяжести.
При совпадении по длине электровоза центра колебаний с центром тяжести оба колебания — галопирование и подпрыгивание— совершаются независимо с частотами Kt и к2:
2 — /1 j Sin (/€, t —1~ 3j) и
Чу = вг sin (кг t + p2),
где fi, и jja — начальные фазы колебаний, которые определяются начальными условиями.
Круговые частоты колебаний определяются по формуле
V м
к2 = ^2ж,а^
где М —масса подвешенных на рессорах частей электровоза;
/ ____момент инерции надрессорного строе-
ния относительно оси, проходящей через центр тяжести;
ai___расстояние отдельных или эквива-
лентных рессор до центра колебаний (знак перед а} берётся отрицательный, если рессоры располагаются позади центра колебаний);
Ж[ — жёсткость отдельных рессор;
— превышение центра тяжести надрессорного строения над центром колебаний.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
83
Период свободных колебаний подпрыгивания
л_2,т/«
z V ^1ж1
и период колебания галопирования
Г а;-— Mg/ii
где g — ускорение силы тяжести.
Чередующиеся неровности пути, например рельсовые стыки, передаются на надрессорное строение, как возмущающие силы, и могут вызвать вынужденные колебания надрессорного строения и значительное иарастаиие амплитуд при совпадении периода свободных колебаний с периодом возмущающей силы.
Поперечные колебания происходят вокруг оси, расположенной на высоте геометрических осей колёсных пар. Период их колебаний
1ХО + МН* ZoiCib?— MgH ’
। де Iхо — момент инерции надрессор-
ного строения относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести;
’л = Лго + МН2 — момент инерции надрессорного строения относительно продольной оси, проходящей в плоскости геометрических осей колёсных пар;
bi — расстояние рессоры до продольной оси электровоза.
Остальные обозначения сохраняются прежние.
В выражение Ь2 не входят рессоры, которые не могут создавать восстанавливающего момента при поперечном наклоне надрессорного строения (сбалансированные поперёк рессоры или рессоры бегунковых тележек, имеющих шаровые опоры).
Чередование обратных кривых с возвышением то правого, то левого рельсов вызывает появление возмущающей силы в отношении развития поперечных колебаний. Поперечная качка надрессорного строения возникает также одновременно с вилянием электровоза. Виляние заключается в том, что концы электровоза прижимаются попеременно то к правой, то к левой рельсовым нитям, причём когда передний конец перемещается к правому вельсу, задний конец перемещается к левому.
Одновременно с вилянием происходит и относ, т. е. поступательное перемещение всего электровоза в поперечном направлении то к одной рельсовой нити, то к другой. Поэтому в действительности колебание электровоза в прямых может быть представлено, как суммарное, состоящее из виляния и относа.
Основной причиной виляния электровозов является конусность бандажей.
В электровозах с бегунковыми тележками и в тележечных (сочленённых) электровозах, имеющих большое число возможных свободных перемещений, колебания приобретают более сложный характер.
При виляиии сочленённых тележек происходит вращение их около сочленения в противоположных направлениях и одновременное поступательное перемещение обеих тележек поперёк пути от одного рельса к другому.
Для виляния характерна постоянная, не зависящая от скорости движения длина волны L; чем больше база электровоза, тем больше длина волны при тех же прочих равных условиях (число колёсных пар, вес электровоза и др.).
Длина волны виляния для тележечного электровоза сочлеиеиного и несочлененного
где г—радиус колёс по кругу катания;
2s—расстояние между кругами катания;
i — наклон образующей конуса бандажа; п—число колёсных пар тележки;
ai — расстояние колесных пар до шкворня тележки.
Период колебания виляния T^z зависит от скорости движения v и равен
„А
V
Виляние электровоза становится особенно сильным и может оказаться опасным в отношении схода с рельсов или расшивки пути в том случае, если период собственных поперечных колебаний надрессорного строения приближается к Гог—периоду колебания виляния.
Пример. Определить критическую скорость электровоза. момент инерции надрессорного строения ' относительно i продольной оси которого I % =» -27 000 кг/м!сек2, суммарная жесткость не сбалансированных поперёк рессор Еж = 340 кс!мм = = 340 000 кг/м, расстояние рессор до средней продольной плоскости b = 1 м, высота центра тяжести над плоскостью геометрических осей колёсных пар Н = 0,8 м и длина волны при вилянии L = 45 м., вес надрессорного строения 100 tn.
Период собственных поперечных колебаний
-х “ 2\ж. —MgH
= 2 - 3,14 J/ 2 340 000. j _ 100 000 . 018 = 1.33 сек.
Критическая скорость vKp при Т^х « T^z 0ПРе‘ деляется из отношения
L 45 . сс
---------------- = ---= 1,66, VKp икр откуда
= 1ДД= 33 м1сек = 122 км1час-
КОЛЁСНЫЕ ПАРЫ
Колёсные пары различаются движущие и бегупковые. Колёсные пары собираются (формируются) из оси, колёсных центров и бандажей.
Общий вид колёсной пары электровоза ВЛ19 показан на фиг. 28, а электровоза ВЛ22Ы—на фиг. 29.
&
84
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Ось колёсной пары отковывается из стали марки ОСЛ (ГОСТ 4728—53).
Для уменьшения концентрации напряжений переходы от одного диаметра к другому делаются плавными, с радиусами закругления не менее 20 мм. Овальность и конусность моторно-осевых и буксовых шеек не более 0,05 мм.
Шейки шлифуются с последующей накаткой роликами.
Фиг. 28. Колёсная пара электровоза ВЛ 19
Колёсный центр изготовляется из стального литья марки 25-ЛКП (ГОСТ 977—53) повышенного качества.
Колёсный центр у электровозов ВЛ22М изготовляется с удлинённой ступицей под насадку большого зубчатого колеса. Запрес-совочные давления при насадке указаны в табл. 6.
Таблица 6
Давление запрессовки (в т)
Колёсного центра
С банда- Без жом бандажа
С напрессованной зубчаткой ...................... 90-140
Без зубчатки............. 80—120
70—120
60—100
Овальность и конусность наружной поверхности удлинённой втулки не более 0,05 мм с направлением конуса допускается только меньшим диаметром к наружной стороне колёсного центра.
Овальность обода колеса не более 0,5 мм, конусность не более 0,25 мм, направление конуса допускается только меньшим диаметром к наружной стороне колёсного центра.
Фиг. 29. Колёсная пара электровоза ВЛ22М
Бандажи прокатываются из специальной бандажной стали (ГОСТ 398—41). Размеры бандажей установлены ГОСТ 3225—46.
Нормальный профиль локомотивного бандажа дан на фиг. 30.
Бандажи электровозов ВЛ22М имеют в обработанном виде толщину 90 мм, наружный диаметр обода—1020 мм. Таким образом, диаметр по кругу катания равен 1 200 мм; у электровозов же ВЛ19 наружный диаметр обода равен 1 070 мм, толщина бандажей — 75 мм и диаметр круга катания— 1 220 мм.
Допуск для натяга бандажа 1/1 000 диаметра его, температура нагретого бандажа для посадки — не свыше 320°С; против сдвига бандажа устанавливается закрепительное' кольцо из специально прокатанной стали. Установка закрепительного кольца и обсадка бандажа производятся при температуре бандажа не ниже 150°С.
Расчёт оси колёсной пары производится на режим движения в кривой с максимальной скоростью при действии следующих сил (фиг. 31):
1) Вертикальной динамической Рд, принимаемой равной 1,4 от статической обрессорен-иой нагрузки Р.
2) Горизонтальной (поперечной) Н — от совместно действующих: части центробежной
механическая часть электровозов
85
силы от надрессорного строения, не уравновешенной возвышением наружного рельса, и силы давления петря на надрессорное строение. Эту силу принимают ранной 40% от юрессоренного веса, т. е.
Н обр ~ Ppgp,
; де P()g —полный обрессоренный вес электровоза.
Фиг. 31. К расчёту оси колёсной пары
Если рессоры некоторых колёсных нар связаны поперечным балансиром и не воспринимают на себя опрокидывающего момента силы НО(,р, то горизонтальная сила, приходящаяся на одну колёсную пару и вызывающая перераспределение нагрузок между шейками, будет равна
Н — — п' ’
। де п'— число колёсных пар, воспринимающих опрокидывающий момент.
Нагрузка Р' на шейку наружного колеса от действия сил Рд и Н (фиг. 31) будет
где 2Ь — расстояние между серединами шеек колёсной пары;
h — высота центра тяжести над головкой рельса.
3) Усилия, передаваемого от тягового двигателя на моторно-осевые подшипники:
а) сил реакции при опорно-осевой подвеске тягового двигателя;
б) половины веса тягового двигателя Рм.
На каждый моторно-осевой подшипник в точках D и F (см. фиг. 31) будет действовать сила
где Рк — сила тяги одной колёсной пары (см. п. 7);
7? — радиус начальной окружности большого зубчатого колеса;
7- — база подвески двигателя;
Ок— диаметр движущего колеса.
4) Усилий, передаваемых на ось от больших зубчатых колёс, направленных вверх и равных
1
- — у • <2R '
(Знак минус указывает, что эта сила направлена вверх при движении оси впереди своего тягового двигателя.)
5) Горизонтальной реакции наружного рельса Нр, определяемой из условия равновесия сил в кривых; опа может быть принята равной максимально допустимой по условию схода с рельсов, т. е. статической вертикальной нагрузке колеса на рельс Нр~ И. (Более точное определение И t, -=Y —см. раздел «Определение направляющих усилий и боковых давлений в кривых».)
6) Вертикальной реакции наружного рельса .8'р от сил Рд, /%, 7 4 и Н:
рд Hh
2Т +
(77р-/7) 2
+ 2s 1
где 2s =1,6 м— расстояние между опорными точками колёс на рельсах;
Нр — Н — горизонтальное усилие, передаваемое через буксы от рамы.
7) Горизонтальной (продольной) силы от развиваемой колесом силы тяги:
Т* = П '?к;
поскольку расчёт ведётся при большой скорости, коэффициент сцепления принимается = 0,18 ~ 0,20.
Соответствующая реакция рамы электровоза на ось FK принимается приложенной в середине шейки.
Суммарные изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях определяются геометрическим суммированием их:
Mi =
Напряжения оси, вызываемые действием моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обязательно проверяются в сечениях 1—8 (см. фиг. 31).
Ось подвергается действию крутящего момента, соответствующего максимальной силе тяги по сцеплению, развиваемой одним колесом, т. е.
Мкр = о •
Совокупное действие изгибающих и крутящих моментов определяется по теории прочности наибольших касательных напряжений: _
При этом методе расчёта допускаемые напряжения на изгиб
[о] = 1 100 = 1 200 кг/см?.
электроподвижной СОСТАВ постоянного ТОКА
Пример. Расчёт оси колёсной пары электровоза ВЛ22М.
Расчётные данные
Статическое давление колёсной пары на рельс
2п « 22 т.
Подрессоренная нагрузка иа ось
Р = 16,25 tn.
Расчётная сила тяги одной колёсной пары
FK « П * 22 . 0,20 - 4,4 т ♦.
Вес тягового двигателя
Рм - 5,2 tn.
* Этот случай соответствует езде с повышенной скоростью.
Диаметр движущих колёс
DK — 1,2 м.
База подвески двигателя
L - 1,13 м.
Радиус начальной окружности большого зубчатого колеса
R =• 0,445 м.
Высота равнодействующей от неуравновешенной части центробежной силы надрессорного строения н давления ветра над головкой рельса
h = 2,0 м.
Расстояние между серединами шеек колёсной пары
2b » 2,15 м.
Составим таблицы (7, 8 и 9) основных расчётных данных.
Таблица 7
Расчётные усилия
Название силы Обозначение Место приложения Определение величины
Динамическая нагрузка Рд Центр тяжести надрессорного строения Рд -1,4 • Р = 1,4 • 16,25 = 22,75 т
Горизонтальная сила центробежная и ветра И То же Н =0,4 Р = 0,4 . 16,25 = 6,5 т
Нагрузка на наружную шейку Р' Середина шейки р, Рд Я(Й~Пг) 22,75 Р 2 + 2 Ь 2 + 6,5 (2,0 — 0,6) + 2 15 в 15,61 т
Усилие на моторно-осевых подшипниках р. Середина моторно-осевого подшипника _РК DK L — R Рм _ Р‘ ~ ‘IR L + 4 4,4 1,2 1,13—0,445 4-0,445 1,13 + 5,2 + ^- = 3,1 т
Усилие от большого зубчатого колеса р. Середина места запрессовки зубчатого колеса 1 Рк DK 1 Р‘ = “ Т • - 2R - = ~ Т х Х 2-0,445 ~ 2'97т
Вертикальная реакция наружного рельса Sp На середине головки рельса Sp= + Р> - Pl + + (НР~Н^ 22 75 + - 2s - -2 ' + 3, 1 2,97 + , 6,5 - 2,0 (11-6,5) 0,6 ,, 1,0 1,6
Горизонтальная реакция наружного колеса Нр | Головка рельса в поперечном направлении Нр = П = 1 , 1 т
От силы тяги, развиваемой колесом Тк 1 Середина шейки в горизонтальном направлении Тк = =11- 0,2 = 2,2 m
Крутящий момент М/ср — Мкр = пФ Dk 11 ' °’2 ' ]'2 =132 КР 11 г к 2 “ 2 1 "Э |
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
87
Таблица 8
Расчёт изгибающих моментов оси
№ сечений Силы, действующие на рассматриваемое сечение, в т Расстояние от точки приложения сил до рассматриваемого сечения, м
Моменты в вертикальной плоскости
Изгибающие моменты, тм
1-1 Р’ = 15,61 /, = 0. 15
2—2 Р' = 15,61 /. = 0,195
3-3 f Р' 1 Ир = 15,61 = 1 1,0 /.=0,285 -А=о,о
2
( Р‘ = 15,61 /.-0,435
4—4 1 Нп = 11,0
'1 р — = 0.6
' SP =21,71 /.-/. = 0,435-0,285-0,1 50
р' = 15,61 /. = 0,485
5—5 Ир = 1 1,0 °к ~=0’6
Sp -21,71 /.-/. = 0,485-0,285 = 0,2
р 4 1 р' = 2,97 /.—/. = 0,485-0,435 = 0,05 ,
= 15,61 /. = 0,635 А
6-6 1 НР = 11,0 Р>к 1 -2- = 0,6
sp = 21,71 /.-/. = 0,635 - 0,285 = 0,35 |
1 Pi = 2,97 /.-/. = 0,635- 0,435-0,2 J
/, = 0,8
DK
-2-=о,б /,-/. = 0,8-0,285-0,51 5
/,-/. = 0,8—0.435 = 0,365 /,-/. = 0,8—0,635 = 0,1 65
/«-1,075 DK
-2- = 0,6
/«—/.= 1,075-0,285 = 0,79 /«—/. = 1,075-0,435 = 0,64 /,-/« = 1 ,075 -0,635=0,44
М^Р' /, = 15,61-0,15 = 2,341
Мв2 = Р'1, = \ 5,6 1 • 0,195 = 3,044
<? /9 *•
М2 =Р’1, 4 Нр-у--\ 5,6 1 • 0,285 + 1 1,0- 0,6 = 1 1,049
,, DK
М4 = Р'1, \Нр ----- sp (/. — /.)= 1 5,6 1 • 0,435 + 1 1,Ох хО,6-21,71-0,150 = 10,134
в И к
M5=P'la-iHp-^--Sp
х 0.4 85 :-1 1,0- 0,6-21,71 • 0,2-2,97- 0,05=9,681
„ 1}к
MG = P'l,+llp-.,--Sp (/.-/,)-/>,(/.-/.)=15,61х
хО, 635+ 11,0-0,6-21,71-0,35-2,97-0,2 = 8,32 0
Af,'. = /- + ,+//pD2'C--Sp =
= 15,61-0,8 + 11,0-0,6-21,71 • 0,515-2,97- 0,365 + + 3,1 -0,165 = 7,335
М g — Р' !s+Hp—---Sp (lt — />)—P .(/« /.J+^ef/a /«) —
= 15 61 • 1,075 + 1 1,0- 0,6-21,71 • 0,7 9-2,97-0,64 + + 3,1 • 0,44 = 5,693
Моменты в горизонтальной плоскости
1—1 ТК = 2,2 0,15 м\°Р^Тк /,=2,2-0,15 = 0,330
2—2 Тк 2.2 Z2-0,195 М2'Р ~ТК /. = 2,2-0,195 = 0,429
3—3 Тк — 2,2 /.-0,285 сор ?<>!) гор „гор „гор „?ор г , А13 -- М 4 =Л^5 =^7 =Alg
и т. д. = 2,2-0,285 = 0,627
Таблица 9
? сечений
Таблица результирующих моментов и напряжений оси
Вертикаль- • Горизонтальный момент ный момент Мв., тм Мг.°Р, тм Крутящий момент ^кр’ тм Результирующий момент Л1Р = ]А^У-ФГГ+ +Л/2 , тм кр Диаметр вала di , см Момент сопротивления сечения W, см3 Напряжение з, кг/см1
1 2,341 0,330 2,364 18 573 412
2 3,044 0,429 3,074 20,5 848 362
3 11,049 0,627 1,32 11,145 21,5 975 1 143
4 10,134 0,627 1,32 10,240 21,5 975 1 050
5 9,681 0,627 1,32 9,791 20,0 785 1 247
6 8,320 0,627 1,32 8,447 20,0 785 1 076
7 7,335 0,627 Т32 7,479 19,5 729 1 (J2S
8 5,693 0,627 1,32 5,877 19,5 729 806
88
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Размеры шеек проверяются по величине удельного давления на проекцию рабочей поверхности её. Эта величина
Р
А = 7~ , ‘dlu
где Р— нагрузка (статическая) на шейку;
dM и — диаметр и рабочая длина шейки; величина Д не должна превосходить 15—16 кг/смг для грузовых и 18— 20кг/слт2 для пассажирских электровозов.
где <1Ш — диаметр шейки. Эта величина L не должна превосходить 4—4,3 для пассажирских и 2,5 — 3 для грузовых электровозов.
ОСЕВЫЕ БУКСЫ
На большой части электровозов применены буксы с подшипниками скольжения. На фиг. 32 показана подобная букса электровоза ВЛ22М.
Стальная цельнолитая букса в верхней части снаружи имеет два углубления под
Фиг. 32. Букса с подшипниками скольжения
электровоза ВЛ22м
На электровозе ВЛ22М удельное давление составляет 13,5 кг/смг.
Параметром, характеризующим нагревание шейки, является удельная работа трения при максимальной (конструкционной) скорости движения.
Выражение для удельной работы трения шеек при скорости движения v км/час может быть написано в следующем виде:
г л пг>и(км/час) &(кг/смг) (1,и(см) Dk(cm)
опоры рессорной стойки и три углубления, образующих резервуары для смазки: два для смазки буксовых направляющих, а третий для смазки антифрикционного диска.
С боков букса имеет пазы с приваренной корытообразной наделкой толщиной 5 мм.
В буксе помещается подшипник из латуни ЛКС 80-3-3 по ГОСТ 1019—47.
Выступ на верхней части подшипника препятствует перемещению его вдоль шейки. Сторона его, опирающаяся на шейку, имеет цилиндрическую поверхность, залитую баббитом марки Б16.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ;
89
Для предотвращения износа ступицы колёсного центра при передаче от колёсной пары через буксу бокового усилия на раму между буксой и колёсной парой устанавливается в специальной выточке в колёсном центре антифрикционный диск из бронзы ИЦС 6-6-3 по ГОСТ 613—50.
Для распределения смазки по трущимся поверхностям дисков на этих поверхностях проточены эксцентрично кольцевые канавки и высверлены и раззенкованы восемь сквозных отверстий.
На электровозе ВЛ23, на ряде опытных электровозов ВЛ22М и на электровозах Н8 применены роликовые буксы со сферическими подшипниками ЦКБ-531 и ЦКБ-560.
ВПИСЫВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗА В КРИВЫЕ
Геометрическое вписывание в кривые позволяет установить;
а) вписывается ли без заклинивания электровоз заданной осевой формулы в кривую шданного радиуса и какой для этого следует щгь боковой разбег отдельным колёсным парам;
б) боковое отклонение бегунковых тележек и угол набегания их.
При геометрическом вписывании экипаж принимается в виде отрезка прямой, совпадающей с продольной осью экипажа, и на этом отрезке оказываются совмещёнными гребни бандажей (их точки, по которым измеряется толщина гребня). Соответственно ширина рельсовой колеи уменьшается до величины полного зазора колёсной пары в кривой, оавиого
2а 4- Д,
I де 2<т — зазор в прямой, который при номинальном расстоянии между внутренними гранями бандажей 1 440 мм и толщине гребней бандажей 33 мм составляет
2а = 1 524 —(1 440 4- 2 • 33)= 18 мм;
Д — уширение в кривых согласно ПТЭ, § 31.
продольной оси, измеряемые в перпендикулярном направлении, получаются в натуральную величину. (Углы набегания получаются в п раз больше действительной величины.) Некоторая ошибка получается с увеличением числа п— коэффициента искажения, поэтому рекомендуется и принимать не более 10-г 12,5.
Если при принятом коэффициенте искажения п построение не размещается на чертеже, уменьшают, кроме того, все размеры в одном и том же соотношении т (масштаб чертежа). Однако это влечёт за собой снижение точности отсчётов отклонения.
Вместо нормальной рельсовой колеи вычерчиваются две концентрические кривые радиусами, равными:
R г, = ”9- 4-1 п2 I
R
-пг -(a-i-Д).
При учёте допусков по ширине колеи или между внутренними гранями бандажей (:£3 мм) соответствующим образом меняется 2?. Затем устанавливают колёсные пары в зависимости от поставленной задачи.
Если необходимо выяснить, может ли электровоз данной осевой формулы вписаться вообще в кривую или какие разбеги для этого необходимо сообщить отдельным колёсным парам, чтобы они вписались в кривую, то направляющие колёсные пары устанавливаются по наружной кривой и по ним намечают положение средней продольной оси электровоза.
При наличии боковых разбегов у направляющих колёсных пар на величину этого разбега переместится наружу кривой продольная ось электровоза у соответствующей колёсной пары.
Расстояние от продольной оси электровоза до наружной или внутренней кривой даёт величину зазора в соответствующем месте у наружного или внутреннего рельса.
Положение в кривой двухосной бегунко-вой тележки определяется, помимо положения шкворня и набегания на наружный рельс,
Фиг. 33. Изображение круговой диаграммой установки электровоза 2-1-1 в кривой
Для геометрического вписывания приме-
няют графические и аналитические методы.
Графические методы
а) Метод круговых диаграмм. Этот метод состоит в вычерчивании экипажа с искажением масштабов, а именно: радиус кривой уменьшается в и2 раз, а продольная ось, откладываемая по хорде, с уменьшением в п раз; тогда отклонения точек кривой от
также характером перемещения её, а именно: или в перпендикулярном к продольной оси тележки или в перпендикулярном к продольной оси главного экипажа направлении в зависимости от конструкции тележки.
На фиг. 33 показано вписывание электровоза в кривую R = 160 м при набегании на наружный рельс обеих колёсных пар двухосной тележки (/ и //), крайних движущих колёсных пар (III и VI) одноосной бе-гунковоп тележки (VII).
90
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Проф. И. И. Николаевым предложена поправка к круговому графическому методу. Для этого на радиусе кривой, перпендикулярном к продольной оси экипажа, .начиная от наружной кривой вниз, откладываются деления 0,25; 0,5; 0,75 и 1 (г = и в перпендикулярном к этим отрезкам направлении откладываются отрезки 0,22; 0,38; 0,47 и 0,5, которые определяют поправочную кривую (фиг. 34). Отклонение некоторой точки С соответствует отрезку С2 — С3, заключённому между поправочной кривой и осью а — а, проведённой через точку а пересечения поправочной кривой с продольной осью главного экипажа перпендикулярно к последней.
Фиг. 34. Построение круговой диаграммы по способу проф. И. И. Николаева
б) Эллиптический метод основан на проектировании на чертёжный лист изображения кривой вместе с вписанным в ней экипажем, повёрнутого на некоторый угол вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси главного экипажа; при этом круговые кривые обращаются в эллипсы, а вертикальные отрезки (зазоры колёс в кривых) получаются в натуральную величину или в масштабе чертежа (если эллипс в принятом выходит из рамок чертежа); этот масштаб для вертикального направления обо-
1 г- - « 1 .
значим—. Горизонтальный масштаб ^"выбирается из условия размещения на чертеже экипажа по длине. Наружная и внутренняя эллиптические кривые строятся по ординатам, вычисленным по формуле
д.2 /г2 ' х1 hl t
У = 2R' + 8/?3, + • • • ’
представляющей собой уравнение эллипса, отнесённого к касательной параллельной оси х-ов. В этой формуле для наружной эллиптической кривой
R' = Д +
1 506
2
ст,
а для внутренней
Для практических целей достаточно бывает ограничиться одним первым членом этой формулы, если
Чпах 4/0,0024 / D
---5 < V ---- 'ДЛЯ = 150 At i\-----------------Г /\
Фиг. 35. Схема построения эллиптической диаграммы
Расстояние между касательными, от которых откладываются ординаты у, равно 2з-Ь Д. Это расстояние, как и ординаты у, откладывается в масштабе — (фиг. 35), а расстоя-г 1 ния по оси х — в масштабе .
Относительно расположения экипажа в кривой остаются те же замечания, что и при пользовании круговым методом. Вписывание электровоза 2-3-2 показано на фиг. 36. Отклонение бегунковых тележек измеряется v
отрезком SS'. При -^-<0,05 наклонное по отношению к оси х-ов расположение оси экипажа до угла 45° не вызывает практически ошибки при измерении зазоров или отклонения тележек по вертикали, а не по стреле эллипса.
Фиг. 36. Изображение эллиптической диаграммой установки электровоза 2-3-2 в кривой
Движение экипажа в кривой можно разложить на поступательное движение по направлению продольной оси электровоза и на вращательное вокруг некоторого полюса, расположенного в точке пересечения продольной оси экипажа с перпендикулярным к ней радиусом кривой. При графических методах вписывания полюс находится, как точка пересечения перпендикуляра, проведённого
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
91
из точки касания прямой, параллельной продольной оси экипажа, с этой осью, или как середина хорды, совпадающей с продольной осью экипажа.
Аналитический метод
Для определения зазоров rti и ti( (фиг. 37) между гребнями бандажей н соответственно наружным или внутренним рельсом какой-ли-
Фиг. 37. Схема расчёта зазоров в кривой аналитическим методом
бо колёсной пары i можно пользоваться формулами:
2 2
“ 2RH ~а“’
где хн и %,— расстояние передней направляющей в кривой и колёсной пары i до полюса 2;
ан—поперечный разбег направляющей колёсной пары;
RH—радиус наружной рельсовой нити:
1,524
Rh = R + 2 м'
Отрицательное значение т]- показывает, что рассматриваемая колёсная пара не впи-
где к; — зазор у наружного колеса некоторой колёсной пары к;
L — расстояние от неё до передней направляющей колёсной пары.
Эта формула служит для определения хн прн заданном зазоре т1к, а также для определения г,к, если задана величина хн.
Двухосные бегунковые тележки. Расстояние от набегающей бегун-ковой колёсной пары до полюса 20 бегунковой тележки (фиг. 38) определяется по формуле
где I — расстояние между осями бегунковых колёсных пар;
— поперечное перемещение передней бегунковой колёсной пары за счёт бокового разбега её внутрь кривой по отношению к раме тележки;
т|2 — зазор у наружного рельса второй бегунковой колёсной пары.
Отклонение двухосной бегунковой тележки.
2хк d + rf2 + 2х0 m — m2
е 27^ fli’
где d — расстояние от шкворня тележки до направляющей колёсной пары главного экипажа;
хн — расстояние от передней направляющей колёсной пары главного экипажа, до полюса его;
т]к — зазор у наружного рельса передней направляющей колёсной пары главного экипажа;
т—расстояние оси передней бегунковой колёсной пары до шкворня тележки. Для задней бегунковой двухосной тележки имеем аналогичные уравнения:
- _ (т12 + а1 ) (8')
‘О
сывается в кривую и для свободного прохода кривой она должна иметь поперечный разбег
Расстояние хн передней направляющей колёсной пары до полюса Q
L
2
=
, Rh. (Т|« + ан)
+ L
и
2хн d' d'2+ 2х0 tn' — m'2 e' 2R ~
(9')
При наличии поперечного зазора у передней или задней направляющей колёсной пары главного экипажа и перемещения за счёт этого зазора ан нли ан экипажа наружу кри
92
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
вой по отношению к этим колёсным парам в указанные формулы вместо — т1Н или—т1н надо подставить ан или ан.
Определение направляющих усилий и боковых давлений в кривых
При движении в кривых электровоз некоторыми колёсами набегает на рельсы и поворачивается под действием последних. Эти колёса называются направляющими колёсами, а усилия рельсов — направляющими усилиями.
Движение в кривой (вращение вокруг центра кривой) можно рассматривать как состоящее из поступательного перемещения, направленного по продольной оси электровоза, и вращения вокруг полюса, проходящего через основание радиуса, перпендикулярного к продольной оси. Поступательное перемещение вызывает между колёсами и рельсами силы трения качения, которыми обычно пренебрегают, а вращение вокруг полюса вызывает силы трения скольжения, равные Hif, где /7;- — нагрузка колеса на рельс и f—коэффициент трения. Под П, принимают обычно проектную нагрузку, т. е. не учитывают пе-
Фиг. 39. Схема сил, приложенных к колёсной паре в кривой
рераспределение нагрузок вследствие центробежной силы, колебания надрессорного строения и др.
Силы трения направлены перпендикулярно лучам, проведённым из полюса в опорную точку колеса с рельсом и в сторону, противоположную скольжению. Эти силы раскладываются на направление вдоль оси экипажа .(фиг. 39)
К = 1Ц f sin а = Д; f 5 -
V S2 + А
и перпендикулярно к ней
G = ПI f cos а = Пi f г Х‘ —
Vs* + x2
где х/— расстояние от оси колёсной пары до полюса Й;
2S — расстояние между опорными точками колёсной пары .S' = 0,8.
Помимо того, при движении в кривых появляется центробежная сила.
При исследовании движения электровоза в кривых отдельно рассматривается движение бегунковых тележек и главного экипажа, а влияние бегунковых тележек на экипаж и экипажа на бегунковые тележки заменяется соответствующими силами, появляющимися в возвращающем механизме.
Если вес электровоза без бегунковой тележки а бегунковых тележек Рб, то при скорости v м/сек в кривой радиусом R м центробежная сила электровоза равна
Рэ
Сэ " 9.81 Р и бегунковых тележек
Сб ” 9,817? '
Центробежная сила частично уравновешивается в кривых (за исключением стрелочных) возвышением h наружного рельса. Горизонтальная составляющая веса Р от возвышения наружного рельса определяется по формуле
Ph
Н = ’
где 2S — расстояние между опорными-точками колёсной пары.
Таким образом расчётная, неуравновешенная возвышением наружного рельса, часть центробежной силы
/ ц2 h \
С = С' — Н Р \ — 2SJ ’
Подсчёт направляющих усилий и боковых давлений колёс в кривых носит характер сравнительных расчётов для различных вариантов электровозов, и поэтому для упрощения делается ряд допущений: все силы считаются приложенными и действующими в плоскости головок рельсов, кроме того, не учитывается действие силы тяги, поскольку она уменьшает боковые усилия набегающих колёс. Кроме того, рельсовый путь обычно принимается абсолютно жёстким.
Для сочленённых электровозов предположение абсолютно жёсткого пути даёт более невыгодные условия в отношении направляющих усилий и боковых давлений на рельсы.
Двухосная бегунковая тележка. Силы, действующие на двухосную тележку, показаны на фиг. 40.
Фиг. 40. Схема сил, приложенных к двухосной тележке
Условия равновесия тележки:
У1 + У 2 С 2П if г —-- 2”
У S2 + А
+ 2n2f~7^=r-F = 0-, (10)
V 52 - х2
У, хх - У2 х2- СС-2ПЛ У S2 + х2 -
-2Пг/У +х2-Fz = 0, (И)
механическая часть электровозов
93.
1де и А'2— реакции со стороны наружного рельса, действующие на гребень бандажа набегающих колёс.
Тележка при движении в кривых при высоких скоростях и большой возвращающей силе F набегает обеими колёсными парами на наружный рельс, в этом случае полюс 2 располагается посередине, т. е. хх = х2.
Для определения критической скорости скр, при которой начинается отход задней по ходу колёсной пары внутрь кривой, совместно решаются оба уравнения, полагая в них А'2 =- 0. По найденному значению Скр находится v из уравнения
г _ Рб . vIp
C'.p-g,81 R
Задаваясь промежуточными положениями тележек, определяют для них значения л,, отклонения тележки е и соответствующую величину возвращающего усилия F.
Решая совместно уравнения (10), (II) и полагая в них А'2 = 0, находят далее А’г и С— центробежную силу или соответствующую скорость V.
При скоростях выше критической тележка набегает обоими наружными колёсами на рельс и, задаваясь различными значениями скорости v > vKp или соответствующими значениями центробежной силы
Р V2
С = 9781 ’ R ’
находят Vj и У2.
Таким образом определяется зависимость A’i и У2 от скорости V.
Главный экипаж. При исследовании направляющих усилий отбрасывают бегунковые тележки и их воздействие на главный экипаж при соответствующей скорости заменяют силами F.
При определении направляющих усилий различают случай рамного электровоза и сочленённого.
з
+ А'б - С + F + F' - 2/73 f
____*з______
У S2 + xl
- 2/7 4 /
* + 2//6 f -----------
]/S2 + xl V S" + х£
+ 2/7,0; (12)
V S2 -I- х2
А'3 х3 — А'в хв — Сс' + Fb — F'b' —
- 2//3 f VS2 + х| - 2//4 f VS2 + х‘\ -- 2//5 f V S2- 27/в / /52 + х2 = 0. (13)
Дальнейший анализ сил главного экипажа в кривых совершенно аналогичен разобранному для двухосной бегунковой тележки.
1. Для указанного на фиг. 41 положения главного экипажа определяют из уравнений (12) и (13) критическое значение центробежной силы Скр, при которой 3^ = 0, и соответствующую критическую скорость v из уравнения
Р'э vko Р'эh
CxP = 9,-8rV--2S ’ f(H) где Р —вес электровоза без бегунковых тележек .
2. Для того же положения в кривой, задаваясь различными скоростями выше критических (у > икр), находят неуравновешенную центробежную силу и, подставив её в уравнения (12) и (13), определяют У3 и Ув.
3. Задаются рядом промежуточных положений, когда задняя колёсная пара не набегает на наружный рельс (Уе = 0), определяют полюс 12 и расстояние до него от всех колёсных пар Xj, х2 и х3. . . и, подставив их в уравнения (12) и (13), находят значения А'з и С, а по центробежной силе С по уравнению (14) — скорость V.
Фиг. 41. Схема сил, приложенных к главному экипажу
а) Рамный электровоз. Силы, действующие на главный экипаж при исключённых из расчёта концевых двухосных бегунковых тележках, показаны на фиг. 41, в предположении набегания на наружный рельс крайних движущих колёсных пар. Полюс показан в точке Q. Горизонтальные реакции рельсов обозначены У3 и Ув. Уравнения равновесия экипажа в этом случае:
б) Сочленённый электровоз. В этом случае рассматривают отдельно каждую движущую тележку, прикладывая в сочленении силу S — действие отброшенной тележки.
При симметричном расположении сочленения относительно колёсных пар колёсные пары, расположенные по одну и по другую сторону сочленения, могут одновременно
Фиг. 42. Тормозная схема электровоза ВЛ22м
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
95
набегать на наружный рельс; в этом случае горизонтальные реакции рельсов на набегающие колёса и усилие в сочленении зависят от точности монтажа колёсных пар в раме, точности разбивки кривой пути и упругости пути. Задача сводится к случаю шарнирной балки на упругих опорах и к определению усилий упругих опор и в шарнире. Обычно, если требуется определить наибольшие возможные значения направляющих усилий, путь рассматривается, как абсолютно жёсткий, и исследуются следующие случаи:
1) обе движущие тележки набегают самостоятельно на наружный рельс и усилие в сочленении равно нулю;
2) задняя колёсная пара передней движущей тележки не набегает на рельс вследствие отступления его от правильной формы гривой и передняя тележка направляется в кривой первой колёсной парой и задней "слежкой через сочленение;
3) первая колёсная пара задней тележки не набегает на наружный рельс и направляется передней тележкой через сочленение.
Каждая движущая тележка исследуется отдельно; порядок исследования тот же, что и для главного экипажа рамного электровоза.
В результате всех исследований строятся кривые направляющих усилий У,- набегающих бегунковых и движущих колёсных пар в зависимости от скорости, что позволяет судить > правильности выбора возвращающих усилий бегунковых тележек, поперечной подвижности колёсных пар и т. п., а также о степени безопасности движения в кривой в отношении схода с рельсов, считая без-
У; 1
опасным отношение jj- < 1 или сравнивая по-
к-
рученное отношение -jj- с отношением у дру-। их зарекомендовавших себя хорошей работой экипажей.
Если сравнение вписываемости электровоза ведётся с учётом безопасности движения в отношении опрокидывания рельса, определяют по найденным значениям направляющих усилий У/ величину бокового давления на рельсе учитывая силу трения в опорной точке данного колеса на рельсе, т. е. при-и им а я
у = У; 4- /7 f -=±=-. .
1 Vs* + x\
ТОРМОЗНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
На электровозах серии Сс, ВЛ 19, ВЛ22 и ВЛ22М принята тормозная схема с параллельным действием рычажной передачи и односторонним нажатием колодок.
На фиг. 42 показана тормозная схема электровоза ВЛ22М (аналогичную тормозную схему имеют электровозы ВЛ19).
Тормозной цилиндр диаметром 14" со свободным штоком устанавливается горизонтально. Шток тормозного цилиндра шарнирно соединяется с главным тормозным рычагом,
к верхнему концу которого подходит тяга от ручного тормоза. Нижний конец насажи-вается^на коленчатый вал (фиг. 43) из стали марки Ст. 5 на шпонке и затягивается болтом .
Средняя цапфа 2 коленчатого вала вращается во втулке 3 боковины; по каналу 4
Фиг. 43.
Коленчатый вал тормозной системы
подаётся смазка. На другом конце 5 колено оканчивается вилкой 6, к которой валиком 7 крепится тормозная тяга. Отношение плеч главного рычага у электровозов Сс, ВЛ22 и ВЛ22М— 830:195, у электровозов ВЛ19 — 780 : 230.
Для регулирования тормозной системы предусмотрена кулиса с винтом для перемещения камня. Горизонтальные тормозные балансиры (один с отношением плеч 1 :2 и другой 1:1) из стали марки Ст. 3 обхватываются вилками двух соседних тормозных тяг и одним концом входят в ушко тормозной поперечной балки.
Тормозные балки отковываются из стали марки Ст. 4, в средней части прямоугольного сечения; в местах установки тормозных подвесок имеются цапфы с буртиками, а на концах прямоугольным сечением они входят в направляющие проушины тормозных тяг.
Тормозные башмаки с колодками подвешивают таким образом, чтобы при отпущенном тормозе они отходили от колеса на некоторое расстояние, для этого центр валика колодки должен располагаться ниже линии центров колёс так, чтобы угол радиуса колеса, проведённый в центр валика башмака, составлял с горизонтальной линией угол а = 10 -9 15э.
Усилие S, которое необходимо приложить к концу подвески, чтобы иметь давление колодки N, определяется по формуле (фиг. 44)
N (а 4- Atg a) cos a Nc'
S = —,,-------------- ± f - । 4 , (15)
а + b 1 а + о ’ ' '
где а и b — плечи тормозной подвески;
с' — расстояние верхнего валика подвески до касательной к кругу катания колеса в средней точке колодки;
Д — смещение, точки прикрепления башмака от линии ху, проходящей через точку л — качания подвески и у — прикрепления тяги;
/ — коэффициент трения колодки по бандажу.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Знак (+) соответствует движению колеса по отношению к колодке в направлении, при котором момент относительно верхнего валика силы трения Nf, приложенной к колодке, имеет то же направление, что и сила ДГ реакции колеса на колодку.
Фиг. 44. К расчёту усилий тормозной подвески
Пример расчёта тормозной системы электровоза ВЛ 22м . Тормозной коэффициент при давлении в тормозном цилиндре р = 3,8 ат принят равным Ф ~ 0,75. Давление колодки на колесо при нагрузке его на рельс /7 = 11 т равно
N = = 11 000 • 0,75 = 8 250 кг.
Усилие на штоке при р = 3,8 ат и диаметре поршня d = 14* = 35,56 см
= 3 750 Кг.
4 4
Необходимое общее передаточное число с учётом к. п. д. тормозной системы т = 0,95
X = 8 250 =
Рт{ 3 750 • 0,95 ’ ’ • ’
Данные тормозной подвески, входящие в формулу (15):
а = 265 мм, 6 — 175 мм, А = 54 мм, а = 13°, tg а = 0,2339, cos а = 0,9737.
Для этой подвески среднее для обеих тележек передаточное число по формуле (15) с учётом того, что второй член этой формулы равен нулю, так как для одной тележки он войдёт со знаком плюс, а для другой со знаком минус:
. _ 7V___ а + b _
1 — S (а + Д tg a) cos а
= _________265_+J75__________ =
(265 + 54 • 0,2339) 0,9737
Отношение плеч главного тормозного рычага (см. фиг. 42)
zb - 830 : 195
и первого тормозного балансира
13 = 125 : ( 125 + 250).
Общее передаточное число ... . _о 830 125
= ‘ii,‘, ’ 2 195 ’ 125 + 250
= 2,30,
что соответствует ранее принятому значению для Ф = 0,75.
Прочность элементов тормозной системы проверяется на давление в тормозном цилиндре р = 5,0 ат.
При этом потери в тормозной системе не учиты. ваются.
Расчёт напряжений тормозной схемы приведён в табл. 10.
При проверке напряжений в деталях тормозного оборудования принимаются следующие допускаемые напряжения: для валиков на срез—700 кг/см2 и на изгиб — 1 100 кг/см2', для тормозных тяг поперечных балок и балансиров на изгиб — 900 — 1 000 кг/см2, а для главного рычага — 600 — 700 кг/см2', для проушин на разрыв — 1 000 кг/см2.
КУЗОВ
Все элементы кузова—каркас, обшивка— выполняются из сортовой стали (швеллеров, угольников и обшивочных листов из Ст. 3).
Кузов тележечного (сочленённого) электровоза имеет кузовную раму, на которую' устанавливается оборудование электрическое и пневматическое. Кузов рамных электровозов не имеет специальной рамы, и её роль выполняют главная рама электровоза и рамные крепления с консолями.
На фиг. 45 показана кузовная рама электровоза ВЛ22М , а на фиг. 46—её поперечный разрез.
Высоковольтная аппаратура монтируется в специальной съёмной камере (фиг. 47).
Хребтовая балка кузовной рамы проверяется на изгиб от веса расположенного на ней оборудования и на силы инерции при ударе.
Вес крупных машин и агрегатов принимается в виде сосредоточенной нагрузки Р, с высотой центра тяжести над нейтральной осью хребтовой балки Я;, а вес остального оборудования, как и высоковольтной камеры, — в виде распределённой нагрузки различной интенсивности.
Хребтовую балку разбивают на отдельные участки I по длине с более или менее одинаковой на этом участке нагрузкой и для каждого участка определяют?;—интенсивность нагрузки и hi—высоту центра тяжести её над нейтральной осью хребтовой балки.
Моменты от сил инерции сосредоточенных нагрузок
= к Pi Hit
и от распределённой
— KQ il ihi,
где к—коэффициент динамичности при ударе.
Расчётная схема дана на фиг. 48.
Реакция опоры Л, неподвижной в продольном направлении:
а) вертикальная
X Pi xi + s 4i li я +к X pi H'i + РА = L +
+ к X qi 1‘ h ’i
+ L
где Xi — расстояние сил Р; до опоры В;
— то же расстояние сил ?;
Xi и — отрицательны для сил, расположенных справа от опоры В;
Н'. — высота центра тяжести нагрузки Pi над пятой;
h’. — высота центра тяжести нагрузок
<7/ h'<
L— расстояние между опорами А и В;
МЕХАНИЧЕСКАЯ часть электровозов
97
Фгг. .1". Куосшая рама электровоза ВЛ22М (поперечный разрез)
огьг
98
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 10
Наименование детали Расчётная схема Действующие силы Расчётная формула
Главный тормозной рычаг 4 ifJ Pi—давление от штока тормозного цилиндра при р=5 am, d—14" = 35,56 см, itd* _ 3,14*35,56® ₽.-₽• 4 5‘ 4 = 4 963 кг Изгибающий момент в сечениях хх Мх — Рхх\ Р,х аиэг~
Коленчатый вал <4 £ -н 1 ’ [ J- l‘"'- 1 Сила Pi = 4 963 кг на плече к=83ся, к' = 19,5 и /=20 см. Сила Рк __ 4 963*83 к' 19,5 = 21 125 кг Сечение 00. Крутящий момент в сечении 00 Мкр = ptK = 4 963*83 = = 41 1 930 кгсм. Изгибающий момент в сечении 00 МОо~Рх1 = 4 963*20 = = 99 260 кгсм. Результирующий момент по теории прочности наибольших касательных напряжений .г о о ( М п МР~]/ Мкр+М00- ч=-^г- Сечение хх. $ Изгибающий момент Afx = Qjx; o = 3ix WK
Первая тяга (связанная с коленчатым валом) . д I гЧ~~1 г . \^50т fl 1 । 1 । 1—у. СТаХу- Сила Qi = 2 1 1 25 кг 1 Of растяжение Зд “* 2 Fl (F г — площадь сечения 1—1)’, „ nd' 3,14-5* „ Fi =-,= = 19,6 см'; 1 4 4 21 125 "Р “ 19,6 : Рц = 2- 2,6-7,5 = 39 см'; 21 125 . "р = —зэ— = 542 кг [см *
Первый балансир 1 Усилие, передаваемое на вторую тягу: О 31-250 2*Q, 125 + 250 3 2-21125 , , = j = 14 0 84 кг. Усилие на рессорную подвеску 042 кг Изгибающий момент в сечении XX Мх - £гх. Напряжение изгиба SiX °"зг у/*
4 к
Вторая тяга Растяжение Сила Q2 = 14 084 кг , • ~раст р * F — площадь сечения
Второй балансир (равноплечий) г л— 44—w* -Г-ф-ри •й\А/ Силы на концах балансира _ Q_ За _ 14 084 6 2 2 ~ = 7 042 кг Изгибающий момент в сечении XX Мх = Sx: Sx
Третья тяга Растяжение Сила = 7 042 кг п - Q> • араст—рТ, F — площадь сечения
механическая часть ЭЛЕКТРОВОЗОВ
99
Продолжение
Наименование детали Расчётная схема Действующие силы Расчётная формула
Тормозная подвеска Давление на колодку JV-Si = 7 042- 1,62 = = 1 1 408 кг Горизонтальная составляющая Лу = /V cos I 408 х хО,9737-11 108 кг Вертикальная составляю-щая Му = .V sin а— 1 1 408х хО,2280 = 2 601 кг. Силы у верхнего валика подвески: вертикальная составляющая Ру^М sin a. —2 601 кг; горизонтальная состав- ляющая Рх = ~ = 1 1 408 ~ — 7 042 = 4 066 кг Сечение 1—1. Изгибающий мо мент М1 =РхУ1~^ух1-Растяжениесилой Ry. Площадь сечения I—1 Г/ . Момент сопротивления Wj . М; Ry apacm^ w~j- + I'J. Сечение II—II. Момент сопротивления W/j. Изгибающий момент Mif=SyH. Напряжение изгиба 8УЦ °U3t~wJj-
4А—у
~1 1—А
Тормозная^ балка |-‘ 1 7 sLJ Нн-Г Уз Сила S от балансира S = = 7 042 кг, t — плечо — расстояние между a — цапфой у тормозной подвески и b— вилкой, связанной с тормозным балансиром Изгибающий момент в сечении /—I Mf = Sx. Изгибающий момент в сечении II—11 Мц-St. Напряя'.ение изгиба _ м 3изг цу •
a 1 п
Валики - Усилия валика Ро в зависимости от назначения его равны Pi. Qi, Qi, Qi или S Напряжение изгиба Рв 11 анза= 2 Wg 1 2 4 )
Проушины 3 АЛ г— Те же усилия Рв . У дельное давление от валика Рв где d — диаметр отверстия; a — суммарная толщина проушин Напряжение^ разрыв про-ушины a 4 R,-r,'
100
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
б) горизонтальная
Реакция опоры В (скользящей)
RB = +
Изгибающий момент для сечения 1 — I слеза от опоры Л:
Mj = — ^PiXj— ^qjliii — к vPtlli — к hh
где Xi и — расстояние сил Р, и q, I, до сечения I — 1.
Растягивающее усилие т, =^Pi + ^qiii-(Суммы распространяются на силы, расположенные слева от сечения 1 — I.)
Изгибающий момент для сечения II—1! (между опорами А и В)
М и = РА хА II А h А
— i: Rpq — — к ZPiii i — к r.qiiiiih
ГД° a — расстояние опоры до нейтральной оси сечения хребтовой балки;
хА, Х[ и —расстояние силРу], Pt- и qL lt до сечения II — II.
Суммы х; распространяются на силы, расположенные слева от рассматриваемого сечения II — II.
Сжимающее усилие в сечении II — II 1ц — к i Л- к \q i ’
где суммы v распространяются на силы, расположенные слева от сечения II — 11.
Примечание. Эпюры моментов рекомендуется строить отдельно: 1) от статической нагрузки (силрг- и qi ) и 2) от сил инерции (кР I и к?/ ). с тем чтобы первую эпюру ис-
пользовать для определения прогиба хребтовой балки под статической нагрузкой.
Напряжения в хребтовой балке определяют от суммарного воздействия статической нагрузки и сил инерции при ударе.
Напряжения одного знака сжатия или растяжения от силы Т\ и от изгиба — моментами Mi — складываются:
Ajj , Tt ст== «-< + 74 ’
где Wi и Fj — момент сопротивления и площадь рассматриваемого сечения хребтовон балки.
Напряжения в хребтовой балке существующих электровозов не превышают 1 200 кс/с.и-.
Прогиб х р е б т о в о й б а л к и он ре-деляется но её упругой линии от вертикальной нагрузки.
При графо-аналитическом методе построения упругой линии эпюра моментов от вертикальных сил разбивается вертикальными прямыми на отдельные участки и площади этих участков принимаются за фиктивные вертикальные нагрузки, приложенные в центре тяжести площади и направленные вверх или вниз в зависимости от знака момента (рассматриваемого участка).
Далее подсчитываются изгибающие моменты от фиктивной нагрузки хребтовой балки, которые представляют собой ординаты упругой линии.
Вместо аналитического определения моментов от фиктивной нагрузки в различных сечениях хребтовой балки упругая кривая может быть построена как верёвочная кривая от фиктивной нагрузки при полюсном расстоянии, равном
Н = Е1,
где EI — произведение модуля упругости и момента инерции сечения.
Отношение наибольшего прогиба хребтовой балки к её пролёту между опорами не должно превышать 0,0015 — 0,0017.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
По роду службы электросекцпп бывают пригородного и .междугородного сообщения.
Характерной особенностью электросекций пригородного сообщения являются весьма большие ускорения при пуске и большие замедления при торможении. Электросекции междугородного сообщения имеют меньшие ускорения.
При строительстве новых электросекций стремятся значительно повысить эксплуатационные и конструктивные скорости.
На электрифицированных пригородных участках железных дорог СССР работают электросекции Сд, Ср и С’3’ постоянного тока.
Электросекции Сд, Ср и C1J представляют собой поездные единицы, состоящие из одного моторного вагона посередине и двух прицепных вагонов по концам. Поезда составляются
из нескольких электросекций — обычно не более трёх.
Все моторные и прицепные вагоны оборудованы кабинами управления.
Конструкция механической части моторных и прицепных вагонов электросекций Сд, СР и С 5 почти одинакова.
Вагоны оборудованы жёсткими местами для сидения; часть прицепных вагонов имеет багажные отделения.
Электросекции серии Сд и частично Ср построены с выходом только на высокие платформы, а электросекции серии C!J и частично Ср — со ступеньками, с учётом эксплуатации их на участках, имеющих как высокие, так и низкие платформы.
Электросекции оборудованы пневматическим тормозом с тройным скородействующим клапаном и элсктропневматическим тормозом ЭПТ-47, сблокированным с пневматическим
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЙЛГ.КТРОСЕКЦИП
101
тормозом, ручными тормозами, автосцепкой СА-3 с поглощающим фрикционным аппаратом пассажирского типа (ЦНИИ-116), звуковыми и световыми сигпа.тами.
Основные технические и расчётные данные а гик электросекций приведены в табл. 1.
Габаритный чертёж электросекции Сд покати на фнг. 1.. В настоящее время проходя!' испытание две опытные электросекции серии Сн с конструктивной скоростью 131) км/час. Мощность каждого тягового дви-। ателя принята 200 кет при опорно-рамном подвешивании с кулачковой муфтой. Кроме того, изготовляется новая опытная десятива-iочная электросекция ЭР-1 с той же мощностью тяговых двигателей при конструктивной скорости 130 км/час. В головных вагонах секции ЭР-1 число мест 88, в промежуточных (как моторных, так и прицепных) по 110 мест. Проектируется также электросекция ЭР-5 с рекуперативным торможением.
КОНСТРУКЦИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
Всякий вагон независимо от его назначения состоит из пяти основных узлов деталей: ходовых частей, рамы, ударно-тяговых приборов, кузова и тормоза.
Ходовые части
Колёсные пары моторных вагонов. Для моторных вагонов применяются колёсные пары с отдельным бандажом (фиг. 2) и односторонней жёсткой зубчатой передачей. Центры колёс литые, с одиннадцатью спицами.
Фиг. 2, Сборное колесо:
I центр; 2 — бандаж; j — ycrai овочное кольцо
По принципу насадки зубчатого колеса колёсные пары моторных вагонов разделяются на два типа:
1) колёсные пары I типа, у которых зубчатое колесо напрессовано непосредственно на ось;
2) колёсные пары II типа (фиг. 3), у которых зубчатое колесо напрессовано на удлинённую ступицу колёсного центра.
У колёсных пар I типа между ступицами колёсного центра н центром зубчатого колеса должны быть установлены прокладки из клингерита, прессшпана, летероида, плотного картона или свинца.
102
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 1
Основные технические и расчётные данные электросекций СССР
Показатели Измеритель Серии электросекций
Сд СР Сз₽
Состав секции П + М + П
Род службы — Пригородное пассажирское
движение
» тока —— Постоянный
Напряжение номинальное на токоприёмнике Напряжение расчётное на коллекторе тяговых двига- в 1 500 1 500/3 000 3 ооо
телей Тяговые двигатели: > 750 1 500 1 500
тип — ДПИ-150, ДПИ-152 ДК-ЮЗА ДК-103Г
количество иа моторном вагоне — 4 4 4
Система подвешивания — с !)порно-осевау
Передача на движущую ось Передаточное число — Зубчатая «односторонняя 70 : 19 = 3.684
Модуль Диаметр колес по кругу катания: — 10 10 10
при новом бандаже мм 1 050 1 050 1 050 I
» износе бандажа на 50% » 1 010 1 010 1 010 i
Число тормозных цилиндров:
иа моторном вагоне — 2 2 2
> прицепном » — 1 1
Диаметр тормозных цилиндров: дм
иа моторном вагоне 12 12 12
» прицепном » » 14 14
Передаточное число тормозной рычажной передачи: 14 1
на моторном вагоне — 8 8 8
> прицепном » — 8,4 8,4 8,4
Расчётная сила нажатия тормозных колодок на одну
ось (согласно ПТЭ) Номинальная мощность моторного вагона при расчётном т 7 7 7
напряжении на коллекторе1:
часовая при полном поле кет 690)660 680/662 712/662
» » ослабленном поле » 690/660 720/700 792/772
длительная прн полном поле » » ослабленном поле Тяговые параметры при расчётном напряжении на кол- » 504/490 510/492 516/498 576/558 508/490 632/614
лекторе и износе бандажей до 50%:
режим часовой мощности
„ ( Ток двигателя а 250 126 120
Полное поле возбуж- 7 Сила тяги кг 5 200 5 200 4 800
Дения 1 Скорость км/час 46,5 45,2 53,5
л ( Ток двигателя а 250 132 132
Ослабленное поле воз- > Сипа тяги кг 3 680 4 500 4 400
Суждения ( Скорость км/час 62,7 56,5 65
режим длительной мощности
[ Ток двигателя а 185 95 85
Полное поле •! Сила тяги кг 3 600 3 600 3 040
( Скорость км/час 52,5 49,7 60
1 Ток двигателя а 190 105 105
Ослабленное поле < Сила тяги кг 2 540 3 240 3 200
( Скорость км/час 73,5 62,7 65
Конструктивная (расчётная) скорость:
на прямой км/час 85 85 85
» кривой радиусом 2 00 мм » 50 50 50
Максимальная скорость по тяговому двигателю Расчётное ускорение в пусковой период на прямом гори- » — 112 112’
зонтальном участке пути Ускорение в пусковой период, принятое для расчёта м/сек* 0,45 0,45 0,45
механической части Расчётное замедление при торможении на прямом гори- » 0,6 0,6 0,6 0,6
зонтальном участке пути Максимальное тяговое усилие на ободе колеса при раз- » 0,6 0,6
гоне с коэффициентом сцепления ф = 0,33 Г т 5 5 о
Тяговое усилие моторного вагона при трогании > 20 20 20
Максимальное усилие при ударе (буферное усилие) . . » 40 40 40
Радиус вписывания в кривые Высота точки приложения центробежной силы полной м 200 200 200
подрессоренной нагрузки от головки рельса Высота точки приложения равнодействующей сил давле- см — 186,4 186,4 258,3
Высота центра тяжести люлечных рессор от головки » — 253,4
47,9
рельса под нагрузкой Напряжение при комбинированных нагрузках не должно » — 47,9
превышать: кг/см* 1 400 1 400
1 400
» 1 200 1 200 1 200
механическая часть электросекций
103
Продолжение табл. 1
Показатели Измеритель Серии электросекций
Сд СР СзР
Количество пассажирских мест
Количество мест для сидения: 105 105
в моторном вагоне —— 1UO
» прицепном без багажного отделения — 108 108 108
» прицепном с багажным отделением -—• 86 86 —-
» трёхвагонной электросекции — 299 299 321
Количество стоящих пассажиров при нормальном за-
полнении:
в моторном вагоне — 50 50 50
> прицепном без багажного отделения — Ь2 52 52
» прицепном с багажным отделением — 44 146 146 154
> трёхвагонной электросекции —
Общее количество пассажиров при нормальном запол-
нении: в моторном вагоне — 155 155 155
» прицепном вагоне без багажного отделения .... — 160 130 445 160 130 445 160
» прицепном вагоне с багажным отделением — 475
» трёхвагонной электросекции .....
Общее количество пассажиров при максимальном запол-
нении: в моторном вагоне » прицепном вагоне без багажного отделения .... — 300 300 300 300 300 300
» прицепном вагоне с багажным отделением — 250 250
» трёхвагонной электросекции — 850 850
Весовые данные2
Вес моторного вагона3 » прицепного вагона без багажного отделения .... » прицепного вагона с багажным отделением м « 3 58,5 37,5 38,5 61,5 38,2 39,0 62/62,3 38,5/38,7
Вес механической части: 37,0 36,0
моторного вагона > —-
прицепного »
Вес электрической части: моторного вагона > 21,5 1,5 — —
прицепного »
Вес тележки (полный): 13,75 6,7 2 550 7,9 375 13,75 7,0 2 550 7,9 375
моторного вагона > —
прицепного » Вес тягового двигателя без передачи кг 2 580
Вес тележек моторного вагона без двигателей т
Вес передачи деталей и подвески тягового двигателя . . кг о /О
Вес кузова вагона без тележек: моторного вагона прицепного вагона без багажного отделения т > 30,6 24,1 24,1 134,5 34,0 25,6 24,8 138,7 70 34,6 24,5
прицепного вагона с багажным отделением Вес трёхвагонной секции3 т 139/139,7 70
Расчётный вес одного пассажира кг
Основные габаритные размеры вагонов ОСТ 6 435
Габарит — “вкс
Длина по осям автосцепки > кузова (наружная) мм » 19 710 19 310 19 830 19 316 19 830 19 316
Ширина кузова: наружная внутренняя Полная ширина секции по головкам кронштейнов вход- э 3 480 3 240 3 480 3 310 3 590 14 000 3 480 3 310 3 590 14 000
ных поручней База вагона (расстояние между шкворнями тележек) . . > » 14 000
База тележки (расстояние между центрами осей): моторного вагона прицепного » » 2 600 2 400 2 600 2 600 2 600 2 600
Расчётная высота опущенного пантографа от головки рельса Расчётная высота поднятого пантографа от головки рельса Расчётная высота верхней точки пантографа от головки » 4 910 4 910 4 895
» 7 332 7 332 7 332
рельса, при которой обеспечивается бесперебойная работа пантографа: максимальная 7 037 7 037 7 037
минимальная » 4 997 4 997 4 997
Высота от головки рельса до верха крыши » 4 110 4 110 4 110
Строительная высота от головки рельса до оси автосцепки Длина пассажирских помещений между торцовыми > 1 167 1 167 1 167
стенами: 14 750 14 750 14 722 14 722
моторного вагона прицепного вагона без багажного отделения » 14 722 14 722
прицепного вагона с багажным отделением 11 УЙЬ 11 960
104
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Продолжение табл. 1
Л с к d а т з л и Измери- тель Серии электросекций
Сд СР 4
Высота потолка i г т полом посередине вагона мм . 2 650 2 650
Ширина прохода между диванами посередине вагона ;> 700 750 750
Ширина поперечного прохода между диванами » 550 550 550
Шаг диванов :> 1 500 1 500 1 500
Длина трёхместного сиденья 1 280 1 280 1 280
Глубина сиденья » 420 420 420
Высота сиденья от пола » 470 470 470
Высота пола от головки рельса X* * — 1 385 1 385
1 В числителе — мощность на валах двигателей, в знаменателе — на ободе движущих колёс.
8 Допускаемое отклонение веса ± 4%.
• В числителе — вес вагонов для высоких платформ, в знаменателе --для низких платформ.
Разница в диаметрах по кругу катания двух колёс одной колёсной пары должна быть не более 0,5 мм.
Фиг. 3. Колёсная пара типа II моторного вагона
Кроме наружных расположенных по концам оси шеек для вагонных подшипников, имеются ещё внутренние шейки для моторноосевых подшипников, посредством которых тяговый двигатель опирается на ось колёсной пары.
Оси моторных вагонов изготовляются из стали Ст. 5 по ГОСТ 3281—53.
Механические свойства стали. Предел прочности ав = 55-5-58 кг/мм2.
Относительное удлинение oi'c>23%.
Ударная вязкость ак//г>7 (среднее из четырёх образцов); минимальное значение для каждого образца л,. = 3,5 кг/см2.
Сталь имеет следующий химический состав:
Углерода ..................0,35—0,45
Марганца...................0,50 — 0,80
Кремния ...................0,15 — 0,35
Хрома.......................не более 0,30
Никеля.......................» » 0,5 0
Фосфора......................» » 0,05
Серы.........................» » 0,05
Оси поставляются с заводов-изготовителей в полуобточенном п чистом виде. Чертёж и основные размеры поковок осей моторных вагонов секций Сд и Ср приведены на фиг. 4. На фиг. 5 и 6 соответственно указаны основные размеры осей колёсных пар моторных вагонов типов I и II после окончательной обработки.
Размеры основных частей осей моторных вагонов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Основные размеры осей моторных вагонов
Наименование
| Размер по । чертежу 1 в мм
Диаметр подступичной части оси колёсной пары типа I:
под колёсный центр со стороны зубчатого колеса ............. . .
под зубчатое колесо ......... !
» левый колёсный центр . . . . । Диаметр подступичной части оси-ко- j лесной пары типа И под колёсные] центры правый и левый ............ I
Диаметр предподступичной части осей | Диаметр шейки оси под буксовые под- j шипники осей типов 1 и II..........
Диаметр шейки оси под моторно-осевые подшипники .....................
105
3 95, 185
185
150
120
180
Фиг. 4. Поковка оси колёсной пары моторного вагона секций Сд и СР
М Е X А Н И Ч ЕС К Л >1 Ч А С Т1 j г) Л Е К ТР О С F • КН И Г!
105
Фиг. 5. Ось колёсной пары типа 1 моюрного в;нога в обработанном виде
Размер выдерживать на участках длиной JRC t,Dom галтелей.
Фиг. 6. Ось колёсной пары типа II '.пиарного вагон;] в обработанном виде
При разности диаметров пе РилееЛмн
Про разнести диаметров итд,\ до 15 мп
Фиг. I. сопряжение преднод<i упичпой ч.ати i нодстмпичной
Фиг. 8. Колёсный центр колёсной пары моторного вагона типа I
Фиг. 9. Колёсный центр колёсной пары моторного вагона типа II
106
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Сопряжение предподступичной части с подступичной приведено на фнг. 7.
Колёсные центры моторных вагонов изготовляются из стального литья марки 25-4522 или 15-4024 ГОСТ 977—41 и подвергаются термообработке в соответствии с ГОСТ 4491—48. После термообработки эта сталь должна иметь следующие механические свойства:
Предел прочности на растяжение с/, . . 45 кг/мм '1
Предел текучести не менее os............2 3 кг/мм*
Относительное удлинение is.......... 22%
Основные размеры колёсныхУцентров колёсных пар типов I и II указаны на фиг. 8 и 9 соответственно.
Колёсные пары прицепных вагонов. На прицепных электровагонах эксплуатируются колёсные пары трёх типов:
1) с литыми восьмиспицевыми колёсными центрами (фиг. 10);
2) с дисковыми колёсными центрами (фнг. 11);
3) со стальными цельнокатанными центрам» (фиг. 12).
Оси колёсных пар прицепных вагонов изготовляются из стали по ГОСТ 4008—48 или по ГОСТ 74—40 п. 6.
Химический состав этих сталей приведён в табл. 3.
В металле осей допускается содержание (не более): при плавочном анализе — хрома
Фиг. 10. Колёсная пара'прицепного вагона с восьмиспицевыми колёсными центрами
Фиг. 11. Колёсная пара прицепного вагона с дисковыми колёсными центрами
Фиг- 12- Колёсная пара прицепного вагона
о стальными цельнокатанными колёсными центрами
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
107
Таблица 3
Химический состав осевой стали
Анализ Химический состав в %
Углерод С Марганец Мп Кремний S1 Фосфор Р Сера S
не 5олее
Плавочный 0,30—0.45 0.50—0,90 0,15—0,35 0,050 0,050
Контрольный 0,30—0.48 0,50—0,90 0,15—0,35 0,050 0,055
0,30%, никеля 0,50%, меди 0,20%, молибдена 0,10%; при контрольном анализе — хрома 0,35%, никеля 0,60%, меди 0,25%, молибдена 0,10%.
Механические свойства термически обработанной осевой стали (ГОСТ 4008—48) приведены в табл. 4.
До насадки бандажа на колёсный центр внутренний диаметр его должен быть меньше наружного диаметра обода колёсного центра на 0,9—1,3 мм на 1 м диаметра. Насадку бандажей на колёсные центры производят в горячем состоянии. Температура нагрева бандажа не свыше 320°С.
Фиг. 13. Поковка оси колёсной пары прицепного вагона
Оси поставляют с заводов-изготовителей в полуобточеином и чистом виде. Основные размеры поковок осей прицепных вагонов
Механические свойства бандажной стали предел прочности на растяжение аь не менее 75 кг!мм2, но не более 90 кг/мм2.
Фиг, 14. Ось колёсной пары прицепного вагона в обработанном виде
приведены на фиг. 13. На фиг. 14 указаны основные размеры этих осей после окончательной обработки.
Колёсные центры прицепных вагонов литые восьмиспицевые (фиг. 15) изготовляют согласно ГОСТ 4491—48; дисковые колёсные центры (фиг. 16) — из стали Ст. 3.
Цельнокатанные колёса изготовляют согласно техническим условиям и правилам приёмки по ГОСТ 6362—52.
Бандажи (см. фиг. 2) для электросекций прокатывают из стали согласно ГОСТ 398—41 и формируют с колёсными центрами, имеющими диаметр обода 900 мм.
Таблица 4
Механические свойства осевой стали
Предел прочности на растяжение в кг{мм* Относительное удлинение в % Ударная вязкость в кг-м1см*
Среднее значение четырёх образцов не менее Наименьшее значение для отдельных образцов
52,0-55,9 23 6,0 3,5
56,0-58,9 22 5,0 3,0
59,0—61,9 21 4,0 2,5
62,0 и более 20 3,5 2,0
_108
ЙЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ постоянного тока
Относительное удлинение os не менее 13% и относительное сужение 16%.
Таблица 5
Величины конечных запрессовочных усилий на каждые 100 мм диаметра подступичной части в т
Рпзностенность Сечение
Фиг. 15. Литой восьмиспицевой колёсный центр прицепного вагона
Наименование
Оси моторных вагонов . . » прицепных » . .
Зубчатые колёса при на-прессовке на удлиненную ступицу колёсного центра То же при напреесовке на ось ................. .
Сталь содержит в %:
Углерода . . .
Марганца . . . Кремния . . . Фосфора и серы
О,' О -0,6 ”> О, G 0--0,9 0 0,15 — 0,3.) не более ()дь%
Фиг. 17. Заводное кольцо
С бандажом
Без бан-
дажа
Разрез пи РД
Га б лица ь
каждого
Фиг. 16. Дисковый катаный колёспый^центр прицепного вагона
Веса элементов колёсных пар
Наименование элемента
1чистый вес
. в кг
Колёсный центр I типа моторного ва- ; гона ..................................
То же II типа с удлинённой ступицей » II » без удлиненной ступицы
Дисковый колёсный центр ^прицепного вагона .................................'
Спицевой колесный центр прицепного ва- I гона ..................................I
Цельнокатанное колесо прицепного вагона 1
Ось колёсной пары I типа моторного вагона ..................................
Ось колёсной пары II типа моторного вагона ................................
Ось колёсной пары прицепного вагона . .
Центр зубчатого колеса колёсной пары
I типа ..............................
То же колёсной пары II типа............
Венец зубчатого колеса ................
Бандаж колёсного центра ............. i
Заводное кольцо ......................[
212 347
J82
263
210 485
390,3
430
314
148
160
92
269
5,0
Для предохранения бандажа от сдвига с центра с внутренней, гребневой, стороны бандажа в специальную выточку устанавливают заводное кольцо (фиг. 17).
Величины конечных запрессовочных усилий при формировании колёсных пар приведены в табл. 5.
Веса отдельных элементов колёсных пар электросекций моторных и прицепных вагонов приведены в табл. 6.
При вычислении усилий запрессовки по табл. 5 результат подсчёта округляют до 5 т в сторону повышения для минимальных усилий и в сторону понижения для максимальных запрессовочных усилий.
Буксы. На моторвагонном подвижном составе применяют в основном буксы с роликовыми подшипниками Техношарснаба; в эксплуатации имеется также незначительное количество роликовых букс других типов.
Буксы с роликовыми подшипниками обладают существенными преимуществами по сравнению с буксами с подшипниками скользящего трения; при их использовании сопротивление движению поезда при скоростях 30 км/час уменьшается на 18%, при 60 км/час на 12%, при 70 км/час — на 80%, а при трогании с места — на 85%. Кроме этого, значительно сокращается расход смазки (на 80%) и умень-
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИИ
109
Фиг. 18. Букса со сфериче> ними бочкообразными роликами
Фиг 19. Ьукса с ци.'1пндрическими роликами:
/ — кор 11 у с и б уш ы; У --- лабиринтный воротник; <>’ — войлочное кольцо; •/ — таг. тренпий подшипник .V? 42024; 5 —малое дистанционное тол] цо; 6 — большое дш таннионное кольцо; 7 —наружный подшипник № 54'021; s - крепительная крышка; 9— гайка корончатая J/2": Р' - илш.п ка Для крепления контрольной крышки; //—шплинт 3 v О о мм', 1 у - контрольная крышка; 13— предохранительная пршолока; 1-1- стопорный болт; 15 — чтопор-пая пластинка; 16 - тайка л< ршшая: 17— гайка корончатая л/^';
13- шпилька к корпус uxj.chi; /Р--ШПЛИНТ 4x40 Л/Л/
110
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
шаются расходы, связанные с содержанием букс.
По конструктивному выполнению роликовые подшипники для букс подразделяются на две группы: радиальные сферические (фиг. 18) по ОСТ 6771—39 и ОСТ 7634—39 (с бочкообразными роликами) и радиальные с цилиндрическими роликами (фиг. 19) по ГОСТ 294—41 (средняя широкая серия). По способу посадки роликовых подшипников на шейку оси различают буксы с посадкой втулочной, горячей и прессовой.
Моторвагонные роликовые буксы обычно имеют два подшипника. Крышки роликовых букс глухие на болтах. На отечественных железных дорогах наибольшее распространение получили цельнокорпусные буксы с подшипниками, имеющими цилиндрические ролики.
С наружной стороны в буксе устанавливается подшипник Ns 52624 (ГОСТ 294 —41), с внутренней стороны — подшипник Ns 42624.
Буксы смазывают консистентной смазкой Ns 1-13 (ГОСТ 1631—42); добавляют смазку после пробега 100 000 км.
Расчет осей моторных вагонов. Оси колёсных пар моторных вагонов подвергаются действию:
а) статической нагрузки на ось:
рдв
Рет = "г" ~2 ' 2 ’
где Рк — вес кузова с пассажирами,
Рт — зарессоренный вес тележки с тормозным оборудованием,
Рдд — вес тягового двигателя;
б) динамической нагрузки от колебаний обрессоренных частей вагона, которая определяется по динамическому добавочному прогибу рессор буксового подвешивания;
в) динамической нагрузки, обусловленной возникающими ускорениями массы самой оси и опирающихся на неё необрессоренных частей вагона.
Эта нагрузка вследствие трудности её определения в расчёт не принимается;
г) усилий, возникающих от горизонтальных сил центробежной силы С и силы ветра IV. Эти силы вызывают перераспределение нагрузок на шейки осей, равное
, р Chc + W hw
^Pcw — ~ 2 • 2 bp
где hc, hw—высота приложения сил С и W относительно центра шеек оси;
2 Ьр— расстояние между серединами шеек оси.
Изменение вертикальных реакций рельсов на колёса, вызванное действием этих сил, будет равно
4 г, С (hc + г) J- IV (hw + г) А /< = Рое ,
д) усилий, возникающих в результате направляющего действия пути в кривых и сил трения между колёсами. Определение этих усилий изложено в ТСЖ, т. VI, стр. 678;
е) сил, возникающих при торможении или тяге, которые вызывают перераспределение нагрузок, приходящихся на отдельные оси.
При развитии силы тяги нагрузки, приходящиеся на пятники передней и задней тележек, будут изменяться на величину
где 4 Fкп — сила тяги от четырёх осей,
— разница в высоте автосцепки и пятника,
Т-о — расстояние между шкворнями тележек.
Соответствующее перераспределение нагрузок на оси, вызванное передачей силы тяги тележки 2 FKn от ободов колёс через пятник, расположенный на высоте Ла от головки рельса, будет равно
2/\,гЛ, FKnh2
±дра = -^г- = -1— .
где 2 1 — база тележки.
При этом на заднюю ось второй по направлению движения тележки будет действовать дополнительная нагрузка
л „ ДР> , л п F-h
\Р- 2 +др2- Lo + z
Кроме того, на каждую шейку оси передаётся усилие тяги, реализуемое в опорных точках колес на рельсах, равное
РКп тах = 17 ФК.
где /7—нагрузка колеса на рельс, фк—коэффициент сцепления, равный 1/3. При торможении нагрузка, приходящаяся на пятники передней и задней тележек, будет изменяться на величину
. Рк 'i ,
где Рк — вес кузова с пассажирами, j — замедление при торможении, g—ускорение силы тяжести, hc — высота центра тяжести кузова относительно пятника,
Lq — база вагона.
Инерционное усилие, приходящееся на ?к i
одну тележку, вь1зовет перераспределение нагрузок между осями, равное
, Рк I h2 ЛР2~ 2g *2/
Изменение нагрузки первой оси передней тележки (пренебрегая инерционным усилием самой тележки) будет равно
где г — радиус колеса,
2S — расстояние между кругами катания колёсной пары;
* п' Рк!/1с PK7h2.
ДР'= 2 +SP2~2gLo + 2g2l .
механическая ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
111
ж) усилий от прессовой посадки колёс. Определение этих усилий изложено в ТСЖ, т. VI, стр. 734;
з) усилий от вращающего момента и собственного веса тягового двигателя.
При движении оси двигателем назад шестерня тягового двигателя передаёт на шестерню колёсной пары усилие Z (фиг. 20), направленное вверх;
FK„ DK
7_____кп к
2. R ’
При этом в каждом моторно-осевом подшипнике возникают реакции
L-R Рдв
Ra~ 4 R ' L + 4 ’
Рдв
где — вес тягового двигателя, приходящийся на моторно-осевой подшипник. В месте запрессовки шестерни усилие будет равно:
Фиг. 20. Схема усилий моторно-осевой подвески
При движении оси двигателем вперёд направление сил Ra и Рш изменится на обратное.
При этом следует учитывать указанное выше перераспределение нагрузок между осями АД, вызванное действием силы тяги моторного вагона, а также перераспределение нагрузок между шейками оси A Pcw от действия горизонтальных сил С и W.
Если статическое давление на шейку оси Рст, то после указанного распределения нагрузок будем иметь:
Р' ^Рст + ЬР + \ Pew и
Р" = Рст + Д Р - Д Pcw
Для расчёта осей прицепных вагонов, работа которых не отличается от работы осей обычных вагонов, можно пользоваться методами, изложенными в ТСЖ, т. VI, стр. 734—738.
Рессорное подвешивание
Система рессорного подвешивания. На вагонах электросекций применяется тройное рессорное подвешивание (фиг. 21).
Кузов вагона опирается на раму тележки посредством системы люлечного подвешивания с эллиптическими рессорами Галахова.
Надбуксовое рессорное подвешивание (фиг. 22) выполнено двойным и состоит из последовательно соединённых листовых рессор и пружин.
Листовая рессора 2 опирается непосредственно на роликовую буксу 1. При этом хомут рессоры входит в гнездо, имеющееся на верхней части корпуса буксы, благодаря чему исключается возможность сползания рессоры с буксы.
Пружины 6 установлены между кронштейнами 5 и поддонами 4. Кронштейны 5 укреплены с внутренней стороны к боковине рамы тележки. Через поддоны пропущены рессорные подвески 3, которые сверху оканчиваются крюками, обхватывающими листовые рессоры.
Конец каждой подвески снабжён гайкой
Фиг. 21. Схема тройного подвешивания вагонов электросекции: /—надбуксовое рессорное подвешивание; 2 — рама тележки; з— люлечное подвешивание
Для расчёта оси принимаются более неблагоприятные сочетания сил, когда сила Рш направлена вверх, а сила RA— вниз и сов-Рдв падает с весом тягового двигателя , приходящимся на каждый моторно-осевой подшипник.
Расчёт осей моторных вагонов проводится тем же методом, что и электровозных.
и контргайкой, которые и обеспечивают регулирование рессор.
Нагрузка, воспринимаемая рамой тележки посредством кронштейнов, передаётся па пружины.
Пружины через нижние поддоны и рессорную подвеску передают эту нагрузку на листовые надбуксовые рессоры и далее через буксы и роликовые подшипники — на шейки осей колёсных пар.
112
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Рессоры и пружины. Характеристики истовых рессор вагонов электросекций приведены в табл. 7. Листовые рессоры моторного и прицепного вагонов показаны на фиг. 23, а эллиптическая рессора Н. К. Галахова — па фиг. 24.
Листовые рессоры изготовляются из рессорной (кремнистой) стали 55С2 по ГОСТ В 2052—53. Сборка рессор производится в соответствии с ГОСТ 1425—48.
Сталь 55С2 имеет следующий химический состав:
Углерода ..................0,50 — 0,62
Марганца....................0,60—0,90
Кремния ...................1,50 — 2,00
Серы ........................ не более 0.0К5
Фосфора ..................... » » 0,04(1
Никеля....................... » » 0,50
Хрома........................ » » 0,30
---~
Фиг. 23. Листовые надбуксовые рессоры:
<7 — прицепного вагона; б —моторного вагона
1ип рессоры
Характеристики листовых рессор
• Листовая надбуксовая рсс-! сора моторного вагона . .
; То же прицепного вагона i Листовая эллиптическая рес-i сора моюрного вагона . .
То /he прицепного вагона
моторвагонных элсктросскций
114+6 121+к
188 I-1-!
188+ ф
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРССЕКЦИП
ИЗ
Фиг. 24. Эллиптическая рессора ст темы И. К. Галахова
930—950°С, закалка при 860—880JC и отпуск при 470—5003С. Охлаждающей -средой при закалке является вода при температуре +25° или масло.
Пружины 6 (см. фиг. 22) падбуксового подвешивания изготовляются из стали 55С2 по ГОСТ В 2052—53 в соответствии с ТУ по ГОСТ 1452—53.
Расчётная характеристика пружин приведена в табл. 8.
Таблица 8
Расчётная характеристика пружин
Наименование Измеритель Величина
Число витков: полное расчётное Гибкость Прогиб при нагрузке от тары моторного вагона 3 060 кг Прогиб от брутто моторного вагона 4 310 кг .......... Прогиб от максимальной нагрузки 5 640 кг .............. Чистый вес пружины мм]т мм кг 6 4,5 10,1 30,9 43,5 56,9 11,3
Методика расчёта рессор и пружин приведена в ТСЖ, т. VI, стр. 739.
Люлечное подвешивание. Для смягчения боковых ударов при входе вагонов в кривую тележка имеет некоторое поперечное смещение относительно кузова. Это достигается установкой шкворневого (надрессорного) бруса, на котором закреплена опора кузова, с небольшим поперечным зазором относительно боковин рамы. Для принудительной установки его в среднем положении на вагонах электросекций применяют систему лю-лечного подвешивания (фиг. 25), которая создаёт возвращающую силу, препятствующую отклонению кузова.
В вагонах электросекций кузов опирается на верхний надрессорный брус 2, установленный на двух комплектах трёхрядных эллиптических рессор Галахова, расположенных поперёк тележки. Эллиптические рессоры опираются на нижний подрессорный брус 11, который посредством двух опорных плит 13 устанавливается на две качающиеся балки 9, выполненные в виде ножевых опор.
L'PWHi'P ппМ
Для поглощения шума между подрессорным брусом и опорными плитами помещается деревянная прокладка.
Ножевые опоры прикреплены к средним поперечным балкам 1 посредством специальной подвески.
С каждой стороны тележки, в промежутках между стенками средних поперечных балок пропущены Т-образные проушины 3, которые опираются своими заплечиками на верхние поверхности этих балок и прикреплены к ним болтами 4.
Каждая проушина 3 соединяется валиком 6 с двойной средней серьгой 5, которая в свою очередь валиком 7 соединяется с люлечным болтом 8.
Люлечный болт пропущен через отверстие ножевой опоры 9, которая удерживается на нём при помощи шайбы 10 с гайкой и контргайкой.
Для предотвращения падения подрессорного бруса при обрыве люлечных болтов к нижним поперечным балкам тележки укреплены предохранительные стальные скобы сечением 75 X 16 мм.
Ножевые опоры 9 предохраняются от падения двумя скобамн диаметром 16 мм.
На люлечный болт в месте входа в отверстие качающей балки надевается кожаный воротник, который предохраняет поверхности соприкосновения болта и балки от загрязнения.
Вагонные люльки устраивают с начальным возвращающим усилием, равным нулю. Поэтому незначительные поперечные отклонения тележки при прохождении ею неправильностей пути в плане не будут оказывать влияния на положение кузова.
При входе вагона в кривую тележка отклоняется внутрь кривой и смещается поперёк кузова, вызывая значительное изменение наклона люлечных подвесок; это и обусловливает появление горизонтального возвращающего усилия.
Величину и угол наклона люлечных болтов подбирают так, чтобы при поперечном перемещении люльки она не ударялась о боковины рамы тележки; для этого между верхним брусом и боковиной рамы имеется постоянный зазор.
8 Том 9
114
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 25. Схема люлечного подвешивания вагонов электросекций:
/ — средние поперечные балки; 2 — верхний надрессорный брус; 3— Т-образные проушины; 4 — болты проушины; 5 —двойная серьга; б —валик проушины и двойной серьги; 7 —валик двойной серьги и люлечного болта; 8 — люлечный болт; 9 — ножевая опора; 10—шайба люлечного болта; 11 — нижний подрессорный брус; ,12 — рессора Галахова; 13 — опорная плита; 14 — предохранительные скобы (для наглядности чертежа скобы обрезаны)
Подрессорный брус (фиг. 26) выполнен штампованным из листа толщиной 10 мм.
Надрессорный люлечный брус на первых вагонах электросекций Сд также выполнялся штампованным из двух частей: верхней лю-лечной балки и нижней коробки, скреплённых по концам стальными концевыми коробками.
Продольное крепление осуществлено заклёпками.
Надрессорные люлечные брусья вагонов Сд и Ср' последних выпусков выполнены литыми (фиг. 27) (материал — стальное литьё 25-4518 ГОСТ 977—41), они могут заменять штампованные брусья вагонов первых выпусков.
На концах надрессорного бруса в плоскости скольжения между средними попереч-
ными балками тележки установлены боковые скользуны, выполненные в виде сменных стальных накладок толщиной 16 мм. К средним
Фиг. 26. Подрессорный люлечный брус
Фиг. 27. Общий вид литого надрессорного бруса электросекций Сд и СР :
1 — скользун тележки; 2 — подкладка скользуна; S — подпятник нижний; 4 — штырь для крепления рессоры; 5 —угольник; 6 — люлечный (надрессорный) брус; 7 —боковой скользун правый; в —боковой скользун левый; 9 —болт s/4"x80 с гайкой и шплинтом; 10 — болт ‘/ь’х70 с гайкой и шплинтом
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
115
поперечным балкам рамы тележки для уменьшения их износа в местах соприкосновения с боковыми скользунами надрессорного люлечного бруса приклёпывают чугунные на-кладки-скользуны толщиной 18 мм.
Фиг. 28. Подпятник тележек электросекций Сд и СР
Суммарный зазор между боковыми скользунами бруса и чугунными накладками поперечной балки рамы тележки должен быть н пределах от 2 до 4 мм. При увеличении этого зазора неизбежны сильные удары и толчки при трогании с места н торможении.
Фиг. 29. Шаровая пята кузова’
В средней части надрессорного бруса установлен подпятник (фиг. 28) для шаровой пяты кузова (фиг. 29).
Рамы тележек
Тележки вагонов электросекций серий Сд и Ср —двухосные, свободно поворачивающиеся при вписывании в кривые вокруг шкворня шаровой пяты, через которую кузов вагона опирается на тележку.
Тележка состоит из рамы тележки тройного рессорного подвешивания, двух колёсных пар с буксами для роликовых подшипников, а также из рычагов, балансиров и тяг тормозного оборудования.
По своему назначению тележки разделяются на тележки моторных вагонов и тележки прицепных вагонов. Общий вид тележки моторного вагона показан на фиг. 30.
Рама тележки относится к типу листовых двухпоясных рам и состоит из двух боковин, штампованных из листового железа, которые соединяются двумя концевыми, двумя средними и двумя нижними поперечными балками.
Толщина листов боковин рам тележек вагонов электросекций Ср принята равной 13 мм, а тележек вагонов электросекций Сд равной 10 мм. На первых вагонах электросекций Ср рамы тележек сварные.
Боковина рамы (фиг. 31) имеет, кроме буксовых вырезов, три окна: среднее служит для пропуска концов люлечных рессор, крайние (овальные) сделаны для облегчения рамы и обеспечения доступа к тормозной системе и подвеске тяговых двигателей.
Листы боковины отбортованы наружу по внешнему периметру на 100 мм и по периметру окон на 50 мм.
Вертикальные стенки буксовых вырезов, к которым крепятся буксовые направляющие, отбортовки не имеют.
Буксовый вырез сверху и с боков усилен с внутренней стороны воротником усиливающей накладки (фиг. 32), отбортованным внутрь рамы; в верхней части над буксовым вырезом усиливающая накладка приклёпана к боковине заклёпками, а в нижней части связана болтами, одновременно служащими для прикрепления челюстей к раме.
Средняя часть боковины усилена прикреплёнными к ней с внутренней стороны угольниками, идущими вдоль верхнего н нижиего поясов, причём верхний угольник непосредственно примыкает к воротникам, а нижний к челюстям. Сечение верхнего угольника
Фиг. 30. Общий видгтележки моторного вагона электросекций Сд и Ср: /—колёсная ,пара;2 —букса; 3 — узел буксовых направляющих; -/ — средняя часть тележки 8*
116
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
100 X 100 X 14 мм и соответственно нижнего 65 X 65 X 8 мм. Буксовые направляющие 2 (фиг. 33), приготовленные из чугунного литья, укрепляются болтами7//' к боковине 1 рамы.
Фиг. 31. Боковина рамы тележки электросекций Сд и СР
На буксовых направляющих укрепляются шурупами 8 с потайными головками бронзовые сменные наличники 7.
В верхней части челюсти имеется прилив-маслёнка 3 для смазки наличников, а в нижней части — ушко 4, через которое пропускается болт 5, образующий вместе с распорной трубкой 6 струнку.
Средние рамные крепления тележек моторного и прицепного вагонов выполнены из двух швеллеров 180 X 100 X 8 мм (поперечные балки); они приклёпаны к боковине рамы при помощи уголков и, кроме того, общей горизонтальной накладки с отбортовкой в средней части.
Фиг. 32. Усиливающая накладка буксового выреза
выпадание траверсы. Крайние болты 7 служат для стягивания балок во время монтажа траверсы.
Фиг. 33. Буксовая направляющая
Дополнением к верхним средним поперечинам для создания большей жёсткости служат две нижние поперечные балки, выполненные из швеллеров № 10.
Для подвески тяговых двигателей в промежутках между каждой сдвоенной средней поперечной балкой 2 (фиг. 34) пропущены две вертикальные подвески 1. Вместе с подвесками к поперечным балкам приклёпаны кронштейны 3. Два других нижних кронштейна 10 прикреплены к нижней части подвесок 1 и упираются в шпренгельную струну 9. Шпренгельная струна приклёпывается к нижним полкам средних поперечных балок. Между нижними кронштейнами 10 и верхними кронштейнами 3 помещается траверса, служащая опорой для тягового двигателя. Траверса состоит из двух балок — верхней 4 и нижней 5, между которыми помещены пружины 6. Через пружины и отверстия верхней и нижней балок пропущены болты 8, которые предупреждают
Фиг. 34. Шпренгельное'’устройство тележек 3
Концевые^рамные крепления тележки выполнены штампованными из листовой стали толщиной 13 мм; они имеют форму желобков
механическая часть ЭЛЕКТРОСЕКЦИИ
117
it прикрепляются к боковине рамы при помощи фасонной угловой накладки. Фасонная накладка обхватывает концевое рамное крепление и приклёпывается к нему. Другим своим концом она обхватывает конец боковины, имеющий очертание, соответствующее форме сечения рамного крепления, и приклёпывается к отбортовке боковины.
Тележка прицепного вагона по своей конструкции аналогична тележке моторного вагона, в ней отсутствует лишь приспособление для подвески тяговых двигателей
Как показал долголетний опыт эксплуатации, тележки моторных вагонов имеют ряд существенных недостатков, основными из ко-орых являются: появление трещин в рамах, жёсткий поворот тележек вокруг шкворня.
Одной из причин появления трещин в рамах тележек является неравномерность работы рессорного подвешивания вследствие перекоса и заклинивания люлечного бруса как при трогании вагона с места, так и при торможении.
При трогании с места моторные тележки стремятся начать движение первыми и вызывают тем самым перекос и заклинивание лю-.чечного бруса. При торможении большее со
то подвешивания (вследствие перегрузок). Пружины выключаются и все удары от неровностей пути воспринимаются только надбуксовыми листовыми рессорами и передаются на раму.
Жёсткий поворот тележки вокруг шкворня вызван неудовлетворительной работой подпятника тележки и шаровой пяты кузова вследствие больших выработок и заеданий по сфере, очерченной радиусом 160 мм (фиг. 28, 2!)). Кроме того, боковые роликовые сколь-зуны тележек при наклоне кузова в кривых участках пути быстро изнашиваются и вырабатывают углубления в плоских скользунах кузова, что и создает дополнительный момент, препятствующий свободному повороту тележки.
Стесненный поворот тележек вызывает преждевременный подрез гребней колесных пар и износ рельсов.
В настоящее время вследствие указанных выше причин проектируются и изготовляются опытные образцы новых сварных тележек моторных вагонов замкнутого сечения с опор-порамным подвешиванием тяговых двигателей, как например, на 3-вагонной электросекции Сн и проектируемой 10-вагонной секции ЭР-1.
Для прицепных вагонов за последнее вре-
Рпэрез по fifl
I-1 пг. 35. Еесчелюстная тележка Д'рпцспиогь eariuia к i росекцпп '-В; / — рама тележки; - колесная н.тра; 3—букса роликовая: •/•-люлечное иодвоипп .'nine; 5 -пружин.1; Р -подкладка; 7—амортизатор;
X -гайка in к. 'и । л а, У — niii.iiiiii
противление имеют тележки, тогда как кузов вследствие инерции стремится двигаться вперёд, что также вызывает заклинивание лю-ц'чиого бруса. Исследованиями установлено, чю люлечные рессоры в это время выключаются и не работают. Особо вредно это отражается на тележке при следовании с большой скоростью по стрелкам и крестовинам.
Кроме того, в часы пик имеет место слишком малый свободный ход пружин рессорно-
мя изгоюв.тяются бесчелюстные сварные тележки замкнутого сечения (фиг. Зо).
Наблюдение за работой этих тележек показало, что при больших скоростях они имеют заме;ное виляние. Последнее обстоятельство вызывает необходимость постановки амортизаторов.
Расчётные режимы рамы тележки моторного электровагона. Тележка моторного электровагона подвергается воздействию стати
118
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ческой нагрузки от веса кузова, веса тягового двигателя и собственного веса.
Статическая нагрузка, приходящаяся на пятник правой тележки (фиг.36), будет равна
Рк Ь + q{ X] + q„ х2 + qz х3 + ...
Р ст — —————, '-о
где Рк — вес кузова при наибольшем заполнении пассажирами;
9i> <72, 9,—веса отдельных машин и электрических аппаратов подвагонного оборудования;
этих нагрузок) на коэффициент вертикальной динамики.
Коэффициентом вертикальной динамики к-называется отношение дополнительной динамической нагрузки Рs на элемент конструкции вагона к статической нагрузке Рст:
Рд
Кд ~ Рет ’
При расчёте вагонов значение коэффициента вертикальной динамики определяют по эмпирической формуле, предложенной ЦНИИ МПС и НИБ Главвагона на основании
— их расстояния от левой пяты;
b — расстояние от ц игра тяжести кузова до левой пяты;
— расстояние между пятами.
Фиг. 37. Расчётная схема тележки
Усилие Pj,, приходящееся на каждую лю-лечную подвеску рамы тележки (фиг. 37), с учётом подрессоренного веса тележки
Рет + Рт
Усилие S, действующее на раму через каждый кронштейн подвески тяговых двигателей от подрессоренного веса тягового двигателя 0,5 Рдв, где Pdt — полный вес тягового двигателя,
В результате воздействия всех этих сил на кронштейнах буксового рессорного подвешивания возникают усилия
D Рст + Рт + 4
Динамическая нагрузка. Вертикальная динамическая нагрузка учитывается путём умножения собственного веса вагона и полезной нагрузки (или напряжений, полученных от
результатов динамических испытаний ряда' вагонов:
, 0,01 v кд ~ а + / / ст
где а — коэффициент, равный; для элементов кузова —0,05, для обрессоренной части тележки —0,10 и для необрессо-ренных частей — 0,15;
о — максимальная скорость движения, установленная согласно техническим условиям;
fem — статический прогиб рессорного подвешивания вагона.
Наиболее часто повторяющаяся величина' коэффициента вертикальной динамики согласно проведённым МИИТ опытам составляет 10%; максимальная величина достигает 40%.
Реактивное усилие от работающего тягового двигателя. В тележках моторных вагонов тяговые двигатели располагаются навстречу один другому и подвешиваются к среднему рамному креплению (фиг. 38).
При развитии движущей колёсной парой силы тяги, равной FKn, в точке подвешивания двигателя к креплению будет возникать усилие Zn:
7 _
2 L " ’
где DK — диаметр движущего колеса.
’""Эти усилия у обоих двигателей будут направлены в противоположные стороны и создадут опрокидывающий момент М, который вызовет изменение усилий в кронштейнах рессорных подвесок (фиг. 39), равное
л _ JL М _ h
4 2 I ~ '
где bz— расстояние между опорными точками' ’ двигателей на рамном креплении;
2/ — расстояние между колёсными парами.
I
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
11&
Кроме разобранных сил, при движении моторного электровагона на тележки воздействуют также следующие динамические усилия:
а) центробежная сила и давление'ветра;
б) силы трения в опорных точках колёс в кривых;
Фиг. 38. Схема подвески тяговых двигателей на тележке
в) инерционные усилия кузова при торможении и разгоне;
г) вертикальные кососимметричные силы;
д) усилия, передаваемые от тормозной системы.
Методика определения этих сил изложена в ТСЖ, т. VI, стр. 714—750. Там же приве
дены нормы расчётных нагрузок, методы расчёта, допускаемые напряжения и конструктивные требования для вагонов.
При расчёте тележек для каждого вида перечисленных нагрузок подсчитываются возникающие напряжения.
Фиг. 39. Схема действия реактивных сил от работы тяговых двигателей
Определение суммарных напряжений про изводится при наиболее невыгодных сочета ннях нагрузок.
Таблица 9
Характеристика основных
несущих элементов кузова
Наименование элементов Форма сечения | Размеры сечения
Продольные элементы
I Хребтовая балка..............
i Нижние боковые балки рамы . . ! Нижняя балка подоконного бруса ; Верхний обвязочный брус .... j Надоконная балка ............
][
L
L Ъ
L
Два швеллера № 26 (260x90x 10 мм)
Уголок 130x90x10 мм
» 130x90x10 »
Зет 80x65x6 мм
|Уголок 30 x 20x 3 мм
Поперечные элементы
Средние несущие балки рамы ......... [ Коробчатые штампованные переменной высоты
с накладками вверху и внизу
Несущие балки [ Швеллер 180x 70x 8 мм
Шкворневая балка рамы ] 26 0 [ Коробчатые штампованные переменной вы-
соты, сверху закрыты листом, снизу — ши-
рокой суживающейся накладкой
Стойки оконные 1 Уголок 6 0 4 0x6 мм
Стойки дверные и крайние угловые Зет 100 x75 6,5 мм
Дуги средней части крыши i Швеллер 50 » 38x5 мм
Дуги крыши под пантографом L Уголок 50x50 x6 мм
Обреш9тка лобовых стенок
х Швеллер № 30 (ЗООх 100x11) мм
Зет 100x75 x6,5 мм
Стойки промежуточные вертикальные .... 1 Швеллер 120x55x 6,5 мм
Стойки лобовых тамбурных дверей i Швеллер 180 x70x8 мм
Обшивка каркаса
Нижний пояс боковой стенки — Лист толщиной 4 мм
Верхний пояс боковой стенки __ > » 3 »
— » > 3 »
120
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
I
i
j I i I
механическая ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИП
121
КУЗОВ
Классификация кузовов. По принципу воспринятая нагрузки кузова подразделяются па следующие типы:
1) кузова с несущей рамой,у которых основную нагрузку воспринимает кузовная рама;
2) кузова с несущими боковыми стенками и рамой, у которых основную нагрузку воспринимают кузовная рама и боковые стенки. В этом случае боковые стенки устраиваются в виде решётчатой фермы или безраскосной системы с обшивкой, способной воспринимать боковую нагрузку;
3) цельнонесущие кузова, у которых рама, боковые стенки и крыша работают как одно общее сечение.
По конструктивному' выполнению кузова делятся на:
а) металлические, в которых дерево употребляется только для внутренней обшивки, отделки и перегородок;
б) цельнометаллические, в которых металл используется также и для внутренней обшивки и перегородок.
Кузова вагонов электросекций Ср и Сд металлические и относятся к кузовам с несущими боковыми стенками и рамой. В зависимости от технологии изготовления кузова делятся на клёпаные и сварные. Кузова элек-тровагопов первых выпусков были клёпаными. Боковые стенки выполнены безраскосной системы с обшивкой из гладких стальных листов. На фиг. 40 показана металлическая сварная конструкция кузова моторного вагона.
Характеристика основных элементов кузова приведена в табл. 9.
Рама кузова выполняется в виде системы продольных и поперечных балок. Средние продольные балки 3, состоящие из двух швеллеров 260 X 90 X 10 л«л1, являются хребтовыми балками; около шкворневых опор они усилены горизонтальными накладками 4, при-
Фш . 4 1. Несущая поперечная балка рамы кузова
варенными к полкам швеллеров. Боковые продольные балки 1 рамы выполнены из уголков 130 X 90 X 10 мм, в концевых частях и у дверных проёмов они усилены угольниками 2 сечением 90 X 60 X 10 мм.
Поперечные балки рамы не только перераспределяют нагрузку между несущими боковыми стенками и хребтовой балкой, но и предохраняют последнюю от прогиба, особенно в средней её части, где значение изгибающего момента наибольшее. Для этого средние поперечные балки 5, как несущие, выполнены
Фиг. 42. II!г верпован балка рауы кузова
122
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
более жёсткими, чем балки, расположенные ближе к опорам кузова на тележках.
Конструкция несущих поперечных балок 5 показана отдельно на фиг. 41. Онн выполнены из двух штампованных балок 1 корытообразного сечения (расположенных между боковыми
Фиг. -4 3. Обшивка простенков
и хребтовой балками), высота которых увеличивается по направлению к хребтовой балке. Между швеллерами хребтовой балки в месте примыкания поперечных балок поставлены отрезки швеллеров 260 X 90 X 10 мм, перекрытые сверху и снизу накладками 2 и 3.
Остальные поперечные балки выполнены из швеллера 180 X 70 X 8 мм с диафрагмой между швеллерами хребтовой балки, как и в случае несущих поперечных балок.
Шкворневая балка фиг. 42 состоит из четырёх корытообразных балок 1 переменной высоты, образующих вертикальные стенки. Они расставлены на расстоянии 260 мм одна от другой и сверху перекрыты прямоугольным горизонтальным листом 2, а снизу — широкой суживающейся по концам накладкой 3. Шкворневая балка прерывается при пересечении с хребтовой балкой 4, между швеллерами которой ввариваются, как и у других поперечных балок, диафрагмы 5 из швеллера 260 X 90 X 10 мм.
Между ними в нижней части хребтовой балки приварены уголки 6, образующие вместе с диафрагмами основание для пятника. Литые опоры 7 роликовых боковых скользу-нов тележки устанавливаются между верти
кальными стенками шкворневой балки на расстоянии 803 мм от середины её и крепятся болтами d — 5/8".
По концам хребтовой балки установлены упоры для передачи усилий от автосцепки на раму.
Упряжные брусья 6 (см. фиг. 40) выполнены из швеллеров 300 X 100 X 11 мм, усиленных в средней части горизонтальными накладками и раскосами .9. Для постановки тормозных цилиндров предусмотрены продольные балки 1Г, для предотвращения вибрации продольных балок и передачи горизонтальных усилий от тормоза установлена поперечная балка 12.
Стеики, пол и крыша. Боковая стенка имеет безраскосную конструкцию и состоит из нижнего пояса 1, верхнего пояса II и простенков III.
Нижний пояс боковой стенки кузова образуется из нижней продольной балки (уголок 130 X 90 X 10 мм), подоконного бруса и соответствующих частей стоек кузова. Снаружи каркас покрыт обшивкой из листов толщиной 4 мм. Листы обшивки привариваются к каркасу и к продольным балкам рамы прерывистым швом 16, а к подоконному брусу — швом 17.
Стыки листов обвариваются снаружи сплошным швом 13, а с внутренней стороны к ним привариваются накладки 14 прерывистым швом 15.
Обшивка верхнего пояса выполнена из стальных листов толщиной 3 мм, приваренных к верхнему продольному обвязочному брусу 19 и к надоконному поясному угольнику 20 прерывистым швом 22.
Для обшивки простенков между окнами и дверями применены отбортованные листы 1 (фиг. 43), приваренные сплошным швом к поясам 2 и 3.
Для увеличения жёсткости простенков добавлены вертикальные уголки 4 размером
Фиг. 44. Каркас кузова
60 X 40 X 6 мм. Для увеличения жёсткости всей обрешётки кузова нижние продольные листы железа скрепляются с швеллерами хребтовой балки семью раскосами 1 из полосовой стали (фиг. 44).
механическая ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
123
Конструкция лобовых стенок показана на фиг. 40. Обшивка их выполнена из листов толщиной 3 мм.
Крышевые дуги сделаны из швеллеров 50 X 38 X 5 мм, в местах расположения пантографов установлены уголки 50 X 50 X 6 мм. Сварные соединения крышевых дуг с верхним обвязочным брусом Z-образного сечения 80Х
X 65 X 6 мм показано
Фиг. 45. Сварные соединения крышевых
ДУГ
на фиг. 45.
По дугам укладывается деревянный настил крыши с брезентовым покрытием. Внутренняя обшивка крыши состоит из досок толщиной 20 мм с фанерным покрытием и с прослойкой шевелина. Обшивка прикрепляется к деревянным брускам, связанным с дугами крыши.
Деревянный настил
пола выполнен из досок толщиной 35 мм и кладётся на специальную деревянную раму из брусков 90 X 120
и 5 X 75 мм. Снизу деревянная рама имеет обшивку толщиной 13 мм-, она укладывается на металлическую раму кузова вагона. Между верхним и нижним настилами укладывается слой шевелина. Верхний настил пола покрывается олифой и линолеумом. В полу моторного вагона имеются люки для осмотра тяговых двигателей.
Внутренняя обшивка стенок выполнена из деревянной раскладки и двух слоёв фанеры с прослойкой шевелина, уложенных по брускам, прикреплённым к металлическим стойкам. С внутренней стороны стенки оклеивают ли нкрустой.
Двери и окна. Боковые тамбурные двери электровагонсь делают двустворчатыми; притвором для них является общая средняя стойка. Двери из тамбура внутрь вагона — задвижные, сдвоенные, с одним общим средним притвором. Окна размером 900 X 950 мм имеют двойные рамы. Верхняя часть окон поднимается вверх.
Кузов снаружи окрашивают масляной краской, а затем покрывают масляным лаком или эмалью.
В средней части торцовой стороны кузова устанавливают раму упругой площадки для прохода из одного вагона в другой. Крепление рамы упругой площадки производится в нижней части к раме кузова посредством спиральных рессор, а в верхней части — к обрешётке кузова посредством шестирядной листовой рессоры.
Крайние вагоны электросекции упругими площадками не оборудуют.
Ударно-тяговые приборы
Для сцепления вагонов между собой, а также для передачи и смягчения растягивающих и сжимающих усилий от одного электровагона к другому и удержания элек-тровагопов на определённом расстоянии один от другого устанавливают ударно-тяговые приборы. В качестве ударно-тягового прибора на электровагонах устанавливают автоматическую сцепку типа СА-3 и фрикционный аппарат Ш-1-Т.
Описание конструкции, расчет и особенности изготовления автосцепки СА-3 и фрикционного аппарата Ш-1-Т приведены в ТСЖ» т. VI, стр. 642- 650.
Пневматическая сеть вагонов
Пневматическая схема моторного вагона С§ показана на фиг. 46.
К fiQiimoviiiitpy N'!
Фиг. 46. Пневматическая схема моюрного вагона С3:
I- мотор-компрессор; 2 — змеевик; 3— воздухоочиститель: 4 — рукав всасывающего фильтра: 5 — фильтр; 5—маслоотделитель; 7 и // — спускные краны; 8 — обратный клапан; 9 — предохранительный клапан; 10— главный резервуар; 12— запасной резервуар: /а- резервуар упривле!ия; 14— разобщительный кран; 15— волосяной фильтр; /6 —изоляторы воздухопровода; /7—ящик линейных контакторов; 18 — ящик реверсора; 19 — ящик реостатного контроллера; 2U — ящик мо< товых контакторов; 2/ —концевой кран; 2 2— (сединительпый рукав; 23 — автоматичес кин выключатель у нра вления; 24 — контроллер машиниста; 25— разобщительный кран; 26 — мано\-етр резервуара управления; 27 —звуковой вибратор; 28 — клапан пантографа; 29 — клапан звукового вибратора; 30 - кран двой' ой тяги; 31 — крап машиниста; 32 — тормозной контроллер: 33 — Магометр напор, ой и тормозной магистралей, 34 -уравнительный резервуар; 35 — регулятор давления; 36. 37. <36—краны воздухопровода пантографов; <39-руч,ой насос; 40— стоп-краны; 41— отпускной клапан: 42, 48- тормозные цилиндры; 43 — воздухораспределители элек-тропневматического тормоза; 44 — скородействующий тройной клапан; 45 — пылеловка; 46 — обратный клапан; 47 — золотниковый питательный клапан; 49 — во тиль перекрыши; 50 — стеклоочиститель;
5/ —крап звукового вибратора
124
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Сжатый воздух вырабатывается мотор-компрессором. Давление воздуха, поступающего от мотор-компрессора, принято равным 7 ат. Воздухопроводы и резервуары, в которые поступает сжатый воздух под давлением 7 ат, составляют так называемую напорную магистраль.
Для автоматической регулировки работы мотор-компрессора в напорную магистраль включён регулятор давления, который не позволяет давлению в напорной магистрали снижаться ниже 6 ат.
Питание электропнсвматичсских аппаратов для устойчивости их работы производится сжатым воздухом давлением 5 ат.
Снижение давления сжатого воздуха с 7 ат в главном резервуаре до 5 ат в резервуаре управления производится редукционным клапаном, который для предохранения от замерзания устанавливают под сиденьем в пассажирском помещении.
Чтобы не допустить обратного протекания воздуха при понижении давления в главном резервуаре по сравнению с давлением воздуха в резервуарах управления, в сеть включён обратный клапан.
Кран машиниста связан с напорной магистралью через кран двойной тяги. Этот кран служит для разобщения напорной магистрали от тормозной в вагонах, из которых не производится управление поездом.
Тормозное оборудование
На электросекциях применяются следую-щие^виды тормозов:
1) электропневматический тормоз;
2) автоматический тормоз системы Вестингауза;
3) ручной тормоз.
Электропневматический тормоз и тормоз Вестингауза работают независимо один от другого, но при ведении поезда основным рабочим тормозом является электропневматический.
Основными достоинства1МИ электропневма-тического тормоза являются:
1) одновременность торможения всех осей поезда независимо от длины состава;
2) сокращение тормозного пути на 20— 30%, а также времени торможения;
3) неистощимость тормоза;
4) плавное ступенчатое торможение и ступенчатый отпуск с минимальными ступенями 0,1—0,2 ат;
5) конечное давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах не зависит от их объёма и выхода штока;
6) расход сжатого воздуха в процессе торможения уменьшается на 20—30%. При снятии напряжения или обрыве электрических цепей управление тормозами автоматически переходит на тормоз Вестингауза.
Установка электропневматического тормоза на подвижном составе не требует переустройства тормозного оборудования.
Ручной тормоз является резервным в случае порчи воздушного тормоза.
Описание тормозного оборудования, а также обслуживание, управление и уход за тормозами изложены в ТСЖ, т. VI, стр. 837— 871.
is а да
Фиг. 47. Схема рычажной передачи тележки моторного вагона:^
/—горизонтальный ведущий рыщаг; 2 — тяга ручного тормоза; 3— шарнир ведущего рычага;
-у —стержень; 5 — кронштейн кузова вагона; 6 — главная тяга; 7 — поперечный балансир; Р —горизонтальная тяга; 10 — верхний вертикальный рычаг; //--серьга; 12 —-нижний вертикальный рычаг;
13- верхняя внутренняя тяга; / 4 —т ормозпой вал; /5 —листовая пружина; 16 — тормозной башмак: /7— нижшяя тормозная тяга; /<? —внутренний вертикальный рычаг; 19 — тормозной вал; 20 —кронштейн рамы тележки; 21, 22 — тяги тормозные; 23 — верхний вертикальный рычаг тяги; 24 — кронштейн вертикального рычага; 25 — серьга; 26 — нижний вертикальный рычаг серьги; 27— тормозной вал; 28 — нижняя тормозная тяга; 29 — тормозной вал; 30 —внутренний вертикальный рычаг
Таблица 10
Основные данные тормозных цилиндров вагонов электросекций
Тип вагона Диаметры тормозного цилиндра Площадь поршня в смг Сила отп 'скной пружины в кг Диаметр проволоки Пружи Hbi в мм
1 б дюймах^ в мм в отпущен ном СОСТОЯНИИ при ходе поршня 1 50 мм при ходе поршня 200 мм
Моторный 12 304,8 730 110/120 160/194 180/220 9/10
Прицепной 14 355,6 995 100/120 160/194 180/220 9/10
механическая часть ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
125
Фиг. 48. Схема рычажной передачи тележки прицепного нагона:
1 —горизонтальный ведущий рычаг; 2—тормозная тяга; 3—затяжка рычагов 1 и 4; </—горизонтальный ведомый рычаг; 5—тормозная тяга ведомого рычага; fi—вертикальный рычаг; 7—подве.ска; 8 —триангель; 9—подвеска трианге.чя; 10—тормозные башмаки; 11— колодки; 12 — затяжка вертикальных рычагов S; 13—тяга концевой поперечной балки тележки; 14 — средняя тяга; 15— ролики средней тяги
Тормозные рычажные передачи
На моторных и прицепных вагонах применяется тормозная передача с двусторонним нажатием колодок на колесо. Каждая из тележек моторного вагона имеет самостоятельную рычажную передачу и обслуживается одним тормозным цилиндром и одним приводом ручного тормоза. Схема рычажной передачи тележки моторного вагона показана на фиг. 47.
Прицепной вагон оборудован одним тормозным цилиндром на обе тележки. Схема
рычажной передачи тележки прицепного вагона показана на фиг. 48.
Основные данные тормозных цилиндров приведены в табл. 10.
Расчёт тормозных рычажных передач. Расчёт тормозных рычажных передач изложен в ТСЖ, т. VI, стр. 865—866.
Расчёт па прочность деталей тормозной рычажной передачи всех типов вагонов должен производиться при давлении в тормозном цилиндре р = 3,5 ат\ при этом диаметр тяги не должен быть меньше 22 мм.
механическая часть вагонов метрополитенов
Па Московском метрополитене эксплуатируются вагоны типов; А и Б постройки 1934— 1939 гт., Г — постройки 1940 —1952 гг. и вагоны типа Д постройки 1949 г.
Поездная единица типов А и Б (секция) состоит из одного моторного и одного прицепного вагонов. Вагоны типов Г и Д все моторные.
Все вагоны цельнометаллические, сварной конструкции. Основные данные их приведены в табл. 1, 2 и 3, а габаритные размеры показаны на фиг. 1.
ВАГОНЫ ТИПОВ А и Б
Кузов
Каркас и рама кузова изготовлены из углеродистых сталей марок Ст. 3 и Ст. 20.
Кузов, тележки и другие элементы механического оборудования вагонов типов А и Б имеют одинаковую конструкцию и отличаются лишь отдельными деталями. Средние и концевые хребтовые балки рамы кузова выполнены из швеллера № 16, боковые продольные
Фиг. I. Габаритный чертёж вагонов Московского метрополитена
126
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 1
Основные технические данные вагонов метрополитена
Технические данные Измерители Типы вагонов
А и Б г д
Максимальная скорость движения км/час 65 75 75
Количество двигателей на моторный вагон 4 4 4
Мощность одного двигателя кет 151 83 73
Напряжение двигателя . . . в 750 375 375
Ускорение при пуске на площадке м/сек2 0,8 1,0 1,0
Замедление при служебном торможении на площадке с авторежимом » При нагрузке 6 т с авто-
1 1 Замедление при автостопном торможении на пло- ; щадке с авторежимом . . » рез 0,8 1,0 кимс 1,0 1,0 )М 1,0 1,0 44
[ Число мест для сидения • — 50 44
| Число мест для стояния ! при заполнении 4—5 чел. ! на I м2 свободной площа-i ди пола 120 120 120
Число мест для стояния при максимальном заполнении 8 чел. на 1 м2 пола 200 206 206
Общее число мест при мак-; симальном заполнении . . — 250 250 250
Таблица 2
Основные габаритные размеры вагонов метрополитена
Наименование Обозначение на фиг. 1 Основные размеры в мм
для вагонов типа
А и Б г д
Длина кузова по наружным
стенкам .... Длина кузова по отбойным в 18 400 18 770 18 770
брусьям Длина вагона по центрам Б 18 800 19 000 18 770
голов автосцепок А 18 910 19 ПО 19 160
Ширина вагона Высота вагона от головки — 2 700 2 700 2 700
рельса Высота пола от головки — 3 700 3 700 3 700
рельса Высота автосцепки от го- и 1 250 1 250 1 240
ловки рельса 813 813 875
База вагона п 12 400 12 600 12 600
» тележки в 2 500 2 500 2 100
Диаметр колеса 900 900 900
Высота двери 1 870 1 870 1 870
Ширина дверного проёма . л 1 240 1 140 1 140
Длина кабины машиниста . Ширина прохода между ди- ж 1 250 1 150 1 150
ваиами 1 270 1 280 1 280
Высота кузова 3 2 664 2 664 2 664
балки—из швеллера № 18; поперечные балки из двух угольников 75 X 50 X 8 мм, соединённых между собой планками. Шкворневые балки сварены из листов и угольников. В средней их части укреплены литые пятники: на вагонах А — плоские и на вагонах Б — сферические.
Торцовая часть рамы выполнена из швеллера № 18, усиленного в средней части приваренным ребром жёсткости.
Дверные и оконные стойки каркаса кузова изготовлены из угольников № 6 и 4. Дверные стойки соединены вверху наддверным поясом
Таблица 3
Веса основных элементов оборудования вагонов метрополитена
Наименование элемента Вес основных элементов в кг
для вагонов типа
А и Б Г Д
Моторный Прицепной
Тара вагона 51 700 36 300 43 700 36 200
Тележка с тяговым дви-
гателем 13 500 6 000 11 450 9 250
Рама тележки 1 850 1 800 1 850 1 350
Автосцепки 500 500 500 300
Тяговый двигатель . . . 2 700 1 550 700
Электрические аппараты 3 700 1 000 2 006 1 900
Кондуиты 700 100 670 170
Наружная обшивка . . . 1 430 1 430 1 195 960
Ось колёсной пары . . . 460 350 460 350
Рама кузова с деталями
подвески 4 500 4 500 3 710 3 540
Мотор-компрессор .... 700 700 700 350
Максимальная нагрузка
на вагон 18 000 18 000 18 000 18 000
из листовой стали толщиной 3 мм, оконные стойки — надоконными и подоконными брусьями.
Снаружи кузов обшит листами толщиной 3 мм. С внутренней стороны для поглощения шума эта обшивка оклеена асбестовой изоляцией.
Вагон имеет крышу фонарного типа, которая образуется дугами, выполненными из стержней V-образного сечения со стенками толщиной 3 мм. Дуги покрыты стальными листами толщиной 1,5 мм.
С обеих сторон фонаря крыши имеются прорези для вентиляции вагона. На вагонах А они закрываются металлическими створками, допускающими регулировку вентиляции, на вагонах Б — они прикрыты черпаками, обеспечивающими более интенсивный забор воздуха.
Внутри каркас кузова обшит листами толщиной 1 мм. Стены оклеены линкрустой, окрашенной масляной краской; потолок обтянут холстом или полотном и покрыт белилами.
Снаружи вагон окрашен масляной краской. В виде опыта несколько вагонов покрыты нитрокраской. Цвет окраски нижнего пояса —темно-голубой, верхнего — светло-голубой.
Пол вагона выполнен из волнистой оцинкованной стали толщиной 1,5 мм, которая заливается ксилолитом на высоту 40 мм. Сверху ксилолит покрывается линолеумом толщиной 3 — 5 мм.
Каждый вагон имеет кабину машиниста, отделённую от пассажирского помещения металлической перегородкой. В средней части перегородка имеет дверь, а с обеих сторон двери — открывающиеся люки для осмотра размещённых в перегородке проводов.
По обеим сторонам вагона расположены диваны. Диваны имеют металлические каркасы и съёмные мягкие подушки, обтянутые кожей или её заменителем.
По краям диванов установлены стойки, упирающиеся в потолок. Смежные стойки соединены металлическими поручнями. Стойки и поручни выполнены из труб и никелированы.
механическая часть вагонов метрополитенов
127
С каждой стороны вагона имеется по четыре раздвижных двустворчатых двери в пассажирское помещение, управляемых посредством сжатого воздуха из кабины машиниста.
Дверные створки металлические с двусторонней обшивкой. В торцовой их части установлено резиновое уплотнение, смягчающее удар при закрывании дверей. Створки подвешены в дверном проёме на рейке при помощи двух роликов. В верхней части створок установлены оконные стёкла толщиной 6 — 8 мм.
С левой стороны вагона расположена дверь в кабину машиниста, а по обоим торцам—торцовые двери.
В пассажирском помещении имеется с каждой стороны по 7 оконных проёмов с опускающимися на 200 мм остеклёнными рамами. Торцовые части вагона имеют по два остеклённых оконных проёма. С правой стороны в кабине расположено также окно с опускающейся рамой. На лобовом окне кабины машиниста установлено приспособление для очистки стекла снаружи.
Пассажирское помещение освещается 30 вакуумными лампами 60 вт, 127 в. Лобовая стенка в нижней части вагона имеет вырезы, в которых установлено два белых прожектора;
в верхней части вагона устаиовлеио два красных сигнальных фонаря.
Вагоны снабжены автосцепкой типа ИРТ-3 с полужёстким сцеплением головок. Передняя часть автосцепки поддерживается на радианте, прикреплённом болтами к раме кузова. Гнёзда для крепления водила автосцепки установлены с обеих сторон рамы кузова, между концевыми хребтовыми бал ками.
Автосцепка рассчитана на рабочую нагрузку 40 т.
Тележка
Вагоны снабжены тележками типа УБ. Эти тележки имеют такую же конструкцию, как тележкн типа УГ вагонов типа Г (фиг. 2).
Рама тележки выполнена из двух продольных, двух средних поперечных и двух концевых поперечных балок. Продольные и средние поперечные балки сварены из штампованных профилей стали марки Ст. 20 замкнутого сечения.
Продольные балки имеют толщину стенок 13 мм, а средние поперечные — 10 мм.
Концевые поперечные балки изготовлены из стальных труб (Ст. 10) диаметром 114 мм,
Фиг. 2. Тележка УГ вагонов типа Г: / — рама тележки; 2 — люлечная балка с пятником и роликовыми скользунами; 3 — люлечные рессоры; 4 — болты подвески люльки (на вагонах последнего выпуска применена безрезьбовая подвеска); 5 —балансир надбуксового подвешивания; 6 — надбуксовые пружины; 7 — кс--лёсная пара; 8— тяговый двигатель; 9 —брус токоприёмника и токоприёмник; 10 — срывной клапан .автостопа; 11—рычажная передача тормоза; /2 —тормозные цилиндры; 13 — моторное подвешивание;
14— тормозная колодка
128
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
со стенками толщиной 10 мм и соединены спродольными при помощи специальных литых башмаков, которые одновременно являются и кронштейнами для крепления тормозных цилиндров и подвесок.
Косынки, соединяющие средние поперечные балки с продольными, выполнены из листовой стали толщиной 8 мм. Сварные швы продольных балок шлифуются.
На средних поперечных балках заклёпками прикреплены кронштейны для подвески тяговых двигателей.
К продольным балкам приварены стальные буксовые лапы, обхватывающие балки с двух сторон. К внутренней части буксовых лап приварены сменные стальные челюсти. Тележка имеет двойное рессорное подвешивание: люлечное на эллиптических рессорах и надбуксовое на двухрядных пружинах, установленных на балансирах. Общая статическая просадка кузова под максимальной нагрузкой составляет около 60 мм.
На верхнем люлечном брусе располагаются подпятник и боковые роликовые скользуны. Этот брус посредством двух люлечных рессор опирается на нижний люлечный брус, установленный на ножевые балансиры, подвешенные каждый к раме тележки на двух болтах.
Зазор между плоскими скользунами кузова и роликовыми скользунами тележки составляет около 5 мм. Через пятник кузова и подпятник люльки проходит шкворень диаметром 58 мм.
Подвеска тягового двигателя — трамвайного типа с опорой на кронштейны рамы тележки через пружинную траверсу и на ось колёсной пары через два моторно-осевых подшипника, имеющих бронзовые вкладыши марки ОЦС 5-5-5 или ОЦС 4-4-17.
Моторно-осевые подшипники работают на консистентной смазке типа кулисной.
Максимальный зазор между вкладышем и осью допускается до 1,2 мм, что обеспечивает срок службы вкладышей около 200 000 км.
С противоположной стороны от зубчатого колеса устанавливается стопорное кольцо.
Колёсные пары
Ось колёсной пары изготовляется из стали марки Ст. 5 по техническим условиям паровозных осей и имеет диаметр подступичной части 200 мм на моторном вагоне и 170 мм на прицепном. Диаметр шеек оси 120 мм. Галтели шеек выполнены двумя радиусами: 10 и 25 мм.
Колёса состоят из литых дисковых центров, изготовленных из углеродистой стали марки 15-40-24. В ступице с внутренней стороны выточена конусная канавка для уменьшения концентрации напряжений в оси.
Бандажи имеют диаметр 900 мм, толщину 75 и ширину 130 мм. Износ бандажей допускается на 35 мм. Расстояние между внутренними гранями бандажей сформированной колёсной пары 1 440 ± 3 мм.
Бандаж надевается на центр в горячем состоянии с натягом 0,8 — 0,9 мм и закрепляется бандажным кольцом.
Колёсные центры моторных вагонов напрессовываются на ось под давлением 65 — 90 т при наличии бандажа и 50 —75 т— без бандажа. Давление при запрессовке колёс
ных пар прицепных вагонов на 5 т меньше, чем у моторных.
Корпуса букс колёсных пар выполнены из стального литья и имеют приваренные наличники из Ст. 3 толщиной 3 мм. Разбег колёсной пары в поперечном направлении допускается 1 —10 и в продольном 1 — 6 мм.
Каждая букса имеет двойные роликовые подшипники: с внутренней стороны № 42624 и с наружной № 52624.
Уплотнение букс с внутренней стороны — лабиринтовое. На оси колёсной пары прицепных вагонов устанавливается кольцо заземляющего устройства.
Зубчатая передача
Зубчатая передача цилиндрическая с прямыми зубьями и передаточным числом 3,95. Модуль инструмента 10. Зацепление ФАУ с углом 20°.
Зубчатое колесо состоит из литого центра, на который насаживается венец. Венец изготовлен из углеродистой стали марки Ст. 50; он подвергается нормализации (нагреву до 800'" и медленному охлаждению на воздухе) и закалке с высоким отпуском.
Зубчатое колесо насаживается на ось колёсной пары моторного вагона на расстоянии 6 мм от ступицы колеса конусной посадкой под давлением 30 — 55 т.
Шестерня изготовляется из хромоникелевой стали марки 20ХНЗА с цементацией и последующей поверхностной закалкой. Зубья шестерни шлифуются.
Твёрдость поверхности зубьев зубчатого колеса составляет 300, а шестерни — до 500 по Бринеллю.
В кожух зубчатой передачи заливается 1 — 1,5 л тракторного нигрола.
Зубчатые передачи обеспечивают пробег 1 млн. км и более.
Тормоз и рычажная передача
Рабочим и экстренным тормозом служит пневматический бандажный колодочный тормоз. Кроме того, вагоны оборудованы ручным тормозом, использующим ту же систему рычажной передачи. В качестве аварийного тормоза может быть использовано электрическое торможение, осуществляемое путём короткого замыкания тяговых двигателей.
Тормозные колодки — бакелитовые, срок службы их составляет от 2 до 3 месяцев при износе около 1 мм на 1 000 км пробега.
Применение бакелитовых колодок вызывает образование на поверхности бандажа сетки трещин термического характера, что требует обточки бандажей через каждые 140 — 180 тыс. км. В настоящее время вагоны оборудуются электрическим реостатным торможением.
ВАГОНЫ ТИПА Г
Кузов
Вагоны типа Г имеют кузов с более закруглённой лобовой частью, чем вагоны типов А н Б, и скругления в углах оконных и дверных проёмов.
Каркас и рама кузова выполнены сварными из штампованных профилей стали марки Ст. 20.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
12&
Применение штамповки и сокращение толщины наружной обшивки до 2,5 мм обеспечило уменьшение веса кузова на 2 т.
Боковые продольные балки рамы кузова выполняются из штампованного коробчатого профиля размером 180 X 75 X 6 мм, сваренного по длине из четырёх кусков. Концевые части этих балок загнуты внутрь кузова для обхвата его лобовой части.
Шкворневые балки сварены из листовой стали толщиной 8 мм и имеют также коробчатое сечение. Снизу к ннжнему листу приварена накладка толщиной 10 мм для крепления плоского цилиндрического подпятника.
Между шкворневыми балками расположено 1 I штампованных поперечных балок, выполненных из швеллера размером 160 X 65 X X 65 мм с прорезями для прохода труб и кондуитов.
Между поперечными балками в средней части рамы вварены штампованные звенья в виде швеллеров размером 160 X 65 X 65 мм, образующие средние продольные балки. На концах рамы установлены концевые хребтовые бал ки.
Торцовая часть рамы кузова представляет собой замкнутую коробку, впереди которой находится лобовая балка, штампованная из стали толщиной 8 мм в виде выгнутого швеллера, внутри которого вварено ребро жёсткости.
Дверные стойки Z-образного сечения со стенками толщиной 5 мм. Оконные стойки выполнены частично в виде швеллеров размером 111,5 X 35 X 3 мм и частично в виде стержней О-образного сечения со стенками толщиной 2 мм.
Количество окон такое же, как и на вагонах типов А и Б.
Форма и конструкция крыши аналогичны крыше вагонов типа Б. Вентиляция черпакового типа. Вверху лобовой части вырезано окно для маршрутного указателя следования поезда, обрамлённое внутри приваренной рамкой. В кабине машиниста вентиляция регулируемая.
Вагоны имеют деревянный пол из сосновых досок толщиной 25 мм, которые подвергаются си нестойкой пропитке. Доски снизу обшиты листовым асбестом и кровельным железом. Сверху пол покрыт линолеумом. Конструкция диванов и окраска вагонов аналогичны вагонам типа Б.
Пассажирское помещение освещается 30 Iазопаполненными лампами 60 вт, 127 в, расположенными в закрытых плафонах.
Тележка
Вагоны снабжены тележками типа УГ, которые в основном аналогичны тележкам вагонов А и Б и отличаются от них лишь конструкцией кронштейнов для подвески тяговых двигателей и пятниками.
Пятники вагонов типа Г — плоские, плавающего типа.
Нижний пятник свободно (без крепления) лежит на верхнем люлечном брусе в толстых резиновых прокладках, воспринимающих как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки.
9 Том 9
Зубчатая передача
Зубчатая передача цилиндрическая с косым-зубом и углом спирали 8°. Модуль инструмента 10, зацепление ФАУ с углом 20°. Передаточное число 4,65.
Зубчатые колёса и шестерни цельнокован-ные из стали 37XH3A с твёрдостью 225 — 270 по Бринеллю.
Шестерни подвергаются поверхностной закалке, повышающей их твёрдость до 500 по Бринеллю.
Зубчатое колесо насаживается на ось на расстоянии 94 мм от центра колеса с цилиндрической посадкой.
Кожух зубчатой передачи прикрепляется тремя болтами к подшипниковому щиту тягового двигателя.
Тормоз и рычажная передача
Основным способом торможения этих вагонов является электрическое реостатное торможение. Экстренным тормозом служит пневматический бандажный колодочный тормоз; этот тормоз используется также при движении на малых скоростях. Кроме того, вагоны снабжены ручным тормозом.
Тормозные колодки — бакелитовые; срок службы их составляет около 2 — 3 лет при износе 1 мм на 12 тыс. км пробега.
Остальное механическое оборудование вагонов типа Г—буксовое и люлечное подвешивание, оси колёсных пар, буксовые подшипники, буксы, автосцепка, подвеска тяговых двигателей — аналогично соответствующему оборудованию вагонов типа Б.
ВАГОНЫ ТИПА Д
Вагоны типа Д на 17% легче вагонов типа Г и имеют подрессоренную подвеску тяговых двигателей с карданной передачей и более совершенную электрическую схему.
Облегчение вагона типа Д достигнуто благодаря применению новой системы подвески тяговых двигателей, усовершенствованной конструкции тележек и автосцепки, облегчению кондуитов, компрессора и i. д.
Кузов
Кузов вагона типа Д в основном аналогичен кузову вагона типа Г. Все поперечные и средние продольные балки кузова унифицированы, лобовой отбойный брус рамы выполнен без рёбер н произведено усиление каркаса в углах средних дверных проёмов, в нижних углах крайних двойных оконных проёмов и в лобовых стойках. Наружная обшивка выполнена из листов Ст. 3 толщиной 2 мм. Пятники кузова имеют сферическую форму.
Автосцепка
Автосцепка (фиг. 3) комбинированная, жёсткого типа. Она осуществляет сцепление вагонов с одновременным соединением воздухопроводов и электрических цепей.
Головка автосцепки 1 представляет собой тонкостенный полый литой корпус, передняя часть которого оканчивается буферным фланцем. Слева фланца выступает конус с проёмом, в котором размещена сцепная скоба 2
130
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 3. Автосцепка вагонов типа Д
Фиг. 4. Тележка вагонов типа Д: / — тяговый двигатель; 2 —карданная муфта; 5 — редуктор; 4 — подвеска редуктора; 5 — колёсная пара; 6 — рама тележки; 7 —люлечная балка с пятником и боковыми скользунами; 8 — люлечные рессоры; Р — люлечная подвеска (безрезьбовая); 10 — крыльчатая букса; // — пружины надбуксового подвешивания; 12 — брус токоприёмника; 18—тормозные цилиндры; 14—рычажная передача
J тормоза; /5— тормозная колодка; 16 — метельиик
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
131
Справа имеется конусная воронка, размеры которой соответствуют выступающему конусу. При сцепке конус одной автосцепки заходит в воронку другой.
Ударно-тяговый прибор состоит из водила 3 и двух цилиндрических пружин 4, при тяге и при ударе пружины работают на сжатие.
Головка автосцепки опирается па П-образ-ный радиант 5. Пружинные амортизаторы 6 дают возможность регулировать высоту её установки.
Электрическая часть автосцепки 7 состоит из литого корпуса, подвешенного к головке, внутри которого расположена панель с электрическими контактами. Для соединения электрических цепей корпус с панелью системой рычагов 8 перемещается вперёд.
Сверху и снизу буферного фланца головки автосцепки расположены два отверстия для установки клапанов напорной и тормозной воздушных магистралей. Все детали механической части автосцепки рассчитаны на тяговое усилие Юти удар 12 т.
Тележка
Тележка (фиг. 4) штампованная сварная, двойного подвешивания.
Рама её в основном аналогична раме тележки УГ, но без концевых поперечных балок.
Продольные балки имеют толщину стенок 10 мм. Средние поперечные балки выполнены так же, как и на тележках УГ, но места для установки шарниров люлечных подвесок значительно усилены.
Люлечное подвешивание выполнено глухим на плоских подвесках. Люлечные рессоры — листовые, эллиптические, с переменной гибкостью.
Буксовое подвешивание безбалансирное с пружинами, опирающимися на крылья буксы. Рама тележки опирается на буксовые пружины через резиновые прокладки.
Пятник сферический с резиновыми амортизаторами. Боковые скользуны •— плоские с чугунной опорной чечевицей. Регулировка зазора между боковыми скользунами производится посредством установки подкладок под опоры кузова.
Фиг. 5. Колёсная пара вагонов типа Д
Колёсные пары
Колёса (фиг. 5) временно бандажные на литых центрах 1. Одно из колёс, расположенное со стороны редуктора, имеет удлинён
ную ступицу для посадки на неё зубчатого колеса 2, шарикоподшипников 3, кожуха 4 и заземляющего кольца 5.
Ось колёсной пары аналогична осям вагонов типа Г, но подступичная часть имеет диаметр 170 мм. Буксы — крыльчатого типа; буксовые подшипники такие же, как и на вагонах типов А, Б и Г.
Подвеска двигателя и передача (см. фиг. 4)
Тяговые двигатели 1 подвешены консольно на кронштейне средних поперечных балок рамы тележки.
Фиг. 6. Карданная муфта
Передача вращающего момента осуществляется через карданную муфту 2 к редуктору, заключённому в жёсткий кожух 3.
86
Передаточное число = 5,73; модуль 7,5.
15
Шестерня редуктора откована вместе с валом из стали 37XH3A и закрепляется в кожухе 3 при помощи шариковых подшипников № 313 и 314.
Зубчатое колесо цельнокованное из стали 37XH3A с шириной зубьев 108 мм.
Кожух редуктора опирается с одной стороны на шариковые подшипники № 244, расположенные на удлинённой ступице колеса, а с другой стороны подвешивается на специальном рычаге 4 к кронштейну рамы тележки. Уплотнение кожуха — лабиринтовое.
Карданная муфта (фиг. 6) — кулачкового типа допускает смещение осей тягового двигателя и шестерни на 4°. Тяговый двигатель может перемещаться вместе с рамой тележки относительно колёсной пары по вертикали на 30 мм, поперёк пути от 1 до 8 мм и вдоль пути от 2 до 6 мм.
Кулачки муфты 1 напрессовываются в горячем состоянии на концы валов двигателя и шестерни и закрепляются фасонной гайкой 2. На двух диаметрально противоположных выступах каждого кулачка на игольчатых подшипниках 3 установлены втулки 7, укреплён-9*
132
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ные грибком 13. Между грибком и втулкой установлен шариковый подшипник.
Каждый кулачок вставляется в вилку 4 таким образом, что его втулки располагаются между упорами 8. Упоры изготовляются из стали 20ХНЗА. Рабочая поверхность их закаливается с предварительной цементацией.
На вилки надеваются стаканы 9 с отверстиями для заполнения смазкой. С торцов стаканы закрываются резиновыми колпачками 10, допускающими некоторое перемещение стаканов относительно кулачков. Резиновые колпачки укрепляются с одной стороны на теле кулачка и с другой — прижимаются к стаканам шайбой 11.
Шайба и стакан крепятся к вилке болтами 12.
В настоящее время резиновые колпачки заменяются металлическими уплотняющими щитками.
Вилки двигателя и шестерни во фланцах соединяются между собой болтами 5. Для центрирования соединения имеется промежуточное упорное кольцо 6.
Тормоз и рычажная передача
Тормозные устройства на вагонах типа Д аналогичны устройствам вагонов типа Г. Механический тормоз этих вагонов имеет рычажную передачу отдельно на каждое колесо, которое тормозится от своего тормозного цилиндра диаметром 150 мм. Ручной тормоз воздействует только на колёса одной стороны вагона.
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На электроподвижном составе вследствие простоты конструкции широкое распространение получила опорно-осевая подвеска тягового двигателя, так называемая трамвайная подвеска, когда тяговый двигатель непосредственно связан с осью. Однако с повышением скоростей движения н увеличением мощности тягового двигателя необрессоренный вес его оказывает неблагоприятное динамическое воздействие на детали колёсной пары, зубчатой передачи, верхнего строения пути и др., а также ухудшает условия коммутации тягового двигателя. Снижение необрессоренного веса тягового двигателя требует отказаться от опорно-осевого подвешивания и перейти к опорно-рамному подвешиванию.
Опорно-рамным подвешиванием называется такое, при котором тяговый двигатель укреплён на раме тележки или электровоза. Вращающий момент от вала якоря тягового двигателя к оси колёсной пары передаётся через привод, обеспечивающий передачу момента при возможных осевых и угловых относительных перемещениях обрессоренных и иеобрес-соренных частей.
Эти величины зависят от разбегов колёсных пар, жёсткости рессорного подвешивания, точности монтажа и других факторов.
Для электровозов с подшипниками скольжения и жёсткостью рессорного подвешивания, приходящейся на буксовый узел, 130— 150 кг/мм привод должен обеспечивать передачу вращающего момента при следующих смещениях:
а) поперечное (осевое) смещение колёсной пары ±9 мм;
б) продольное смещение 4 мм;
в) перекос надбуксовых рессор + 25 мм.
ПРИВОД ПРИ ОПОРНО-РАМНОМ ПОДВЕШИВАНИИ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Конструкции приводов, получивших распространение на практике, разбивают на две основные группы:
в первой группе подвижные элементы привода размещаются между дисками колёсного
центра и полого вала или большим зубчатым колесом (фиг. 1);
во второй группе подвижные элементы привода размещаются между двигателем и шестернёй (фиг. 2).
Фиг. 1. Схема привода первой группы: / — рама тележки; 2 — тяговый двигатель; 3 — подвижные элементы привода;
/ — зубчатое колесо
Фиг. 2. Схема привода второй группы: / — рама тележки; 2— шестерня;
3— тяговый двигатель;
4 — подвижные элементы привода
Существуют ещё два вида приводов, когда подвижные элементы размещаются в зубчатом колесе или в плоскости шестерни и зубчатого колеса. Однако эти виды приводов мало распространены и не представляют практического интереса.
В конструкциях приводов первой группы подвижные элементы передают наибольший вращающий момент, равный произведению силы тяги на радиус колеса, в то время как в приводах второй группы момент, передаваемый подвижными элементами, меньше в передаточное число раз зубчатых колёс.
Первая группа приводов
Из большого числа разновидностей конструкции приводов первой группы наиболее широкое распространение получил привод с полым валом. На фиг. 3 показан привод, применяемый на советском электровозе ПБ,
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
133
а также на электровозах Пенсильванской ж. д., на электровозах серий Е17, 18, 19 германских железных дорог и других электровозах.
Фиг. 3. Привод с полым валом
Этот привод состоит из полого вала, охватывающего свободно перемещающуюся в нём ось колёсной пары, диска со съёмным зубчатым венцом и кулачков. Каждый кулачок включает в себя корпус 1, два стакана 2 и винтовую цилиндрическую пружину 3.
Полый вал вращается в моторно-осевых подшипниках, вмонтированных в остов тягового двигателя. Зазор между осью и полым валом 40—50 мм на сторону.
Приводы этой группы обладают рядом недостатков: ступица колёсного центра получается укороченная, поэтому напряжения в месте перехода оси в предступичную часть
Фиг. 4. Кулачок с шаровидными пестиками
увеличиваются, что вызывает увеличение сечения оси; вес тягового двигателя за счёт массивных вкладышей и лапок для крепления полого вала увеличивается; для размещения кулачков необходимо иметь диаметр колеса по кругу катания не менее 1 530 мм при числе спиц не более 6. Вынужденное увели
чение диаметра колеса вызывает увеличение необрессоренного веса. Кроме того, недостатками являются: наличие трения между опорными поверхностями стаканов и спиц; необходимость систематической смазки трущихся поверхностей кулачков; увеличение общей жёсткости рессорного подвешивания за счёт жёсткости пружин кулачков. Так, например, жёсткость рессорного подвешивания электровоза ПБ, отнесённая к одному колесу, увеличивается на 54 кг!мм. Для устранения трения между трущимися поверхностями кулачков и упрощения их конструкций применяются кулачки с вставленными в них шаровидными пестиками (фиг. 4). Пестик одной своей стороной упирается в дно стакана, а другой в пластину, прикреплённую к спице.
При взаимном перемещении обрессоренных и необрессоренных частей электровоза в любых направлениях пестик перекатывается по пластине, трение скольжения заменяется трением
Фиг. 5. Привод с полым валом и пружиннорычажной муфтой
качения. Диаметр шаровидной поверхности пестика определяется исходя из величин взаимных перемещений обрессоренных и необрессоренных частей и получается равным примерно 200 мм.
Применение пестиков требует увеличения размеров между спицами и, следовательно, ещё большего увеличения диаметра колеса. Так, например, при размещении кулачков с пестиками между спицами колёсного центра диаметр колеса равен 1 600 мм.
Преимуществом конструкции привода с полым валом является возможность использовать всё расстояние между внутренними гранями бандажей для размещения тягового двигателя и зубчатой передачи, а также лёгкий доступ к эластичным элементам привода при осмотре.
Несколько упрощённой конструкцией кулачка обладает привод Сешерона. Кулачок состоит из цилиндрической винтовой пружины круглого сечения, которая одним концом жёстко закрепляется в чашку кронштейна диска полого вала, а другим в чашку ступицы колёсного центра. Для такого размещения
134
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
кулачка требуются меньшие габаритные размеры, однако при взаимных смещениях об-рессоренных и необрессоренных частей пружины, помимо сжатия, работают на изгиб, что приводит (несмотря на высокие качества марок сталей) к преждевременной их поломке. По этим соображениям конструкция этого привода распространения не получила.
На фиг. 5 показан привод с полым валом и пружинно-рычажной муфтой. Эта конструкция проще в изготовлении и не требует смазки. Размещение этого привода требует колеса сравнительно большого диаметра, а уменьшение инерционных усилий — минимального веса муфты. Этот привод применён на электровозе 2-40-2 французских железных дорог.
На фиг. 6 показан привод, применяемый в Италии на пассажирском электровозе 2-3-2
Фиг. 6. Привод с полым валом и листовыми рессорами (привод фирмы Бианки)
(фирмы Бианки), в котором вместо муфты между спицами установлены листовые рессоры, концы которых при помощи шарниров соединены с диском полого вала.
На фиг. 7 показана шарнирно-рычажная муфта с резиновыми втулками системы Альстом. Такой привод применён на современных скоростных электровозах Франции, Федеративной Республики Германии и других стран. Его преимущества: простота конструкции, удобство осмотра и ремонта, отсутствие трущихся частей и небольшой диаметр колеса для размещения привода.
Шарнирно-рычажная муфта состоит из двух симметричных половин, соединённых плавающей рамкой 1. Каждая половина состоит из ведущего пальца 4, запрессованного в большое зубчатое колесо, двух поводков 3, соединённых с плавающей рамкой 1, и ведомого пальца 2, запрессованного в колёсный центр. Вращающий момент тягового двигателя ведущими пальцами передаётся на ведомые пальцы через поводки и подвешенную на них плавающую рамку.
Соединения поводков с пальцами и плавающей рамкой осуществляются шарнирами, выполненными в виде резиновых втулок,
армированных внутри и снаружи стальными трубками.
Внутренняя втулка запрессовывается на палец, а наружная — в проушину поводка или плавающую рамку. Смещение муфты осу-
Фиг. 7. Привод с полым валом и шарнирно-рычажной муфтой с резиновыми втулками (Альстом с шарнирными Silentblock)
ществляется только за счёт деформации слоя резины.
Конструкция шарнирно-рычажной муфты обеспечивает возможность взаимных перемещений оси колёсной пары и полого вала.
На некоторых современных электровозах вместо комбинированной конструкции подвижных элементов приводов, состоящих из рычагов и эластичных пружинных или резиновых элементов, применяются приводы, состоящие только из резиновых элементов.
Фиг. 8. Общий вид привода с резиновыми кольцами
На фиг. 8 показан привод с резиновыми кольцами, применённый на электровозе Е44-038 германских железных дорог.
Вторая группа приводов
Особенностью приводов второй группы является размещение подвижных элементов между шестернёй и двигателем, а также на
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
135
личие массивного шарнирно-подвешенного к раме кожуха литой конструкции, куда вмонтирована на подшипниках шестерня. При таком взаимном расположении момент, передаваемый подвижными элементами, меньше момента на ободе колеса в передаточное число раз. Благодаря подвеске кожуха и тягового двигателя к раме тележки взаимные смещения подвижных элементов достигают минимальных величин, однако частота их перемещений по отношению к элементам приводов первой группы больше в передаточное число раз зубчатого зацепления. Большое
Фиг. 9. Эластичный привод с дисками в сборе с колёсной парой и тяговым двигателем: 1 — втулка поводка; 2 —диск привода ведущей стороны; 3 — поводок вала привода; 4 — вал привода; 5 —поводок вала привода с ведомой стороны; 6 — диск привода с ведомой стороны; 7 — поводок вала хвостовика шестерни; 8 — зубчатки; 9— кожух передачи; 10 — качающаяся подвеска кожуха зубчаток
зубчатое колесо насаживается на удлинённую ступицу колёсного центра, что значительно разгружает подступичную часть оси. За счёт съёма приливов моторно-осевой горловины, шапок и в некоторых случаях высверловки вала облегчается вес тягового двигателя. Долговечность зубчатых колёс, поскольку они находятся в кожухе, обеспечивающем сохран
ность централи и обильную смазку зубьец, возрастает.
Недостатками этой схемы являются: 1) сокращение полезной длины для размещения двигателя, что значительно ухудшает условия создания двигателя более высокой мощности; 2) подвижные элементы размещены между кожухом передачи и двигателем, что осложняет доступ и наблюдение за их состоянием.
Приводы этой группы имеются двух исполнений.
1. Подвижные элементы размещаются с двух сторон тягового двигателя и соединяются между собой тарсионным валом, проходящий в отверстии тягового двигателя.
Такие приводы распространены на скоростных электровозах в Швейцарии, Франции, Бельгии, Чехословакии и Германии. Эти приводы разбиваются на две подгруппы.
Фиг. 10. Общий вид привода (фирмы Сешерон
К первой подгруппе относятся приводы, у которых вал тягового двигателя и хвостовик шестерни соединяются при помощи дисков и поводков; на фиг. 9 показан такой привод конструкции фирмы Броун-Бовери. Соединение поводков с торсионным валом и хвостовиком шестерни осуществляется при помощи шлиц, расположенных в торцовых частях валов и болтов. Ко второй подгруппе относятся приводы, у которых соединение осуществляется при помощи пластин; на фиг. 10 показан привод фирмы Сешерон.
Фиг. 11. Привод с кулачковой муфтой вагонов Московского метрополитена имени'Ленина.
1 — колесная пара; 2—тяговый двигатель; 3— поперечный брус рамы тележки; 4— верхний кронштейн подвешивания на остове двигателя; 5 — нижний кронштейн подвешивания на раме тележки; 6- кожух редуктора; 7 — кронштейны с эластичными элементами подвешивания кожуха редуктора к раме тележки;
8 — карданная муфта сочленения; 9—зубчатые колеса
136
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При относительном перемещении колёсной Пары и двигателя эластичный диск или пластина несколько деформируется и гасит действие перемещения,
2. Подвижные элементы размещаются между шестерней и валом тягового двигателя.
Отличительным в конструкции этого привода является то, что взаимные перемещения колёсной пары и тягового двигателя обеспечиваются кулачковой муфтой жёсткого типа, расположенной между хвостовиками валов шестерни и тягового двигателя.
Муфта сконструирована таким образом, что почти во всех подвижных элементах трение скольжения заменено трением качения. В результате этого изнашиваемые детали, при правильном подборе марок сталей и их термической обработке, обладают высокой работоспособностью.
Впервые эта муфта была разработана заводом «Динамо» имени Кирова и применена на вагонах Московского метрополитена имени Ленина (фиг. 11).
На фиг. 12 показана муфта подобного рода, применённая на моторных вагонах опытных электросекций Сн.
На хвостовик шестерни и вала тягового двигателя в горячем состоянии насаживаются одинаковые кулачки 1 и закрепляются специальными гайками 2 с шаровидными поверхностями. Кулачки входят в шлицеобразные полумуфты 3, скреплённые между собой болтами.
В местах соприкосновения рабочих поверхностей шипа кулачка и шлицеобразной полумуфты, при взаимном смещении подвижных элементов, происходит скольжение. Для уменьшения скольжения на шипах установле-«ы на игольчатых подшипниках калёные втулки 4 и грибовидные чашки 5 и закрепля-
этим соображениям он может быть применён для двигателей с небольшими мощностями); неустойчивая работа резинового уплотнительного воротника в зимних условиях, систематическая смазка трущихся частей, ма-
фиг. 1 2. Кулачковая муфта чок; 2 — гайка шаровидная; ка; 5 — чашка грибовидная;
с шестерней: 1— кула-
3—полумуфта; 4—втул-6 — воротник резиновый
лое расстояние между серединами опорных поверхностей кулачков, ограничивающее перекосы обрессоренных и необрессоренных частей, и др.
Величины смещений элементов привода второй группы при относительных перемещениях обрессоренных и необрессоренных масс электровозов. Схема работы привода показана на фиг. 13. Принятые обозначения: LM — ось колесной пары, АВ — средняя линия ре-
Фиг. 13. Схема работы
привода второй группы
ются гайками. На шлицевидпых полумуфтах установлены калёные сухарики. Поскольку между полумуфтами и хвостовиками валов происходит смещение, то предусмотрены гибкие (резиновые) воротники 6, образующие вместе с полумуфтами кожух для смазки.
Недостатками этого привода являются: необходимость значительного размера для его размещения по длине тягового двигателя (по
дуктора, CjOj — средняя линия эластичной муфты со стороны коллектора тягового двигателя.
При наклоне обрессоренной массы относительно вертикальной оси ось двигателя наклонится на некоторый угол а, ось шестерни/—2 вместе с кожухом, шарнирно укреплённым на раме тележки, займёт положение /'—2', центр муфты переместится в точку 2', вал привода
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
137
займёт положение, определяемое углом ₽ (суммой углов я и (), а смещения в эластичных элементах определяются величинами СХС] , Di D\ , С2 С'2 и D2 d'2 .
Тангенс угла наклона надрессорного строения
h tg“ = ЙЙ'
где h — перемещение надбуксовых рессор В ММ‘,
LM—расстояние между серединами рессор в мм.
Поскольку линия подвески кожуха проходит через центр оси шестерни и составляет прямой угол с линией, соединяющей центры осей зубчатого колеса и шестерни, то смещение шестерни равно смещению зарессоренных частей. а = (/ + b) sin я.
Смещение осей привода и тягового двигателя
к = Itg я.
Синус угла наклона осевой линии привода к осевой линии колёсной пары
п -L К
sin ₽ = у+7 • п — (с + b) sin я, sinft = sin « + b^c tga.
Смещение в верхней точке подвижных элементов вдоль оси колёсной пары
d = т sin 3 -j- У<
у = b — b cos 3, d = т sin fJ + Ь (1 — cos 3).
Угол смещения осей привода и полого вала тягового двигателя
у =₽ —я.
Суммарное смещение вдоль оси колёсной пары
S Д = ± (^d -g j , где г — поперечное смещение колёсной пары.
Пример. Исходные данные:
Перемещение надбуксовых рессор h = == ± 25 мм.
Расстояние между серединами рессор LM = — 2 150 мм; b = 391 мм; С = 669 мм; т = = 112 мм; г = ± 9 мм; I = 187 мм.
2h 2-25 tg', = 7/Ц = 2 150 = 0-02327;
а = (/+ b) sin я = (187+ 391) • 0,02327 = =. 13,45 мм; к = I tga = 187-0,02327 = 4,35 мм;
I
sin р = S'U а + tg а = 0,02327 +
, 187
391 ] 669 ’ 0.02327 =0,0274;
d = msin 3 + &(1 — cos 3) = 112 • 0,0274 + + 391 (1 —0,9996) = 3,21 мм;
-f = 3—я= 1°34' — 1°20' = 0°14';
2Д=±^ + у)“ ±(з.215+у) = = ± 7,715 мм.
Величины смещений подвижных элементов привода второго исполнения определяются по аналогичным формулам, только вместо длины приводного вала (6 + с) подставляется расстояние между кулачками муфты.
В табл. 1 приведены приводы различной конструкции, применяемые на электровозах зарубежных стран.
Крепление тягового двигателя при опорно-рамном подвешивании
При опорно-рампом подвешивании тяговый двигатель полностью крепится к раме тележки или электровоза. Конструкции крепления, получившие распространение на практике, разбиваются на две группы.
Группа первая — двустороннее, когда остов тягового двигателя крепится к раме тележки с двух сторон.
Группа вторая — одностороннее (консольное), когда остов тягового двигателя крепится к раме тележки с одной стороны.
Обе конструкции должны обеспечивать возможность монтажа и демонтажа тягового двигателя вверх и вниз.
Двустороннее крепление применяется на электроподвижном составе с тяговыми двигателями больших мощностей, одностороннее — с небольшими мощностями.
Фиг. 14. Крепление тягового двигателя в трёх точках на съёмных кронштейнах: 1 — междурамное крепление; 2— тяговый двигатель; 3— боковина рамы электровоза; 4 —бандаж колёсной пары; 5 —кронштейн съёмный; 6 — сухарь фиксирующий
Двустороннее крепление двигателя можно классифицировать по числу опорных лапок: а) с тремя лапками (фиг. 14);
б) с четырьмя лапками (фиг. 15).
138
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные данные
Наименование 1 Группа первая Подвижные элементы ко
Осевая формула и серия электровоза j с„-с„ С„-С,, Во-Во Bq-Bq в0-в„ Во-Во
Страна, для которой построен электровоз Франция Федеративная Республика Германии Франция
Фирма-конструктор механической части Альстом (Франция) AEG (Германская Федеральная Республика) ssw (Германская Федеральная Республика) Крезо (Франция)
Фирма-конструктор электрической части Альстом (Франция) Краусс-Маффе (Германская Федеральная Республика) Хеншель (Германская Федеральная Республика) Шнейдер-Вестингауз (Франция) Жемон (Франция)
Год постройки 1950-1952 1951 1952 1953 1954-1956 1954- 1956
Род службы Грузо-пассажирский Грузо-пассажирский Грузо-пассажирский
Мощность часовая, кет 3 160 3 ооо 3 580 3 800 2 650 —
Тяговое усилие часовое, кг 16 560 ! '-*-18 000 i 15 000 15 360 20 800 —
Скорость часовая, км/час 70 61 87,5 91 51 . 1
Мощность длительная, кет При 1 350 в — 2 940 2 700 — 2 470 2 000
Тяговое усилие длительное, кг 14 040 14 000 - 14 800 19 000 13 500
Скорость длительная, км/чос 72,8 70 — 86 53 53
Скорость конструктивная, км/час 160 на электровоз 7107 (достигнута 34 0) 100 125 130 140 105
Вес электровоза (сцепной), т 102 118 83,3 80,3 84
Нагрузка на движущую ось, т 17,0 19,7 20,8 20,1 21 21
Диаметр ведущего колеса, мм 1 250 1 250 1 350 1 250 1 250 1 250
Количество электровозов 70 1 1 1 14 24
Передаточное отношение 2,606:1 4,833:1 (87/18) 1:2 ,486 1:3,28 г 1 ! , ! 1 —
Передача Односторонняя Односторонняя прямозубая Двусто ронняя косозубая Двусторонняя косозубая Односторонняя прямозубая с промежуточной шестерней (в одном кожухе для двух двигателей) Односторонняя прямозубая с промежуточной шестерней (в одном кожухе для Двух двигателей)
Конструкция привода Привод эластичный шарнирный системы Альстом (шарниры «Silentblock») [8] Привод эластичный шарнирный системы Альстом (шарниры «Silentblock») [10] Привод эластичный шарнирный системы Альстом (шарниры «Silentblock») [2] Привод эластичный с рези -новыми кольцами системы SSW [8] Муфта с шарнирами «Silentblock» [14] Муфта с шарнирами «Silentblock» [14]
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
139
Таблица 1 приводов электровозов
размещаются лесе в зубчатом 1 г у п п а вто рая
с0-с„ с,-с. Во-В„ Во-В, Во-Во Во-Во 1 | Во-Во
Швейцария | Франция 1 Швейцария Германская Федеральная Республика Чехословакия
Броун-Бовери в Бадене (Швейцария) Эрликон (Швейцария) Броун-Бовери (Швейцария) Броун -Бовери в Бадене (Швейцария) Броун-Бовери в Мангейме (Германская Федеральная Республика) AEG и Броун-Бовери (Германская Федеральная Республика) Завод имени Ленина
SLM Винтертур (Швейцария) SLM Винтертур (Швейцария) Крупп(Герман-ская Федеральная Республика) Хеншель (Германская Федеральная Республика) Завод имени Ленина
: 1952 1950 1953 1944 1952 1953 1954-1955
Грузо-пассажирский Пассажирский Грузо-пас сажирский Грузе-па ссажирский
' 4 400 1 1 3 180 3 385 2 950 3 280 3 440 2 440
: 21 240 17 400 14 150 14 200 14 950 12 800 14 700
74 65 85 (1 500 в) 75 79,3 98 58,6
3 970 3 060 При 1 350 б — 2 700, при 1 500 в —3 070 2 800 3 020 3 280 2 000
18 000 16 000 12 400 — 12 040
78,5 68 88 (1 500 в) — 100 65
! 125 | 100 160 125 130 130 120
1 123 “s 80 80 82 80 80
20,5 17,4 20 20 20,5 20 20
1 260 1 400 1 300 1 250 1 250 1 250 1 250
- 1 о 7 1 о 20
1:2,216 4,19:1 (88/21) 2,02:1 1:2,22 1:2,194 1:2,211 1:2,27
Односторонняя косозубая Односторонняя прямозубая Односторонняя Односторонняя косозубая Односторонняя прямозубая Односторонняя
Привод эластичный пружинный системы Броуи-Бовери И] Привод эластичный системы Винтертур [7] Привод эластичный с дисками системы Броун-Бовери [12] Привод эластичный с дисками системы Бро> н-Бовери [3] Привод эластичный с дисками системы Броун-Бовери [6] Привод эластичный системы Сешерон [8] Привод эластичный системы Сешерон
140
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
В случае «а» тяговый двигатель своими лапками опирается на съёмные кронштейны (фиг. 14), в случае «б» — на балку (фиг. 15).
При установке тягового двигателя на балки фиксация его (требуемое расположение относительно оси колёсной пары) осуществляется при помощи клиньев, а при установке на съёмные кронштейны — при помощи сухарей.
ной балке, крепящейся к боковинам рамы тележки. Типовая конструкция подобного типа показана на фиг. 16.
Детали крепления рассчитываются на вертикальное усилие, определяемое по формуле
DF , Рк
RA — — RB — + 2L + 2 >
Фиг.
15. Крепление
тягового двигателя иа электровозе ПБ
Установка тягового двигателя на трёх точках требует меньшей точности подгонки прилегания лапок.
Крепление двигателей при помощи балок для размещения его требует расстояния между
Фиг. 16. Установка тягового двигателя на съёмной балке: 1—тяговый двигатель; 2— съёмная балка
осями колёсных пар на 130—220 мм больше, чем крепление его с помощью съёмных кронштейнов,
В случае несимметричного расположения тягового двигателя относительно оси колёсной пары установка его осуществляется на съём-
где Ra и Rb — реакция в точках крепления тягового двигателя;
О—диаметр колеса в мм;
L — расстояние между точками крепления двигателя в мм;
Р — вес тягового двигателя в кг; к — коэффициент динамичности, который при пуске близок к единице, однако условно его принимают равным 1,4;
F — сила тяги на ободе, равная
Здесь Q — давление от оси на рельс в кг;
р — коэффициент сцепления, равный 0,3.
Помимо этого детали крепления рассчитываются на ударное усилие, направленное вдоль оси электровоза.
Консольное крепление двигателя применяется на электроподвижном составе с небольшими мощностями тяговых двигателей. Оно занимает меньшие габаритные размеры по высоте, чем двустороннее, поэтому получило применение на вагонах метрополитена и моторных вагонах электросекций.
Конструкция подобного рода показана на фиг. 17.
При одностороннем креплении тягового двигателя, вследствие значительного изгибаю
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
141
щего момента, в местах прилегания кронштейна и шпонки происходит выработка, что нарушает совпадание осей вала шестерни и тягового двигателя.
2 -з t
Фиг. 17. Консольное крепление тягового двигателя: / —тяговый двигатель; 2 — поперечная балка; 3 — сухарь фиксирующий;
4 — болт прижимной
Расчёт деталей крепления производится на усилие при пусковом моменте с учётом вертикальной динамической нагрузки. Вертикальная динамическая нагрузка принимается равной
Z = Ркд,
где Р — вес тягового двигателя в кг;
к/)—коэффициент динамичности.
Зубчатые передачи с пластинчатыми пру. жинами имеют значительно ббльшую жёсткость, чем передачи с цилиндрическими пружинами.
Жёсткие передачи лишены указанных преимуществ, но они имеют значительно меньшее количество деталей, что облегчает изготовление, ремонт и обслуживание их в эксплуатации.
Тяговые зубчатые передачи бывают прямозубые, применяемые на односторонних жёстких и двусторонних упругих передачах, и косозубые, применяемые на жёстких односторонних и двусторонних и в редких случаях на односторонних упругих передачах.
Угол наклона зубьев при односторонней передаче применяется до 8°, а при двусторонней — до 24°.
Упругие зубчатые передачи с пластинчатыми пружинами. Упругие зубчатые передачи с пластинчатыми пружинами применяются на электровозах серий С, Сс, ВЛ19, ВЛ22, ВЛ22м и ПО.
Зубчатое колесо непосредственно насаживается на ось или ступицу колёсного центра, а шестерня на хвостовик вала тягового двигателя.
Шестерни (фиг. 18) на всех сериях электровозов выполнены одинаковой конструкции и отличаются лишь числом зубьев и геометрическими размерами. Основные данные шестерён приведены в табл. 1а.
Для обеспечения параллельности зубьев шестерён, расположенных с каждой стороны тягового двигателя, на хвостовиках вала предусмотрены шпоночные канавки шириной 19,95__q Q- мм.
Несовпадение осевых линий шпоночных канавок допускается не более 0,05 мм.
ТЯГОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И МОТОРНЫХ
ВАГОНОВ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ
Конструкция передач
Общие сведения. Тяговые зубчатые передачи предназначены для передачи вращающего момента тягового двигателя колёсным парам. На электровозах применяются двусторонние и односторонние зубчатые передачи, а на моторных вагонах электросекций — односторонние. Тяговые зубчатые передачи подразделяются на упругие и жёсткие.
Упругие зубчатые передачи смягчают динамические удары, передаваемые зубьям шестерён и зубчатых колёс, улучшают условия коммутации тягового двигателя и работы деталей его, уменьшают динамические нагрузки, возникающие от неточности размеров основного и окружного шагов зубьев и монтажа зубчатой передачи, а при двусторонней передаче облегчают монтаж и обеспечивают равномерное распределение момента тягового двигателя между обеими парами зубчатых передач.
К недостаткам упругих передач относится большое количество деталей.
Упругие зубчатые передачи бывают с пластинчатыми и цилиндрическими пружинами.
Фиг. 18. Шестерня тяговой зубчатой передачи электровозов С, Сс, ВЛ19. ВЛ22, ВЛ22М и НО
Для той же цели в отверстиях шестерён предусмотрены шпоночные канавки шириной 2О0,08 мм, которые фиксируются относительно впаднн зубьев.
Смещение осевых линий шпоночной канавки и впадины допускается поболее 0,1 мм.
Прилегание отверстия шестерни к конусу вала проверяется по краске, при этом площадь прилегания должна быть не менее 75% посадочной поверхности с равномерным распределением пятен.
142
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные дайны е'шестсрён и зубчатых колёс электровозов С, Сс, ВЛ19, ВЛ22, ВЛ221
ь ииНиэб -боя хнаипиффбоя 4-0,375 —0,375 1 +0,35 —0,35 1 1 4-0,35 —0,35 1
о о. и. > га в « о « о в 2 Q s Ф О. н Е 1 >> Е S н га £ >»« X S 3 Е Э^Х « и ° 1 1 325+°>! 1 1 + 1Л см 1 1 32O+0’1 1
ЕЭЭ1Г0Я OJOlBhpXe ВЙХНЭЙ 1Г£ЭНЛ OlfOHh SS О « га el >» 5 1 1 1 ю см 1 1 1 1 СМ
1 1 735_0i25 —0,35 1 1 7О5_о,25 —0,35 1 1 645_0>25 —0,35
1 Внутренний диаметр веица De мм 1 ю J 1-2 1 1 705_0j15 1 1 LO ° со 1
еПнэя яоевц О[гэир) 1 ю LQ 1 1 СМ 1 1 ’г—4 1
WW у эипкохээвЦ эояосинэ'пжаи эончи’эхинхэцэ'п' 1Л ю 1 1 2^9 1,0'0— LQ 1 из LT? ю _м _ . н_ II ! 11 угол зацепления а = 20°.
WW яэчрЛе кинеяонэо Л ияжХбяыа oXHtfed ° се ° се 1 ° о 1 J ° 00
ran л . S = Е <U •=> х о* = ° О 3 5\о о ==« 5 5 « U х >,со н Ча J см СС ю J с» 1 CM 7 co ю ° <о 1Л 00 со 1 со J
Теоретическая высота головки зуба до хорды делительной окружности hx мм* см ю 1Л <о 1 13,853 1 1 766,9 | 800 | 6,55 1
tKK р ихэонжКбяо Ионч£гевен dxawBHtf 8 СМ со 1 CM S 1 § см
ww lq HHtfeua бхэквиД1 s <о ю се 1 co см се 1 см
Диаметр выступов De мм 1 ю ° ю см см <о J о 1 o' J Ю CM см о 1 <©. 00 1 317—0,5 —0,27 О J 00 1=10 мм,
7 яэчрЛе oifOHh С) се 1 CM 00 1 Сз СМ 1 S
Шестерня или зубчатое колесо Шестерня Зубчатое колесо Центр зубчатого колеса Шестерня Зубчатое колесо Центр зубчатого колеса Шестерня Зубчатое колесо Центр зубчатого колеса не. Модуль инструмен
Серии электровозов и передаточные числа Электровозы С, Сс, ВЛ22, ВЛ22М и НО с передаточным числом 4,45 Электровозы ВЛ 19, ВЛ22 и ВЛ22мс передаточным числом 3,74 Электровоз ВЛ22М с передаточным числом 2,76 П р и м е ч а н
>и высотной коррекции начальные и делительные окружности совпадают.
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
143
Шестерни на хвостовик вала тягового двигателя насаживаются в горячем состоянии с предварительным подогревом в течение
Фиг. 19. Колесо тяговой зубчатой передачи электровозов С, Сс, ВЛ 19. ВЛ22м и НО: /—венец; 2 — центр зубчатого колеса; 3—пружина пластинчатая;
4—прокладка; 5 —боковая шайба; 6—заклёпка
45 мин. до температуры 100°С в кипящей воде с раствором соды (10 г соды на каждый литр воды).
Насаженная шестерня на валу закрепляется гайкой, которая закрепляется от само-отвёртывания замковой шайбой.
В целях увеличения прочности и уменьшения концентрации напряжений поверхности зубьев и впадин у основания сопряжены радиусом. Максимальная величина радиуса выкружки впадины определяется размерами зубьев и параметрами режущего инструмента. При модуле режущего инструмента 10 мм и угле зацепления 20° максимальный радиус выкружек равен 4,8 — 5 мм.
Рабочие поверхности зубьев шлифуются.
Система коррекции высотная.
Зубчатые колёса (фиг. 19) и венцы (фиг. 20) иа всех сериях электровозов выполнены одинаковой конструкции и отличаются лишь числом зубьев, пазов и размерами деталей. Рабочие поверхности зубьев не шлифуются. Ширина венцов всех зубчатых колёс равна 100 мм.
На внутренней поверхности венца расположены пазы шириной 2О,8+о,2л/л, служащие для установки пакетов пружин.
Для установки пружинных пакетов на центрах зубчатых колёс литой конструкции
Узел 6
Шестерни после насадки на вал должны сесть на 1,5 — 2 мм глубже, чем при предварительной насадке в холодном состоянии.
[стальная отливка 25-ЛКП по ГОСТ 977—53 (фиг. 21)] имеется такое же количество гнёзд, как и на венцах. Размеры прокладок указаны на фиг. 22.
Фиг. 21. Центр зубчатого колеса
Фиг. 22. Прокладка зубчатого колеса
Фиг. 23. Пластина пружин пая зубчатого колеса
Дополнительная насадка шестерни с по-догревом или в холодном состоянии не допускается.
Разность толщин прокладок в сочетании с размерами пазов центра зубчатого колеса обеспечивает начальный натяг пакета пластинчатых пружин после установки их в гнёз
144
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
да центра зубчатого колеса и свободное надевание венца на центр.
Материал прокладок — сталь 2 по ГОСТ 380 — 52. Прокладки подвергаются цементации и термообработке. Глубина цементации 0,3 — 0,8 мм. Твёрдость 50 — 75 единиц по Шору.
Пружины (фиг. 23) изготовляются из стали 50ХФА по ГОСТ 4543 — 48.
Для механической прочности пластинчатые пружины рекомендуется изготовлять методом протяжки и подвергать термической обработке. Твёрдость 45 — 55 единиц по Роквеллу.
Окончательно обработанные пружинные пластины проверяются на трёхкратную остаточную деформацию при прогибе 3 мм и расстоянии между опорами 114 мм. При этом максимальная остаточная деформация должна быть не более 0,10 мм. При последующей проверке пластин той же партии иа прогиб 3 мм остаточной деформации не должно быть.
Сборка пакетов пружин. После установки пакетов в гнёзда центра зубчатого колеса пакеты с учётом допусков на размеры пружин, прокладок, пазов венца и центра могут иметь величины начальных натягов от 0,1 до 0,9 мм.
Минимальный натяг пакета пружин равен
21 + 20,2
6,5 + 4 • 3,55 —-------
1яин— 2 =0,1 мм.
Максимальный натяг пакета пружин равен
20,8 + 20
6,7 + 4 • 3,65—---------
f.vanc — о = 0,9 ММ.
2
Рассматриваем пакет пружин как балку, заделанную посередине.
Напряжение от изгиба, возникающее в пружине, равно:
3 Eh г а - 2 I3
где Е — модуль упругости, равный 2,2 • 10е кг/см3-,
/г —толщина пружины, равная 0,36 см;
I — плечо приложения силы, равное 5 см;
При f = 0,01 с.ч
3 2,2 • 0,36
а = -к--------- 0,01 = 479 кг [см3;
2 53
при / = 0,09 см
а = 4 270 кг [см3.
Момент сопротивления одной пружины
3,7 • 0,0362 Ц7 = 6
= 0,08 см3.
необходимый для на 0,01 см, составит
Изгибающий момент, прогиба одной пружины
Миз = 479 • 0,08 = 38,3 кг см;
Для прогиба, равного 0,09 см,
Миз = 4 270 • 0,08 = 342 кг-см.
Этим моментам на плече 5 см соответствуют силы:
„ 38,3
Рмин — 5 — 7,7 кг;
п 342
Рмакс — — 68 кг.
Пакеты, состоящие из четырёх пар пружин, при числе их 25 могут упруго передать силу:
Рп. мин = 8.25 • 7,7 = 1 540 кг;
Рп.макс = 8>25 ’ 68 = 13 600 кг.
Сила тяги F на ободе колеса от одной колёсной пары, равна
где Ds—внутренний диаметр венца, равный 73,5 см (для электровоза с передаточным числом 4,45):
DK— диаметр колеса по кругу катания, равный 120 см.
73 5 рмин = 1 540 ~120 = 94^
' 73 5
р макс ~ 13 600 ।2q — 8 300 кг.
Максимальная касательная сила на ободе колеса по сцеплению равна 6 000 кг.
Из полученных результатов следует, что пакеты пружин, подобранные с верхними допусками и установленные в гнёзда центра зубчатого колеса, имеющего пазы с нижними допусками, будут работать как шпонки, в то время как пакеты и прокладки, изготовленные с нижними пределами, а пазы гнёзд— с верхними, будут деформироваться от приложения небольшой нагрузки.
При установке пакетов в гнёзда с максимальным и минимальным натягами усилие в пазах венца будет распределяться неравномерно, в результате чего как в ободе венца, так и в зубьях будут появляться дополнительные усталостные напряжения, способствующие образованию трещин во впадинах зубьев и в пазах.
Для того чтобы обеспечить равномерное распределение усилия между всеми пакетами, необходимо, чтобы общая толщина пакета была больше полусуммы ширины верхней и нижней частей гнезда центра зубчатого колеса на величину 0,4 — 0,7 мм при замере пакета в сжатом состоянии.
Монтаж зубчатых колёс па ось колёсной пары. В целях разгрузки оси и уменьшения концентрации напряжений в оси зубчатое колесо насаживается на удлинённую ступицу колёсного центра. Сборка зубчатых колёс на оси колёсной пары производится в следующем порядке: на удлинённую ступицу колёсного центра надевается шайба, затем под давлением 50 — 80 т запрессовывается центр зубчатого колеса. Вместо запрессовки допускается горячая посадка. Проч-
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
145
ность горячей посадки центра зубчатого колеса на удлинённую ступицу проверяется давлением распрессовки 60 т.
Далее на ось колёсной пары надеваются остальные две шайбы, затем с правой и левой сторон шайб надеваются венцы и напрессовываются колёса.
В гнёзда центров зубчатых колёс устанавливаются пакеты пружин, надеваются венцы и проверяется параллельность зубьев. В случае несовпадения параллельности зубьев венцы снимаются и снова устанавливаются в другие пакеты.
Взаимное смещение венцов производится до тех пор, пока не будет достигнута параллельность зубьев. Число зубьев и пазов на венцах подобрано так, чтобы при взаимном поворачивании венцов можно было получить непараллельность в пределах требуемой точности, т. е. не более 0,5 мм.
После получения параллельности (в пределах требуемой точности) производится клёпка шайб.
На окончательно смонтированных зубчатых колёсах, помимо параллельности зубьев, подлежит проверке торцовое биение венца (не более 0,4 мм), радиальное биение окружностей выступов (до 0,2 мм) и поперечное перемещение венца (до 1 мм).
Монтаж тягового двигателя на ось колёсной пары. После установки тягового двигателя на ось колёсной пары необходимо, чтобы:
1) наименьший зазор между зубьями был в пределах 0,2 — 0,5 мм;
2) разница между односторонними зазорами у обеих передач — не более 0,2 мм;
3) контакт рабочих поверхностей зубьев по краске — не менее 65% длины и 60% высоты зуба;
4) свес зубьев шестерни относительно зубьев венца — не более 4 мм;
5) зазоры между осью и вкладышем моторно-осевых подшипников — в пределах 0,3 —0,5 мм, а разница между ними не более 0,2 мм;
6) продольный разбег оси колёсной пары в моторно-осевых подшипниках тягового двигателя — в пределах 1 — 2 мм.
Упругие зубчатые передачи с цилиндрическими пружинами. Упругая зубчатая передача электровоза Н8. Шестерня выполнена аналогично конструкции шестерни зубчатой передачи электровозов ВЛ19 и ВЛ22.
Рабочие поверхности зубьев шлифуются. Профиль зацепления зубьев зубчатых колёс коррегированный. Система зацепления высотная.
Основные размеры шестерни приведены в табл. 2.
Упругое зубчатое колесо показано на фиг. 24.
Для размещения пружин в венце и центре зубчатого колеса предусмотрено восемь гнёзд, равномерно расположенных по окружности диаметром 669 мм. Рабочие поверхности зубьев не шлифуются.
У оснований зубьев как венцов, так и шестерён предусмотрены выкружки радиусом 5,2 мм.
Центр зубчатого колеса (фиг. 25) изготовляется из литой стали 25ЛП по ГОСТ 977 — 53.
10 Том 9
Св
ф ffi О О.
н ж о
ч л
ww нШня ихэонжХйяо diaiMEHV
Po edXx
•ноя OJOlltfOXOH IfOJX
5 ии^1
-aaddoM хпэи'лиффсо)!
WW 0$ ихэон
-wXdxo BOMqiraiHirstf ojKV ou ugXs BHHtairox
WW 0ц И1ЭОН
-JKXdMO ЙОИЧЦ’ЭХии’ЭЬ' Otf вдКе ияяо1гол вюэнд
WW хц ихоонжЛДио
#OH4IfBhBH I'ltfdoX Otf вдХе ияао1год вхоэнд
ww ц
ЕрЛе ВХ0Э1Ч8 КВН iron
ихэонжХДио
цоняшэл.ии’эй diawBH’n'
P ИХЭОНЖАС1МО ЦОНЧ1ГВЫ?Н dlSHEHV
ww га
BXHawAdidHii qiMtfow
; oiroHh aouhOXBtfadSLI
Z яэчдЛЕ oiroHh
ИИПЯЭЭОбХЯЭЕб И1ГИ
B£oaodxM9ire Kudag
146
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Для уменьшения его веса в центре предусмотрено 20 отверстий диаметром 50 мм.
Цилиндрические поверхности гнёзд подвергаются закалке токами высокой частоты. Твёрдость закалённых поверхностей 32 — 55 единиц по Роквеллу.
Фиг. 24. Упругое колесо тяговой зубчатой передачи электровоза Н8: Г —венец; 2 — центр зубчатого колеса; J — кольцо; 4 — пружина; S — кулачок; в—валик направляющий
Для предохранения иости центра от износа, правления перемещения
Разрез по АД
Фиг. 25. Центр упругого зубчатого колеса
для предохранения попадания в кожухи частей пружин в случае поломки их между венцом и центром зубчатого колеса предусмотрено Г-образное кольцо 3 (см. фиг. 24) из ковкого чугуна (К-4-35-4 по ГОСТ 1215 — 41).
Наличие кольца облегчает условия ремонта. При отсутствии кольца будет изнашиваться центр зубчатого колеса, восстановление которого производится электронаплавкой с последующей обработкой, что значительно увеличивает трудоёмкость работ при ремонте.
Цилиндрические пружины изготовляются из стали 55 С2 по ГОСТ 2052 — 53. Основные данные пружин приведены в табл. 3.
Параметры пружин выбраны так, чтобы суммарное начальное давление их было близко или соответствовало усилию на ободе колеса при длительном режиме, а максимальное суммарное давление было близко или соответствовало усилию на ободе колеса при реализации коэффициента сцепления 0,3.
наружной поверх-для фиксации и на-кулачков, а также
Фиг. 26. Кулачок упругого зубчатого колеса
Кулачок (фиг. 26) состоит из опорной части и хвостовика.
Для того чтобы предохранить пружину от дополнительной внецентренной нагрузки в хвостовиках предусмотрены отверстия для установки в них направляющих валиков.
Кулачки изготовляются из стали 40 по ГОСТ 4543 — 48. Для повышения износоустойчивости поверхности кулачков подвергаются закалке. Твёрдость закалённых поверхностей 32 — 38 единиц по Роквеллу.
Насадка шестерён на хвостовики вала тягового двигателя производится так же, как шестерён на вал якоря тяговых двигателей электровозов ВЛ22.
Сборка зубчатого колеса производится в такой последовательности.
В проёмы центра зубчатого колеса устанавливают выступами венец так, чтобы середина упоров совпала с серединой пазов, затем венец поворачивают до тех пор, пока рабочие цилиндрические поверхности гнёзд венца и центра не совпадут.
Таблица 3
Основные данные цилиндрических пружин
Серия электровоза или электросекции Диаметр проволоки d мм Внутренний диаметр витка Dmm Свободная высота пружины h мм Полное число витков «0 Рабочее число внтк ов "р Жёсткость пружины ж кг{мм Начальный натяг пружины / мм Да вление начальной затяжки пружины в к.г}мм
Н8 16+0,4 0,5 38±0,5 160,4±0,4 8,5 7±0,2 60 4,4 240—260
Упругая передача СР и СН 14 46±1 У0—0,95 5,5 3 59 4—5 236—295
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
147
Далее в отверстие хвостовика одного из кулачков устанавливают направляющий валик и на хвостовик надевают пружину и агорой кулачок.
С помощью специальных струбцин, устанавливаемых в отверстие кулачков, пружины сжимают до требуемого размера и помещают в гнёзда. Затем струбцины снимают и устанавливают кольца.
Кольцак боковьш центрам зубчатого колеса прикрепляют болтами М12, которые предохраняются от отвёртывания замковыми шайбами. После сборки зазор между венцом и кольцами должен быть в пределах 0,02 — 9,55 мм.
Модернизированная упругая зубчатая передача моторного вагона электросекции Ср. На моторных вагонах электросеции Ср установлена опытная партия упругих зубчатых передач. Конструкция шестерни и раз-
Разры па рп
Фиг. 27. Упругое «олесо тяговой зубчатой передачи моторных вагонов электросекций СР и СН:
' — венец; 2 —центр зубчатого колеса; з — пружина;
4 — кулачок; 5 —валик направляющий
меры упругого зубчатого колеса'сохранены го же, что и на существующих f передачах жёсткой конструкции. Упругое зубчатое колесо показано на фиг. 27.
Для размещения пружин в сборе с кулачками и направляющим валиком в венце и центре предусмотрено восемь гнёзд, расположенных равномерно по окружности радиусом 490 мм.
Фиг. 28. Венец упругого^зубчатого колеса
Венец показан на фиг. 28.
Рабочие поверхности зубьев шлифуются. Окончательная обработка зубьев производится после установки венца на центр зубчатого "колеса.
Фиг. 29. Центр зубчатого колеса
Центр зубчатого колеса (фиг. 29) изготовляют из стального литья 25ЛП по ГОСТ 977 — 53 н подвергают механической обработке.
Основные размеры центра зубчатого колеса приведены в табл. 4.
Таблица 4
Основные размеры венцов и центров упругих зубчатых колёс электросекций СР и СН в мм (см. фиг. 28 и 29)
; Серия 1 электросекции Венец или центр зубчатого колеса Di Ds Da а b г 1 D, D-. D, D. Ь'
СР Венец 585+°.45 490 410 1 60__0>2 i 37’Г) 1 35 | 141>+°’25 — — — —
Центр зубчатого колеса 58S-0,45 490 400 60+°.2 25 35 140+0.20 285 375—0,38 — 570 37,5
1 Венец й2°—0,029 530 450 40— 0,08 —0,25 40 35 140+0.25 — — — — —
СН Центр зубчатого колеса 620—0,27 —0,56 530 410 40 + 0.17 22, Г> 35 140+0.26 300 380_0>08 —0,14 390 595 40 1
/2’р и м е ч а н и е. Ширина венца с для электросекций СР равна 135 мм, для СН—120 мм.
10*
148
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Пружина 3 (см. фиг. 27) изготовляется из стали 55 Сг по ГОСТ 2052 — 53.
Основные данные пружины приведены в табл. 3.
Торцы пружин обрабатываются по пятому классу чистоты.
Непараллельность торцов должна быть не более 1 мм. В остальном пружины должны удовлетворять техническим условиям ГОСТ 1452 — 42.
Фиг. 30. Кулачок упругого зубчат0го колеса
Основные параметры пружины были выбраны исходя из тех же условий, что при выборе параметров пружин для передачи электровоза Н8.
Зазор между упорами кулачков определился равным 14 мм.
Кулачок (фиг. 30) изготовляется из стали марки Ст. 3 по ГОСТ 380 — 50.
Для повышения поверхностной прочности кулачки подвергаются цементации на глубину 0,8 — 1,2 мм и последующей закалке. Твёрдость закалённых поверхностей 56 — 59 единиц по Роквеллу.
Основные размеры кулачков приведены в табл. 5.
Сборка упругого зубчатого колеса производится так же, как на электровозе Н8.
После сборки зубчатое колесо должно удовлетворять следующим требованиям:
1) отклонение основного шага — не более 0,03 мм;
2) биение профиля зубьев при проверке роликом — не более 0,1 мм;
3) биение торца зубчатого колеса на венце — не более 0,1 мм;
4) местные зазоры между опорными цилиндрическими поверхностями кулачков и гнёзд центра и венца — не более 0,5 мм.
Упругая зубчатая передача моторного ва гона электросекции СН. На моторном вагоне электросекции СН применено опорно-рамное подвешивание тягового двигателя, при котором вращающий момент тягового двигателя к зубчатым передачам осуществляется прн помощи кулачковой муфты, которая описана в статье «Привод при опорно-рамном подвешивании» (см. фиг. 11 и 12), или при помощи тарсионного вала и пластинчатых пружин (см. там же фиг. 10).
Шестерню и зубчатое колесо устанавли вают в кожух литой конструкции, который, помимо своего основного назначения, воспринимает силовую нагрузку от вращающего момента тягового двигателя и сохраняет межцентровое расстояние зубчатых колёс.
При опорно-осевом подвешивании эти функции выполняет остов тягового двигателя.
Конструкция кожуха в сборе с зубчатыми колёсами моторного вагона электросекции. СН показана на фиг. 31.
В нижней части кожуха для подвески предусмотрено ребро с отверстием. На цилиндрические поверхности центра зубчатого колеса диаметром 380 мм устанавливаются толщиной 12,5 и шириной 77 мм бронзовые подшипники 3 ОЦС Б-6-3 по ГОСТ 613 — 50.
С наружной стороны вкладыши зажимаются верхними и нижними половинками кожуха. После затяжки болтов зазор между вкладышами и цилиндрическими вращающимися поверхностями центра зубчатого колеса должен быть равен 0,08 — 0,2 мм. В нижней части кожуха имеется отверстие с резьбой для проверки уровня смазки, в верхней части — прямоугольное отверстие для заливки в кожух смазки. На крышке его установлено специальное устройство с фильтром, предназначенное для пополнения воздуха и поддержания в кожухе наружного атмосферного давления.
В верхней части предусмотрено сквозное круглое отверстие, в которое устанавливаются крышки 4, фиксирующие при помощи конических подшипников шестерню.
На хвостовики шестерни в подогретом состоянии насаживаются конические подшипники 5 № 7518 по ГОСТ 333 — 41.
Со стороны удлинённого хвостовика в нагретом состоянии насаживается фиксирующее кольцо 6.
После установки шестерни с подшипником на верхние кольца подшипников надеваются крышки, которые фиксируют шестерню в кожухе.
Таблица 5
Основные размеры кулачков в мм (см. фиг. 30)
Серия электро-секцИи d. d, /1 Г1 а ь 1 п 1, Z.
ср 42 26+0,28 35 39,5 39—0.34 63—0,4 110—0,87 65 60 30 25
СН 42 2б+0,28 35 39,5 39—0,34 63—0,4 80 52—0,4 48 36 28
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
149
Требуемый зазор роликовых подшипников 0,07 — 0,18 мм регулируется прокладками 7, устанавливаемыми между крышками и кожухами.
Правильно смонтированная шестерня должна легко вращаться, без заедания и перекосов.
Сечение по В05
Фиг. 31. Кожух в сборе с зубчатой передачей моторного вагона электросекции СН: /—верхняя половина кожуха; 2 —нижияя половина кожуха; 3 — подшипник бронзовый; 4 — крышка; 5—конический подшипник; в — фиксирующее кольцо; 7—прокладка
Роликоподшипники смазываются консистентной смазкой 1-13 по ГОСТ 1631 — 42.
Для того чтобы не было утечки масла, поверхности соприкосновения частей кожухов, а также цилиндрические поверхности горловин обрабатывают по 6 — 7-му классам чистоты и плотно затягивают болтами.
После монтажа шестерён и зубчатого колеса производится- проверка бокового зазора между зубьями, который должен находиться в пределах 0,28 — 0,76 мм.
Расхождение боковых зазоров в одной зубчатой паре не должно быть более 0,12 мм, зубчатые колёса должны легко поворачиваться без заедания и перекосов.
На шестерне предусмотрен хвостовик для насадки кулачковой муфты или крестовины пластинчатых пружин.
Основные размеры шестерни приведены в табл. 2.
Конструкция упругого зубчатого колеса на тяговой зубчатой передаче моторного вагона электросекции СН такая же, как на модернизированной зубчатой передаче Ср
(см. фиг. 27) с размерами, приведёнными в таблицах 2 — 5.
Жёсткая зубчатая передача моторных вагонов электросекций Сд, Ср и С^ . На моторных вагонах электросекций Сд, Ср и Ср передача вращающего момента тягового двигателя к оси колёсной пары осуществляется одной парой зубчатых колёс жёсткой конструкции, состоящей из шестерни и зубчатого колеса.
Фиг. 32. Шестерня тяговой зубчатой передачи моторных вагонов электросекций Сд. СР и СР
Шестерня (фиг. 32) имеет конусное отверстие, которое с наружной стороны сопрягается с цилиндрическим резьбовым отверстием, предназначенным для закрепления шестерни гайкой на хвостовике вала якоря тягового двигателя.
Рабочие поверхности зубьев подвергаются поверхностному упрочнению цементацией с последующей закалкой и шлифуются.
Зубчатое колесо показано на фиг. 33. Венец насаживается на центр зубчатого коле-
31,1
Фиг. 33. Колесо тяговой зубчатой передачи моторных вагонов электросекций Сд> Ср и С3: / — венец;
2— центр зубчатого колеса
са в горячем состоянии до нарезки зубьев. Температура нагрева 120 — 180°, натяг 0,3 — 0,4 мм.
Рабочие поверхности зубьев шлифуются.
Сопряжение рабочих поверхностей и впадин осуществляется радиусом.
150
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного тока:
Основные данные шестерен и зубчатых колес приведены в табл. 6.
Центр зубчатых колёс отливается из мартеновской стали с химическим составом и механическими свойствами по ГОСТ 977—53, марки 25ЛП.
Насадка шестерни на хвостовик вала тягового двигателя производится с подогревом в содовом растворе до температуры кипения 100—110°С.
Конус хвостовика вала и конусное отверстие шестерни перед посадкой тщательно протирают уайт-спиритом.
Конус вала перед посадкой шестерни проверяют конусным калибром по краске.
Насадка шестерни производится вручную доводкой лёгкими ударами кувалды весом 5 кг.
Шестерня должна сесть на конус вала на 0,75—1,25 мм глубже, чем при предварительной пробе в холодном состоянии.
После насадки биение на торцах зубьев не должно быть более 0,05 мм, а биение профиля зубьев при проверке роликом не должно быть более 0,1 мм.
Зубчатое колесо на удлинённую ступицу колёсного центра напрессовывается в холодном состоянии.
Зазоры между осью колёсной пары и вкладышами моторно-осевых подшипников должны находиться в пределах 0,2 — 0,4 мм.
Площадь прилегания рабочей поверхности вкладыша к оси после подгонки должна быть не менее 75%.
Продольный разбег тягового двигателя на оси колёсной пары должен быть не более 0,5 мм, а свес шестерни относительно колеса не более 3 мм.
Непараллельность осей шестерни и зубчатого колеса, измеренная на ширине зубьев, должна быть не более 0,035 мм.
Боковые зазоры между зубьями зубчатого колеса и шестерни должны быть в пределах 0,2 — 0,7 мм.
Зубья шестерни и зубчатого колеса после монтажа их должны иметь контакт рабочих поверхностей не менее 65% длины и 60% высоты зуба.
Для увеличения контакта рабочих поверхностей зубьев рекомендуется производить прикатку составом по весу: 10% коллоидального графита и 1% карборундового двадцатиминутного порошка со скоростью вращения длительного режима 250 об/мин.
Жёсткие косозубые передачи электровозов. На некоторых электровозах ВЛ22М, а также на вновь выпускаемых электровозах серии ВЛ23 установлена двусторонняя косозубая передача.
На этих электровозах применена передача одинаковой конструкции, отличающаяся лишь числом зубьев и связанными с ними размерами. Передача состоит из шестерни, венца и центра зубчатого колеса.
Шестерня (фиг. 34) изготовляется из стали 12ХНЗА или 37XH3A по ГОСТ 4543—48.
После закалки поверхности зубьев не шлифуются. Основные размеры шестерни приведены в табл.- 7.
Зубчатое колесо показано па фиг. 35.
Венцы зубчатых колёс (фиг. 36) изготовляются из стали 37XH3A. Заготовки венцов до
Я Ef S ₽: ю я
Н
WW у аиниохээвб эоаобхнэй •ЖЭИ ЭОНЧИ’ЭХИЯХЭЦЭ'П'
$ HHtl -Maddox хнэи'пиффбо^ +0,641 89*0+
Общая нормаль L мм \ 78,303_0f223 —0,423 229,388_о>238 —0Л38
WW Qs ихэ -ОНЖлОМО ИОНЧ1ГЭХИ1ГЭй эдЛЯ он врХе BHHtnifoj сЬ со =0
WW Ру ИЛ.Э -ОНЖЛОМО ИОНЧ1ГЭХИ1ГйЯ otf ияаоггод вхоэнд 14,375
Толщина зуба по хорде начальной окружности Sx мм 17,45 2
ww хц ихэонжКЗмо цонч1гвьвн Htfdox Ob' вдЛе HMaoiroj вхоэнд 12,4 6,07
ww у врке вхоэна'ивнп’ои 21,855 21,855
ww.Zp* ихэонжЛбяо £Онч1гэхи1гэЯ йхаиви’п' 185,25 ю
ww р ихэонжЛбяо уонч1гвьвн бхэкви'п' 8
wwJa ниИвиа г_ихэонжЛс1мо dxawBH’n' 170,29 668,29
WW SQ noLiAxoins dxawBHtt J сч
Р» BdXx -ноя олон^охэи IfOJ/J 1 ! 15 1
WW IU вхнакЛбхэни qifKtfow .—-—.
Ширина С мм 1 So‘°—SEI
l О1гэиь aoHhoxBVadau’ | 3,684
Z аэчдХе о1гэиц О
Шестерня или зубчатое колесо 1 Шестерня 1 Зубчатое колесо
Серия электро-секции сд, и СР и упругая передача СР
Основные данные шестерён и зубчатых колёс косозубой передачи электровозов ВЛ22М и BJ123 (фиг. 34 и 36)
Серия электровоза Шестерня или зубчатое колесо Число зубьев Z Передаточное число i Ширина зуба С мм Модуль инструмента т мм Угол исходного контура Угол наклона зубьев по делительной окружности Ра Диаметр выступов De мм Диаметр окружности впадин Di мм Диаметр делительной 1 окружности d$ мм Высота головки зуба до хорды делительной окружности hx мм Толщина зуба по хорде делительной окружности S$ мм Коэффициенты коррекции в торцовом сечении Действительное межцентровое расстояние А мм Высота от центра до основания паза шпонки Диаметр конусного ‘отверстия шестерни DKlu мм Радиус выкружки основания зубьев R Диаметр отверстия в шестерне под гайку d г Внутренний диаметр венца d& мм
! 1, Шестерня 18 1 1 1 1 i 1 2'23,2_0,6'1 1 1 177,2 I 196,2 13,857 18,237_0111 59,5+0’2 ,119,83±0,04 1 5 128±1 —
ВЛ22М Зубч атое колесо 82 4,555 ЮО-0,2 1(’ 20 23®27' 906,2_012 860,2 1 893,8 6,24 12,941_0i17 - 545 - 735 + °-082
Шестерня 21 — 258,3_0i5 212,7 231 14,09 18,35_0(21 —0,11 +0,332 68,з+0-2 137,32±0,08 5—0,4 152±1 —
ВЛ23 Зубчатое колесо 82 — 10°—0,02 10 20 24°37' 914,7-0,5 869,1 902 6,407 13,048_013 —0,17 —0,332 566,5 5—0,4 — 735+0,082
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
152
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
нарезки закаляются с высоким отпуском. Рабочие поверхности зубьев подвергаются поверхностной закалке.
Сборка зубчатых колёс: па один из центров зубчатого колеса, напрессованного на удлинённую ступицу колёсного центра, в по-
фиг. 34. Шестерня тяговой косозубой передачи электровозов ВЛ22Ы и ВЛ23
Фиг. 35. Колесо тяговой косозубой передачи электровозов ВЛ22М и ВЛ23: / — венец; 2— центр зубчатого колеса; я —шпонка цилиндрическая резьбовая
догретом до 200°С состоянии насаживается венец. Колёсный центр с насаженным на него зубчатым колесом напрессовывается на ось колёсной пары.
На свободный конец оси колёсной пары надевается второй венец и напрессовывается колесо с насаженным на удлинённую ступицу центром зубчатого колеса.
Затем насаживается второй венец с предварительным подогревом его до той же температуры. При насадке второго венца следят за тем, чтобы обеспечить параллельность профилей зубьев правого и левого зубчатых колёс.
После насадки венцы закрепляются тремя резьбовыми шпонками, устанавливаемыми между венцом и центром. Затем производится проверка зубчатого колеса на радиальное биение, которое не должно быть более 0,32 мм, и на торцо
вое биение на диаметре 840 мм — не более 0,5 мм.
Непараллельность правого и левого зубчатых колёс компенсируется соответствующим смещением шестерён при насадке их на концы валов якоря тягового двигателя.
Шестерни перед насадкой притирают по конусу вала и нагревают в течение 40—45 мин в компрессорном масле по ГОСТ 1861—44 до температуры 150—160°.
Вначале насаживается одна шестерня; перед насадкой второй шестерни определяется
величина непараллельности зубьев правого и левого колёс и затем производится насадка её так, чтобы компенсировать непараллельность зубьев. При косозубой передаче непараллельность зубьев частично компенсируется величиной осевого смещения якоря тягового двигателя.
Боковой зазор между зубьями шестерни зубчатого колеса с одной стороны должен быть в пределах 0,2 — 0,55 мм.
Разница боковых зазоров правого и левого колёс не должна быть более 0,2 мм.
Свес шестерён относительно зубчатых колёс не должен превосходить 4 мм, при этом смещение якоря тягового двигателя относительно среднего положения не должно быть более 1 мм.
При косозубой передаче необходимо следить за тем, чтобы суммарный осевой разбег
Фиг. 36. Венец косозубого колеса
тягового двигателя по оси колёсной пары не выходил за пределы 0,5—1,5 мм, так как при повышенных разбегах смещение тягового двигателя при поперечном перемещении колёсной пары будет производиться профилями зубьев и далее якорными подшипниками.
Для того чтобы обеспечить требуемую величину контакта рабочих поверхностей профилей зубьев, а также их направление, необходимо сохранять радиальные зазоры между осью и вкладышами моторно-осевого подшипника в пределах 0,25 — 0,65 мм.
Допускаемая разница радиальных раз-бегов между правым и левым моторными подшипниками не должна превышать 0,2 Л1Л1.
Материал и термообработка тяговых зубчатых передач электровозов и моторных вагонов электросекций
Тяговые зубчатые передачи по сравнению с другими передачами работают в особенно тяжёлых условиях. В процессе эксплуатации они подвергаются переменным динамическим и статическим нагрузкам, которые сминают поверхность зубьев, т. е. сдвигают материал в поверхностном слое и вызывают усталостные трещины у основания зубьев.
Напряжения смятия и сдвига зависят от изменения межцентрового расстояния и взаимного смещения зубьев шестерён и зубчатого
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ,
153
ко.'.еса в продольном направлении, что имеет место в тяговых зубчатых передачах. Так, радиальный зазор между шейкой оси и вкладышем моторно-осевого подшипника в эксплуатации допускается до 3 мм и соответственно увеличивается межцентровое расстояние. Продольный разбег тягового двигателя на >еи колёсной пары допускается в эксплуатации до 8 мм и соответственно относительное смещение зубьев шестерён и зубчатых колёс составит 4-4 мм (см. Правила капитального ремонта электровозов, п. 83 и 84).
Основным мероприятием, повышающим эксплуатационную стойкость и долговечность зубьев тяговых зубчатых передач, является правильный выбор марок сталей для шестерён и венцов и термическая обработка их. Для повышения стойкости на смятие или сдвиг необходимо, чтобы рабочая поверхность зубьев имела высокую твёрдость, а сердцевина зубьев имела высокий предел уста-iOCTH.
В настоящее время па тяговых зубчатых передачах электровозов и моторных вагонах применяются стали марок 37XH3A, 12ХЫЗА, ЗОХНЗА по ГОСТ 4543—48 и сталь 50 по ГОСТ —52.
Область применения марок сталей приведена в табл. 8.
Таблица 8
Материал тяговых зубчатых передач
Марка стали Серии электровозов и электросекций
Шестерни
12ХНЗА ВЛ19 и ВЛ22М , Н8, Сд> СР eg. СН
37ХНЗА ВЛ19 и ВЛ22М , ВЛ23 и НО, Н8, С и Сс
Зубчатые колёса и венцы
ЗОХНЗА 17ХНЗА и 50 СН, СР , сд, eg С, Сс, ВЛ19 и ВЛ22М , 118, ВЛ23 и НО
Заготовки венцов и шестерён изготовляются ковкой с прокаткой или горячей штамповкой .
Для повышения механических свойств заготовки венцов и шестерён перед нарезкой зубьев вначале подвергаются грубой механической обработке, затем термической обработке и закалке с высоким отпуском—улучшению.
Показатели механических свойств стали для тяговых зубчатых передач электровозов и моторных вагонов электросекций после улучшения приведены в табл. 9.
Поверхность зубьев венцов и шестерён после нарезки, но до шлифовки, подвергается поверхностной закалке (поверхностному упрочнению), за исключением венцов зубчатых колёс моторных вагонов электросекций, для которых ограничиваются термоулучшением.
На существующих тяговых зубчатых передачах способы поверхностной закалки различные.
На электровозах ВЛ19, ВЛ22М, Н8, НО и ВЛ23 шестерни, изготовляемые из сталей марок 12ХНЗА, подвергаются цементации с последующей закалкой. Твёрдость рабочих поверхностей 43—52 единицы по Роквеллу.
Шестерни, изготовляемые из стали марки 37.XH3A, также подвергаются закалке. Твёрдость закалённых поверхностей 43— 52 единицы по Роквеллу.
В обоих случаях закалка поверхностей зубьев шестерён производится частичная, т. е. только по рабочей поверхности (см. фиг. 37), нагревом токами высокой частоты или ацетилено-кислородным пламенем.
Поверхности зубьев венцов электровозов, изготовленных из стали марки 37X3A, также подвергаются закалке с отпуском по рабочему профилю (фиг. 37).
ЦНИИ МПС совместно со специалистами заводов МПС, авиационной и автомобильной промышленности разработана технология, по которой была изготовлена опытная партия тяговых зубчатых передач.
Материал шестерён 12ХНЗА, венцов — 37XH3A. Глубина цементируемого слоя поверхности зубьев шестерён 1,7—2,2 мм.
Таблица 9
Показатели механических свойств сталей после термоулучшеиия
Ти п подвижного состава Марка стали Временное сопротивление разрыву кг!мм2 не менее Предел текучести кг/ммг не менее Относительное удлинение о А, не менее Относительное сжатие 'Г % не менее Ударная вязкость «к кг-м^см* не менее Твёрдость по Бринеллю Н g
Электровозы всех серий 1 1 Шестерни Венцы 12XFBA ГОСТ 4543—48 37XH3A ГОСТ 4543—48 35 91) 7о II 12 50 <s 9 9 207—241 250—270
Моторные вагоны элек- i тросекцпй | Шестерни Венцы 12ХНЗА ГОСТ 4543—48 30XIBA ГОСТ 4543—48 85 85 60 57 10 10 50 36 8 6 196—241 270—300
154
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Твёрдость поверхности 56—60 единиц по Роквеллу. Твёрдость поверхности зубьев венца 50—54 единицы по Роквеллу. Глубина закалённого слоя 1,8—2,2 мм. Закалка производилась по всему контуру зубьев шестерён и венцов (см. фиг. 38).
Зубья шестерён и венцов были изготовлены по 2-му классу точности по ГОСТ 1643—46. Шлифовка зубьев производилась
Фиг. 37. Эскиз закалки профилей зубьев шестерён и венцов электровозов С, Сс, ВЛ!9, ВЛ22М, Н8, НО6 и ВЛ23: Z вариант — нагрев токами высокой частоты; // вариант— нагрев ацетилено-кислородиым пламенем
по всему контуру. Долговечность этих зубчатых колёс в несколько раз больше долговечности зубчатых колёс, изготовляемых Новочеркасским электровозостроительным заводом имени Будённого.
На моторных вагонах электросекций Сд, СР, СР и СН шестерни изготовляются из стали марки 12ХНЗА. Поверхности зубьев цементируются. Глубина цементируемого слоя 1,7—2,2 мм.
После цементации зубья шестерни подвергаются двукратной закалке с отпуском.
Фиг. 38. Эскиз закалки зубьев по всему контуру
Цементация и закалка производятся по всему контуру профиля зубьев (фиг. 38). Твёрдость закалённых поверхностей должна быть не менее 54 единиц по Роквеллу.
Венцы зубчатых колёс моторных вагонов электросекций изготовляются из стали марки ЗОХНЗА. Грубо обработанные заготовки подвергаются термоулучшению. Закалка производится с высоким отпуском. Твёрдость 270—300 единиц по Бринеллю.
Одним из улучшенных методов поверхностного упрочнения зубьев является цементация с последующей закалкой, обеспечивающая высокую усталостную прочность зубьев наряду с высокими показателями их износо
стойкости и контактной прочности. Однако-применение её связано с техническими трудностями, особенно при обработке зубчатых колёс больших диаметров, и, кроме этого, требуется высоколегированная цементируемая сталь.
В этой связи в последние годы всё большее применение в промышленности находит высокочастотная поверхностная закалка, как более экономичный и производительный процесс, позволяющий в ряде случаев использовать простую углеродистую сталь вместо легированной.
В настоящее время применяются два способа поверхностной закалки: закалка с нагревом токами высокой частоты только рабочей поверхности зубьев и закалка всего зуба по контуру с нагревом токами высокой частоты.
Обработка по первому способу наиболее легко осуществима в производственных условиях заводов, но при такой обработке снижается циклическая прочность и долговечность зубьев, так как у основания их появляются усталостные трещины.
Причиной появления трещин является образование остаточных растягивающих напряжений в зоне неупрочнённой галтели, лимитирующей усталостную прочность всего зуба.
Обработка по второму способу (контурная закалка), как правило, значительно повышает сопротивляемость зубьев воздействию повторно-переменных нагрузок благодаря созданию благоприятных сжимающих напряжений по всему контуру зуба, действие которых особенно эффективно при наличии концентратора напряжений (галтели).
Такая обработка технологически сложнее первой и менее доступна для внедрения на заводах, так как для её осуществления необходимы специальные закалочные станки.
Чтобы использовать высокую контактную прочность и износостойкость зубьев, достигаемые поверхностной закалкой, и повысить сопротивляемость зубьев усталостному разрушению, применяется метод комбинированного упрочнения, по которому рабочая поверхность зубьев подвергается закалке с нагревом токами высокой частоты, а незакалённые поверхности впадины упрочняются наклёпом от дробеструйного аппарата или накаткой роликами.
По данным результатов испытаний Академии наук СССР и завода транспортного машиностроения пришли к следующим вы-выводам.
Наибольшей усталостной и ударно-усталостной прочностью обладают цементированные шестерни из стали 12Х2Н4А.
За ними следуют цементированные шестерни из стали 12ХНЗА и практически равные с ними по прочности шестерни из углеродистой стали 50 с комбинированной обработкой: закалкой токами высокой частоты рабочей части зуба и последующим наклёпом дробью или роликом.
Величины пределов выносливости указанных шестерён весьма близки (47,5— 51 кг/мм2).
Однако последующая эксплуатационная проверка зубчатых колёс на тепловозах пока
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
155
зала, что поверхностное упрочнение впадин накаткой роликами оказалось недостаточным, так как после сравнительно небольших пробегов у основания зубьев появляются усталостные трещины.
По результатам стендовых и эксплуатационных испытаний ЦНИИ МПС пришёл к заключению, что выход из строя зубчатых передач электровозов и моторных вагонов электросекций происходит по излому зубьев, а не по износу. Поэтому основным мероприятием является повышение предела выносливости, которого можно достигнуть закалкой поверхностей зубьев по всему контуру, по рабочим поверхностям и по впадинам на глубину 2,5 — 4 мм для зубчатых колёс и шестерён, изготовляемых из сталей марок 37XH3A и 50 и цементацией по всему контуру на глубину 1,7 — 2,2 мм с последующей закалкой для шестерён, изготовленных из стали марки 12ХНЗА.
Одновременно ЦНИИ МПС считает, что для уменьшения динамических нагрузок на зубья необходимо тяговые зубчатые передачи изготовлять с допусками по 1—2-му классам точности по ГОСТ 1643 (проект) и шлифовать впадины зубьев.
Исходя из результатов стендовых и эксплуатационных испытаний тяговых зубчатых передач электровозов и моторных вагонов электросекций, проведённых ЦНИИ МПС, стендовых испытаний шестерён тепловозов, проведённых Академией наук СССР совместно с заводом транспортного машиностроения, а также учитывая опыт эксплуатации тяговых зубчатых передач на электроподвижном составе для зубчатых передач электровозов и моторных вагонов, можно рекомендовать:
для шестерён сталь 12Х2Н4А или 12ХНЗА с цементацией по всему контуру глубиной 1,7—2,2 мм и последующей закалкой; твёрдость закалённых поверхностей 56—63 единицы по Роквеллу;
для венцов сталь марки 37XH3A или сталь 4 5 или сталь 50 по ГОСТ 1050—52 с поверхностной закалкой по всему контуру зуба; глубина закалки 2,5—4 мм; твёрдость закалённого слоя 46—52 единицы по Роквеллу;
допуск на изготовление не ниже 2-го класса точности и со шлифовкой рабочих поверхностей зубьев.
Расчет геометрии зацепления зубьен
Наименование и условные обозначения, принятые при расчёте прямозубых тяговых передач
(соответствуют ОСТ ВКС 8089, проекту ГОСТ 1643 и введены недостающие)
Г
I Число зубьев.......................
Угол профиля исходного контура . . Коэффициент коррекции.............
I Суммарный коэффициент коррекции .
» [относительный коэффици-। ент коррекции ...................
I Коэффициент смещения осей........
Укорочение головки зуба .........
। Полусумма чисел зуоьев шестерни и ; колеса ..........................
Межцентровое расстояние без коррекции при 1ыбраином zcp ............
Z I
zc
5° А о
А
zcp
А
Продолжен ие
Действительное межцентровое расстояние ..........................
Диаметр начальной окружности . .
» ; делительной окружности . .
» *" ‘ основной »
Передаточное число ...............
Диамето окружности выступов . . . i » » впадин .......
Длина общей нормали зуочатых колёс с нормальным зацеплением .........
Длина общей нормали зубчатых колес с коррегированным зацеплением . .
Число впадин при измерении зубьев по Длине общей нормали ...........
Высота ножки зуба по делительной окружности .......................
Коэффициент высоты зуба' основной рейки ............................
Толщина зуба по окружности выступов в долях модуля ...............
Шаг по делительной окружности . . . Основной шаг .....................
Предельное отклонение основного шага..............................
Гарантированный боковой зазор . . . Наибольший возможный боковой зазор Предельное отклонение межцентрового расстояния .......................
Допуск на радиальное биение зубчатого венца .......................
Наименьшее смещение исходного контура, ............................
Допуск на смещение исходного контура .............................
Толщина зуба по дуге делительной окружности (при беззазорном за-
I цеплеиии)........................
J Толщина зуба по хорде делительной 1 окружности (при беззазорном зацеп-। лении)...........................
i Расстояние от хорды делительной окружности до окружности выступов .................. -...........
I Толщина зуба по дуге делительной ! окружности с учётом уменьшения
1 толщины зуба и допуска.........
: Толщина зуба по хорде делительной j окружности с учётом уменьшения
I толщины зуба и допуска.........
[ Наименьшее уменьшение толщины зу-i ба по хорде делительной окружности
Наименьшее уменьшение толщины зуба по дуге делительной окружности
Допуск на толщину зуба по хорде делительной окружности............
Допуск на толщину зуба по дуге делительной ОКРУЖНОСТИ..............
! Минимальное уменьшение длины об-| щей нормали .....................
I Допуск на длину общей нормали . .
Радиус головки зуба фрезы ........
| Высота переходной галтели зуба фрезы
I Радиус окружности, ограничивающей активный профиль на зубьях ....
Активная высота зуба..............
Радиус окружности, иа которой находится точка перехода от эвольвенты профиля к галтели ................
Высота зуба до начала переходной галтели ..........................
Высота головки зуба до делительной окружности........................
Высота головки зуба до начальной окружности........................
Расстояние по линии зацепления, проходимое точкой контакта зубьев за период, в течение которого находится в зацеплении головка зуба шестерни .........................
Расстояние по линии зацепления, проходимое точкой контакта зубьев за период, в течение которого находится в (Зацеплении головка зуба колеса ...........................
А d “д <А
I
А,-
А.
L
п hd f. Sg t
A ДА Cn
Спмб
ДА E„
Sh
S’
hx
s'a
s &Ms
А л sd s s SSg
L 6 L г c
Ea Ha
He
H hd h'
‘K
156
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Коэффициент перекрытия........... е
Относительное удельное давление на ножках зубьев шестерни или колеса ио.отношению к удельному давлению в полюсе зацепления .............[ :
Высота фланкированного участка на .
( зубе изделия ....................‘ Ьф
Радиус окружности, на которой ле- I жиг начало фланка на зубьях ... 1 * * * 1<ф
Угол, соответствующий фланку на
I зубьях...........................
' Угол, соответствующий участку теоретической эвольвенты от основной окружности до начала фланка ... То I
Глубина фланка на зубьях......... ДА ।
2ой sin а,>
a sx =----------5-^--------- . (3)
cos ( ах — 57,296° j
Минимальное уменьшение длины общей нормали и допуск на неё определяются по формулам, приведённым в проекте ГОСТ 1643.
Радиус окружности, ограничивающий активный профиль на ножках зубьев:
для шестерни dul
-у — lK Sin '1
Ra.ui ZKcosa ' (4)
cos arc tg-j------
Основные формулы расчёта геометрии зацепления зубьев !. Здесь приведены только формулы, которые вызваны специфичностью расчёта тяговых зубчатых передач. В каждом отдельном случае при пользовании формулами приводится ссылка с указанием названия литературного источника, страниц и номера таблицы или графика.
Для сохранения нормального радиального зазора, а также для удаления начала точки зацепления вершины зуба от опасного сечения его (место сопряжения эвольвентного профиля с кривой выкружки у основания зуба) производится укорочение зуба, определяемое по формуле
X = (А Ло) — (5о ^о)- (1)
^Толщина зуба по хорде на дуге окружности произвольного радиуса и длина общей нормали определяются с учётом наименьшего смещения исходного контура, обеспечивающего гарантированный боковой зазор между зубьями шестерни и колеса, предусмотренного проектом ГОСТ 1643.
Наименьшее уменьшение толщины зуба и хорды дуги окружности произвольного радиуса
. „__________2 • sin^
я ^x~ i S,x cos/g^ — 57,296°
Величина допуска на толщину зуба по хорде дуги окружности произвольного радиуса
1 Формуляр расчета и необходимые формулы
к нему составлены с участием тт. IO. Е. Завод-
ского, Г. А. Хромова, А. А. Щацилло и Т. В. Ши-
шковой.
для зубчатого колеса
У — 1ш sin 7
^а.к~~ 1ШСО&'1 ’ (5)
cos arc tg -----------
"2 lui bin a
Радиус окружности начала теоретической эвольвенты профиля зуба определяется с учётом наименьшего смещения исходного контура, необходимого для обеспечения гарантированного бокового зазора:
Формула для определения радиуса Rc выведена без учёта допуска на смещение исходного контура.
Радиус основной окружности эвольвенты фланка определяется, полагая, что на рабочем контуре угол фланка будет равен
Г о = 2~ cos (ад + Av). (7)
Фланкирование зубьев шестерни зубчатого колеса. Ошибки основного шага, неточности в геометрии, деформации зубьев шестерён и зубчатых колёс вызывают шум и дополнительные динамические нагрузки, которые возрастают с повышением скорости движения.
Это явление можно уменьшить применением фланкирования зубьев, т. е. искусственного искажения профиля и вершины его.
Поскольку на тяговых зубчатых передачах большие диаметры колёс, то величина
Таблица 10
Значение углов фланкирования в зависимости от класса точности изготовления и модуля
Показатель Класс точности
1-й 2-й З-й
! Модули 1 — 1,75 2—3,75 4—10 1—1,75 2—3,75 4—20 1—1,75 2—3,75 4—20
Д »0 2° 1° 20' 1° 3° 20' 2° 1° 20' 4° 30' 3° 20' 2е
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
157-
фланка получается меньше предусмотренной но ГОСТ 3058—54; его можно получить шлифовкой зубьев. Это даёт возможность задать высоту фланка непосредственно на шестерне и колесе, оставляя при этом без изменения рабочий контур инструмента. Углы фланкирования приведены в табл. 10.
Формуляр расчёта геометрии зацепления тяговой зубчатой передачи с прямыми зубьями. При расчёте использованы таблицы, графики и номограммы книги «Детали машин», I. 1, под редакцией Г. С. Ачеркана, Машгиз, 1953 г.
Исходные данные
Число зубьев шестерни..........
» » колеса ...........
Модуль.......................
Угол профиля исходного контура Коэффициент высоты зуба ....
Действительное межцентровое расстояние ..................
Коррекция ...................
Передаточное число ............
т — 10 мм
“ д " 20°
Ь = 1,0
А ~ 54 5 мм угловая
Измерение зубьев производится по длине общей нормали.
Формуляр расчёта прямозубых тяювых передач
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в льи) Точность подсчёта
। Полусумма чисел зубьев шестер-; ни и колеса 7 +ZI' = 23+85 =54 ер 2 2 1 знак после запятой
1 Межцентровое расстояние без коррекции А,= mZ = 1(>- 54 = 540 Целое число
1 j Коэффициент смещения осей А^-_А0^ 545- 540 -0,00926 Ло 540 5 знаков после запятой
Суммарный относительный коэффициент коррекции (выбирается по табл. 1 стр. 383 в зависимости ОТ Ао) 9, = 0,00957 То же 1 i
Суммарный коэффициент коррекции ф =, £ = 54 • 0,00957 = 0,517 3 знака после запятой
Коэффициент коррекции шестерни и колеса с. =+0,450 in --/v =+ 0,067 То же ।
Угол зацепления передачи (определяется по табл. 1 <_тр, 383 в зависимости от Хо) а = 21°24' 1-
Диаметры делительных окружностей а()ш=тгш^п . 23 = 230,0 3 знака после запятой
dih. = mZK =10-85- 850,0
Диаметры основных окружностей dOM ’ dniu cos " 230 cos 20» = 230 . 0,9397 = = 216,13 d„ = d , cos a . = 85 0 cos 20° = 2 30 • 0,9397-OK (JK о = 798,74 i 2 знака после ! запятой ; j
Диаметры начальных окружностей ( для проверки^: d + d ш £ д 2 " А dui =ddm C» + l) == 230 (0,00926+1) - 232,1 30 dK = ddK C'o + U °= 850 (0,00926 + 1) = 857,870 3 знака { после ; запятой j
Укорочение головки зуба [см. формулу (1)] /. = A, (;0 —7„) = 54 0(0,0095 7-—0,00926) = 0,1 6 7 То же
Диаметры окружностей выступов Deiu == ddiu + 2m (/e + U”2X 230 + 2 * 10 (*-° + + 0.450) - 2 • 0,167258,67 2 знака после запятой
DCK = ddK + 2m (f + ф) - 2X = 850,0 + + 2 10 (1,0 + 0,06 7) — 2 • 0,1 67= 871,0
Шаг По делительной окружности t = m it = 10 • 3,1416-31,416 3 знака после запятой
Основной t„ = mt cos a, = 3 1,4 1 6 • 0,93969 = 29,52 1
158
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Точность подсчёта
Предельное отклонение основного шага (по табл. 4 проекта ГОСТ 1643) Д 7. =+ 0,020
Гарантированный боковой зазор (Выбирается по табл. 6 проекта ГОСТ 1 643) Сп = 0,340 3 знака после запятой
Предельное отклонение межцентрового расстояния (по табл. 6 проекта ГОСТ 1643 ) Д А =± 0,170
Допуски на радиальное биение зубчатого венца (по табл.2 проекта ГОСТ 1643) дом = 01060 £ок = 01105
Наименьшее смещение исходного контура (по табл. 9 проекта ГОСТ 1643 выбирается в зависимости от ДЛ, Д/о и Сп ) длЛ« = -01370
Дл<\- = -0’370
Допуски на смещение исходного 1 контура (по табл. 7 проекта ГОСТ 11643, выбираются в зависимости j ОТ £,) 0,160 ----- То же
Sh =0,240 . .
1 1 Наибольший возможный боковой | зазор. (Справочник машиностроителя т. 4, стр. 308 М. 1956) i Спнб -Ub-.u + А.« hJ>+ S hin + ShK + ДЛ> 2 sin ад “ = (0,370 + 0,370 +0,160 + 0,240 + 0,170) 2- 0,34202 = = 1,310 • 2 • 0,34202=0,896
! Толщина зуба по дуге делитель-I ной окружности (при беззазорном । зацеплении) m + 2 = 1 ° (Ц4~ + + 2-0,450 • 0.36397^ = 10 (1.5708 + 0,3276) = 18,984
sdK = т (i- + 2 = * о (Ц416 + + 2 - 0,067 - 0,36397 ) = 10 (1,5708 + 0,0488) = 16,196
1 Толщина зуба по хорде делительной окружности (при беззазорном зацеплении) s' - S 1Я q81 18,984» ’81984 '6 - 230» = = 1 8,984 — 0,023 = 18,961 i
s' - s IK 0.7 16.217» S« -S^--6<f.(ha“,6’2I7- 6 .-850« “ = 16,217— 0,001 = 16,216 1
Наименьшее уменьшение толщины зуба по хорде делительной окружности [см. формулу (2)] * S 2I Ал/Ч 1 sin %) A.v и IS, -1 “ cos a^—-57,296° адш -» = - - 2 ' °-370 ' 0.34202 c°s l2°’-w 57>296“ Г = 0,2531 0,2531 cos (20,0° —4,73°) cos 15, 17° = 0,2531 „ „„„ 0,96515 = 0,262 То же
A S 2 । A« hK 1 sin ad cos 57.296° _ 2 0,370 • 0,34202 cOS[20,0°-Ibl96 57.296o j 0.2531 0,2531 0,2531 cos (20, 0° —1,09°) cos 18,91° 0,94603 “ 0,268
подвеска и привод тяговых двигателей
159
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Точность подсчёта
! Допуск на толщину зуба по хор-\ де делительной окружности |см. формулу (3)J 1 _2« Л(И sin m / «S 1 \ cos У,— -/ 57,296° У " d ()ш 1 2-0,160 • 0,34202 Г 18 984 1 cos 1 20,00 —2-|о,о 57’296° ] °,109 __ 0, Ю9 cos (20,0°—4,73) ° 0,96515 ’ 3 знака после запятой
26 h sin а ( G 3,. ~ - - - - -- = cos ( а , У') 57,296° 1 _ 2-0,240 • 0,34202 _ O.JJ54 I 16,196 1 ” cos (20°—1,09°) cos 20,0°— ' „ 57,296° [ 8 о 0,0 J = ____°_-IG4 -„_0'i6-L = 0 173 cos 18,91° 0,94603 То жс
Толщина зуба по хорде делитель- ной окружности с учётом умень-: шения толщины зуба и допуска ' (для простановки на чертеже) ‘ 'д"Sui [ 3 - r s,u i “ = [!8,961-0,2G2]_o>1!3 = 18,699_0>IJ3 “ 1 SK ~~ i Д-’( S,‘ 1 1 _ | 8 S); | = - 116,216-0,268]_0J73 = 15,948 _o_173
‘ Расстояние от хорды делительной окружности до окружности выступов . Deu/~ 258,665 — 230 = — 2 +4d, = 2~ - + lllli . DeK-dl)ic ,S’<)i; 871,005 -850 , Пхк “ 2 2 + 16,19G2 , , "-4—85 0^“ 10’579 То же
Длина общей нормали без учёта коррекции (выбирается по табл. 3, стр. 390) Л«гГ11'025 L()K = 292,35 7
Поправка на длину общей нормали, учитывающая коррекцию (величина 2m sin выбирается по табл. 3, стр. 390 в зависимости от т) Длина общей нормали с учётом коррекции c • 2m sin 7 ^ == 0,450 • 6,840 = 3,078 i 2m sin а , = 0.06 7 • 6,840 = 0,45 8 К (> j _ r 4- q 4- 2m sin а . » Lm ~Loiu ш <> = 77,025+3,078 = 80,1 03 sin - = 292,35 7 + 0,45 8 = 29 2,8 15 То же
Наименьшее уменьшение длины общей нормали (см. проект ГОСТ Д.« Lui “ 0168 | 1 Д.иЛш I + = 0,68 (o,37O + + °-^) - o‘272
1643) Дл LK = °’68 [ 1 ^MhK 1 +-у-Л] - °-68 ( °> 370 + + °4<”>)- 0,288
160
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Точность подсчёта
; Допуск на длину общей нормали j (см. проект ГОСТ 1 643) j Длина общей нормали для простановки на чертеже (с учётом отклонения и допуска) Ьш “ 0,68 (': Нш - Еош) = °'58 (0.1 60-0,060)=0,068 3 знака после запятой
3 L = 0,68 [8/1- £ I = 0,68 (0,240-0,105)=0,092 л , Л. (Ж 1 Lui = (Лш - 1 AmLw 1 ) - | SLul | = = (80,1 03-0,272)_0i068 = 79,831_0i068
LK = (L« “ । 1 = = (292.815-0,288) _0 092 = 292,527 _0.092
Определение радиуса г головки зуба фрезы и высоты переходной галтели с Ё \ /^а- ~ I ФОЕ^О b = m tg a() = 1 Otg 20° = 1 0> 0,36397 = 3,640 То же
T. m , 3,1416-10 a ~ b = — 3,640 = 4,214 4 4 a 4,214 cos ad 0,9397 ’ ° 1= a tg a , = 4,214tg 20° = 4,214 . 0,36397 = 1,534
c = r — Z = 4,484 —1,534 = 2,950
Наименьшая высота ножки зуба с учётом переходной галтели н смещения исходного контура hm ~ "1 - -ш) + C + | Д„ Нш | = = 10 (1,0—0,450) + 2,950 + 0,370 = 8,82 2 знака после запятой
hK - m (fQ - + C + | ДЛ( Л,. | = = 1 0 (1,0—0,06 7) + 2,95 0 + 0,37 0=12,65
Наибольшие диаметры окружностей впадин Фш = d0,u - 21гш = 230,0-2 . 8,82=21 2,36 То же
DiK = Фн-:~ 2hK = 850,0—2 . 1 2,65 = 824,70
Радиус окружности, ограничивающей активный профиль На ножках зубьев шестерни [см. формулу (4)] d — I,. Sin a n = 2 = lllu , 1 . COS a cos arc tg к \ Sin “ 2^15? — 17,12 0,36488 17,12 • 0,93106 = cos arc tg — 2' 17,12 • 0,36488 109,818 = r- + i-orrg 110,97 cos arc tg 0,14515 (Величина / определяется при расчёте коэффициента перекрытия, см. ниже) т 1о же
Активная высота зуба шестерни Т Еаш 25267 ИО.97-18.36
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
161
Продолжен не
Определяемая величина ( Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Точность подсчёта
- 1ш sin ’ л = J - -- = , / cos а cos arc i i
1 Радиус окружности, ограничивающей активный профиль на ножках зубьев колеса [см. формулу (5)] dr 1 2 ' 1ш Si" ’ 8n7,8z<» _ _ 0>364g8
1 28,53 • 0,93106
S85;87,,_ 28,.3.0,36488 2 знака
428,935—10,410
, 26,563 СО5аГС,ВД18,5й (Величина 1 определяется при расчёте коэффициента перекрытия, см. ниже) запятой
Активная высота зуба колеса 1 ник - - RCK =--2’""- - 419.36 = 16,14
! rfr-(4-c) Л^-С cos arc tg- — |~4“ -(л1 ~с)| te 232’-° - (8,82—2,950) ” , ' (8;В2—2,950) °° । cos arc tg | 23<' ° — (8,82—2,950)j 0,36397
Наибольший радиус окружности, на которой лежит начальная точка | теоретической эвольвенты профиля 1 зуба: для зуба шестерни
= /--- I09-’-13- -—-—110 31 cos arc tg • 0,1 47 78 ’
для зуба колеса [гм. формулу (б)] = - “ - - - - — - “ hK — C cos arc tg - - [ ~c )| 8 5 0 - — (12,65—2,950) To же j i
± 12?6.T—2’950 cos arc tg- i —(12,65—2,950) 0,36397
_____ 415>3° cos arc tg«O,06418 °
Наименьшая высота зуба до начала переходной галтели: для зуба шестерни, я,„ = °У" - Reul = —y1’7 - 1 1 0,31 = 19,03
для зуба колеса 7J .... 87 1 0 //,. = ^ -Rci; = - 416,15= 19,35 !
Высота головки зуба до делительной окружности hdul - ~^(De,u - dt)tu} = - (258,67-230) = 14,34 To же
I 1 То м 9
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Т очность подсчёта
I Величины, входящие в формулу для определения толщины зуба по окружности выступов = 11^1=1,434 т 10 3 знака после запятой
£ = 0,190 m Величина—^ определяется по номограмме фиг. 4г, стр. 216 в за-11 дш висимости от и Z,,, т ш
>'-дш 14,332 П?— “ ——=0,062 Лдш 230
Толщина зуба по окружности выступов в долях модуля s‘eui = — + 1Л5 г ( ~ + о, 5 ) -m \ адш ' = 0,19+1,45 . 0,450 (0,062+0,5) = 0,56 2 знака после запятой
При модуле tn свыше 5 мм и твёрдости зубьев Hq > 350 рекомендуемая толщина зуба на окружности выступов 5^ : 0,4
Высота головок зубьев до начальной окружности ' _DeM-dUt 258,67-232,130 ,гш ~ 2 2 ld,"/ 2 знака после запятой
<=«ж=лж«=6,.-,6 к 2 2
Величины, входящие в формулу для определения коэффициента перекрытия =17 49 ' 13,27 hui То же
«- = 130,77 , о,5Ь hK
S II II S3 9 - «i- « - 1 I n ", J* Определяются по графику фиг. За, стр. 222 в зависимости от а: d d
1ш = 1ш h'ui = 2,15 • 13,27=28,53
1к = hK = 2,60 • 6,56=17,12
Коэффициент перекрытия Проверка на относительное удел к у; Передаточное число передачи , lui+lK 28,53 + 17,12 t0 29,522 ьиое давление на ножках зубьев шестерни и колеса по о цельному давлению в полюсе зацепления 1 Zk 85 'I ЙОГ ,=-- = -=1.696 То же тношению 3 знака после запятой
ПОДВЕСКА И ПРИВОД ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
163
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в мм) Точность подсчёта 1
Радиусы кривизны профилей зубьев шестерни и колеса в полюсе зацепления 1 - sin з = -2322,132 sin 21°24' = 42,48 2 знака после запятой
Рш = 3,695 ’ 42,48=156,96
1 Величины, входящие в формулы 1 для определения относительного удельного давления - 'Р ш “ 0,3 m = 42,48—0,3 - 10 = 39,48
0,3 т = 156,96 —0,3 . 10 = 153,96
/к = 17,12 Величина принимается меньшей из двух величин 11 С'/// 0,3m)
/^-28,53 Величина принимается меньшей из двух величин 1ш и <‘?ш - °-3m)
1 1-К- = 1 - - '’Н =1—0,40=0,60 (j 42,48 1 iti l+-.Z-= 1 + -4^ = 1+0,13 = 1,13 I 0 J 2o ,<> ‘ LU ’
1+— = 1 + 41’4 =1+0,67 = 1,67 p 42,48 vUl ’ i-^-i —44, =i-o-22=()-78 ‘ Ш ’
Относительное ; удельное давление j На ножке зуба шестерни в точке полного зацепления с вершиной зуба колеса На ножке зуба колеса в точке полного зацепления с вершиной зуба шестерни Парам« ‘/(-ЯМ) Г \ Ш ' \ ' Uli 2 знака после запятой
<K = 1 — = 0,88 l/(>+^)(.-^) ’ 67‘0’78 V \ P!M/ \ ‘P.J ;тры фланкирования шестерни и колеса
Принимаемая высота фланкированного участка зуба шестерни и колеса = 3,0 1 знак после запятой
Радиус окружности, на которой лежит начало фланка на зубьях R. = — h^ —°8— - 3,0=126,34 кфш 2 2 2 знака после запятой
R = _ Л<Х'=_В74°- — 3,0=432,50 2 2
Радиус основной окружности , эвольвенты фланка Да0 принимаем равным 1°20' ] {см. формулу (7) и табл. 1 0] 1 1 г'ош = cos ( %) + = 940 0 = —2 COS (20.0° + 1°20') = 107,120 3 знака после запятой
гок “ cos ( “<) + Д “ д) = 240 0 = cos (20,0° +1 °20') « 395,879
11*
164
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Определяемая величина Формулы и подсчёты (линейные размеры в л<л1) Точность подсчёта
1 УгПЛ. rnnTRPTrTRVininHft (ЬлйНКУ ! г Г •
на зубьях (см. ЦНИТМАШ, книга 13 «Теория и расчёт зубчатых передач и подшипников скольжения». Машгиз, 1948, стр. 202, формула (69) с соответствующим преобразованием) , ОШ . ОШ о„„, = tg arc cos "Б tg arc cos — = “ Reui кфш 107,120 , 107,120 = tg arS COS -129134- - tg аГС C°S "126ГЗТ = = tg arc cos-0,82820 — tg arc cos.0,84787 = =0,67668—0,62534=0,05134 pad = 2°56' 11
, rOK . r0K = tg arc cos — tg arc cos ъ— = 395,879 ± 395,879 аГС C0S 435,50 tg аГС C°S 432,50 “ = tg arc cos-0,90902 — tg arc cos-0,91533 = = 0,45845—0,43992=0,01853 pad = 1°4'
Угол, соответствующий участку теоретической эвольвенты от основной окружности до начала фланка зуба rmu 108,065 ?o,« = arc cos = tg arc cos - w = фш = tg arc cos*0,85535 = 0,60562 pad = 34°42'
, roK . 399,37 W = tg arc cos = tg arc cos T32.50- = = tg arc cos-0,92340 =0,41567 pad = 23°49'
Глубина фланка на зубьях Ьпш = ( rou- гош) = (108,065-107,120) 0,05134= = 0,945 • 0,05134=0,048 3 знака после запятой 3 знака после запятой
Проверка коэфф Коэффициент перекры 1ия (ig афш = '?0Ш' *фК = zok) Коэффициент перекрытия с учётом Д„к “ ( ro,; - г 'ок) = (399,37-395,879) 0,01853= = 3,491 - 0,01853 = 0,065 ициента перекрытия с учётом фланкирования зубьев е’ - ъ (te аФш ~tg 0 *) = = (0,60562-0,39190)+ г,~ !°-, .,-„(0,41567-0,39190) = 2 • 3,1416 2-0,1410 11,5 - 0,21372 + 42,5 • 0,02377 = ] ](]4 ~ 3,1416 фланкирования зубьев должен быть 1,089.
Качественные показатели зацепления
Наименование величины Число зубьев Коэффициент коррекции Ширина вершины зуба в долях модуля Коэффициент перекрытия Коэффициент перекрытия с учётом фланкирования Относи-тельная удельная величина Коэффициент формы зуба
Обозначения Z - 0 Se е <; т,
Шестерня 23 +0,45 —0,56 1,54 1,104 1,21 2,5
Колесо 85 +0,06'7 — 0,88 2,10
МЕХАНИЧЕСКИЕ АМОРТИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
165
МЕХАНИЧЕСКИЕ АМОРТИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Сочленённые электровозы с короткими жёсткими базами тележек хорошо вписываются в кривые малого радиуса, но при движении с большими скоростями по прямым участкам пути, а также по кривым средних и больших радиусов обладают неспокойным ходом из-за виляния тележек. Основными причинами возникновения колебаний виляния являются: наличие коничности бандажей, зазоры между рельсом и гребнем бандажа, короткая жёсткая база, поперечные и продольные разбеги колёсных пар, жёсткость рессорного подвешивания, подвижность сочленения, силы трения, возникающие между поверхностями бандажа и рельса, и другие конструктивные факторы электровозов и верхнего строения пути. Вследствие явлений резонанса амплитуды виляния при определённых скоростях могут достигнуть величины, не обеспечивающей устойчивости движения и вызывающей опасные напряжения в деталях электровоза и верхнем строении пути. € колебаниями виляния столкнулись ещё в 1910 г. при эксплуатации на русских железных дорогах паровоза типа Маллета (имеющего осевую формулу, подобную электровозу ВЛ22).
Для уменьшения этих колебаний на паровозе были применены «катаракты», или, как ик потом называли, гидравлические амортизаторы, которые получили распространение за границей на тележечных электровозах.
Гидравлический катаракт — амортиза-юр представляет цилиндр, поршень которого под действием внешней силы продавливает масло через малые отверстия. Под влиянием импульсных сил малой продолжительности масло не успевает протекать через малые отверстия, и поршень гидравлического амортизатора оказывает жёсткое сопротивление горизонтальным колебаниям; при приложении постоянных (медленно действующих) сил масло успевает пройти через малые отверстия, и поршень не оказывает сопротивления горизонтальным колебаниям.
Таким образом амортизатор, установленный между кузовом и тележками, на прямых участках поглощает энергию вредных колебаний и увеличивает жёсткую базу электро-нош, а в кривых малого радиуса не проти-во ;ействует вписыванию тележек.
Для отечественных электровозов гидравлические амортизаторы были изготовлены и щчаповлены в 1936—1939 гг. на некоторых электровозах ВЛ 19 и СКУ.
Однако вследствие сложности конструкции и условий обслуживания в эксплуатации гидравлические амортизаторы па наших электроне шх распространения не получили.
УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКИХ АМОРТИЗАТОРОВ
Амортизатор (фиг. 1) состоит из штанги 1 с криволинейным профилем и прикреплёнными к пей бобышками, хомутов 2, тяги с вилкой 3, роликов 4, клиньев ,5, 6 и 7, пружин 8, шпилек 9.
Штанга на электровозах ВЛ19 крепится к концевой балке рамы тележки бобышками. Четыре сбалансированные пружины 8, расположенные по две с каждой стороны амортизатора, через накрест лежащие клинья 5, 6 и 7 вдавливают ролики 4 в выемки штанги. Ролики закреплены в проушинах тяги вилкой 3 и через них соединяются с кронштейнами кузова 10 и 11.
Таким образом, между концевыми частями тележек и средней частью кузова осуществляется пружинно-фрикционная связь.
Штанги 1, закреплённые на балках, при перемещении концов тележек относительно кузова заставляют перемещаться ролики. Ролики, перемещаясь по подъёму криволинейного профиля штанги, осуществляют относительное смещение клиньев 5, 6 и 7 и сжатие пружин 8. Трение, возникающее между поверхностями клиньев, способствует гашению относительных вредных колебаний тележки и кузова, появляющихся при движении электровоза по прямым участкам пути и кривым больших радиусов.
При движении по кривым малого радиуса ролики выходят на прямолинейную часть штанги, при этом амортизирующая "сила практически равна нулю.
Штанга имеет криволинейный профиль, определяющийся сопряжениями двух радиусов.
Хомут 2 выполнен в виде замкнутого прямоугольника из круглого прутка диаметром 25 мм; развёрнутая длина хомута 1 741 мм. Концы прутка свариваются встык газовой сваркой. Допускается стыковая электросварка. В нижней части к хомуту приваривается планка толщиной 4 мм и шириной 25 мм, предназначенная для предохранения прутка от износа. Планка к хомуту приваривается прерывистыми швами 10/40, расположенными в шахматном порядке с двух сторон прутка.
При изготовлении хомута необходимо сгрого выдерживать внутренний размер по длине, так как в случае большой разности один из хомутов будет воспринимать двойную нагрузку и, следовательно, в материале будут появляться перенапряжения.
Вилка 3 выполнена в виде сварной конструкции, состоящей из двух щёк с приваренными к ним планками, кованой тяги и двух вертикальных рёбер. Рёбра предназначены для придания вилке жёсткости и фиксации в ней клипа. В отверстия щёк, а также в отверстие проушины тяги впрессовываются втулки. Для обеспечения свободного перемещения концов тележек и кузова внутренние отверстия втулок, впрессовываемых в проушины тяг, в средней части на длине 20 мм имеют диаметры меньше диаметра валика на 1 мм, а по концевым частям на длине 20 мм — конусность 1 : 20.
Ролик состоит из корпуса крышек шарикоподшипников и валика. Корпус ролика имеет две цилиндрические поверхности (в средней и крайних частях) различного диаметра. Сопряжение этих поверхностей осуществляется при помощи конуса с крутым подъёмом.
166
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Сборка ролика и установка его в вилку производятся следующим образом: корпус ролика нагревают до 90—100°, после чего устанавливают подшипники, а затем крышки со вставленными в них войлочными уплотнениями и прижимают болтами. Высота ролика
жении головка его имеет четырёхгранную» форму.
На амортизаторе с каждой стороны расположено по четыре накрест лежащих клина. Два из них 5 и 6 (см. фиг. 1) направляющие; один внешней стороной плотно прилегает
Фиг. 1. Конструкция механического фрикционного амортизатора. Установка на концевых балках электровоза ВЛ 1g
после сборки должна находиться в пределах 116,8—117,2 мм. Перед сборкой ролика с вилкой на нижнюю щёку вилки с двух сторон отверстия подкладывают планки толщиной 3 мм. Затем между щеками вилок устанавливают ролик, при этом отверстия ролика и вилок должны совпадать. Далее лёгкими ударами молотка запрессовывают валик до упора, удаляют планки и снова лёгкими ударами молотка запрессовывают валик до жёсткого соприкосновения головки его с верхней поверхностью щеки вилки. Для фиксации валика в определённом поло
к щекам вилки, а противоположный ему той' же стороной прилегает к хомутам. Эти клинья по конструкции отличаются один от другого лишь очертанием внешних сторон. Остальные элементы аналогичные. Два остальных клина одинаковой конструкции. Эти клинья внутренними сторонами входят в направляющие двух первых и прижимаются к ним шпильками и расположенными на них пружинами. При помощи предварительного натяга пружин можно легко получить требуемое давление на клинья.
МЕХАНИЧЕСКИЕ АМОРТИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
167
При выходе ролика из выемки штанги прилегающий к щекам вилки клин давит па остальные клинья, но так как противоположный клин неподвижен, то перемещаются два остальных клина, которые в свою очередь сжимают пружины. При входе ролика в выемку штанги пружины восстанавливают клинья в первоначальное положение. Работа трения, совершаемая между поверхностями клиньев, поглощает энергию вредных колебаний тележек относительно кузова.
мещепия тяг амортизатора между втулкой кронштейна и валиком предусмотрен зазор 1 мм.
На электровозах ВЛ19, Сс и ВЛ22 амортизаторы могут быть установлены как в разобранном, так и в готовом виде без подъёмки кузова и выкатки из-под него тележек.
Ввиду ограничения места на концевых балках сочленения из-за расположения воз-
Фиг. 2. Установка п р> жинпых фрикционных амортизаторов па электровозах Сс и ВЛ22
Для получения необходимого трения на поверхностях направляющих клиньев предусмотрены стальные накладки, а па направляемых клиньях — чугунные накладки. Последние для удобства смены их прикрепляются к каркасу клиньев винтами.
Цилиндрическая пружина выполнена из прутка круглого сечения диаметром 30 мм.
Для удобства соединения тяг амортизатора с кузовом предусмотрено два кронштейна, из которых один приваривается к хребтовой балке кузова, а второй при помощи валика соединяется с тягами амортизатора. Оба кронштейна сварной конструкции.
Кронштейны между собой соединяются болтами. Для обеспечения необходимого перо
душных патрубков амортизаторы на электровозах Сс и ВЛ22 устанавливают на буферных брусьях (см. фиг. 2). Установка амортизатора на электровозах Сс и ВЛ22 отличается от установки на электровозах ВЛ19 тем, что на электровозе Сс и ВЛ122 штанга прикрепляется к кронштейну кузова, а тяги вилок— к кроиш lei'ifiaM тележек. Кронштейны кузова прикрепляются к швеллеру, приваренному к швеллерам хребтовых балок рамы кузова.
Установку амортизаторов на электровозах Сс и ВЛ22, так же как на электровозе ВЛ19, можно производить па заводе и в деповских условиях при всех видах ремонта. Д\онтаж амортизаторов на электровозе про
168
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
изводится в соответствии с требованиями, изложенными в данном разделе.
ОСНОВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АМОРТИЗАТОРА
Основной характеристикой амортизатора является величина, которая зависит от начального натяга пружин и жёсткости, от формы профиля кривой поверхности штанги, угла наклона клиньев и коэффициента трения между поверхностями клиньев.
Рассмотрим зависимость амортизирующей силы от перечисленных факторов.
Фиг. 3. Схема сил, действующих иа амортизатор
На фиг. 3—5 показаны схемы сил, действующих в амортизаторе, и основные геометрические размеры, где
F — амортизирующая сила;
Q и Q' — давления прилегающего клина на ролик (Q — при выходе ролика из выемки штанги и Q'—при входе в выемку);
Р — давление пружин на клинья;
S -длина проекции кривой поверхности штанги;
х — текущая координата перемещения ролика по оси штанги;
у— текущая координата перемещения ролика но оси, перпендикулярной оси штанги;
R,u— радиус кривой штанги;
Rp— радиус ролика;
iH—начальный угол подъёма ролика; ат — текущий угол подъёма ролика.
В начальном положении, когда продольные геометрические оси тележек и кузова совпадают, амортизирующая сила равна
2F = 2Q tg зн.
Как только возникает смещение геометрических осей тележек и кузова, величина амортизирующей силы будет определяться текущими значениями ат и Qm, а именно:
2F = Qmtgo,„.
Согласно фиг. 4 можно установить следующую зависимость между углом ат и геометрическими размерами ролика штанги: для начального положения ролика
S sin — п । /> । Кр “Г
для текущего положения ролика
5 — х
smam = Rp + RM
По данным различных значений углов определяем соответственно tg ан и tg ат, а по ним F.
Величина давления прилегающего клина на ролик зависит от начального натяга и жёсткости пружин амортизатора, а также от коэффициента трения между поверхностями клиньев и угла наклона их. Взаимное смещение поверхностей клиньев происходит в небольших пределах с незначительными скоростями, поэтому коэффициент трения можно принять величиной постоянной. Угол наклона рабочих поверхностей клиньев, определяемый соотношением сил Р и Q, также остаётся постоянной величиной. Поэтому сила
Q будет зависеть от начального натяга и жёсткости пружин.
Давление ролика Q на штангу в зависимости от давления пружины сначала определяем графическим способом, дающим более наглядное представление о работе клиньев и пружин, а затем аналитически.
Па фиг. 5, а для одного значения Р дано определение Q для случая, когда ролик выходит из выемки кривой штанги (пружина испытывает дополнительное сжатие), а на фиг. 5,6 — для случая, когда ролик перемещается обратно в выемку кривой штанги.
Давление ролика Q на штангу в зависимости от перемещения ролика определяем следующим образом: через точку пересечения
МЕХАНИЧЕСКИЕ АМОРТИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
169
нормали с рабочими поверхностями клиньев год углом р, определяемым из равенства tg fa = !’•> где р—коэффициент трения (при Р = 0,3; [J — 16=40'), к нормали проводим прямые ab до пересечения с линиями действия сил Q и Р.
Сжатое пружин (Ролик Выходит из Выенни штангир
деподдижноя сторона
Фиг. 5. Схема сил, действующих на клинья
Раскладывая силу Р по направлениям прямых ab и перенося составляющие до пересечения с линией действия силы Q и далее геометрически складывая составляющие силы Р, получаем давление Q.
При выходе ролика из выемки кривой штанги (см. фиг. 5,а) угол [1 откладывается по часовой стрелке, а при обратном движении ролика (см. фиг. 5,6) — против вращений часовой стрелки (в том и в другом случае против взаимного смещения клиньев).
Как видно из фиг. 5, а, в случае когда ролик выходит из выемки кривой штанги, сила Q больше силы Q', получаемой при обратном перемещении ролика фиг. 5, б.
Разность сил Q и Q' составляет потерю сил от трения между поверхностями клиньев.
Далее определим аналитическую зависимость между силами Р и Q для случая выхода ролика из выемки штанги:
Р Р 1
2 =P'cosSi или
Тогда
Р cos 8
О —---г- cos о = Р • --с- ;
cos 0j cos Гц
В = 90 - (90 - 7 + fl) = -f - fl.
При
Вт — 90 — о
cos В, cos В
v cos (90 — о) 1 sin В ’
Q = Pctg р —fl);
8 = 53°30' — 16°40' = 36°50';
Q = 1,335 Р.
Аналитическую зависимость между Р и Q' при входе ролика в выемку кривой штанги (растяжение пружин) находим аналогично предыдущему
Q' = Р ctg В;
8 = 90-(90-7-(1) = (y+P).
Следовательно, выражение для Q' окончательно примет вид:
Q' = Pctg(7 + (l).
При
8 = 53°30' + 16°40' = 70°10' получаем
<2 = 0,3607 Р.
Далее определяем Р в зависимости от перемещения ролика по поверхности штанги, т. е. в зависимости от сжатия или растяжения пружин.
Как уже указывалось ранее, давление Р зависит от начального натяга, жёсткости и прогиба пружин. Прогиб пружин в свою очередь зависит от проекции на ось у-ов перемещения ролика.
Согласно фиг. 4 можно написать:
Ут ~ [Rp 4* Rui) COS (Rp + Rue) COS , Ут = (Rp + Riu) (COS am — COS aH).
Прогиб пружин в зависимости от проекции перемещения ролика на ось у-ов будет равен
frn^fu + Ут ctgb
где — угол наклона поверхности клиньев;
7 = 53°30'.
Давление пружины
Рщ = fm Ж’
где ж — жёсткость пружины в кг/мм.
РАСЧЁТ АМОРТИЗАТОРА1
Исходные данные:
Радиус
ролика ....... .
кривой штанги . .
Длина » »
Угол наклона клиньев . . Жёсткоси» пружины . . . . Коэффициент зрения . . . Начальный натяг пружины
Rp == 50 мм
Rt[l -- 1120 »
5 — 80 »
у = 53°30'
ж — 1 00 кг/мм
и. 0,3
= 8, 10, 12 мм
30
sm ан + _ 50 + ]20 ;
sin ан = 0,47; 28 6';
tgoH = 0,5317; cos ин = 0,8829.
1 Характерно ика амортизатора выбирается в зависимое! и от величин радиусов кривых.
170
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица расчёта а
Положение ролика 1 2 3 4 5 6
X мм (S-x) Sin MM S — х 0,0 80,0 0,471 14,2 65,8 0,387 28,3 51,8 0,304 42,5 37,5 0,221 70,8 11,2 0,066 80,0 0,0 0,0
Rp +R ш
а n • 28c6' 22°46' 17’42' 12°46* 3’48' 0,0
tg atn 0,5317 0,4176 0,3185 0,2278 0,067 0,0
Cos ty-m • • 0,8829 0,9250 0,9546 0,9775 0,9985 1,0
Ут” Rp + Яш) (cos ат - cos “н ) • 0,0 7,15 12,1 16,01 19,66 19,92
t tn — H + ут ctg у мм 8,0 13,3 17,0 19,8 22,4 22,73
p — jm ж кг 800 1 330 1 700 1 980 2 240 2 273
: 8 MM = 0,3 я Si * b О Q = 1,335 Р кг ZQks ... 2F = 2Q tg -im кг 1 065 2 130 1 130 1 780 3 560 1 480 2 270 4 540 1 440 2 650 5 300 1 210 3 000 6 000 400 3 030 6 060 0,0
II S'* ь s Я Q> Q' = 0,3607 Р кг 2Q' кг 2F = 2Q' tg ат кг 288 576 306 480 960 400 614 1 228 391 715 1 430 325 803 1 616 108 820 1 640 o,0
f n = tn + Ут c‘g Т 10 15,3 19,0 21,8 24,4 2-1,73
p -ft жк 1 000 1 530 1 900 2 180 2 440 2 473
0 мм Сжатие 1 Q = 1,335 Р кг 2Q кг 2F = 2Q tg R 1 335 2 670 1 420 2 040 4 080 1 700 2 540 5 080 1 615 2 910 5 820 1 325 3 260 6 520 437 3 300 6 600 0,0
II 4 a: II Растяжение Q' = 0.3G07 Р ....... 2Q' •2F' = 2Q' tg 361 722 384 552 1 104 462 686 1 372 438 787 1 574 359 880 1 760 118 890 1 780 0,0
f tn == tn + Ут cig 7 12 17,3 21,0 23,83 26,3 20,3
p — frn ж 1 200 1 730 2 100 2 383 2 630 2 6811
I fH =10 MM :<z Сжатие Q = 1,335 Р ......... •2Q 2F = 2Q tg ат 1 602 3 204 1 705 i 2 310 4 620 1 930 2 800 5 600 1 780 3 180 6 360 1 450 3 510 7 020 470 3 580 7 160 0,0
fH = 12 Ы, II 4, | Растяже-1 1 мне Q’ = 0,360“ Р 2Q- 2F'~ 2Q' tg om 433 866 461 624 1 248 520 758 1 516 483 860 1 720 392 949 1 898 127 965 1 930 0,0
Результаты расчёта для текущих значений ат приведены в таблице.
По данным табл. 1 построены характеристики амортизатора (фиг. 6).
Из полученных характеристик наглядно видна потеря энергии в клиньях за счёт трения.
Верхняя кривая соответствует перемещению ролика из выемки кривой штанги. Нижняя кривая соответствует обратному перемещению ролика, т. е. движению ролика в выемку кривой штанги.
Разность площадей, ограниченных кривыми и осями координат х и у эквивалентна энергии колебаний тележек и кузова поперёк пути в горизонтальном направлении, поглощаемой фрикционными клиньями амортизатора.
Фиг. 6. Характеристика амортизатора
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
171
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Электровозы ВЛ 19, Сс и ВЛ22, оборудованные механическими амортизаторами, работают на ряде электрифицированных участков. Они имеют значительно более высокие эксплуатационные показатели по сравнению с электровозами, не оборудованными амортизаторами.
Электровозы, оборудованные амортизаторами, имеют следующие показатели:
1. Нарастание поперечных разбегов происходит в 2,5—3 раза медленнее.
2. Устранение разбегов колёсных пар производится после пробега 60 000—80 000 км, в то время как на электровозах, не оборудованных амортизаторами, через 17 000— 20 000 км.
3. Количество сменяемых деталей буксового узла в 2 — 3 раза меньше.
4. Поперечные разбеги колёсных пар целесообразно сохранять в пределах 10—16 мм.
В этих пределах нарастание поперечных разбегов составляет 0,5—1 мм на каждые 16 000 — 20 000 км. На электровозах, не оборудованных амортизаторами, по условиям виляний необходимо сохранять поперечные разбеги до 10 мм. Сохранение разбегов в низких пределах значительно увеличивает стоимость на содержание ходовых частей.
5. Уменьшается прокат и подрез гребней бандажей.
6. Прекратились поломки антифрикционных дисков и буртов моторно-осевых подшипников.
7. Уменьшились износы и увеличилась сохранность деталей ходовых частей и опор кузова (сочленения тележек, буксового узла,, буртов, моторно-осевых подшипников, пятников кузова, междурамных креплений и других частей).
8. Улучшились условия труда локомотивных бригад.
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Тяговыми электродвигателями называются двигатели, служащие для приведения во вращение движущих осей локомотивов с электрическим приводом.
На электрифицированных железных дорогах СССР находят применение тяговые электродвигатели следующих типов:
а) на электровозах: ДПЭ-340, ДПЭ-340А, ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, НБ-406А, НБ-406Б, ДСЭ-680/2, GDTM-655, ДК-ЗА;
б) на моторных вагонах пригородных железных дорог: ДПИ-150, ДПИ-152, ДК-ЮЗА, ДКЮЗ-Г, ДК-100А, ДК-Ю5Д;
в) на моторных вагонах Московского метрополитена: ДМП-150, ДМП-151, ДК-102В,
ДК-102Г, ДК-Ю2Д, ДК-104А, ДК-104Б, ДК-Ю4Г, SL-104n, UsL-421.
Тяговые электродвигатели, имеющие наибольшее распространение, описаны более подробно; основные эксплуатационные параметры их приведены в табл. 1.
Остальные типы двигателей или не нашли широкого применения или являются промежуточными типами, поэтому о них даются более краткие сведения.
Несмотря на различие в мощности, напряжении на зажимах и скорости вращения, в конструктивном отношении перечисленные типы двигателей имеют между собой очень много общего.
Они являются двигателями постоянного тока с последовательным возбуждением, закрытого типа, вентилируемыми.
Все электровозные двигатели имеют независимую вентиляцию, все моторвагонные двигатели — самовентнлирующиеся.
1 Для наиболее удобного пользования материалом згой главы справочника описание конструкции отдельных элементов тяговых электродвигателей даётся общее для всех типов двигателей, а чертежи сгруппированы по отдельным типам машин.
Тяговые двигатели, кроме типов ДСЭ-680/2' и ДК-104 всех индексов, являются опорноосевыми двигателями, опирающимися одной стороной через моторно-осевые подшипники на ось, а другой — через спир альные пружины на раму тележки.
Сдвоенный двигатель типа ДСЭ-680/2 опорно-рамного исполнения установлен на раме электровоза и имеет привод с полой осью.
Двигатель типа ДК-104 во всех своих модификациях (А, Б, Г) также полностью подрессорен; он подвешен на тележке и соединяется с редуктором при помощи карданной муфты.
Зубчатая передача у всех электровозных двигателей двусторонняя, у моторвагонных— односторонняя.
Подробно о подвеске двигателей и системах привода см. «Подвижной состав электрических ж. д.», «Передачи».
Моторно-осевые подшипники — у всех двигателей трения скольжения.
Якорные подшипники у машин более раннего выпуска (ДПЭ-340, ДПЭ-340А и ДСЭ-680/2) являются подшипниками трения скольжения, у всех остальных двигателей— трения качения.
Все машины цельнокорпусные четырёхполюсные.
Расположение главных полюсов у двигателей типов ДПЭ-400А и Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А, 11Б-406А, НБ-406Б, ДПИ-150 и 152, ДК-ЮЗА и Г, ДМП-150 и 151, ДК-Ю2В, Г и Д вертикально-горизонтальное, а у ДК-104 (всех индексов) — диагональное.
У всех машин имеются добавочные полюсы, число которых такое же, как и главных.
Во всех машинах предусматривается возможность той или иной степени ослабления поля.
Изоляция обмоток якоря и катушек класса В.
Таблица 1
Основные данные о тяговых электродвигателях постоянного тока
т и п ы в и г а т е л е й
о © © © 655 осч ч 51 , 50 ч ей
Обозна- Размер- ©о СО со © © < со со © © SS © © © © СЕ сч © сч © о © © ©
Наименование чей не ность СТ) J) СТ) СТ) •— —• XXX
СС СС X Q СС X
ЧЧ ЧЧ X ч Ч О чч ЧЧ ч ч чч ч ч ч ччч
Двигатели Двигатели моторных вагонов Двигатели моторных вагонов
пригородных железных дорог метро
Установлены на следую- ВЛ22, СК.
щих сериях и типах подвижного состава . . Год выпуска ВЛ22М Сс и С Н8, ВЛ-23 1953, СКУ-05 1937 ВЛ19-41 Си СР сд Сд-165 1933 cP А и Б г г г Д
. ВЛ19М 1941 н ВЛ 19 1932—1941 1935 1933 1946 1932 1951 1934 1946 1939 1939 1949 1952
1946—1956 1955—1256
Напряжение в контактной сети Uc 3 000 3 000 3 зсо* 3 000 1 500 3 000 3 300* 1 500 3 000 3 300 750 825* 825* 825* 825*
Q 3 000 750 750 750
3 000 750
Напряжение на коллек- 1 500 1 500 1 650 1 500 750 1 500 1 650 750 1 500 825 750 412,5 412,5 412,5 412,5
торе ид в 1 500 ДО 1 500 375 375 375 375
Нормальное поле .... Ослабленное поле .... — % % 100 67,5 п 5о 100 б7,о и 50 100 75,55 ’ 100 67,5 н 93,5 53 100 57,5 50 50 20 100 65,0 44 44 44 50
Часовой режим 43 и 36 50
(нормальное поле) 340 575 445 380 198 170 188 165 153 91 91 91 80
Мощность на валу . . . Рч кет 400 525 85 320 180 1 215 83 1 285 83 1 285 83 1 285 72 1 360
655 865 765 784
Скорость вращения . . . об}мин 605 580 930
пч 710 735 645 1 100 132 1 160 1 160 1 160 1 230
225 225
Ток 290 250 380 318 275 250 248 248 248
‘ч а 475 132
К- п. д. на валу .... г>ч О’ /0 92,0 91,5 92,1 93,3 91,3 92,5 91,1 90,5 91,6 89 90,8 89 89 89 88
Длительный режим
(нормальное поле) Мощность на валу . , . 515 385 320 — 122,0 137 108,5
Р _-о кет 310 300 470 277 129
Скорость вращения . . . об/мин 7511 630 845 680 610 1 060
поо 765 670 1 215
Ток 00 250** 220 232 105*** 185 100 162 205 205 185
а 340 410 105
К. п. д. на валу .... ТЮО О' /О 92,0 91,9 92,1 93,6 91t4 93,4 91 88,5 92 — 89,5 — — — —
Максимальная скорость вращения Максимально допусти- пмакс об/мин 1 580 1 380 1550 1 4)0 636 1 380 — 2 100 1 900 1 800 1 900 — 2 180 500 2 180 500 2 180 2 500
мый ток 1макс а 580 500 — 950 — 264 500 274 450 - 500
* Для двигателей типов НБ-406А, ДК-ЮЗА и ДК-ЮЗГ приведены данные как при Uc «= 3 300 в (в числителе), так и при Uc — 3 000 в (в знаменателе), а для дви гателей типов ДК-102Д, ДК-102В и ДК-102Г соответственно при Uc = 825 в и Uc = 750 в.
* * Это значение длительного тока якоря; длительный ток обмоток главных полюсов 225 а.
“* -------- - гт ПЧТАПТ,НЬ1Й ток обмоток главных полюсов 83 и.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
173
Все тяговые двигатели изготовляются в соответствии с ГОСТ 2582—50 и ГОСТ 6962—54.
Габаритные чертежи и расположение на оси колёсной пары двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-400А, НБ-406А, ДК-ЮЗАи Г и ДК-104Г приведены на фиг. 1, 28, 47, 82.
Следует иметь в виду, что по размещению на оси двигатели типов ДПЭ-340А, ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б идентичны двигателю типа ДПЭ-340, ибо имеют одинаковые размеры остова.
Габаритные размеры двигателей типов ДПИ-150, ДМП-151 и ДК-Ю2 во всех модификациях указаны на общих видах этих двигателей (фиг. 55, 66, 73).
Продольные и поперечные разрезы двигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-340А, НБ-406А, GDTM-655, ДСЭ-680/2, ДК-ЗА, ДК-103Г, ДПИ-150, ДМП-151, ДК-102Г, ДК-104А, Б и Г приведены на фиг. 2, 16, 26, 41, 44, 45, 46, 55, 66, 73 , 83, 84, 85.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При использовании тяговых электродвигателей возникает необходимость в выяснении ряда вопросов, решение которых базируется на так называемых характеристиках машины.
К ним относятся:
а) электромеханические характеристики двигателей, отнесённые к ободу движущего колеса или, как их иногда называют, электротяговые характеристики;
б) тепловые характеристики машин;
в) аэродинамические характеристики двигателей;
г) нагрузочные характеристики машин.
Перечень характеристик, которыми должен быть снабжён двигатель, методика их получения и нормативы, к ним относящиеся, см. ГОСТ 2582-50.
Электромеханические характеристики, отнесённые к ободу движущего колеса, или электротяговые характеристики дают зависимости от тока двигателя (/) величин: тягового усилия (F д ), скорости (с) и к. п. д. (Т)).
Для двигателей наиболее распространённых типов эти характеристики (необходимые при производстве тяговых расчётов) приведены па фиг. 5, 17, 18, 22, 30, 48, 59, 67, 81, 86.
Характеристики приведены для нормального и ослабленного или усиленного поля машины. Кроме того, на этих фигурах указаны: область применения данного двигателя, диаметр колёс локомотива, на котором он работает, и передаточное число зубчатых колёс.
Тепловые характеристики двигателей даются в виде сетки кривых нагревания и охлаждения, т. е. зависимостью вида т = f (t) для различных режимов работы двигателей, и в виде зависимости параметров (Г и тсс) уравнения нагревания
т = '°° ( 1 _ Г )
от режима работы (тока) машины.
Здесь т — превышение температуры в произвольный момент времени t в ‘С;
too— установившееся превышение температуры для того или иного режима работы в °C;
Т — тепловая постоянная времени.
Сетка кривых нагревания и охлаждения позволяет вести расчёты нагревания графическим путём, зависимости Т и тоо = / (/) — аналитически (подробнее об этом см. «Тяговые расчёты»).
На фиг. 3, 4, 6, 7, 20, 21, 33, 34, 57, 58, 60 приведены тепловые характеристики двигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А, НБ-406А, ДПИ-150 и ДПИ-152 (применительно к наиболее греющимся обмоткам их).
Для двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А, ДПИ-150 и ДПИ-152 наиболее греющимися обмотками являются обмоткн якоря.
У двигателей типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б при некоторых режимах большему нагреву подвержены обмотки якоря, а при других— обмотки главных полюсов.
Для двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152, как машин с самовентиляцией, на фиг. 57 приведена зависимость Т = f(v) при 1=0, необходимая при расчётах охлаждения машин в период движения локомотива без тока.
Аэродинамические характеристики двигателей дают зависимость количества охлаждающего машину воздуха (V м3)мин) от статического напора в коллекторной камере (hem мм вод. ст.), т. е. V = = / (hcm).
Данные характеристики позволяют заменить непосредственное измерение количества охлаждающего воздуха, прогоняемого через машину, измерением статического напора в коллекторной камере.
Аэродинамические характеристики двигателей с независимой вентиляцией типов ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А и НБ-406А приведены на фиг. 9, 23 и 32. На этих фигурах указано и место расположения при измерениях трубок статического напора.
Следует иметь в виду, что эти характеристики двигателей типов ДПЭ-340, ДПЭ-340А и НБ-406А могут быть использованы как для определения распределения охлаждающего воздуха между двигателями электровоза, так и для выявления количества воздуха, продуваемого через каждый из них, так как эти характеристики сняты при наличии около двигателя шестеренного кожуха (см. ГОСТ 2582—50), а у двигателя типа НБ-406А и при наличии снегозащитного кожуха, которым снабжаются двигатели этого типа.
Аэродинамические характеристики двигателей типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б сняты с двигателя при отсутствии кожуха зубчатой передачи, поэтому они могут использоваться безоговорочно лишь для суждения о распределении воздуха между двигателями. Действительное количество воздуха, охлаждающего двигатели, при измерениях непосредственно на электровозах определяется
174
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Основные конструктивные данные
Наименование Обозначе- ние Размерность Типы
ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б ДПЭ-340, ДПЭ-340А Н Б-406А ДК-ЗА ДК-1А
Якорь Диаметр Длина сердечника Число пазов Размеры паза Коллектор Диаметр рабочей части Длина рабочей части . Число пластин Коллекторное деление Толщина изоляции Щётки Число щёткодержателей Число щёток в щёткодержателе Размер щётки Перекрытие щёткой коллекторных пластин Обмотка якоря Тип обмотки Число проводников общее . . . » » в пазу . . . Число витков в секции Число параллельных цепей обмотки Шаг по пазам Шаг по коллектору Размеры проводника Сечение проводника Класс изоляции Обмотка катушек главных полюсов Число полюсов Число витков катушки ..... Размеры проводника Сечение проводника Соединение катушек Класс изоляции Обмотка катушек добавочных полюсов Число полюсов Размеры проводников Число витков катушки Сечение проводника ....... Соединение катушек 1 •е г Л q’J'NX | || X 1 S” X *| a. Ex | | | £х £ £ | •tj -Q ’•'* О -Q -с § <3- < ‘ * * 1 Ч * 1 1 Ч 1 1 1 1 1 1 1 1 Ч * 1 11**1 1 1*1*1 — 635 305 57 14,55x57,9 565 110 285 6,23 4 2 16x50 2,58 Волновая 570 10 1 1-16 1—143 2(0,8x21,6) 34,6 В 4 67 2,63x35 2,67x35 92,0/95,3 Последовательное В 4 3,05x35 3,05x35,3 55 104,5 Последовательное 635 305 57 14,55x57,9 546 ПО 341 5,03 4 2 12,5x50 2,48 Волновая 682 +(2)* 12 1 1—16 1—171 2(0,58х х21,6) 25,1 В 4 67 2,63x35,3 2,67x35,7 92,6/95,5 Последовательное В 4 3,05x30,5 3,05x35,3 55 _93 107,6 Последовательное 660 400 58 51x13,76 565 113 406 4,375 1,0 4 2 20x50 4,57 Петлевая 812 14 1 4 1—15 1-2 2(1,08x8,6) 18,16 В 4 48 4,1x32 130,3 Последовательное В 4 4,4x28 34 123,2 Последовательное 650 400 66 13,4x45,7 590 110 462 4,02 л 2 16x50 3,98 Петлевая <24 14 1 4 1-17 1—2 0,8x16** 0,8x20 12,8/16 В 4 47 3,8x32 121,6 Последовательное В 4,4x30 38 132 Последовательное 635 305 66 13,3x48,6 556 110 330 5,2} 1.0 4 2 20x50 3,79 Смешанная 1 320 20 1 1—17 волна 1—17 петля 1 — 165 волна 1—2 петля 1.56x6,9 1,56x8,6 10,6/13,2 В 4 31 2(2,67х 35,7) 95,3 Последовательное В 4 6.4x32,8 27 207,5 Последо-вательн ое
1
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
175
тяговых двигателей постоянного тока
Таблица 2
двигателе й
i GDTM-655 1 ДК-ЮЗА, ДК-103Г ДПИ-150, ДПИ-152 ДК-Ю0А ДК-1С5Д ДМП-151, ДМП-150 ДК-Ю2Д ДК-102В ДК-102Г ДК-104Б, ДК-104Г
i 1 650 440 440 455 436 400 346 346 316 275
1 384 380 350 415 380 412 270 270 270 310
70 43 39 47 43 37 34 34 34 47
12,5x45 12,8x41,0 16x41,5 12,1x38,3 12,8x41 14,2x39,5 12,8x29,2 11,8x36 11,8x36 7,3x28,5
5 0 380 380 413 380 350 305 305 305 215
— 70 165 70 70 90 95 95 95 —
490 301 195 281 215 185 238 238 238 141
3,79 3,97 6,1 4,62 6,37 5,9 4,02 4,02 4,02 5,46
1 1.0 1,0 — — — — — — —
4 4 2 4 4 4 4 4 4 4
9 2 3 2 2 2 2 •) о
25 х 30 12,5x32 20x50 16x32 16x32 16x40 16x40x60 16x40x60 16x40x60 16x32
6,6 3,15 3,28 3,47 2,89 3,98 3,98 3,98 2,93
Петлевая Волновая Волновая Волновая Волновая Волновая Петлевая Смешанного типа Смешанного типа Волновая
' 980 602 390 562+(2)* 430 370 476 476 476 282
14 14 10 12 10 10 14 14 14 6
! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
i 4 9 2 2 2 *? 4 8 8 2
i — 1 — 11 1—10 1—13 1—11 1 — 11 1—9 1-9/10 1-9/10 1—12
i 1—151 1-93 1—141 1—108 1—93 1—2 1-2/119 1—2/119 1—71
0,9x15 0,9x42,5 2,1х14,5 0,9x12,5 1,45 х Х12.5 1,81x14,5 1,16x9,3 1,0x5,1 1,0x5,1 1/5x10
13,5 11,3 30,0 11,3 18,5 26,1 10,6 4,89 4,89 14,3
В в в В В в В в В В
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
53 87 33 90 87 38 16 + 20 16+20 16 + 20 33
6,5 х 16 1,0x35 2,44 x32,8 1,25x35 1,0x35 2,44x30,5 3,28x22/ 3,53x14,5 1,95x28/ 3,05x22 3,53x19,5/ 3,53x14,5 1.81x25
104,0 34,8 79,8 43,7 34,8 69,6 71,7/50,6 54,4/66,6 68,3/50,6 45
Последова- Последова- Последова- Последо- Последо- Последова- Последова- Последова- Последова- Последова-
тельное тельное тельное вательное вательное тельное тельное тельное тельное тельное
В i В В В В В В в В В
1 ! ; 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
3,5x27 1,68x22 2,1 х35,3 2,61 х22 2,26x26,3 1,81х 35 4,4x15,6 4,4x15,6 4,4x15,6 2,83x19,5
‘ 40 56 27,5 52 36 26 22 22 22 21
j 91,0 36,8 73,9 57,9 58,9 63,2 67,6 67,6 67,6 54,7
Последо- Последо- Последо- Последо- Последо- Последо- Последо- Последо- Последо- Последо-
вательное j вательное вательное вательное вательное вательное вательное вательное вательное вательное
176
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Наименование Обозначение о. 4» п S ь СП q СЗ О CU х Типы
ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б ДПЭ-340, ДПЭ-340А НБ-406А ДК-ЗА ДК-1А
Класс изоляции — —
Сопротивление обмоток
Якоря гя ом
Главных полюсов (полное поле) ггп
Главных полюсов (ослабленное
поле) Гг'п >
Добавочных полюсов Гдп Э
Всей машины гдв >
При температуре t° °C
Воздушные зазоры
Под главными полюсами .... £гп мм
Под добавочными полюсами . . &дп >
Размеры, связанные с вписыва-
наем машины на оси
Диаметр бандажа колеса .... D >
Диаметр оси (под ступицей) . . d.
Высота остова Н »
Зазоры от головки рельса до:
а) нижней точки кожуха . . — »
б) нижней точки остова дви-
гателя >
Вес двигателя (без зубчатой пе-
редачи) G кг
Вент и ляция
Система вентиляции — —
Количество охлаждающего воз-
духа V м9 /мин
Зубчатая передача
Тип передачи — —
Передаточное число Z ^=|1 —
Модуль m
Централь двигателя с мм
В В В В В
0,0774 0,1240 0,0625 0,0815 0,0257
Т 0,0855 0,0858 0,0585 0,0550 0,0161
— — — — —
J 0,0446 0,0446 0,0275 0,0297 0,00925
0,2075 0,2544 0,1485 0,1662 0,05105
75 75 100 75 20
6 6 7,7 6 6
64-10,5* *** 6+2,7*** 8+6*** 6 + 1,5*** 6
1200 1200, 1200 1200 1220
1220
— — 205 —
1054 1054 — 1019 -
133 133 — 138
156 156 — 15!
4300 4280 5400 5000 4230
Независи- Независи- Независи- Независи- |Независи-
мая мая мая мая мая
78 78 . 100/95 78 [78]
Двусто- Двусто- Двусто- Двусто- Двусто-
ронняя ронняя ронняя ронняя ронняя 1
прямозу- прямозу- прямозу- прямозу- прямозу-
бая бая бая бая бая
эластичная эластичная эластичная эластичная эластичная
£9:20 = 89:20= 82:21 = 73:21 = 86:23 =
-4,45 | =4,45 =3,9 = 3,47 =3,74
£ 6:23= 86:23 =
= 3,74 1 =3,74
10 10 И 12,17 10
545 545 566,5 572 545
* В скобках указано число мёртвых проводников.
** Верхняя строчка — размер проводников, лежащих в верхнем слое паза, нижняя —в нижнем.
*** Второе слагаемое даёт величину зазора со стороны остова.
**** Веса с малыми зубчатыми колёсами и моторно-осевыми подшипниками.
***** Эффективное значение величины воздушного зазора.
****** В числителе указано количество охлаждающего воздуха при Uc — 3 300 в, а в знаменателе П1 = 3 000 в ис
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
177
Продолжение
двигателей
GDTM-655 ДК-103А, Д К-103 Г ДПИ-150, ДПИ-152 ДК-100А ДК-Ю5Д ДМП-151, ДМП-150 ДК-102Д ДК-102В ДК-102Г ДК-Ю4Б, ДК-104Г
Б в В В В 1 В В ! В В В
0,0738 0,303 0,0545 0,2485 — 0,0597 0,041 0,042 0,042 0,068
0,0632 0,290 0,0365 0,2547 — 0,0595 0,0443 0,043 0,0451 0,064
— — — — — 0,0174 0,02 0,0182 —
0,0277 0,132 0,0240 0,0795 — 0,0277 0,0215 0,0215 0,0215 0,028
0,1647 0,725 0,1150 — — 0,1469 — — — 0,160
15 100 75 75 — 75 100 100 100 100
6 5 5 3,2 7.5 Г) 2 £***** 2 §***** 2 &****♦ Центр—1,5
17 5+8*** 5 4,5+3*** 4,5 + 3,5*** 4 4.5+2*** 4,5 + 2*** 4,5+2*** Края—5,7 3,5+0,5***
12(0 1050 1050 1050 1050 900 900 900 900 900
, — 180 180 180 180 180 180 180 180 —
— 750 740 770 750 690 604 604 604 —
— 150 150 - — 94 94 94 94
— 160 165 — — 130 145 145 145 -
6130*** * 2550 2580 2850 2600 2400 1490 1490 1490
Независимая Самовенти-ляция Самовенти-ляция Самовен-тиляция Самовен-ТИЛЯцИЯ Самовенти-ляцня Самовенти- ЛЯцИЯ Самогенти-ляция Самовенти-ляция Самовенти-ляция
100 — 17,5 8,5 12,75 — — — —
Двусторонняя прям о-зубая эластичная Односторонняя прямозубая Односторонняя прямозубая Односто-рснняя прямозубая жёсткая Односторонняя прямо- 1 зубая Односторонняя прямозу- [ бая 1 Односторон няя косозубая Односторон няя косозубая Односторон няя косозубая Редуктор ная муфта
19:20= —4,45 70:19 = ==3,69 70:19 = «3,69 61:22 = = 2.77 70:90 = = 3,69 71:18= ! = 3.95 I 65:14= ; = 4,64 1 — — 80:14-= 5,71
10, 275 10 10 И 10 — 1 1 10 ! 10 10 7,5
561 445 445 463,5 445 423 405 + 0,2 j 405+0,2 405+0,2 355,5
Том 9
178
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
по ним с некоторой погрешностью, приближённо.
Нагрузочные характеристики машины — это зависимости
Е Е
fl ~ f ^возб)’ у f (^возб)
для различных токов якоря (/я).
Здесь Е — э. д. с. в в;
п — скорость вращения двигателя в об/мии;
v — скорость движения локомотива в км!час,
/возб —ток в обмотках главных полюсов в а;
1Я — ток в цепи якоря в а.
Эти данные необходимы для построения тормозных характеристик машины при рекуперативном торможении (подробнее об этом см. «Тяговые расчёты»).
Нагрузочные характеристики для двигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А И НБ-406А приведены на фиг. 8, 19, 31.i
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ тяговых ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Ниже даётся краткое описание отдельных деталей тяговых двигателей с указанием особенностей их конструкции для основных наиболее распространённых типов машин.
Некоторые конструктивные и расчётные данные этих элементов приведены в табл. 2 и 3, а наиболее важные размеры и нормативы, относящиеся к ним, — в табл. 4.
Ссылки на чертежи отдельных деталей даны в тексте.
Остов двигателя
Остов двигателя выполняет функции магнитопровода и элемента, в котором размещаются все детали машины. Материалом служит хорошо отожжённое стальное литьё марки 25Л ГОСТ 977—53, имеющее после отжига следующие механические свойства:
Предел текучести.................
Предел прочности.................
Относительное удлинение не менее .
Ударная вязкость^................
24--— мм2
45 »
19%
, кгм
4----.
см2
Магнитные свойства отливок характери-
зуются следующими данными.
Напряжённость поля Н а]см
50
100
Магнитная индукция гс
14 500
16 000
17 500
Остовы тяговых двигателей всех типов— неразъёмные со съёмными торцовыми подшипниковыми щитами.
В поперечном сечении остова двигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-340А, НБ-406А,
ДК-Ю0А, ДК-102, ДК-ЗА имеют очертание, близкое к квадрату, со слегка срезанными углами. Такая форма остова позволяет наиболее рационально использовать машину в
габаритном отношении, но двигатели имеют относительно больший вес.
Сечение остовов двигателей типов ДПИ-150, ДПИ-152, ДМП-150, ДК-ЮЗА, ДК-103Г близко к восьмигранному, а двигателей типа ДК-Ю4А, Б и Г — круглое.
Переход к этим последним формам остова позволяет иметь двигатели относительно более лёгкие, но габаритные размеры их используются менее рационально.
Круглый остов двигателя типа ДК-Ю4А, Б и Г не литой, а выполнен из трубы.
Остовы двигателей в торцовых стенках имеют круглые горловины, через которые во внутреннюю полость машины вводятся все необходимые детали. В горловины устанавливаются подшипниковые щиты.
В остовах имеются смотровые люки, плотно закрывающиеся крышками с надёжными запорами, — для осмотра и ухода за коллектором и щёточным аппаратом.
Кроме того, имеются окна для подвода и выхлопа охлаждающего воздуха, а также круглые отверстия для болтов, крепящих полюсы и щёткодержатели, и для ввода внутрь машины проводов.
Внутри остова имеются обработанные приливы под сердечники полюсов и для установки щёткодержателей; снаружи приливы для моторно-осевых подшипников с одной стороны и опорные и предохранительные носики—с другой.
Кроме того, в верхней части остова имеются проушины для удобства транспортировки двигателей, а также приливы для крепления кожухов зубчатой передачи.
Подшипниковые щиты и якорные подшипники
Подшипниковые щиты, плотно пригнанные своими посадочными поверхностями к расточкам горловин остова, вжимаются в последние и крепятся 4—6 болтами.
Размеры горловин остова и посадочных поверхностей подшипниковых щитов, допустимая конусность их, а также иатяги при посадках — см. табл. 4.
Подшипниковые щиты имеют камеры, где размещаются подшипники и их смазка, крышки, закрывающие эти камеры, и уплотняющие лабиринтовые устройства.
Материал подшипниковых щитов и крышек—стальное литьё марки 25Л ГОСТ 977— 53.
Роликовые якорные подшипники. У всех моторвагонных двигателей подшипник на стороне зубчатой передачи радиальный, с двухбортовым наружным и безбортовым внутренним кольцами; на стороне, противоположной приводу, — радиально-упорный, фиксирующий, с двухбортовым наружным кольцом и с внутренним одиобор-товым, с фасонной упорной шайбой.
Такого же типа подшипники имеют электровозные двигатели типов ДПЭ-400А, НБ-406А и ДК-ЗА (см. фиг. 2, 26, 45).
Якорные подшипники электровозного двигателя типа ДПЭ-400А имеют свою историю.
Двигатель был выпущен с одинаковыми на обеих сторонах машины роликовыми под-
1 d О Л И 11 a <5
Некоторые расчётные данные тяговых двигателей постоянного тока
Наименование величин Обозна- чение Размерность Типы двигателей
ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б 1 ДПЭ-340, ДПЭ-340А НБ-406А ДК-ЗА ДК-103А, ДК-103Г ДПИ-150, ДПИ-152 ДК-'ООА ДК-105В сс gs ДК-102Г, ДК-102В, ДК-102Д ДК-Ю4В, ДК-104Г 1
Приведённый объём якоря . дцмл 123,0 123,0 173,24 168,8 73,5 67,9 86,0 72,2 66,0 32,4 23,4
Эффективный » » ‘я дцм* 781 781 1 143,4 1 090 323 299 392 314 264 112 64,5
Окружная скорость якоря при часовом режиме . . . ияч м/сек 23,6 20,0 28,2 22,3 25,3 20,0 22,2 17,8 16,4 23,3 19,6
То же коллектора VK4 » 21,0 17,3 24,1 20,3 21,8 17,3 20,15 15,5 14,3 20,2 17,5
Вращающий момент при часовом режиме мч к гм 544 548 687 660 160 192 197 191 190 87,5 112
Частота вращения f — 23,6 22,0 27,2 21,8 36,7 29,0 31,0 26,0 26,1 42,9 45,5
Вес на единицу мощности . О!РЧ кг/квт 10,6 12,6 9,4/10,15** 12,1 14,3 15,2 15,3 — 15,7 16,4 -
» » » момента . . О/Мч кг 7,8 7,8 7,88 8,15 16,0 13,4 14,4 — 12,6 16,8 —
Соотношения длительной и часовой мощности ? 00 кгм 0,86 0,90 0,9/0,89** 0,865 0,72 0,74 0,73 0,81 0,72 0,83 0,76
Коэффициент полюсного перекрытия я — 0,695 0,695 0,665 0,690 0,635 0,650 0,660 0,640 0,660 0,615
Плотность тока обмотки якоря Ая а/мм1 4,15 5,0 5,17 5,66 5,85 4,16 6,05 5,82 4,82 5,85 7.6
Плотность тока катушек главных полюсов Дал 3,10 2,72 2,878 2,62 3,62 зло 3,48 3,14 6,05 3,24 3,47 4?89 4,52
Плотность тока катушек добавочных полюсов .... Ддл » 2,73 2,38 2,68 2,40 3,42 3,60 3,68 2,47 3,58 3,55 3,66 3,90
Линейная нагрузка якоря током А aJCM 407 428 367,5 405 287 354 270 329 331 325 347
Среднее напряжение между соседними коллекторными пластинами A Ucp в 21.1 17,6 16,3/14,8** 13,0 19,8 15,4 21,3 15,4 16,2 6,93 11,7
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Продолжение
Типы двигателей
Наименование величин Обозначение Размерность ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б ДПЭ-340, 1ДПЭ-340А НБ-406А ДК-ЗА ДК-ЮЗА, дк-юзг ДПИ-150, ДПИ-152 ДК-100А ДК-105В 1 ДМП-150. ДМП-151 ДК-Ю2Г, ДК-Ю2В, ДК-Ю2Д ДК-104В, ДК-10*Г
Фактор коммутации л д иср вт см 8 800 7 500 6 07075400“ 5 300 5 750 5 450 5 750 5 000 5 400 2 260 4 050
Напряжение на 1 см длины окружности коллектора . lpT7y К и к в!см 33,9 35,0 37/33,7** 32,6 50 25 46,2 27,7 27.6 17.5 21,5
Объём тока в пазу — а 1 425 1 500 1 310 1 110 883 925 1 250 1 360 1 050 1 125 870 660
Фактор нагрева л дя — 1 690 2 140 1 900 2 290 1 680 1 470 1 630 1 370 1 430 1 900 2 530
Коэффициент заполнения паза — — 0,410 0,356 0,363 0,329 0,276 0,452 0,290 0,346 0,466 0,406 0,332
Индукция в воздушном зазоре В& гс 10 850 10 200 10 600 10 100 7 620* 9 350 8 000 8 400 8 000 8 500 8 450 7 080
Индукция в зубцах в 21/з » 23 750 23 700 22 800 23 000 17 200* 20 950 20 450 18 300 18 200 20 400 18 400 16 650
» > остове .... Во 16 350 15 100 16 100 16 400 13 100 16 ооо 14 000 14 400 13 700 14 700 11 800 13 250
» » сердечнике главных полюсов 17 800 17 400 17 200 15 000* 16 000 13 000 13 500 £13 300
18 200
Индукция в сердечнике якоря В» » 15 150 14 800 15 350 14 250 12 800* 15 600 13 500 13 250 13 500 15 500 11 200 9 950
Потери при часовом режиме: электрические . . . Д Рэ вт 15 900 17 950 22 305 20 500 10 700 9 350 10 700 14 350 9 175 6 050 6 200
магнитные А Вмагн 11 400 8 500 13 950 6 400 3 250 2 800 3 400 2 900 3 100 1 800 1 350
механические .... А В мех » 2 550 2 310 3 850 2 180 2 770 2 550 1 500 1 600 1 350 1 700 1 150
добавочные A B^oq » 2 000 1 500 4 190 1 920 980 1 570 1 020 870 1 685 540 450
Всего потерь £ Д Р » 32 300 31 000 44 295 31 950 17 700 16 300 16 ооо 19 900 15 300 10 100 9 700
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
* Вычислителе— значения индукции прн нормальном поле, в знаменателе — при усиленном. ....................................„пппй1,.тпП(4 ц _ । я в знаменателе при 17 — 1 500
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
181
Некоторые основные размеры тяговых двигателей
Таблица 4
т и п ы д вига теле й
Наименование величия Размерность ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б ДПЭ-340 ДПЭ-340А НБ-406А ДК-103А. ДК-ЮЗГ ДПИ-150. ДПИ-152 ДМП-151 , ДМП-150 ДК-102Д. ДК-Ю2Г. ДК-Ю2В — ДК-Ю4.Г ДК-104В
Остов
Диаметр горловины остова под подшипниковый щит со стороны кол-лектора мм 585 585 585 420 420 350 300 455
Диаметр горловины остова под подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору . . Диаметр горловины под моторно-осевой подшипник Овальность и конусность горловины под моторно-осевые подшипники не более Расстояние между гранями пазов для посадки шапок моторно-осевых подшипников Конусность по длине посадочных граней под шапки моторно-осевых подшипников не более Расстояние между верхним н нижним носиками подвески двигателей > 700 230 0,09 265 0,05 321 700 230 0,09 265 0,05 321 700 245 А3 590 210 0,07 250 0,045 276 590 210 0,07 250 0,045 276 555 215 490 210 0,03- 455
> > » 325 А, 361 250 225 0,04 235 225 —
Подшипниковые щиты
Диаметр посадочной поверхности подшипникового щита со стороны коллектора Диаметр посадочной поверхности подшипникового щита со стороны, противоположной коллектору . . Овальность посадочных поверхностей подшипниковых щитов не более » 585 700 0,05 585 700 0,05 585 700 0,04 420 590 0,04 420 590 0,04 350 555 300 490 455 455
Диаметр гнезда для посадки подшипника: а) в щите на стороне коллектора б) в щнте противоположной стороны > » 340 340 165 165 360 360 210 280 210 280 210 280 210 240 ПО 240
Натяг прн посадке подшипниковых щитов в горловины остова .... > 0,02-0,23 0,0- 0,15 — +0,06 —0,05 +0,06 -0,05 — — —
Натяг при запрессовке наружных роликоподшипниковых колец в подшипниковые щиты (сторона коллектора) То же на противоположной стороне > » +0,018 —0,075 +0,018 -0,075 - +0,016 -0,060 +0,018 -0,070 +0,016 —0,060 +0,018 —0,070 +0,016 -0,060 +0,018 —0,070 —
Шапки моторно-осевых подшипников i
Расстояние между посадочными поверхностями шапок » 265 265 325 Г,, 250 250 250 - -
Конусность посадочных поверхностей не более Натяг при посадке шапок в остов . » » 0,036 0,004— 0,090 0,036 0,004— 0,090 - 0,03 0,03— 0,105 0,03 0,03- 0,105 — — -
Натяг при посадке вкладышей моторно-осевых подшипников .... » от—0,05 до-1-0,10 от —0,05 ДО +0,10 - 0,01 — 0,35 0,Ol-О.35 — — —
Роликоподшипники
Тип подшипника а) на стороне коллектора б) > противоположной стороне . 42426жк** 92428жк 32 417 62 417 62 417 62 417 62310жк
22426ЖК 42426ЖК** 32428жк 32 422 32 422 32 422 32 419 32613*1!
Размеры подшипников. а) внутренний диаметр внутреннего кольца на стороне коллектора то же на противоположной стороне » » 32426ЖК 130 130 - 140 140 85 ПО 85 ПО 70 ПО 85 95 50 65
182
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Т и п ы д вига т е л е й I
Наименование величии Размерность ДПЭ-400А, ДПЭ-400В ДПЭ-340, ДПЭ-340А НБ-406А ДК-103А, дк-юзг ДПИ-150, ДПИ-152 -о in из СС SS чч ДК-Ю2Д, ДК- 1 02 Г, ДК-102В ДК-104Г, ДК-104В
б) внешний диаметр внешнего кольца на стороне коллектора то же на противоположной стороне в) ширина внешнего кольца (сторона коллектора) то же на противоположной стороне Вал якоря Днаметр вала под якорные подшипники: а) со стороны коллектора .... б) с противоположной стороны . . Диаметр вала в месте посадки лабиринтовых втулок: а) со стороны коллектора .... б) с противоположной стороны . . Диаметр вала в месте посадки в якорную втулку: а) со стороны коллектора .... б) с противоположной стороны в) в средней части Овальность и конусность шеек вала не более Натяг при посадке на вал : а) маслоотбойного кольца .... б) лабиринтовых втулок: на стороне коллектора на противоположной стороне в) внутренних колец роликоподшипников Втулка якоря Внутренний диаметр втулки: а) со стороны коллектора .... б) с противоположной стороны в) в средней части Натяг при запрессовке втулки на вал Давление при запрессовке втулок на вал Сердечник якоря Натяг при посадке сердечника . . Натяг при напрессовке передней нажимной шайбы (обмоткодержа-теля) То же задней Давление запрессовки сердечника якоря иа втулку (илн вал) .... Натяг при посадке вентилятора на зажимную шайбу якоря (или вал): а) для силуминового вентилятора б) для стального вентилятора . . Давление при прессовой посадке вентилятора на вал Коллектор Днаметр коллектора по петушкам . Длина петушков коллектора .... Толщина миканита между коллекторными пластинами Глубина продорожки миканита . . м м » » » > » > » > > > > » » > > > т мм » » т мм » т мм » » » 340 340 78 78 130 130 135 135 139 141 140 0,015 0,040— 0,027 0,040— 0,027 0,025- 0,065 139 141 140 0,08— 0,11 78-96 0,175-0,015 0,055- 0,125 0,070— 0,145 115-140 628 21 1,14 1,2 135 135 139 141 140 0,03 0,067— 0,015 0,040— 0,027 0,040— 0,027 0,025— 0,063 139 141 140 0,08— 0,11 78-96 0,175- 0,015 0,055— 0,125 0,070— 0,145 115-140 618 21 1,14 1,2 360 360 82 82 140 140 144 145 147 149 148 0,02 147 149 152 0,13— 0,16 86— 110,5 140—175 654 22 1,15 210 280 52 65 85 110 95 115 105 115 0,015 0,085— 0,025 0,094 - 0,094 0,058— 0,023 105 115 0,058— 0,094 60— ПО 0,040— 0,110 0,040- 0,110 0,140- 0,220 53 0,16- 0,26 0,35- 0,41 428 17,0 1,0 1,0 210 280 52 65 85 ПО 95 115 105 115 0,015 0,085— -0,025 0,094— 0,044 0,058-0,023 105 115 0,058— 0,094 боне 0,040— 0,110 0,040— 0,110 0,140— 0,220 53 0,16— 0,26 430,5 22 1,0 1,0 210 280 52 65 70 ПО 95 115 105 115 0,012-0,055 105 115 0,03-0,09 25- 100 80-120 390 17 1,0 1,о 210 240 52 55 85 95 90 92 0,029— 0,066 0,029— 0,066 0,012— 0,055 25-33 10-22 340 17 0,9 0,9 i ПО 140 27 48 50 65 52 62 0,01 22—27 2-8 272 14 1,0
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
183
Продолжение
Т и п ы д вигателей
Наименование величин 1 Размерность 1 ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б ДПЭ-340, ДПЭ-34 0А НБ-406А ДК-ЮЗА, ДК-ЮЗГ ДПИ-150, ДПИ-152 Д МП-151, ДМП-150 ДК-102Д, ДК-102Г, ДК-102В ДК-Ю4Г, | ДК-104В 1
Биение коллектора Натяг при запрессовке шайбы коллектора на коробку коллектора i Натяг при посадке коробки коллектора на втулку якоря или нажим-ную шайбу якоря 1 Давление запрессовки пластин кол- 1 лектора Давление запрессовки коллекторной коробки иа втулку, нажим-; ную шайбу или вал якоря .... мм » » т 0,07 0,0— 0,12 0,05— 0,135 62-67 26- 51 0,07 0,0-0,12 0,05— 0,135 35—40 26-51 0,04 30—62 0,035— 0,041 0,04— 0,11 23,5— 34,5 17—42 0,035— 0,041 0,04— 0,11 23,5— 34,5 17—42 0,03 0,03 20-22 6-25 0,03 15-17 4—15
Щёткодержатели и щётки
Ширина окна щёткодержателя . . . Длина » » ... Зазор между щёткой и щёткодержателем: а) по ширине щётки б) > длине »> Давление пальца на щётку .... мм » » кг 16 100 0,05 — 0,10 0,16- 0,80 3,0-3,8 12,5 100 0,05-ОДО 0,16-0,80 2,5—3,5 20 100 3,6—4,2 12,5 64 0,05— 0,20 0,16- 0,8 2,0—2,5 20,0 50 0,OS-О.20 0,16— 0,8 3,0—4,0 16,0 80,0 0,OS-О.20 До 1,0 1,6-2,4 0,05— 0,20 0,1—1.0 2,0-2,3 16,0 64,0 0,05— 0,20 0,1—1,0 1,6-2,0
Собранный двигатель
Зазор между якорем и главными полюсами Радиальный зазор в роликовых подшипниках (на собранном двигателе) — сторона коллектора . . . То же противоположная сторона . . Аксиальный разбег якоря (на собранном двигателе) Расстояние от корпуса щёткодержателя до рабочей части коллектора Минимальный зазор между петушками коллектора и корпусом щёткодержателя мм » 6 0,06-0,14 0,06- 0,14 1-2**“* ** *** **** ***** 0~~15 —0,5 5 577*** 0,15 — 0,54**** 0,15 — 0,54*** i: 2,(Р:*** 5 (i 1 1 -СЪ 1 1 j 1 СН , 5 0,05— 0,13 0,06— 0,13 0,IS-О.40 4 9,0 5 0, OS-О.13 0,06— 0,13 0,15— 0,40 4-6 9,0 5 0,065— 0,12 0,075— 0,12 0,2—0.4 4,5—5,5 7Д0 ****** 0,05— 0,12 0,06— 0,12 0,2—0.4 3,0-3,5 1,5 0,05— 0,10 0,05— 0,10 0,2— 0,45 3,0—3,5
* Конусность
Овальность
** В числителе — номера подшипников, которые ставились до 1949 г., в знаменателе — после.
*** В числителе — под верхним, в знаменателе — под нижним полюсом нового двигателя.
**** Для подшипников скользящего трения.
***** в числителе — разбег при подшипниках 424 2 Ежи, в знаменателе — при 22426жь.
****** в числителе —для правого, в знаменателе — для левого щёткодержателя.
шипниками № 42426 (наружное кольцо двухбортовое, внутреннее—однобортовое). Борта внутренних колец помещались на стороне, обращённой к сердечнику якоря. Недостаточно надёжная работа этих подшипников заставила перейти к подшипникам серии 42426Ж, отличающимся от серии 42426 тем, что у новых подшипников:
1) увеличены зазоры между сепараторами и роликами для улучшения смазки последних;
2) уменьшены зазоры между бортами колец и роликами в аксиальном направлении;
3) введена проверка роликов дефектоскопом;
4) улучшена технология термической и механической обработки деталей подшипника.
Однако этими мероприятиями не была уничтожена основная причина недостаточной надёжности в работе.
Однобортовые с обеих сторон якоря подшипники (серий 42426 и 42426Ж) не обеспечивают нормального аксиального разбега якоря, так как последний устанавливается в зависимости от точности монтажа не только элементов подшипников, но и подшипниковых щитов. В целях уничтожения этого
184
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
дефекта с сентября 1949 г. двигатели типа ДПЭ-400А выпускаются с одним фиксирующим подшипником № 22426жк (на стороне коллектора) и одним радиальным № 32426жк (на противоположной стороне). Фиксирующий подшипник № 22426жк имеет внутреннее кольцо с двумя бортами, а внешнее — с одним бортом и с запорной шайбой. Такое решение вопроса, улучшая работу подшипников, всё же не может быть признано полностью рациональным, так как при двухбортовом внутреннем кольце при демонтаже машины сепаратор с роликами остаётся на внутреннем кольце на якоре и с ним транспортируется в цехах по всем операциям, что является, безусловно, нежелательным.
В 1952 г. предложен и конструктивно разработан переход на хорошо себя зарекомендовавшую комбинацию радиального подшипника и радиально-упорного с внешним кольцом с двумя бортами и внутренним с одним бортом и запорной шайбой. Подшипники выбраны серии № 92426жк со стороны коллектора и 32426жк с противоположной стороны.
Опыт эксплуатации тяговых двигателей типов ДК-ЗА и ДПЭ-400 подсказал решение при разработке узлов якорных подшипников двигателя типа НВ-406А. У этого двигателя на стороне коллектора установлен подшипник роликовый, радиально-упорный с двухбортовым внешним кольцом и однобортовым с запорной шайбой внутренним кольцом (92428жк). Со стороны, противоположной коллектору, принят подшипник чисто радиальный (32428жк).
Изменение претерпел и подшипниковый узел со стороны, противоположной коллектору двигателей типа ДК-104А и Б. У двигателей этих типов поставлен подшипник двухрядный шариковый, а у ДК-104Г—роликовый серии 32613жк.
Типы якорных подшипников наиболее распространённых тяговых двигателей, их размеры и допуски к ним, а равно и натяги при посадке наружных и внутренних колец приведены в табл. 4, где указаны также размеры соответственных посадочных поверхностей вала якоря и подшипниковых щитов.
Наружные кольца роликоподшипников запрессовываются в гнёзда подшипниковых щитов в холодном состоянии, внутренние же сажаются на вал с предварительным нагревом их в течение 20—40 мин. в ванне с минеральным маслом, имеющим температуру 100—110°.
У всех двигателей с односторонней зубчатой передачей (моторвагонных) радиально упорный подшипник располагается на стороне коллектора. Фасонная шайба, запирающая ролики на внутреннем кольце, зажимается винтовой пробкой с бортом, входящей в расточку в торце вала и крепящейся к нему тремя болтами.
У двигателя типа ДК-ЗА упорный подшипник расположен на стороне, противоположной коллектору, и ролики на внутреннем кольце запираются кольцом 2, навинчивающимся на втулку 3, напрессованную на вал (см. фиг. 45).
Подшипниковые камеры закрываются крышками; там, где нет привода, — сплош
ными, а на стороне привода — с отверстиями для вала. Крышки одновременно являются и деталью, зажимающей наружное кольцо подшипника.
Смазываются роликовые подшипники консистентной смазкой № 1-13 ГОСТ 1631—42, имеющей температуру каплепаде.ния 12СГС. Смазочные камеры в подшипниковых щитах заполняются смазкой на 2/3 их объёма. Пространство между роликами и все лабиринтные канавки уплотняющих устройств заполняются полностью. Смазочные камеры в наружной крышке со стороны шестерни заполняются смазкой полностью, а глухие шапки на 1/3 их объёма.
Радиальные и аксиальные зазоры в подшипниках на собранной машине приведены в табл. 4.
Якорные подшипники сколь зящего трения. Подшипники этого типа применены на двигателях типа ДПЭ-340, ДПЭ-340А и ДСЭ-680/2.
У этих машин система смазки с постоянным уровнем. Заполнение жидкой смазкой производится шлангом под давлением в 3,5 ат. Смазка из камеры подаётся к шейке вала шерстяной подбивкой.
В качестве смазки применяются: в летнее время селективный и сернокислотный автол № 10 и моторное масло М и Т, в зимнее время — сернокислотный автол Яд 10, № 4, селективный автол № 10 и турбинное масло марки Т.
Вкладыши подшипника цельные бронзовые, залитые баббитом марки Б-83. Толщина заливки 2,5 мм. Заливается как внутренняя цилиндрическая полость, гак и торец фланца.
Вкладыши запрессовываются в подшипниковый щит с натягом 0,05—0,09 мм на шпонку.
Толщина фланца нового вкладыша 20 мм.
У нового двигателя зазор между валом якоря и вкладышем подшипника должен быть 0,15—0,54 мм, продольный разбег якоря— 2,0 мм. У двигателей, поступающих в ремонт на завод, подшипники трения скольжения заменяются подшипниками трения качения. Роликовые подшипники применяются те же, что и у двигателя типа ДПЭ-400.
Моторно-осевые подшипники
Моторно-осевые подшипники состоят из приливов к остову с цилиндрическими расточками, вкладышей и шапок, крепящихся к остову четырьмя болтами. „
Шапки отливаются из стали марки 35-5015.
Для лучшей их фиксации в приливах остова в последнем, вдоль цилиндрической расточки для вкладыша, имеются пазы, а на плоскости стыка шапок соответствующие продольные выступы, входящие в эти пазы с натягом.
Размеры этих посадочных поверхностей, допускаемые отклонения от них, диаметры горловин и натяги при посадках даны в табл. 4.
Материал болтов — углеродистая термообработанная сталь Ст. 45 с пределом текучести >50 кг/мм2 и разрывным усилием >70 кг!мм?.
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
185
Вкладыши моторно-осевых подшипников бронзовые, разъёмные, из двух половин.
Материал — бронзовое литьё марки ОУС-6-6-3 ГОСТ 613—50. Заливка баббитом Б-16 ГОСТ 1320.
Толщина слоя заливки 3—3,5 мм.
Для лучшего сцепления баббита с телом вкладыша в последнем имеются канавки с сечением в виде ласточкина хвоста.
Половина вкладыша, находящаяся в шапке, имеет прямоугольное окно для подачи смазки. В ряде двигателей баббитовая заливка распространяется и на торец борта вкладыша.
Частое выкрашивание баббита в этом месте послужило причиной того, что для двигателей типов ДПЭ-400 и ДПЭ-340 было принято решение эту часть вкладыша не заливать.
Применяются также вкладыши из свинцовистой бронзы без заливки баббитом.
Вкладыши сажаются в горловины моторно-осевых подшипников с натягом и имеют фиксирующую шпонку.
Шапки имеют развитые камеры, где помещается смазка, и устройства подачи её к оси колёсной пары.
У всех железнодорожных двигателей смазка жидкая, машинное масло Т.
У двигателей метрополитена — густая, марки ГРИЗ-100 (Метро).
У двигателей типов ДПЭ-340А, ДПЭ-400, ДПИ-152, ДК-ЮЗ применены моторно-осевые подшипники с постоянным уровнем смазки. В качестве подбивки применяется чистая шерсть.
Главные полюсы
Сердечники главных полюсов набираются из листов стали ГОСТ 3680—47 толщиной 1,5 мм.
У двигателей всех типов, кроме ДК-Ю2В, Г и Д и ДК-Ю4А, Б и Г, листы сердечника собираются на валик, а затем прессуются давлением Юти скрепляются заклёпками.
У двигателей названных типов валика сердечника нет, резьбовые отверстия под болты сделаны непосредственно в листованном теле сердечника полюса.
Концевые листы, в которых размещаются головки заклёпок, выполнены утолщёнными (у некоторых машин литыми).
Число стягивающих заклёпок 4—6.
Катушки главных полюсов намотаны во всех машинах из шинной меди на широкое ребро.
Наиболее рациональны двуслойные катушки, так как имеют минимум переходов из одного слоя в другой и являются более жёсткими, а следовательно, Менее подверженными ослаблению на сердечнике.
Такие катушки имеют двигатели всех названных выше типов.
Размеры обмоточной меди и числа витков катушек главных полюсов этих машин приведены в табл. 2.
На фиг. 15, 38, 51, 63, 71, 77, 90 приведены чертежи катушек главных полюсов двигателей типов ДПЭ-400А и В, ДПЭ-340 и ДПЭ-34ОА, НБ-406А и Б, ДПИ-150, ДК-ЮЗА и ДК-ЮЗГ, ДМП-150, ДК-Ю2Г и ДК-Ю4Д, на которых указаны их конструкция, размеры и изоляция.
Крепление катушек главных полюсов производится у всех машин затяжкой их между остовом и заплечиками сердечников полюсов при помощи болтов.
Перед посадкой на сердечник внутренняя полость катушки обрамляется каркасом с пружинящим фланцем. Материал каркаса— сталь 45 или Ст. 6, толщина 4—5 мм. Материал болтов: сталь 45 ГОСТ 1050—52, имеющая предел текучести ~т >. 32 кг/мм2, эта же сталь с термообработкой имеет ат>45 кг/мм2.
После сборки катушек на остове и их соединения они прогреваются током до температуры 100—130°С, после чего крепящие их болты затягиваются.
Нагрев контролируется методом электрического сопротивления.
Головки верхних болтов заливаются компаундом, для чего они утоплены в тело остова.
У двигателя типа GDTM-655 (фиг. 42) катушки независимо от сердечника полюса притягиваются к остову скобами при помощи гаек, навинчиваемых на концы скоб, выходящих из остова машины через сверлёные отверстия.
Добавочные полюсы
Сердечники добавочных полюсов двигателей всех типов выполнены сплошными. Материал: стальная отливка 25Л ГОСТ 977—53 или обработанная поковка ПЛС— Ст. 2.
У двигателей типов ДПИ-150, ДК-ЮЗГ, ДМП-151, ДК-Ю2Д, ДК-Ю4Г сердечники имеют полюсные башмаки с опорными заплечиками.
У двигателей типов НБ-406А и Б, ДПЭ-400А и Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А, ДК-ЗА полюсный наконечник уже основной толщины сердечника и опорные поверхности для катушек создаются специальными бронзовыми, приклёпанными и приваренными угольниками.
Катушки добавочных полюсов выполнены из меди прямоугольного сечения (размеры меди и числа витков катушек см. табл. 2).
Намотка катушек:
у двигателей типов ДПИ-150 и ДМП-151 — на широкое ребро (плашмя) в два слоя;
у двигателей типа ДК-ЮЗГ — на широкое ребро в четыре слоя;
v двигателей типов ДПЭ-400А и Б, ДПЭ-340, ДПЭ-340А, НБ-406А и Б, ДК-Ю2В, Г и Д, ДК-Ю4Г — на узкое ребро.
Конструкция катушек добавочных полюсов, их изоляция и размеры для двигателей типов ДПЭ-400А и Б, ДПЭ-340. ДПЭ-340А, НБ406А и Б, ДПИ-150 и 152, ДК-ЮЗА и Г, ДМП-151, ДК-Ю2В, Г и Д, ДК-Ю4Д приведены на фиг. 14, 39, 53, 64, 72, 79, 91.
Крепление добавочных полюсов. Катушки на сердечники насаживаются на каркасы с пружинящими фланцами. Материал фланцев —сталь 45, термически обработанная. На заплечики полюсного наконечника устанавливается бронзовая рамка, на которую опирается пружинящий фланец. Все двигатели (кроме типа ДПИ-150) имеют между сердечником добавочного полюса и остовом латунные прокладки (толщины их см. табл. 2).
186
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Полюс крепится к остову у всех машин, кроме НБ-406А и Б, тремя болтами, у двигателей последнего типа — четырьмя. Материал болтов сталь 45 ГОСТ 1050—52.
Под головками болтов — пружинные шайбы. Головки болтов верхних полюсов заливаются для герметизации компаундной массой.
Якорь
Якорь двигателя состоит из вала, на который насажены прессовой или горячей посадкой втулка якоря, кольца роликовых подшипников, уплотняющих устройств и пр.
На втулку якоря (а иногда и непосредственно на вал) набирается и зажимается обмоткодержателями листованное тело сердечника якоря.
На втулку же (редко непосредственно на вал, иногда на специальное оттянутое тело переднего обмоткодержателя) напрессовывается коробка коллектора.
Обмоткодержатели, изготовляемые из стального литья типа 25Л ГОСТ 977—53, изолируются, и на них и в пазы сердечника укладывается обмотка якоря, крепящаяся на обмоткодержателях бандажами, а в пазах сердечника якоря—бандажами или клиньями.
Концы секций обмотки впаиваются в «петушки» коллектора.
Валы тяговых двигателей изготовляются из качественной легированной стали типа 20ХНЗА ГОСТ 4543—48 с примесью не более: фосфора — 0,04% , серы — 0,04%.
После термической обработки сталь должна обладать следующими свойствами:
Временное сопротивление разрыву >70 кг1мм*
Предел текучести...........- 50 »
Относительное удлинение (/-54) 19%
Относительное сжатие......... 45%
Ударная вязкость (по Менаже) . 8 кг]смъ
Твёрдость по Бринеллю...... 210 — 280
Обработка валов производится по второму классу точности и завершается шлифовкой со степенью чистоты не ниже 7—8. Задиры, поперечные риски не допускаются.
Кольца роликовых подшипников, лабиринтных уплотнений, упорных втулок сажаются на валы горячей посадкой. Втулки и лабиринтные кольца изготовляются из стали 45 ГОСТ 1050—52 пли Ст. 5 ГОСТ 380—50. Посадочные диаметры и натяги—см. табл. 4.
Втулка якоря, изготовляемая из стального литья типа 25Л ГОСТ 977—53, несёт на себе сердечник якоря с зажимными шайбами—обмоткодержателями, коллектор и обмотку, позволяя таким образом при изломах вала перепрессовывать его во втулке без полной переборки якоря.
Посадка на вал прессовая, по 2—3 диаметрам. Посадочные диаметры вала и втулки, необходимые натяги и давления при запрессовках для наиболее распространённых типов двигателей — см. табл. 4.
Сердечник якоря набирается из отдельных листов электротехнической стали марки Э12 ГОСТ 802—54 толщиной 0,5 мм. Повышенное содержание кремния снижает потери на вихревые токи. Эта сталь имеет удельные потери 2,8 вт/кг при В = 10 000 ас и 50 пер/сек. Изолировка листов дости
гается их лакировкой (бакелитовые, асфальтовые лаки печной сушки или жидкое-стекло). Иногда (см., например, двигатель типа ДК-103А или Г) через 50—70 мм по длине сердечника ставятся прокладки из электрокартона толщиной 0,5—1,0 мм.
Листы стали у двигателей типов ДК-102В, Г, Д, ДК-104А, Б и Г набираются непосредственно на вал, у всех остальных двигателей—на втулку. Сборка пакетов листовой стали производится с допусками прессовой посадки. Шпонка является лишь направляющей. Собранный пакет прессуется с силой, обеспечивающей удельное давление около 50 кг/смК
Для того чтобы у концов сердечника якоря листы не расслаивались, у двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А передний и задний обмоткодержатели имеют в части, обращённой к сердечнику, на своей периферии зубчатое строение (по числу зубцов якоря). Эти жёсткие литые зубцы надёжно сжимают и фиксируют слоистое тело якоря в зубцовой части. Со стороны, обратной сердечнику якоря, зубцы обрамляются специальными изоляционными миканитовыми колпачками.
У большинства машин таких зубчатых зажимных шайб нет н расслоение листов у торцов предотвращают тем, что последние 7—8 листов якоря делают из стали 2 ГОСТ 3680—47 толщиной 14-1,5 мм с постепенно уменьшающимся диаметром. Листы в головках зубцов свариваются, а иногда производится склейка их клеем БФ-2.
Пакет сердечника якоря спрессовывается и зажимается обмоткодержателями. Задний об-моткодержатель отливается вместе со втулкой, или, чаще, отдельно и сажается на втулку прессовой или горячей посадкой. Передний обмоткодержатель сажается прессовой посадкой, материал обмоткодержате-лей—стальное литьё типа 25Л ГОСТ 977—53.
Величины натягов и давлений при запрессовках даны в табл. 4.
Коллектор. Тип коллекторов всех машин — арочный.
Материал коллекторных пластин —твёрдотянутая коллекторная медь марки Ml ГОСТ 859—41 со следующими механическими свойствами.
Предел текучести нс ниже....30 кг[мм1
Относительное удлинение не ниже 5% Твёрдость по Бринеллю не ниже, . 7G
Допускаемые отклонения от номинальных размеров профиля коллекторной меди регламентируются ГОСТ 3568—47- При работе коллектор должен выдерживать без остаточных деформаций напряжение на изгиб до 1 300 кг/см2.
Изоляция между коллекторными пластинами •— специальный твёрдый коллекторный миканит КФ-1 ГОСТ 2196—54, содержащий не более 2—3% склеивающих веществ. При давлении 300 кг/см2 не должно быть никакой усадки, при температуре 20С и повышении давления до 600 кг/см* усадка не должна быть более 7%. Для двигателей с кремнеорганической изоляцией применяется коллекторный миканит на омофосе КФА. Разница в толщине отдельных мест изоляционных пла-
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
187'
етин не должна быть более 0,05 мм. Боковые грани пластин фрезеруются.
Изоляционные манжеты (конусы) формуются из миканита толщиной 0,2 мм ФМ2А ГОСТ 6122—52 в пресс-формах под высоким давлением. Содержание клеящих веществ в изготовленной манжете не должно превышать ь -10%. Усадка при испытании под давлением 350 кг!см2 и температуре 200°С не должна превышать 15%. В машинах с кремнеорганической изоляцией применяется формовочный миканит на лаке К-40- Изоляционные цилиндры, помещающиеся между коллекторными пластинами и коробкой коллектора, изготовляются из формовочного прессованного миканита ФФ2 ГОСТ 6122—52, а в машинах с кремнеорганической изоляцией — из формовочного миканита на лаке К-40-
Коллекторные пластины спрессовываются стальными зажимными конусами, обрамлёнными миканитовыми манжетами. Давления запрессовки и натяги при посадке зажимного конуса (шайбы) на коробку коллектора даны в табл. 4.
В таком зажатом состоянии коллекторы фиксируются болтами.
Болты выполняются из углеродистой стали (сталь 45) ГОСТ 1050—52 с термической обработкой. Опа должна обладать следующими механическими свойствами: предел прочности на растяжение не ниже 70 кг/мм2, предел текучести при растяжении не менее 45 кг/мм2, относительное удлинение не менее 18%. Головки болтов круглые со шлицем. Под головки их заложены шайбы из красной меди с отбортовкой на тело болта, предохраняющие болты от отвёртывания и уплотняющие места ввода болтов в коробку коллектора.
В двигателях типов ДПЭ-340, ДПЭ-340А и ДПЭ-400А и Б коробка коллектора напрессована на оттянутую часть переднего обмоткодержателя.В двигателях типа НБ-406А и Б задний зажимной конус коллектора совмещён в единой детали с передним обмотко-держателем якоря.
В двигателях типов ДПИ-150, ДК-ЮЗА и Г и ДМП-151 коробка коллектора сажается на втулку, а в ДК-102В, Г, Д и ДК-104А, Б, Г — непосредственно на вал.
Давления запрессовок и натяги приведены в. табл. 4.
Коллекторная коробка насаживается на шпонку, но последняя является лишь направляющей, координирующей положение пластин коллектора относительно пазов сердечника якоря.
Основные размеры окончательно обработанного коллектора и глубина продорожки миканита для двигателей отдельных типов даны в табл. 4.
Обмотка якоря выполняется из прямоугольной обмоточной меди (ГОСТ 434— 41). Изоляция класса В. Тип обмотки: у двигателей типов ДПИ-150, ДПИ-152,
ДК-ЮЗА и Г, ДПЭ-340, ДПЭ-340А, ДПЭ-400А и Б, ДМП-151, ДК-Ю4А, Б и Г, — волновая, у двигателей типов НБ-406А, и Б, ДК-ЗА и ДК-Ю2Д — петлевая с уравнительными соединениями.
У двигателей типов ДПЭ-340, ДПЭ-340А, ДПЭ-400А и Б обмотка транспозированная,
ступенчатая, выполненная из полусекций с последующей сваркой головок серебряным припоем.
У двигателей типа ДМП-151 — ступенчатая, разрезная, но без транспозиции.
У двигателей типов ДПИ-150, ДПИ-152, ДК-ЮЗА, Г и НБ-406А и Б—равносекционная, без транспозиции, причём у машины типа1 ПБ-406А и Б шина обмотки по высоте подразделена на две.
Размеры обмоточной меди двигателей приведены в табл. 2, а схемы обмоток, конструкция и изоляция секций — на фиг. 12, 25, 3G, 43, 50, 62, 70, 76 и 87.
В транспозированной обмотке каждый проводник выполняется из двух параллельных шинок. Последние выштамповываются и перегибаются, как указано на фиг. 12, у секций обмотки якоря двигателей типов ДПЭ-400А, Б и на фиг. 25—для двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А. В прорези шинок закладывается миканитовая лента толщиной 0,075 мм.
Уравнительное соединение обмотки якоря1 двигателя типа ДК-Ю2Д приведено на фиг. 78, а двигателя типа НБ-406А и Б— на фиг. 37.
В петушки коллектора концы секций впаиваются сплавом ПОС-61, температура' плавления которого 182°. Шлицы коллекторных пластин предварительно облуживаются припоем ПОС-30 или ПОС-40. При кремнеорганической изоляции класса СВ для пайки проводов в шлицы коллекторных пластин применяется свинцовосурьмянистый припой ПОСС-5-3, имеющий температуру начала и конца затвердевания 230—270 С, или твёрдый припой типа ПМФ.
Разрезные секции имеют паяные головки. Концы полусекций соединяются медными скобочками и припаиваются припоем, содержащим 30% меди, 25% цинка и 45% серебра. Температура пайки 750—820J.
Пайку производят также припоем из фосфористой меди, состоящей из 92,5—93% меди и 7 — 7,5% фосфора. У двигателей типа ДК-ЮЗГ на петушки коллектора в месте входа в них стержней обмотки (см. фиг. 49) наложен чехол из сурового полотна, укреплённый верёвочным бандажом и покрытый эмалью. Назначение его — предохранить эту полость обмотки от загрязнения.
Конструкция изоляции на обмоткодержа-телях под лобовыми частями обмотки якоря указана на фиг. 11, 24, 35, 49, 61, 69, 74 и 88. Для разгрузки шинок обмотки от изгибающих усилий от натяга бандажей и для предотвращения возможности их вибраций, что приводит к обрывам обмотки, провода ее должны быть жёстко закреплены на обмоткодер-жателе. Для возможности такого крепления бандажами изоляционная подложка под лобовыми соединениями должна быть возможно жёстче.
Наиболее удачным решением является конструкция этого узла у двигателя ДК-ЮЗГ (см. фиг. 49), где подложка выполнена не листами миканита, а отформованными под высоким давлением конусными полукольцами. Такими же жёсткими выполнены здесь и полуцилиндры межслойной изоляции.
У двигателей типов НБ-406А и Б, ДПИ-150, ДПИ-152, ДК-ЮЗА и Г, ДК-Ю2В, Г и Д,
188
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ДК-104А, Б и Г, обмотка якоря которых выполнена неразрезной (со сплошными головками), задний обмоткодержатель и изоляционный покров на нём сплошной (см. фиг. 35, 49, 61, 74, 88).
У двигателей типов ДПЭ-340, ДПЭ-340А, ДПЭ-400А и Б, ДМП-151, обмотка которых выполнена из полусекций с последующей сваркой головок, задний обмоткодержатель имеет съёмный стальной и миканитовый фланцы.
У двигателя типа ДК-ЗА, обмотка которого разрезная, а также у двигателя типа ДК-104, обмотка которого выполнена с цельными головками, фланцев нет и головки обмоток защищаются только чехлом из сурового полотна (см. фиг. 45 и 88).
Изоляция секций обмотки на выходах из пазов сердечника якоря усиливается U-образ-ными скобочками из гибкого миканита.
Обмотка якоря в пазах крепится у двигателей типов ДПЭ-400А и Б, ДПЭ-340 и ДПЭ-340А, ДК-ЗА, ДПИ-150, ДМП-151,
ДК-102В, Г и Д, ДК-Ю4А, В и Г бандажами, у двигателей типов НБ-406А и Б и ДК-ЮЗА и Г — клиньями.
Лобовые части обмоток у всех машин крепятся бандажами. Когда это возможно, бандажи выполняются однослойными. Часто, однако, приходится прибегать и к двуслойным бандажам. Примерами такого исполнения бандажей могут служить двигатели типов ДПЭ-400А и Б, НБ-406А и Б, ДК-ЗА (см. фиг. 11, 35).
Бандажи скрепляются скобочками из белой жести и пропаиваются чистым оловом, а в случае применения кремнеорганической изоляции (класс СВ) — свинцово-сурьмянистым припоем ПОСС-5-3.
В качестве бандажной проволоки (ОСТ 20021) применяется проволока из стали 65Г ГОСТ 1050—52 со следующими механическими свойствами:
Предел прочности...... 160 — 180 кг/мм‘
Предел текучести...... 130—160 >
Материал клиньев двигателей типов ДК-ЮЗА и Г—текстолит (ГОСТ 2910), для НБ-406А и Б —гетинакс (ГОСТ 2518—50) на машинах первого электровоза и текстолит на последующих.
Размеры бандажей и их конструкция на сердечнике якоря и на лобовых частях обмотки приведены на фиг. 11, 24, 35, 49, 61, 69, 74 и 88.
Диаметр бандажной проволоки для электровозных и моторвагонных двигателей — 2,0—2,5 мм, натяжение при бандажировке 190—210 иг (создающее в . бандажной проволоке напряжение 65—75 кг/мм2, т. е. двойной запас по отношению к пределу текучести •бандажной проволоки согласно ГОСТ 20021).
Под бандажами изоляция из электрокартона и гибкого миканита.
Бандажи на передних лобовых частях обмотки, расположенные у петушков коллектора, закрываются полотняным чехлом.
Щёткодержател и
Щёткодержатели железнодорожных тяговых двигателей состоят из кронштейна, крепящегося к остову двигателя на пальцах
через изоляционные детали, и корпуса щёткодержателя, несущего щётки.
Кронштейн щёткодержателя— стальная отливка с двумя цилиндрическими выточками, в которых размещаются пальцы с изоляцией.
Стенки выточек выкладываются лепестками слюды. Слой слюды должен быть совершенно равномерен по толщине и заложен в перекрышу. Дно закладывается слюдяными шайбами. В отверстия вводятся стальные направляющие полугильзы и после прогрева впрессовываются стальные пальцы под давлением 13—16 т.
После запрессовки торцы пальцев обрабатываются, пальцы высверливаются (по кондуктору) и в них нарезается резьба для болтов, крепящих кронштейн к остову двигателя. Болты эти изготовляются из качественной стали марки 45 ГОСТ 1050—52 с термообработкой для получения предела прочности материала не ниже 70 кг/мм2.
На выступающий конец пальца надевается миканитовая втулка, а поверх её на шеллаке — фарфоровый изолятор (фиг. 13, 40, 54, 65, 80 и 92).
Для защиты миканита и слюды, находящихся под изоляторами, от влаги торец миканитовых втулок заливается компаундной массой.
Корпус щёткодержателя от-ливается обычно из бронзы составом: меди— 87,7%, цинка—3,1%, олова—9,2%; иногда выполняется из латуни ЛК80-ЗЛ ГОСТ 1019—47, имеющей предел прочности не менее 25 кг/мм2 при относительном удлинении)>10% .
Отливка должна быть плотной, без раковин.
Корпус щёткодержателя должен быть лёгким, но вместе с тем жёстким и прочным. Отверстия окон под щётку в корпусе щёткодержателя делаются (по ширине) с допуском + 0,1 мм. Гнездо щёток должно точно фиксироваться относительно привалочной поверхности корпуса к кронштейну.
Число щёток в гнезде 2илиЗ (см. табл. 2).
Давление на щётку осуществляется нажимными пальцами при помощи плоских спиральных пружин, регулировка нажатия которых производится соответствующей их закруткой. Спиральные пружины щёткодержателей изготовляются обычно из стали У8А ГОСТ 1435—54 с термообработкой после навивки до твёрдости по Роквеллу 47—48. (Величины давлений на щетку для отдельных типов двигателей см. табл. 4.) Удельное давление щеток на коллектор для двигателей опорно-осевого исполнения должно быть порядка 0,45—0,55 кг/с.ч2, а для опорно-рамных двигателей—0,35 кг/см2.
Для регулировки давления имеются специальные храповички с защёлками (см., например, щёткодержатели двигателей типа ДПЭ-400А и Б, фиг. 13) или конец пружины заправляется в продольный прорез валика, который через шлицы, имеющиеся на его торцах, может при помощи отвёртки проворачиваться в отверстиях боковых стенок корпуса щёткодержателя и фиксироваться в нужном положении шплинтом, для чего в валике и в приливах боковых стенок корпуса имеются отверстия (см., например, щёткодержатель
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
18»
двигателя типа ДК-103Г— фиг. 54 и НБ-406А—фиг. 40). Чтобы пружина от нагрева током не отпускалась, она снабжается специальным токоведущим шунтом.
Корпус крепится к кронштейну одним болтом.
Приваленные поверхности кронштейна и корпуса щеткодержателей делаются рифлёными (зубчатыми). Отверстия для болта в корпусе щёткодержателя выполняются овальными, позволяющими менять расстояние от нижней кромки корпуса щёткодержателя до рабочей поверхности коллектора.
У щёткодео жителей двигателей типов НБ-406А и Б, ДПЭ-340 и ДПЭ-340А, ДПЭ-400А и Б, ДПИ-150 и ДПИ-152 обойма корпуса, где помещаются щётки, располагается на сравнительно большой консоли по отношению к месту крепления (см., например, фиг. 13).
У щёткодержателей двигателей типов ДК-ЮЗА и Г, ДМП-151, ДК-Ю2 и ДК-104 всех индексов конструкция корпуса щеткодержателя такова (см. фиг. 80), что место расположения щёток приближено к месту крепления щёткодержателя, что существенно снижает вибрации щёточного устройства.
Следует отметить рационализацию в конструкции корпуса щёткодержателя двигателя типа НБ-406А и Б, заключающуюся в существенном утолщении боковых его стенок в местах, сопрягающихся со спинкой, несущей привалочную к кронштейну поверхность. Это продиктовано опытом эксплуатации электровозных двигателей типа ДПЭ-340, так как в этих местах нередко появлялись трещины.
Щётки
В тяговых электродвигателях постоянного тока применяются угольно-графитовые щётки марок ЭГ-2, ЭГ-2А и ЭГ-14 (ГОСТ 2332— 43), основные технические данные которых приведены в табл. 5. Таблица 5
Основные технические данные угольно-графитовых щёток
Технические данные Размер- ность 1 Тип щётки
ЭГ-2 ЭГ-14
Удельное сопротивление ОМ<ММ* м 20-30 26-38
Твёрдость по Шору . . . Номинальная плотность 46—60 40-60
тока Максимальная окружная а/см3 10 10-11 ;
скорость м/сек 25 40
Удельное нажатие . . . Переходное падение напряжения на пару щёток при номинальном токе и скорости г]см* 200-250 200-400
1 5 м] сек Коэффициент трения при скорости 15 м/сек не в 2,7±0,6 2,5±0,5| 1
более Износ за 50 час. работы при скорости 15 м/сек и давлении 220 г/см* 0,20 0.25 ;
не более мм 0,1 0,15
Размеры щёток, давления на них, а равно зазоры при размещении их в обоймах щёткодержателей двигателей отдельных типов см. табл. 2 и 4.
Вентиляция тяговых двигателей
Все электровозные двигатели . имеют независимую параллельную вентиляцию.
Направление воздуха: от коллектора — к противоположной стороне. Исключение составляет двигатель типа GDTM-655, у которого направление воздуха обратное.
Количество охлаждающего воздуха в отдельных машинах приведено в табл. 2.
Все моторвагонные двигатели самовенти-лирующиеся с параллельным потоком воздуха от коллектора к противоположной стороне.
Исключением является двигатель типа ДК-ЮОА, вентиляция у которого последовательная.
Вентилятор в самовентилирующихся машинах располагается на стороне, противоположной коллектору.
У двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152, ДК-ЮЗА и Г, ДМП-150 и ДМП-151 венец вентилятора насаживается на задний обмот-кодержатсль. Посадка производится в нагретом состоянии с натягом, величины которого приведены в табл. 4, и последующей фиксацией болтами.
Материал вентиляторов — силумин или сталь.
У двигателей типов ДК-102 и ДК-104 всех модификаций вентиляторы литые, стальные, насаженные на вал прессовой посадкой с натягом 0,03—0,09 мм (см. фиг. 73 и 83).
У некоторых двигателей (например типа ДК-103Г) фиксация венца вентилятора болтами заменяется приваркой.
ОСОБЕННОСТИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТДЕЛЬНЫХ ТИПОВ
Почти все типы тяговых двигателей со временем в той или иной части модернизировались. При модернизации в обозначение типа двигателя вводилась та или иная буква (А, Б, В, Г, И и пр.).
Ниже приводится краткая характеристика модификаций отдельных типов двигателей, а также описание тех из них, применение которых ограничено, но в то же время они имеют те или иные интересные специфические особенности.
Двигатели типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А. Электрическая часть этих машин одинакова, разница только в месте расположения люка для подвода воздуха.
У двигателя ДПЭ-340 этот люк сбоку, со стороны поперечной балки тележки, у ДПЭ-340А — сверху (подвод воздуха через гибкий патрубок).
Двигатели типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б разнятся также только местом расположения отверстия, через которое подаётся в машину охлаждающий воздух. У двигателей типа ДПЭ-400А оно в боковой грани остова (как и у ДПЭ-340), а у ДПЭ-400Б—в верхней (как у двигателя типа ДПЭ-340А).
Двигатель типа НБ-406А и Б. Двигателями типа НБ-406А и Б оборудованы восьмиосные грузовые электровозы серии Н8, опытные экземпляры которых уже изготовлены и прошли первые испытания.
В настоящем справочнике приведены данные двигателя типа ИБ-406А в том виде, в каком он был выполнен для опытной партии электровозов.
190
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Характерным для этого наиболее мощного электровозного двигателя является следующее.
1. Петлевая обмотка якоря с уравнительными соединениями на стороне коллектора.
2. Обмотка якоря равносекционная с цельными головками, выполненная из шинной меди, разделённой по высоте на две части.
3. Крепление обмотки в пазах якоря выполнено клиньями из гетинакса на двигателях первого электровоза и из текстолита на последующих.
4. На этой машине впервые применена такая конструкция коробки коллектора, при которой задний нажимной конус её совмещён в единой детали с передним обмоткодер-жателем якоря (см. фиг. 26 и 35).
5. Посадка втулки якоря на вал бес-шпоночная.
6. Применена оправдавшая себя конструкция подшипниковых узлов якоря, при которой один роликовый подшипник радиальный (на стороне, противоположной коллектору), а другой радиально-упорный с двухбортовым наружным кольцом и внутренним однобортовым, с запорной шайбой (на стороне коллектора).
7. Якорные подшипниковые камеры выполнены со съёмными как наружными крышками, так и с внутренними элементами, несущими в себе уплотняющие устройства {см. фиг. 26).
8. Бронзовые угольники дополнительных полюсов, образующие опорные полочки, имеют на стенках, стыкующихся с боковыми поверхностями сердечника полюса, выступы, входящие в соответствующие пазы сердечника, что разгружает заклёпки, стягивающие угольники от срезывающих усилий.
9. Так как при испытании первых двигателей катушки дополнительных полюсов оказались недостаточно использованными в тепловом отношении, у последующих машин сечение меди этих катушек уменьшено с 4,4x3,2 на 4,4x2,8 мм.
10. У двигателей этого типа конструкция моторно-осевых подшипников обеспечивает возможность вывода зубчатой передачи из зацепления (см. фиг. 26). Для этого болты, крепящие шапку моторно-осевого подшипника, сделаны удлинёнными. Вкладыш со стороны, обращённой к остову, снабжается специальными ушками с нарезанными отверстиями, в которые ввёртываются болты, притягивающие вкладыши подшипника к шапке.
Для выведения зубчатых колёс из зацепления болты, крепящие шапку к остову, отвёртываются, шапки вместе с вкладышами оттягиваются от остова при помощи специальных отжимных болтов, для которых в шапках имеются специальные резьбовые отверстия. В зазор, образовавшийся между привалоч-ными отверстиями шапки и остова, устанавливаются дистанционные прокладки размером, обеспечивающим полное разобщение зубчатых колёс, после чего основные болты, крепящие шапки, вновь затягиваются.
11. Двигатели этого типа при выпуске с завода снабжаются снегозащитными кожухами, устанавливаемыми на торцовых частях
двигателей со стороны выхода из машины охлаждающего воздуха. Вид такого снегозащитного кожуха приведён на фиг. 29.
12. В данном двигателе существенно улучшены его электромеханические характеристики. Машина позволяет реализовать в области больших скоростей значительно большие, чем обычно, тяговые усилия.
Это достигнуто тем, что отдельные элементы магнитной системы машины насыщены несколько менее обычного (например индукция в зубцах якоря при часовом режиме Вг{ = 22 800 гс).
з
Существенное улучшение характеристик обусловлено и несколько большим, чем у двигателей предыдущих типов, воздушным зазором машины.
Но не только этим объясняется указанное улучшение.
Очень большое значение имеет и то, что у двигателя ослабление поля доведено до 36%, в то время как у двигателей типов ДПЭ-340, ДПЭ-400 и ДК-ЗА эта величина достигала лишь 50%.
13. Двигатель типа НБ-406Б отличается от НБ-406А только некоторым изменением подшипниковых узлов, вызванным тем, что зубчатая передача у этих машин косозубая. Во всём остальном они совершенно идентичны.
Двигатель типа GDTM-655 применён иа электровозах Серии Си.
Основные параметры и конструктивные данные этой машины приведены в табл. 1н 2, а продольный разрез её—на фиг. 41.
Особенностями этого двигателя являются: а) использование петлевой обмотки с уравнителями на стороне, противоположной коллектору;
б) обратный ход вентилирующего воздуха (не от коллектора к противоположной стороне машины, а в обратном направлении);
в) независимое крепление катушек главных полюсов (см. фиг. 42). Катушки крепятся при помощи специальных скоб непосредственно к остову двигателя, независимо от сердечника полюса;
г) несимметричность секций якорной обмотки (см. фиг. 43), что позволяет иметь щётки, расположенные не. по горизонтали и вертикали, а несколько смещёнными, благодаря чему к ним более лёгок доступ через смотровые люки двигателя.
Двигатель типа ДК-ЗА имеет по сравнению с остальными машинами следующие особенности:
1) при длине сердечника якоря /,,=400,4.1! в нём полностью использован габарит в осе-I ом направлении машины;
2) обмотка якоря петлевая с уравнительными соединениями, расположенными на стороне, противоположной коллектору;
3) головки секций закрыты не стальной шайбой, а чехлами;
4) подшипники роликовые, причём один чисто радиальный, а второй — радиальноупорный, с двухбортовым наружным кольцом. Оригинальна конструкция упорной гайки внутреннего кольца, навёртывающейся на специальную втулку, напрессованную на вал (см. фиг. 45)-
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
191
Машинами этого типа оборудован один электровоз серии СК? .
Основные параметры и конструктивные дачные этого двигателя приведены'в табл. 1 и 2, а общий вид—на фиг. 45.
Двигатель типа ДСЭ-680/2 пассажирского электровоза серии ПБ-21-01, выпущенный в 1934 г.
Общий вид двигателя приведён на фиг. 44. Двигатель этот сдвоенный. Каждая из машин его повторяет в электрической части двигатель типа ДПЭ-340.
Кроме того, особенностью двигателя этого типа является установка его на раме электровоза и передача с полой осью.
Остов машины ДСЭ-680/2 состоит из двух отливок, соединённых болтами на продольных шпонках. По бокам остова, в нижней его части, имеются по две лапы, которыми он опирается на перекладины, крепящиеся на выступающих поперечных кронштейнах литых балок рамы электровоза.
« Главные полюса, расположенные около внутренних, соединённых болтами, стенок, крепятся к остову болтами, головки которых расположены со стороны якоря. Головки болтов утоплены в тело сердечников полюсов.
Подшипниковые щиты имеют несколько иную, сравнительно с двигателями ДПЭ-340 и ДПЭ-340А, конструкцию в связи с иной системой привода.
В остальном двигатель типа ДСЭ-680/2 идентичен с ДПЭ-340 и ДПЭ-340А.
Двигатель типа ДК-1А имеет одинаковые габариты и большинство общих деталей с двигателями типа ДПЭ-340 и ДПЭ-340А.
Основная его особенность — рабочее напряжение на коллекторе Uд = 750 в при напряжении в сети Uс = 1 500 в. Часовая мощность !\ = 320 кет, Iч = 475 а и пч = 645 об/мин. Вес 4230 кг.
Конструктивная особенность его заключается в том, что обмотка якоря смешанного типа (лягушачья). Распространения этот двигатель не получил в связи с созданием электровоза на два напряжения.
Двигатель типа ДК-5А является модификацией двигателя ДПЭ-340А.
Принципиальное отличие его состоит н том, что обмотка якоря выполнена из нераз-рсзпых секций и без транспозиции. Задняя шайба якоря без съёмного фланца, опрессованная формовочным миканитом. Отказ от транспозиции снизил мощность на 20 кет и машина имеет данные:
= 320 кет, /,( = 232 а, пч = 620 об/мин, /\х, = 280 кет, I= 206 а, пх = 655 об/мин. Обмотка якоря выполнена в два параллельных проводника 2(1,45x8) мм.
.Механическая часть в основном такая же, как и у двигателя типа ДПЭ-340А.
Двигатели этого типа, как опытные, были чстаповлены па электровозе ВЛ19-129.
Двигатели типов ДК-103А, ДК-103В и ДК-103Г. Двигатель типа ДК-103В отличается от ДК-ЮЗА только тем, что у пего диаметр коллектора увеличен с 380 до -100 мм.
Двигатель типа ДК-ЮЗГ модернизирован по сравнению с ДК-ЮЗА наиболее ущественно.
Эти модернизационные мероприятия свелись к следующему.
1. Коробка коллектора изменена так, что зажимной конус коллектора расположен с открытой части коллектора, а не со стороны сердечника якоря, как это имеет место у двигателя типа ДК-ЮЗА.
2. Существенно уплотнена обмотка якоря в пазовой части и на переднем обмоткодержа-теле. Это достигнуто следующим образом:
а) под передние лобовые части обмотки закладывается не листовой миканит, а формованные конусные полукольца (см. фиг. 49);
б) поверхность этой изоляции выравнивается с дном пазов якоря;
в) между слоями передней лобовой части обмотки закладывается также прессованная изоляция в виде прессованных полуцилиндров;
г) дно шлица в коллекторных пластинах ниже нижней кромки меди обмотки на 1 мм;
д) изоляция передних лобовых частей обмотки усилена lVa слоями (миканит толщиной 0,13 мм);
е) кроме того, верхний слой секций получает дополнительную обмотку одного слоя тафтяиой ленты;
ж) зазоры между секциями, в месте подхода к петушкам коллектора, заполняются кремнеорганической замазкой;
з) к средней прокладке между секциями в пазу добавлен миканит толщиной 1 мм;
и) уплотняющая прокладка под клином заменена с электрокартонной на текстолитовую толщиной 0,5 мм и миканитовую толщиной 0,5 мм;
к) введена опрессовка секции.
3. Введена вакуумно-нагнетательная пропитка якоря.
4. Щёткодержатель изменён следующим образом:
а) материал корпуса — бронза заменена на латунь;
б) корпус усилен;
в) пружинам придана фиксирующая обойма .
5. Болтовое крепление вентилятора к заднему обмоткодержателю заменено приваркой.
Двигатели типов ДПИ-150 и ДПИ-152. Электрическая часть этих машин одна и та же.
Разница в конфигурации остова и конструкции шапок моторно-осевых подшипников.
Остов двигателя типа ДПИ-152 в отличие от двигателя типа ДПИ-150 имеет на стороне привода прямоугольное сечение и большие размеры верхнего коллекторного люка (245х Х345 мм вместо 180x330 мм).
Кроме того, усилена нижняя часть остова у горловин под моторно-осевые подшипники, где у двигателя типа ДПИ-150 наблюдалось появление трещин.
Моторно-осевые подшипники двигателей ДПИ-150 с фитильной смазкой, а у двигателей ДПИ-152—с постоянным уровнем смазки.
Двигателей последнего типа выпущено весьма ограниченное количество.
Двигатели типа ДК-Ю2 А, Б, В, Г и Д. Первоначалг.но эта машина была спроектирована с волновой обмоткой (ДК-Ю2А и Б, не вошедшие в употребление).
192
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
После заводских стендовых испытаний перешли к конструкции со смешанной обмоткой (лягушачьей) —типы ДК-102В и ДК-102Г.
Разница между этими типами двигателей в размерах сечения меди катушек главных полюсов (см. табл. 2).
В связи с частыми обрывами шинок якорной обмотки двигатели названных типов постепенно переделываются с заменой обмотки смешанного типа на петлевую обмотку (без уравнительных соединений).
Двигатели ДК-102В и Г могут считаться промежуточными типами. Количество этих двигателей в эксплуатации сравнительно невелико.
Серийной машиной является двигатель ДК-102Д. Основное его отличие от машин предыдущих типов — петлевая обмотка якоря с уравнительными соединениями.
Кроме того, у него несколько увеличены размеры пазов якоря, развита посадочная поверхность вентилятора, изменена конструкция замков крышек. Характеристики этого двигателя приведены на фиг. 81.
Двигатели типов ДК-Ю4А, Б и Г. Электрическая часть двигателей типа ДК-104
всех модификаций совершенно одинакова;, разница только в механической части.
Двигатель ДК-104А отличается тем, что: а) подшипник со стороны, противоположной коллектору, двухрядный шариковый;.
б) подвеска двигателя осуществляется креплением его к балочкам, опёртым на тележку, при помощи лап с горизонтальными опорными поверхностями (см. фиг. 84).
Двигатель ДК-104Б отличается от предыдущего типа тем, что подвешивается консольно на поперечную балку тележки (см. поперечный разрез этой машины на фиг. 85).
Двигатель ДК-104Г отличается от предыдущих следующим:
а) подшипник на стороне коллектора заменён с двухрядного шарикового на однорядный роликовый типа 32613Ж;
б) подвешивание, как и двигателя ДК-104Б, консольное, на поперечной балке тележки, но с изменённым расположением опорных кронштейнов (см. фиг. 83), что упрощает обработку последних;
в) увеличены размеры коллекторных люков.
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, ДПЭ-340 и ДПЭ-340А
Фиг, I. Габаритные размеры двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-400А и расположение их на оси колёсных пар
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
фиг. 2. Продольный и поперечный разрезы тягового двигателя типа ДПЭ-400Л: / — остов; 2 — главные полюсы; 3 —добавочные полюсы; 4 —якорь; 5 — щёткодержатели; 6 — подшипниковые щиты
СО СО
194
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 3. Кривые нагревания и охлаждения двигателей типов ДПЭ-400А ИДПЭ-400Б (для обмотки якоря по методу сопротивления) при полном i поле — 1 500 в и V = 78 м3/мин охлаждающего воздуха
Фиг. 4 Кривые нагревания и охлаждения двигателей типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б (для катушек главных полюсов по методу сопротивления) при полном поле U$ = 1 500 в, V = 78 м5]мин охлаждающего воздуха
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
195
Фиг. 5. Электромеханические характеристики тягового двигателя типа ДПЭ-4 00А иа ободе колеса электровоза серии БЛ22М При DeK =1 200 мм, == = 1 5 0 0 в и р. = 4,4 5
Фиг. б. Тепловые параметры двигателей типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б (для обмотки якоря) при полном поле U$ = 1 500 в, V = 78 м*[мин охлаждающего воздуха
Фиг. 7/Тепловые параметры двигателей типов , 1,11Э-4 00А и ДНЭ-400Б (для катушек главных полюсов) при полном поле 1/^ =- 1 500 в, 1’ = 78 л:’(мин охлаждающего воздуха
Фиг. 8. Нагрузочные характеристики тяговых электродвигателей типов ДПЭ-4 00А и Д11Э-40()Б
196
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
аыВоЗы с лроти/юшожной стороны коллектора
Фиг. 1 0. Схема соединения обмоток тяговых электродвигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б, ДПЭ-340 и ДПЭ-34 0А
Фиг. 11. Обмотка якоря тягового двигателя типа ДПЭ-400А (Спецификацию см. на следующей странице)
Спецификация к фиг. 11
S о § С zf Наименование Материал Размеры в мм S : « s 1 ,9 s । С Наименование Материал Размеры в мм
1 Секция якоря — 23 Заполнение Бечёвка 02x40 м
2 Прокладка Миканит ПМ2 0,5x16,5x333 24 Изоляция нажимной шайбы Миканит ГФ2 0,5x175x1 620
3 U-образиая скобочка » ГФ2 0,5 хЗО х 135 25 Изоляционный цилиндр — —
4 То же Электрокартон пропитанный 0,5x30x135 26 Выравнивающая изоляция Миканит ГФ2 0,5x140x850
5 Изоляция нажимной шайбы Мнканит ГФ2 0,5x95x800 ; 27 > » » ГФ2 0,5x90x850
6 Крепёжная лента Лента тафтяная, пропитанная лаком 447 0,2x20x125 ; 2S Заполнение Паста № 8602 —
7 Изоляционный цилиндр — 29 Изоляция между секциями Миканит ГФ2 0,5x120 x 600
8 Выравнивающая изоляция Миканит ГФ 2 0,5x20x900 30 То же То же 0,5x100x600
9 Чехол Полотно суровое 0,1x150x2 100 31 » > 0,5x90x600
10 Изоляция лобовой части Миканит ГФ2 0.5x100x5.0 32 Изоляция лобовой части в 0,5x145x65
11 То же То же 0,5x95x520 33 » » в в 0,5x150x65
12 > » 0,5 х 155x245 34 » в » в 0,5x225x65
13 > » 0,5x150x245 35 » в » » 0,5x190 х245
14 Изоляция под бандаж лобовой части Электрокартон пропитанный 0,5x150x245 36 Чехол Полотно суровое пропитанное 0,4х .90x2 100
15 Прокладка изоляционная Слюда-флогопит 0,1 х25 х 125 37 Изоляция под бандаж Электрокартон пропитанный 0,5x190x245
16 Баидаж на коллектор Проволока бандажная 01x40 м 38 Изоляционный фланец — —
17 Изоляция вокруг бандажа Миканит ГМ2 0,25x50x65 39 Бандаж Проволока бандажная 02x450 м
18 Чехол на баидаж Полотно суровое 0,4x70x2 100 40 Изоляция под бандаж Электрокартон пропитанный 0.5 x 25 x 670
19 Изоляция баидажа Миканит ГМ2 0 25 х 65 х 60 41 Изоляция концов секций Миканит ГФ2 0,3x25x50
20 Изоляция между секциями в ГФ 2 0,5x85x600 42 Клин в петушке Медь шинная, лужёная 1,58x3,82x25
21 То же То же 0,5 х 95 х 600 4з Уплотнение Белила цинковые —
22 > 0,5x115x600 44 Скобы под бандаж Жесть белая 0,25x15
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
199
6
3( 1слой вполуперекрышу) ‘/(В слоев Злолупере крышу) 5( 1 слой встык)
Сторону противоположная коллектору
3 So бандаяшровпи
3,5 после ВанЗажировки
5( 1 слои. Встык)
1.
3
3(1 слоя Вполуперекрышу)-У (4 слоя вполуперекрышу) 3 (1 слой вполуперекрышу)
4 (5 слоеВ Вполуперекрышу)
5 (S слоев вполуперекрышу)
_____ 775 по фбО1
^фб°'..„Тэ5
Р1МГ
к Припуск на обработку
Сторож коллектора • 5(,стй 1сть,к)
Фиг. 12. Кагушка обмотки якоря тягового двигателя типа ДПЭ-4 0ОА и Б
Ы5
по Фот
723,5_ по Фзт
-tops—
по Ф5Ч7 Т fed
8
Позиции Наименование Ма юриал Размеры
1 Полушина нижняя Медь полосовая мягкая Штамповать из полосы
0,8x57
2 > верхняя » > » То же
3 Изоляция двух полушин секции Миканитовая лента 4502 0,075x20x4,5 м
4 » пакета секции То же 4504 0,13x20x43 м
5 Наружная изоляция секции Асбестовая лента 1404 0, х25х5,2 м
6 Прокладка в секции Миканит ПМ-2 0,5x13x320
7 Изоляция концов секции Шёлко-слюдяная лента 4505 0,15x20x9,3 м
8 Прокладка между концами Слюда-флогопит 4 104 0,1x22x50
9 » в углах секций То же 4104 0,03x22x30
10 Пояс на конец верхней секции Асбестовая лента 1303 0,4x10x56
200
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
5/tu,!
181+0,2—
---1
Фиг. 13. Общий вид щёткодержателя двигателей типов ДПЭ-400А и ДПЭ-400Б: /—кронштейн щёткодержателя; 2 —корпус щёткодержателя; 3 — пружина нажимная; 4 — щётка; 5 —палец нажимной; 6 — планка нажимная; 7 —пальцы кронштейна; 8— храповое колесо с собачкой; 9 — болт н шайба крепления корпуса щёткодержателя
/ OoSepiHOctnu покрыть серой змалью \_________________________!
Фиг. 14. Катушки добавочных полюсов тяговых двигателей типов ДИЭ-340» ДПЭ-400А, ДПЭ-340А и ДПЭ-400Б
(Спецификацию см. на следующей странице)
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
201
Спецификация к фиг. 14
Позиции Наименование Материал Размеры Позиции | Наименование Материал Размеры
/ Катушка ’[№ 1] Медь шинная 3,05x35 8 Изоляция меж- Асбест 1305 0,3x140x490
9 9 Кабель соединительный и патрон Прокладка вы- Миканит ГМЗ 0,5x140x490 9 10 ду витками Заполнитель Прокладка под Замазка № 2
/ равнивающая Изоляция Асбестовая лен- 0,4x25x25 м 11 выводную скобу Прокладка Миканит ГМ2 0,25x40x490
6 » » » та 13 03 Миканитовая лента 4510 Киперная лента 3208 То же Толщиной 0,13 0,4х35х 15 м 0,4x35x30 м 12 13 14 Прокладка под выводную скобу Прокладка выравнивающая Изоляция предпоследнего витка То же » Миканитовая лента 4510 0,25x110x75 0,3x140x490 Толщиной 0,13
Разрез пи Л 0 О'fl Сторона якоря
0 0 Петей затяжкой 9 0
уд катушка
--^=~~'
VZ... _____
После затяжка нагретой j \ катушки д ucmuSe
Фиг. 15. Катушка главных полюсов тяговых двигателей типов ДПЭ-340, ДПЭ-400А, ДПЭ-340А л ДИЭ-41ФВ
Загибка провоза.
~ Наименование Ма териал Размеры Позиции j 11аимснование Материал Размеры
1 Г । Катушка № 4 2 Изоляция в месте перехода <? Заклёпка 3x10 1 Скоба для крепления конца 5 Кабель соединительный 6 Патрон 7 Изоляция предпоследнего витка под патрон 8 Прокладка между 1 слоями 1 Медь шинная Миканит ГФ2 Медь мягкая Миканит ГМ2 2,63x35 0,3x75x130 03x16 0,25 х 36,5 х100 9 10 11 12 13 14 15 Прокладка между витка ми Изоляция предпоследнего витка Заполнитель Изоляция » » Асбест пропитанный 1401 Миканитовая лента 4510 Замазка № 2 Асбестовая лента 1303 Миканитовая лента 4510 Киперная лента 3208 То же 0,3х36,5х10о м 0,13x30x9,5 м 0,4x25x25 м Толщиной 0,13 0,4x35x18 м 0,4x35x36 м
202
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
203
V пм!ча.с
Фиг. 18. .Электромеханические характеристики 1 ягового двигателя типа ДПЭ-340А на оболе колеса электровоза серии ВЛ22 при = — 1 500 в, DeK= 1 200 мм, = 3,74
; Фиг. 17. Электромеханические характеристики
I тягового двигателя типа ДПЭ-340А на ободе колеса j электровоза серии ВЛ19 при 500 в, DeK =
; ^Ц220 мм, р = 3,74
Фиг. 19. Нагрузочные характеристики тяговых двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А
Фиг. 20. Тепловые параметры тяговых двигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А (для обмотки якоря) при полном поле U& =1 500 в, Г = 78 м*1мин охлаждающего воздуха
204
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Фиг. 2!. Кривые нагревания и охлаждения тяговых двигателей 'типов ДПЭ-340 н ДПЭ-340А (для обмотки якоря) при полном поле U = 1 500 в, V = 78 м3/минохлаждающего воздуха
Фиг. 22. Электромеханические характеристики тягового двигателя типа ДПЭ-340 на ободе колёс электровозов серий Сс-11, ВЛ22 при U — 1 500 в, DeK = 1 200 мм, j. = 4,45
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
205
Фиг. 24. Обмотка якоря тяговых электродвигателей типов ДПЭ-340 и ДПЭ-340А
О Наименование Материал : Размеры ! I Позиции I ! Наименование Материал Размеры
1 2 Секция якоря Изоляционный фланец Миканит 11 19 20 Изоляция лобовой части То же Миканит гибкий » > 0,5 х 65x230 0,5x 155x245
3 ! ! 4 Изоляционный цилиндр, сторона, противоположная коллектору Изоляционный цилиндр, сторона коллектора Крепёжная лента » » Лента тафтяная 0,2x20x430 21 2 2 23 24 26 » »> » » Изоляция под бандаж Бандаж » » » » Электрокартон Проволока бандажная 0,5x155x245 0,5х 120x245 0,5x90x245 0,5x79x245 0,5x 120x245 0 2 х 320 м
Выравнивающая изоляция То же Микаинт’гнбкпй » > 0,5x50x900 0,5x20x900 28 Скоба под бандаж Изоляция бан- Жесть белая Миканит гибкий 0,5x15 0,25 х 65 х50
8 9 ,» Заполнение Изоляция между рядами секций То же Бечёвка Мика в нт гибкий » 0 2 х 40 м 0,5x120x500 0,5x100x600 29 30 дажа Чехол под бан-Дэж Изоляция под бандаж Полотно суровое Электрокартон 0,4x70x2 000 0,5x25x670
Ч 12 > » » » » 0,5x90x600 0,5x85x600 31 Бандаж на миканитовой манжете Лента тафтяная 0,2x20x16 м
13 14 15 » U-образная скобочка » » » » Электрокартон и миканит гибкий 0,5x95x600 0,5x115x600 0,5x32x140 82 33 34 Клин в-петушке» То же Прокладка Медь мягкая полосовая То же Миканит гибкий 1,4x2x32 1,4x4,5x32 0,3 х 25 х 50
16 17 Прокладка » Миканит кладочный То же Про- 0,5x14,5x340 0,8x14,5x340 35 36 Заволнение Чехол задней лобовой части Замазка Полотно 0,4x300x2 200
18 Изоляция лобовой части Миканит гибкий 0,5x65x150 37 Белила цинковые — —
206
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 25. Катушка обмотки якоря тяговых двигателей типов ДПЭ-340 1НДПЭ-340А
| Позиции.
Наименование
Материал
Размеры
i
Размеры
1 Полушпкы вне ниж- Медь 0,58x21,6x920 8 Прокладка в углах загиба секций Слюда флого- пит. 4 101 0,01x22x2)
9 Полуптны верх- » 0,58x21,6x960 9 Изоляция на Асбестовая лен- 0,4 х 10x56
3 5 6 7 ние Изоляция шип » секции » » Изоляция КОН- ЦОВ секции Прокладка между концами Миканитовая лента 4509 То же Асбестовая лента 1404 Шёлко-слюдяная лента 4505 Слюда-флогопит 4101 0,1x20x43 м 0,13 х 20 х 41 м 0,4x20x5,3 м 0,15 х20 х6,2 м 0, 4x22x5 10 11 12 концы нижней секции Прокладка под бандаж Соединительные скобы Пластина серебряного припоя для нижней секции та 1303 Миканит ПМ-2 0,5x13x320
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ТИПА НБ-406А
Фиг. 26. Продольный и поперечный разрезы двигателя типа НБ-406Л
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Старина коллектора
А-набило обмотки
Е-колеи обмотки
Фиг. 27. Схема соединения обмоток тягового двигателя типа НБ-406А
208
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 28. Габаритные размеры
двигателя типа НБ-406А
Фиг. 29. Снегозащитный кожух двигателя типа НБ-406 А
Фиг. з0. Электромеханические характеристики двигателя типа
НБ-406А. на ободе колеса электровоза Н8-001 при DgK =
= 1 2Э0 мм, = 1 500 в, = 3,905
Фиг. 32. АэрсДинамическая‘'характеристика тягового двигателя НБ-406А: 2—при наличии кожуха зубчатой передачи и снегозащитного кожуха; 2—без снегозащитного кожуха
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Фиг. 33. Кривые нагревания и охлаждения тягового двигателя типа НБ-406А (для обмотки якоря) (7=1 500 в; V = 95 m3Jmuh охлаждающего возду.ха
Фиг. 34. Тепловые параметры
II IS- 10GA (для обмотки якоря) = 95 М^:лии1
двигателей типа г 1 500 в', V--
2
312слоя)
9
77
18
: S"T~
19
i 36 9\39 33 '32 30\ 29(2 слоя) х27: 26
95(2 слоя)
23
пзлупсренрыилу
8 (i слой вполуперекрышу Б
44 (2слоя)\ 93(3слоя) ।
92 (зелоя) 1(яовитков;' 35(5слоёв) 31 (зслоя)
Схема соединения оСмотки яноря (вид со стороны ноллектова) 1й паз
~53-1т^
8512
8 упвитнов) 1Ц2СЛОЯ) ’ЦЭвитков) 7 ^витнов) 9 7{<3витков) 9(:3витнов) 9 7Набатное) 7(3виттв)
71)0витков) Si 7 )./витков) ' J V 7 (,-5витков) 10(2слоя) \\ 7.(вовитков)),_____________
^^(гслоя) 15(вслоя)3т \ WzSIlcnoul \ 'в.)О(гслоя)_________________
.-/рЗ{?. слоя) /4 (г слоярёр. \ Л1 '
5 (1слой)
9(1слой)
7121.5------•
:лй_г нй--
8011,5
со 12 елся)
21 29(зслоя) 22 (2 ело
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
2-й паз
3 1 я05
258
29 И паз
Разрез по ля 37~^=с 38-^'
.ЯИМ
75
9iK.
39-
Sgl
Фиг. 35. Обмотка икося двигателя типа НБ-406Л (Спецификацию см. на следующей странице)
Пози-
Наименование Материал
1 Клин Провод обмоточный ГОСТ 434—4 1
2 » То же
3 Прокладка Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120-52
4 » То же
5 »
6 Чехол Полотно суровое ОСТ 30230—40*, арт. 3 51
7 Проволока бандажная ОСТ 20021-38
8 Прокладка Миканит гибкий ГФ2-0.25 ГОСТ 6120-52
9 Скоба Жесть белая № 27 марки Л1 кл. ГОСТ 5343—50
10 Прокладка Миканит гибкий ГФ2 0,5 ГОСТ 6120-52
11 » То же
12 Электрокартон ЭВ-0,5 ГОСТ 2824—45
13 » . Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120-52
14 Электрокартон ЭВ-0,5 ГОСТ 2824—45
15 » Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6 120—52
16 » То же
17 Чехол Полотно суровое 0,4 ОСТ 30230—40, арт. 351
тгт •* >,
и-ill V р А.р j чиМЫ Н льнинеиькивый шнур ГОСТ 5107 — 49
19 Прокладка Миканит гибкий ГФ2-0,5 ГОСТ 6120—5 2
20 » То же
Спецификация к фиг. 35
Размеры Позиции Наименование Материал
Длина 25 мм 1,08x4,4 21 Изоляция Лента киперная ГОСТ 4514-48
Длина 25 мм 1,08x8,6 85x485 22 23 24 Прокладка » » Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120—52 То же »
65x485 55x520 25 26 Изоляция секции обмотки якоря Изоляция
0,4x75x2 150 27 28 » —
0 2 0,25x50x50 29 30 Прокладка Изоляция Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120—52
Ширина 15 мм 21 Прокладка Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120—52
65 х 520 0,5 х 75 х 520 0,5x120x260 0,5x120x260 32 33 34 35 36 Изоляция » Прокладка Уравнитель Стсклолента ГОСТ 5937—51 Миканит гибкий ГФ2-0.5 ГОСТ 6120-52
0,5x195x225 0,5x 185 x 225 0,5x75x 485 0,4x180x2 100 0 2,0, длина 160 м 37 38 39 40 41 42 Клин Прокладка » Электрокартон ЭВ-0,5 ГОСТ 2824—4 5 Миканит прокладочный ПФ2-0.5 ГОСТ 6121—52 Электрокартон ЭВ-0,5 ГОСТ 2824—45 Миканит гибкий ГФ2-0,5 ГОСТ 6120-52 То же
0,5х65х22> 43 44 » » » »
0,5x30x500 45 »
Раз меры
0,45x20x150 м
0,5x95x4=5
0,5х 135x485 0,5 x100x445
0,5x125x485
0,5x45x445
0,1 х 25x200 м
0,5x70x420
0,5 к 14x430
0,5x14x430
0,5х ЗОх 150
0,5x30x150
0,5x20x445
0,5x30x400 0,9х90х-'45 0,5x65x450
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
213
Фиг. 36. Катушка обмотки якоря
двигателя тина НБ-406А
ции
Наименование Материал 1 Размеры | ии'шиоц Наименование 1 Материал Размеры
Шина обмотки Медь обмоточная прямоугольная голая МГМ ГОСТ 434-41 l,O8x8,(ix х2,075 м 5 11 рокладка । - 1 Слюда флогопит. № 6 1/2 i 11 гр. I сорт. ТОСТ 3 0 28—4 5 0,03x18x30
И 'ОЛЯЦИЯ Микалента ТУ НЭВЗ 2701 Микалента ЛФ -Ч I ОСТ 4268—48 Стеклолента ГОСТ 5937—51 0,075 х 2и х •)'> 0,1 х2Их50 м 0,1 х 25х 12,5 л/' 6 8 11 юлядия 11рокл 1дка 1 Микалента шёл- , ко-слюдяная (Л'Н-51)3.200-ТУ 0,1 х10х23 м
Матер на л
Размеры
Медь проводнн-il,(14x4,4x960 , ковая ирямо-1 \сольного сечс-
; ния МГМ ГОСТ
I 434—53
Микалента ТУ
НЭВЗ 27.01
Стеклолепта ।
ГОСТ 5937--'5 1!
0,075х 15x5 я
0,1x25x1,3 м
Гиг. 37. Уравнительное соединение обмотки якоря двигателя типа НБ-406Л
214
ОЛЕКТРОПОДВИ/КПОП СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Позиции
6
7
<$!
3
4
Наименование Размеры Материа л Я 1 Ма гериал
я Г5 О С Наименование Размеры
Провод обмотки । Прокладка 4,1x32 длиной So м (’,ЗхЗЗуК5 я Медь обмоточная прямоугольная голая МГМ ГОСТ 434- 53 Бумага асбестовая ТУ 1218—51 М X11 9 1U 11 Изоляция Прокладка » 0,15x30x90 м 0,Зх93х260 лг Лента' кипер-ная ГОСТ 1514 — 18 Бумага асбестовая ТУ 1218- 51 МХИ
1 i Патрон ' Кабель — 12 Изоляция 0,4x25x35 я Лента асбестовая ТУ МХП 1 47-Н
Прокладка 0,25х33,5 х Нм» я Миканит гибкий ГФЗ ГОСТ 6120-52 13 Прокладка 0,3x67x1365 Бумага асбестовая ТУ 1218—5 1 МХП
Замазка изоляционная Изоляция 0,13x30x38,5 ЛГ| j ТУ НЭВЗ 2400 Миканит ЛФ-Ч1 ГОСТ 4268-48 14 15 16 "1 Жакетик Кабель Заклёпка 1 1 01, длина 11 Проволока медная голая ГОСТ 431—51
ТЯГОВЫЕ ДВШ ЛТЕЛП
Фиг. 31 К ат у hi ) а добавочного ihukh а л я i о fa то двпмгеая липа IIБ -l ОН Л
1 Е. ;
Наименование Размеры Мал ер нал = Намепоианпе Размеры Материал
-
! Патрон — МП 1 (рокладка , —
'> Скоба — i
9 Пластина — |1/ 2 ! 0,5x31 х45О 1 i г й I Бумага асбестовая ТУ 1218—5'
7 Заклёпка 0 3, длина 11 Проволока мед 'i М X 11
: пая голая ГОСТ 01—53 '4 Изол, яцп я ! —
1 Прокладка 0,3 х 131Ч(> Миканит ГФ- 21!/-/! Шипа медная 1,4x28x2,0 ,Я j Шина медная
ГОСТ 6120 -52 !' ' м гм , I ОСТ 434—53
b » 0,5 х 13! х 5 16 То Ж1 i 1 р Изол яцпя : 1 х 1 75 х I/O 1 1 Миканит ГФ-21 ГОСТ 6120—52
J » 0,5x131 <515 Бумага а сбег Дан () лнптел ь __ । Замазка «А»
товая '1 У 1218- 5 ГГУ 11ЭВЗ 2400
! М .X11 X' 4\а кет и к । 1
8 Изоляция 0,15хЗих61 м Пента и и керна ГОС Г 431 1—18 11зо л япия ! 0,5 л 25.x 8 м I Пепла смоляная ПИВ ТУЭ —
9 >> 0,13x30x230 я Микалги 1 а 1 '250-11 11 КЭП
i .'1Ф- 41 I ОС1 421)8—48 11 9, Кабель -- ।
It) » 0,4x25x21 м Лепта аебесто пая ТУ 147 И Н К .X 11 м - —
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
70‘0А
Фиг. 40. Щёткодержатели двигателя типа НБ-406А и их установка:
1 — кронштейн щёткодержателя; 2 — болт оцинкованный; 3 — шайба предохранительная. 4 кронштейн щёткодержателя; 5 — болг специальный; 6 — шайба пружинная; 7 шайба-, специальная, 6'—корпус щёткодержателя; Р—щётка угольная; 10— палец щеткодержателя, 11 щоляюр
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ GDTM-655; ДСЭ-680/2, ДК-ЗА
Фиг. 4 1 Продольный разрез тягового двигателя типа GDI'M-655
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Фиг. 42. Катушки полюсов тягового двигателя ина GDTM-G55
Фиг. 43. Кагушка об>отки якоря ииивчо двиннслк пша GIHM-Goo
I 00
Фиг. 44. Продольный и поперечный разрезы двигателя типа ДСЭ-680/2
->ЛЕКТРОПОДВИЖПОГ1 СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
613
Фиг. 45. Продольный и гюисрс-чный разрезы двигателя niria Д1<-^
- Otiti —
Hi/'a.i.v.iiifi'n' яняолкл.
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ’ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ ДК-ЮЗА и ДК-ЮЗГ
Фиг 4G Продольный и поперечный разрезы двигателя типа ДК-ЮЗГ: / — остов; 2---якорь; «? щит подшипниковый; 4 -пробка оцинкованная; 5 - шайба пружинная; 6—крышка; 7 —роликоподшипник (№ 62417Ж); 6’ —шайба подшипника; Р —шайба” предохранительная; 10 — болт; // — смазка (1-13, ГОСТ 1631 — 42); /2 — болт; 13— шайба предохранительная; 14 — щётка; 15— щёткодержатель; 16 — табличка мощности; /7—заклепка; 18 — щит подшипниковый; 19 — шайба предохранительная; 20 — болт; 2 / —крышка подшипникового щита; 22 —кольцо под лабиринт; 23 — смазка [(1-13, ГОСТ 163 1—42); *24 — уплотнение: 25 — роликоподшипник (32422ж); 26 — крышка верхнего коллекторного люка; 27 —крышка нижнего коллекторного люка
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
221
Фиг. 47. Габаритные размеры двигателей типов ДК-ЮЗА и ДК-103Г и расположение их на □( и колёсной пары
Фиг. 48. Электромеханические характеристики двигателей типов ДК-ЮЗА и ДК-ЮЗГ на ободе колеса моторных вагонов типов См н СР при U$ “ 1500/750 в, DeK ~ 1 050 мм, р- == 3,69
222
йЛЕКТРОПОДВИ/КПОИ СОСТАВ постоянною тока
36
R\
Катков и ' ;
жС
зз...
2 К 5(1слойбполуперекрышр) ! 6 7(131шпко8] 8 (2 слоя)
/ !/ / УрЗВиткоВ]
2:16 'Зрелой Встык) д 1х22]2сло$2812слоя]
Врслоя) Прелая) Зрелой Встык)
/ !3 К / 15(сперекрытиен% } 1 \ 1 / lues Юям)
-/S
___Л
Изоляция должка 11 быть заподлицо ' । с днон паза сердеч-'< кипа якоря
цк/рабнить лептой позЗ
Схема соединений нонцод обмотки L коллекторными пластинами .„Средины паза и коллекторные пластины лежат нс _______________________________
одной прямой 25 ' ;
32~йпаз
Вид по стрелке ч Минимум 10 ~*J бЖ
t-й паз.
П-ипаз
21-й паз
Изоляция й пазу -{^'21 —**? ''-.пп
2\ \
f7(c перекрытием )’^3 таг 15мм) 18 (с перекрытием 5/б3 игаг 10мм)
4 9. Обмотка якоря (комплект) тягового двигателя типа Д1\ 103Г
[ 5| На именование | —' Матерна. 7 Ра <меры I Позиции ' Иа именование Материал ГСП б-ерги
j / ! Секция 1 ‘2 Цилиндр ИЮЛЯ- 1 ционный — /7 \18 Изоляция пажи мной шайбы То же Мпк.шпт 4407 10 же , 0,5 x60 x17л . 0,5x60x150
3 , .'leu 1 а крепеж-j НнЯ Лента киперная 33 (JS 0,5х 30 х 150 л/ а U-образпая изоляция Электрокар-тон 3335 0,5x25x102
1 4 Чехол 5 11 юляция 1 6 Смб;| бап- 1 Io.’И; 1 и(> суровое .',30 2 Микаииг 4406 Жесть белая 0,4х140х 150( 0,2х 100x60 0.25x20x140 \ио г' । ) 2 То же Клин Прокладка Миканит 4407 Текстолит Электрокар-тон 3339 О,5х-’5х1ОО 0,5x12x500
; Да ж 7 Ьандаж Проволока бандажная 0 2x1 -’<> л ‘24 » » Микани! 4 206 1о же 0,5 у 12X385 0,5х12х4М
1 8 И и.ляция иод 1 бандаж . 9 j И <ол яция в I о- лоции 10 1 о же /1 » /2 » 13 \ Скоба под бан-Даж 14 Чехол 15 Изоляция Электрокартип 3339 Микаииг 4407 То же » Жесть белая Полотно суровое 3202 Миканит 4407 0,5x110x1400 0,5x80x 1300 0,5 х 45 х 1300 0,5 х40х 1300 0,5x35x 1300 0,25х20х 120 0,4x260x1500 0,5 х60 х 155 25 26 2 7 28 29 30— 3 2 33, 34 35 » » Заполпптель Изоляция между секциями То же Цилиндр ИЗОЛЯ- ЦИОННЫЙ Клин коллекторный Прокладка на концах секции » Ilac-ia 82; и А1пканиг 4497 Г о же Миканит 44 97 1 х 12x335 0,.5 у 12x430 О.ЗхбОх 12Э 0,5 х 100 х 1250 6,3X12,5x40
16 1 Вандаж Шнур кручёный 3333 0 2,2 х 45 м Чехол Полотно суровое 3 2 02 0,4х 130х 1400
ИН ОНЫЕ ДЕИГЛ 1 1_ЛИ
223
Ф II г.
типа ДК- НМ Г
5 Р. Ь' <• I X ШМ1 Об МО I к II Я К I >1 Я ТЯ1 ОВ< л <- ДНИ! .1 геля
51аименован не Ма юркал Ра ;м?ры I [заменив,шие Материал Ра кмеры
! Секция - -- > 1 1 4ОЛЯЦН >1 j <>- лопан и концов Лента шёлкослюдяная 4505 0,15 х 20 х 6 5.W
Изоляция вода про- Ленга бумажно-слюдяная 4 502 ; 11,1 x20x32 м 1 6 Прокладка в концы Слюда 4104 0,1x12,5x50
) 1 золяция паке- То же 0,13 x20x40 л/1 7 11рокладка в » 4105 0,04x12,5x30
1 \ г л и
) 1 I золяция сек- Лента стеклян-] 0,15x25x90 м 0,28 X 20 х 1,4л
цпи пая пропп гашгая 8 Дополи итеЛьнля Iафтяная лента
14 12 : |( К'ЛЯЦНЯ 3307
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
22 I
g Припаять к витку припоем позиция 15
О
А4-
Сечение по ВБ
Вид пи стреме К
Разрез пи ДД ---------590тах — иоо----
392лки
3 [1слой Встык) 4 (В слоев Вполуперекрышу)
5 (1спой впоту-перекрашу, ~li 1 слой встык)
2-й слой SP Витни 1-й слой -33 Витка
6 -(1 спой встык) ? 1 всего витков в катушке 87
Позиции
Фиг. 51. Катушка главного полюса тяговых двигателей типов ДК-103Г и ДК-103А
В именование Материал Размеры I Позиции Наименование Материал Размеры
1 J6MOTK3 7 Изоляция под пе- Миканит прокла- 0,5 х 65 х 6о
2 i Изоляция между витками Изоляция ка- Асбестовая бум» га 1401 Лента асбестовая 0,3x36x110 м 0,4х25х 16 м 8 9 реход Скоба выводная Изоляция под вы- дочный 4 206 Миканит гибкий 0,5x36x11'0
4 тушки То же 1303 Лента бумажно- 0,13 хЗОх 122 м 10 вод Заполнитель 4406 Замазка 8601
5 » слюдяная 4504 Лента киперная 0,4 х 30 х 31 м 11 12 Кабель Фанерка — —
6 Изоляция второго 3208 Лента бумажно- 0,13 х 30 х 6 м 13 14 Скоба выводная Изоляция под вы- Миканит гибкий 0,5x70x120
и прочих последующих витков слюдяная 4504 15 вод Припой 4406 ПСР-45 0,1 > 25 <-30
Фиг. 52. Схема соединения обмоток тяговых двигателей типов ДК-103А и ДК-103Г
Рунктирок показаны соединения со стороны противоположной коллектору
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
225
350 та* —
Припаять к витки припаем позиция 15
Разрез по ЛОЯ
-----515та*------ ------------
'О припаять серебр припоем
х3-й слой.
Фиг. 53.
тяговых двигателей типов^ДК-1ОЗГ и ДК-ЮЗА
Соединение 8аЗ слоя 8-й слое
\-80ma* -*г
Сечение по ББ, $
б[1 слой . вполуперекрышу) 3(1 слой, встык) ^(бспоёв вполуперекрышу) 5(1слой,влолипере’ крышу /слой остыл)
вид по стрелке Л
Катушка добавочного полюса
| Позиции 1 । Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал Размеры
1 Обмотка . 7 Фанерка (комп-
2 Изоляция между Асбестовая бума- 0,3x23x55 м лект)
витками га 1401 8 Прокладка Миканит прокла- 0,5
3 Изоляция катуш- Лента асбестовая 0,4x25x11,2 м ДОЧНЫЙ 4206
ки 1303 9 Изоляция под пе- То же 0,5x46x80
4 То же Лента бумажно- 0,13x30x110 м реход
слюдяная 4504 10 Пластина Медь обмоточная 1,69х22х«
5 » Лента кнперная 0,4x30x27,5 м шинная
3208 11 Скоба выводная
6 Изоляция край- Лента шёлковая 0,15x20x2,8 м 12 Изоляция под вы- Миканит гибкий 0,5х50’х70
них витков слюдяная 4505 ВОД 4406
13- Кабель (комп- ПМУ 35 лж1 х2845
14 лект)
15 Замазка Замазка 8601 —
Фиг. 54. Кронштейн и корпус щёткодержателя двигателя типа ДК-ЮЗГ: /—палец; 2 —заполнитель; 3—4 — трубки изоляционные; 5 — втулка; 6—11 — прокладки изолирующие; 12 — кронштейн; 13 —-шпилька; 14 — заклёпка; /5 —изолятор; 16 — корпус щёткодержателя; 17 — ось; 18 — пружина щёткодержателя; 19 — барабан; 20 — шайба; 2/ —шплинт оцинкованный: 22— болт оцинкованный; 23 — винт оцинкованный; 24 — болт оцинкованный; 25 — шайба пружинная
15 Том;. 9
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ ДПИ-150 и ДПИ-152
Фиг. 55. Продольный и поперечный разрезы двигателя типа ДПИ-150: 1 — остов; 2 — якорь; 3— 4 — подшипниковые щиты; 5 — шайба лепестковая; 6, 7, 11, 16 — болты; 8, /7 —шайбы пружинные; 5 — сетка отверстия для входа воздуха; 10 — шайба предохранительная; 12—/3 — щеткодержатели; 14 — крышка верхнего коллекторного люка; 15 — крышка нижнего коллекторного люка
Фиг. 56. Схема соединения обмоток тяговых двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152
Фиг. 57. Тепловая постоянная времени обмотки якоря двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152 при / = 0 (моторный вагон Сд)
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
227
Фиг. 58. Сетка кривых нагревания и охлаждения тяговых двигателей типов ДПИ-1 50 И’ДПИ-152 (для обмотки якоря) приходном поле — 750 в
Фиг. 59. Электромеханические характеристики тяговых двигателей типов ДПИ-150 и
ДПИ-152 на ободе колеса моторного вагона
Сд Прц С/@ * 750/375 в, = 1 050 мм» Р - 3,69
Фиг. 60. Тепловые 'параметры ^тяговых двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152 (для обмотки якоря) при полном поле и^С^ =750 в
15*
228
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 61. Обмотка якоря тяговых двигателей типов ДПИ-150 я ДПИ-152
s
я
S
s
Лоз!
Наименование
Материал
Размеры
Наименование
о
С
Материал
Размеры
/ 2 3 4 5 5 7 3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Секция обмотки Выравнивающая изоляция Заполнитель Выравнивающая изоляция Изоляция передней лобовой части от корпуса Крепёжная леита Выравнивающая изоляции То же Расклинка » Изоляция между верхними и нижними лобовыми частями секций Изоляция под передний лобовой баидаж То же Изоляция переднего лобового баидажа Чехол и а переднюю лобовую часть Скобочка под бандаж Баидаж Миканит ГФ-2 ГОСТ 6120—52 Шиур кручёный Миканит ГФ2 То же Леита киперная ГОСТ 4514—48 Миканит ГФ2 ГОСТ 6120—5 2 То же Медь шинная ГОСТ 434—53 То же ГОСТ 434-3! Миканит ПФ-2А ГОСТ 6121-52 Миканит ПФ-2А ГОСТ 6121—52 Электрокартон ЭВ пропитанный ГОСТ 2824—45 Миканит ПФ-2А ГОСТ 6121-5 2 Полотно суровое арт. 351 ГОСТ 30230—40 Жесть белая № 27 ГОСТ 5343—50 Проволока бандажная лужёиая ГОСТ 20021 — 38 0,5x28x545 02x75 м 0,5x15x535 0,5x130x227 0,4х20х 100 м 0,5x30x535 0,5 x 54 x 545 2,1x3,53x22 2,1 Х2х22 0,5x130x308 1x105x225 1x105 x 225 0,25x50x130 0,4x130x140 0,25x15 02x216 м 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 U-образная изоляция Прокладка Изоляция задней нажимной шайбы Изоляция задней нажимной шайбы Изоляция между иижиими и верхними лобовыми частями секций Изоляция между нижними и верхними лобовыми частями секций Изоляция между нижи ими и верхними лобовыми частями секций Чехол на задней лобовой части Заполнитель Изоляция под задний лобовой бандаж То же Изоляция под баидаж по железу Миканит ГФ2 ГОСТ 6120—52 Электрокартон ЭВ пропитанный ГОСТ 2824—45 Миканит ГФ-2А ГОСТ 6121-52 Микаиит ГФ-2А ГОСТ 6120-5 2 То же Миканит ПФ-2 ГОСТ 612—152 То же » Полотно суровое, арт. 351 ГОСТ 30230-40 По потребности Миканит ПФ-2А ГОСТ 6121—52 Электрокартон ЭВ пропитанный ГОСТ 2824—45 Электрокартон ГОСТ 2824—45 0,5x30x90 0,5x30x90 0,15x14x380 0,5x100x200 0,5x100x185 0,5x100 x 203 0,5x62x203 0,5x34x203 0,4x300x1400 1 x120x226 1x120 x 226 0,5x26x1350
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
229
Заготобиа шины
Заполнение паза
^-15
2 ft слой в по лупе2 рекруту)
2(1 слой.
Зить пос 40 ;
слоя полупе* рекрыил) 4 ft слой встык)
15,.58-^
Сечение л о fl Я
Фиг. 62. Катушка обмотки якоря и изоляция паза двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152
Позиции ; Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал Размеры
1 2 Медь шинная Изоляция шины Медь проводниковая ГОСТ 4 34—4 1 Бумажная мика- лента ГОСТ 4268—48 2,1x14,5x1654 0,1 х2Эх5,5 м 5 6 Прокладка Изоляция головки и концов секции Миканит ПФ2 ГОСТ 6121—52; Шёлко- микалента ТУ—328 з-да «Динамо» 0,5x14x390 0,15x20x4 м
3 Изоляция пазовой пакета части Микалента ЛФ-Ч1 ГОСТ 4268—48 0,13x20x30 м 7 Прокладка Миканит ГФ2 ГОСТ 6 1 20—52 0,25x15x45
4 Изоляция секции всей Асбестовая лента ТУНКХП 147-Н 0,4 x 20 x 520 8 » Слюда Мусковит ГОСТ 3028—45 0,05х 15x35
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
230
£
Е
Сечение по В В
Разрез по АД Сторона остова Разрез по Б Б
~Т7— <• т S Катушка №8
Фиг. 63. Катушка главного полюса двигателей типов ДНИ-150 и ДПИ-152
Сторона якоря
352
Про размерах меди обмотки а Ь С а е
2,83 х 32,8 283* 3 260*3 БМ*1 283 68,5
2,63 х 32 279 *3 262*3 5б0*в 275 66,5
2.110x32.8 275 *3 259*3 53Ч*В 267 61
2,26 х 32 27Г3 256 +J 528 *в 261 57,5
lllllrlllfllllllilll
5 5
I Позиции I Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал Размеры
1 Медь катушки Медь шинная 2,44x32,8 7 Изоляция между Асбестовая бума- 0,3x33x39,8 м
2 Пластина вывод- ГОСТ 434—4 1 — 8 витками Прокладка вырав- га ГОСТ 2630—44
3 ная Подкладка под Миканит ГФ2 0,5x50x96 9 кивающая Изоляция катуш- Лента киперная 0.45x30x40 м
4 5 выводную пластину То же Патрон ГОСТ 6120—5 2 То же 6120—50 0,5x60x80 1 11 ки То же » ГОСТ 4514—43 Микалента ЛФ-Ч1 ГОСТ 4268—48 Лейта асбестовая 0,13x30x120 м 0,4x30x12,9 м
6 Изоляция между слоями — — 12 13 Заполнитель Провод выводной Техн, усл. НХКП-147-Н Замазка —
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
231
Лаки номпаунбиродка на одну сторону^Ов Всего изоляции на сторону \0$
Фиг. 64. Катушка добавочных полюсов тяговых двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152
Позиции | Наименование Материал Размеры Позиции 1 Наименование Материал Размеры
/ Медь катушки Медь шинная См. табл. 7 Изоляция Асбестовая лента 0,4x30x8 м
2 3 Патрон Заклёпка медная ГОСТ 6324—52 Медь ГОСТ — 8 » ТУ нхкп № 147-Н Микалента ЛФ Ч1 0,15x30x12 м
4 Заполнитель 859—4 1 Замазка 9 Изоляция покров- ГОСТ 4268—48 Лента кнпериая 0,45x30x28 м
6 Изоляция между витками Прокладка Асбестовая бумага ГОСТ 2630—44 0,30x36x23 м 10 11 /2 ная Изоляция между слоями Жакетик Провод ГОСТ 4514 — 48
Фиг. 65. Щёткодержатель с кронштейном тяговых двигателей типов ДПИ-150 и ДПИ-152:
1—корпус щёткодержателя; 2— болт специальный;
3— шайба пружинная; 4 — шайба; 5 —кронштейн щёткодержателя; 6 — болт; 7 —шайба пружинная
232
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ ДМП-150 и ДМП-151
Фиг. 67. Электромеханические характеристики тяговых двигателей типов ДМП-150 и ДМП-151 на ободе колеса моторных вагонов метро типов А и Б при — 750/375 в, DeK — 900 мм, р. = 3,95
Схемы соединения Выводов
Направление Воате-нця ВВигапиия если снотрето со старо коллектора ЮО °/о поле 65% поле
ВООшК'ПООК L*o о ооошиитииар в . - 6 кк 1 1 с 6‘ о |
часобой стрелке
ЛротиВ часовой стрелки стороны О О— Л °? Стором* Сторона С" о* о *1 [тором*
Фиг. 68. Схема соединения обмоток тяговых двигателей типов ДМП-150 и ДМП-151 (сплошными линиями показаны соединения, находящиеся на стороне коллектора, пунктирными —на стороне вентилятора)
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
233
Фиг. 69. Обмотка якоря тяговых двигателей типов ДМП-151 и ДМП-150
Позиции | Наименование Материал Размеры 1 Позиции 1 Наименование Материал Размеры
Секция обмотки /7 Изоляция на- Полотно промас- 0,65 х 29 х 2 м,
2 Скоба под бандаж Жесть 0,3x20 жимной шайбы лен ное два слоя
3 4 Баидаж Чехол Изоляционная шайба Соединительная скоба Проволока стальная Полотно простое пропитанное 0 2x185 м 0,2x100x1,25 м 18 19 20 21 То же Заполнение Изоляция Бечёвка пропитанная Миканит Миканит 0 2x20 м 0,3x75x1,25 м, два слоя 0,5x60x80, один слой вперекрышу
7|ИзОЛЯЦИЯ Кембриковая лента Толщина 0,2, длина по 22 Заполнение Киперная лента пропитанная Толщина 0,2, длина по
s ° Чехол Изоляция нажимной шайбы Полотно пропитанное 0,2x200x1 м 23 24 Изоляция » Миканит Летероид пропитанный и просушенный 0,3x35x35 0,5x100x1,25
10 То же Миканит гибкий 0,5x58x1,25 м 25 » Липкая лента (изоляция) По месту
12 13 Изоляция между секциями То же Изоляция Миканит » Миканит гибкий 0,7x77x1,15 м 0,7х70х 1,15 м Толщина 0,7, длина по месту 26 27 28 » Изоляция выравнивающая Летероид пропитанный и просушенный Миканит гибкий » > 0,5x33x1,25 м 0,3x75x2,5 м, два слоя 0,5x25, длина по месту
14 Чехол Полотно простое пропитанное 0,2x120x1,25 м 29 Чехол Асбестовое полотно пропитанное 0,4x100x1,3 м
15 16 Заполн итель Кольцо Асбестовый шнур пропитанный Электрокартон пропитанный 0 290/250 x 2,5 зо 31 32 Чехол U-образная изоляция на концах паза То же Миканит гибкий Аитивольтон пропитанный и просушенный Микаиит гибкий 0,15 x 80 x 255 1x30x90 0,5x30x88 |
234
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
.-и паз
Фиг. 70. Катушка обмотки якоря и изоляция паза двигателей типов ДМП-150 и ДМП-151
По зИЦНИ Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал Размеры
1 2 3 4 5 Верхняя секция Нижняя » Изоляция на изгибе секций Изоляция шин обмотки Изоляция секции Шинная медь » » Миканит гибкий Миканитовая лента То же 1,81x14,5 1,81x14,5 0,3x18x35 Толщина 0,1 » 0,1 6 7 8 9 Изоляция секции Прокладка верхняя Прокладка средняя Прокладка нижняя Асбестовая леита Микан ит » » Толщина 0,4 » 0,5 » 0,5 » 0,25
ТЯГОВЫЕ ДВИ1АГЕЛИ
235
i Позиции j Наименование Материал Размеры Позиции | 11аименован не Материал Размеры
/ Медь обмотки катушки Медь проводниковая 2,44x30 1 -9 Изоляция катушки Лента киперная Толщина 0,4
2 3 4 Выводы Кабель Подкладка под вывод ПМУ Асбестовая бумага 60 мм1 0,3 мм 10 11 12 Временный бандаж Изоляция катушки То же Лента тафтяная » миканитовая Лента киперная » 0,2 0,13 0,4
5 'i 8 i Подкладка для выравнивания торца Трубка на конец кабеля Рамка Прокладки под углы катушек Миканит » Медь листовая Промасленный электрокартон 0,7 мм 0,5 0,5x45x45 0,5х20х 180 13 14 15 16 Изоляция между витками Фанерка Замазка » асбестовая Миканит Асбестовая бумага Миканит Асбестовая бумага » » » 0,4 0,25 0,25 0,5 0,25
Сторона вентилятора
Разрез по
Сторона остова
Сечение по 65
Селой
Icnou
Всего изоляции на сторону км*
9 оборота всть/н}^
11 $ оборот вполупере крышу)
10 (Р оборота вполупе рек риалу)
Сторонаяюря 37!,пе„ыее
Сан и ком-подбородка ~ 03 мм всего изоляции но сторону
3,2мм
| '£QU Наименование Материал Размеры
1 Патрон — —
2 Заклёпки — 0 4x10
3 Кабель резиновый — 60 мм'
4 Каркас — —
5 Изоляция между Миканит Толщина 0,5
слоями (фанерка)
6 То же Асбестовая бумага (> 0.25
7 Изоляция между Асбестовая бумага » 0,2
витками
8 Прокладки Асбестовая ткань » 0,8
9 Изоляция катушки » лента » 0,4
10 То же Миканитовая лента » 0,15
11 * Киперная лента » 0,4
12 Замазка — —
Фиг. 72. Катушка добавочного полюса (№ 1) тяговых двигателей типов ДМП-151 и ДМП-150
иг. 73. Продольный и поперечный разрезы тягового двигателя типа
ДК-102Г (двигатель типа ДК-Ю2Д отличается типом обмотки, рисунок которой см. фиг. 70)
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
237
18 (2слоя) ст,“ влолупррекрышу)
19 (2 слоя) 37 21 \ 73,22 20 2“ (ЦО'Явиткив} !8
Схема соединения концововмотки якоря с коллектором
Фиг. 74. Обмотка якоря (комплект) двигателя типа ДК-Ю2Д
Позиции I Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал Размеры
J 2 <3 4 5 6 7 8 Р 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Секция якоря Прокладка иа дно паза Прокладка между слоями U-образная изоляция То же Изоляция нажимной шайбы То же Изоляция » Лента крепёжная Заполнитель Изоляция между уравнительными соединениями Скоба Бандаж Изоляци я > » Изоляция под бандаж лобовой части То же Бумага асбестовая 1401 То же Миканит гибкий 4407 Электрокартон пропитанный 3335 Миканит формовочный 4304 То же Миканнт гибкий 4407 То же Лента киперная 3308 Бечёвка 3333 Миканит гибкий 4407 Жесть белая Проволока бандажная Микаиит гибкий 4407 То же » » Электрокартон пропитанный 3335 0,5x12x300 0,5x12x300 0,5x25x75 0,5x25x75 0,5x50x95 0,5x50x55 0,47x30x125 м С< 2x75 м 0,5x35x200 0,25x12x50 Q 1x13 мм 0,5x50x50 0,5 х 15 х 50 0,3x55x55 0,5x77x1200 0,5x77x1200 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Изоляция бандажа То же Скоба под бандаж То же Бандаж Скоба под бандаж Изоляция под бандаж То же Изоляция на- жимной шайбы То же Изоляция между головками То же Изоляция лобовой части Чехол Клин Уравнительное соединение Изоляция Изоляция лобовой части Полотно суровое 3202 Миканит гибкий 4407 Жесть белая » » Проволока бандажная Жесть белая Электрокартон пропитанный 3335 То же Миканит гибкий 4407 Бумага асбестовая 1401 То же Миканит гибкий 4407 То же Полотно суровое 3202 Медь обмоточная Полотно суровое 3202 Миканит гибкий 4407 0,4 x 70x1200 0,25x50x75 0,25x12x100 0,25x12x80 0 2x120 м 0,25x12 0,5x25x1200 0,5x90x1200 0,5x50x150 0,5x50x150 0,5x60x350 0,5 х 75 х 350 0,5x50x125 0,4x280x1200 1x5,5x20 0,4x70x900 0,5x77x1000
238
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Фиг. 75. Схема соединения обмотом двигателей типов ДК-Ю2Д, ДК-102В и ДК-ЮЗГ
Фиг. 76. Катушка обмотки якоря двигателя типа ДК-102Д
1 Позиции Наименование Материал Размеры 1 Позиции 1 Наименование Материал Размеры
1 Шина обмотки Медь шинная 1,16x9,3 5 Изоляция го- Лента шёлково- 0,15x15x4 м
2 3 4 Изоляция вода Изоляция та Изоляция ции про-паке- сек- Лейта бумажная слюдяиая 4502 Лента бумажная слюдяная 4504 Лента стеклянная пропитанная 0,075x20x20,5л 0,13x20x9,5 м 0,15x25x5 м 6 7 ловки и концов Прокладка в углы Прокладка слюдяная 4505 Слюда 4 104 Бумага асбестовая 1401 0,04x9x40 0,5x10x290
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
239
Сторона, остова
Разрез по ББ Разрез по ДА
Катушка р !
— —1
№8
- 286 -
После затяжки нагретой катушки
Вид по стрелке К
5 (1 слой встык)
6 (Р слоя Опалу пе
R 30
30
Разрез па В В
8
т ю
212 -
Г Фиг. 77. Катушка главных полюсов тягового двигателя типа ДК-102Г
= Наименование ~ j Материал Размеры | Позиции Наименование Материал Размеры
] Катушка № 8 2 Вывод 3, Изоляция под вывод 4} Скрепляющая скоба 5i Изоляция катушки 6 То же 7 » Миканит 4406 Жесть белая Асбестовая лента 1303 Бумажно-слюдяная лента 4504 Киперная лента 3208 0,5x60x90 0,25x50 0,4x25x16 м 0,13x30x120 м 0,4x30x25 м 8 9 10 11 12 13 14 Изоляция между витками То же Заполнитель Кабельное сое- динение Кабель с наконечником Прокладка выравнивающая Прокладка между слоями Асбест 1401 » 1401 Замазка 8601 Асбестовая бумага 1408 0,35x20,5x22 м 0,35x15,5x20 м 0,5x282x417
Фиг. 78. Уравнительное соединение двигателя типа ДК-102Д
240
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 79. Катушка добавочного полюса (№ 1) тяговых двигателей типов ДК-Ю2В, ДК-102Г и ДК-102Д
Наименование Материал Размеры Поз. Наименование Материал Размеры
/ Катушка № 1 9 Изоляция Миканитовая 0,13x30x60
2 Выводная скоба — —— лента 4502
3 Прокладка под —— — 10 » Киперная лента 0,4х30х 15 м
скобу 3208
4 Прокладка под Миканит 4407 0,5x105x110 11 Изоляция меж- Асбест 13 05 0,3 x 74 x 330
вывод ду витками
5 Патрон — — 12 Прокладка для Асбестовая 6v- 0,5x72x325
6 Заклёпка Медь 04x12 выравнивания тор- мага 1408
7 Кабельное сое- ца
динение 13 Изоляция меж- Асбест 1305 0,3x74x330
8 Изоляция Асбестовая лен- 0,4x25x9 м ду витками
та 1303 14 Изоляция пос- Миканитовая 0,13x30x1 м
леднего витка лента 4502
15 Кабель ПМУ 70.И.И5 х2530
Укн/час
Фиг. 80. Щёткодержатель двигателей типов ДК-102Д, ДК-102В, ДК-102Г: / — корпус щёткодержателя; 2 — стальная накладка с гребёнчатой поверхностью; 3 — шпилька; 4— кронштейн щёткодержателя; 5 — палец щёткодержателя; 6 — изоляция; 7 —фарфоровый изолятор; 8 — уплотнение (компаундная масса); 9— болт; 10 — щётка
Фиг. 81. Электромеханические характеристики двигателя типа ДК-102Д на ободе колеса вагоно: метро типа Г при De/C =900 мм, и$ =4 12 в, р.=4,6!
16 Том
ЧЕРТЕЖИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПОВ ДК-104А, ДК-104Б, ДК-1О1Г
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
242
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 8S. Поперечный разрез двигателя типа ДК-104 Б
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
243
Фиг. 86. Электромеханические характеристики тяговых двигателей типов ДК-104Б и ДК-104Г на ободе. колеса моторных вагонов метро типа Д при U д = 412/206 в, DeK = 900 мм, tx = 5,73
4/7 слой вполуперекрышу)
5(й’/г oSopotna)
2 (1слой Опалу-перекрышу)
Зрелой
6 полипе-
Ополупере^ крышу)
Сечение пола
7(1 слой встык)
гахсимим
Лудить ПОС 40
УзелШ
Фиг. 87. Секция обмотки якоря тягового двигателя типа ДК-104Г (Спецификацию см. на следующей странице)
слой вполупере- J (Зслоя вполуперекрышу)'
Узел I з[2 слоя вполуперекрышу) ~ ''слой вполуперекрышу
СечениепойВ
ЛйслоО Вполдпе. рекрышуу
____2 (1 слои Влолиле. рекрышу)
16;
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Позиции Наимеиова ние Материал Размеры | Позиции Наименование Материал Размеры
1 Шина медная прямоугольная Медь проводниковая 1,45x10 4 Прокладка в углах секций Слюда 4104 0,04x10x30
2 3 Изоляция шин Изоляция концов и углов Лента бумажная слюдяная 4502 Лента шёлковослюдяная 4505 0,08x20 0,15x20 х8,5 м х4,5 м 5 6 7 изоляция пакета Прокладка на концах Изоляция секции Микашёлк 4001 Слюда 4104 Лента стеклянная пропитанная 1412 0,2x140x334. 0,1x10x30 0,15x25x2 м
(2 слоя) (и ваток) (2 слоя) 18 витки!}) (31 виток) (2 слоя)
\ \ \ 1
* 2 5 Схема соединений оВмотки Средние линии пуза < В лаз и изоляции ппастин лежат но одной / , -usi8 прямой / S' \ \ 12-й паз у—-44 -Цу- 35 й паз ?li u паз 1 И/СССЛОЯ—' у , С 1 — / Вполупере- .-л / / I Ор 18(2 слоя ~ С ’-=^ ВлолуперекрепиуД Фиг. 88. Обмотка якоря (комплект) тяговых двигателей типов ДК-104А, Б и Г
1 Позиции | Наименование Материал Размеры 1 Позиции Наименование Материал Размеры
Секция — । 11 Изоляция под Электрокартон 0,5x65x880
2 Бечёвка Бечёвка 3333 0 2x6 м бандаж 333 5
Выравнивающая Асбестовая бу- 0,25x60x670 12 Скоба Ln0A бан- Жесть белая 0,25x15
изоляция мага 1408 да ж
4 Изоляция на- — 13 Еапдая'. Проволока бан- 0 1,5x130 м
жимной шайбы дажная
5 Изоляция Лента тафтяная 3320 0,24x25x25 14 Изоляция под бандаж Электрокар гон 3335 0,5x18
6 U-образная изо- Миканит гиб- 0,5х 20x60 5 Прокладка Миканит про- 0,5x7x325
л я ци я кий 4407 кладочный 4206
7 То же Электрокартон 3335 0,5х20х(0 16 Чехол Полотно суровое 3202 0,4x 165 x700
5 Изоляция меж- Миканит гибкий 0,5 х75х 800 17 Изоляция на- Миканит гибкий 0,3x40x78
ду слоями обмот- 4407 жимной шайбы 4407
ки 18 То же То же 0,5x40x70
9 То же То же 0,5 <40x800 19 Изоляция » 0,5 х40x770
10 Изоляция под бандаж » 0,3 <65x880 20 » >> 0,5x60x770
21 Клин Медь проводки- 1,56x3,28 х 20
ковая
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
245
обмоток двигателей типов ДК-104А,
Б и Г
i Фиг. 89. Схема^соединения
=; \ Наименование ! Материал Размеры Позиции i - Наименование j Материал Размеры
«> 4 5 6 Медь катушки Изоляция меж-ду витками Пластина выводная Прокладка Заполнитель Прокладка под переход Медь проводниковая Бумага асбестовая 1408 Замазка 8601 Миканитовая прокладка 4206 1,81 х25 0,35x26 х31 м 0,5x50x100 7 8 9 10 11 12 Кабель | ИС-3600 Трубка на конец'. МГМ кабеля Башмак кабель- — ный Изоляция ка- Лента асбесто-тушки вая 1303 То же Лента бумажно- слюдяная 4502 » 1 Лента киперная ! 3 208 35льм2х190 0,5x30x32 0,4 х25 х 16 м 0,13x30x110 м 0,4x30x28 м
246
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
S to s о а С * Наименование Материал Размеры Позиции Наименование Материал ’ Размеры
1 2 4 5 6 7 Обмотка Изоляция между витками Пластина выводная Припой Изоляция под вывод Изоляция крайних витков Кабель выводной Медь проводниковая Асбестовая бумага 1401 ПСР-53 Миканит гибкий 4408 Лента бумажнослюдяная 4504 ПС- 3000 2,83x19,5 0,3x371x71 0,1x20x30 0,25x65x70 0,13x20x8 м 35 х 165 8 9 10 И 12 13 Трубка иа конец кабеля и кабельный башмак Заполнитель Выравнивающая изоляция Изоляция » » Медь листовая мягкая Замазка 8601 Бумага асбестовая 1401 Асбестовая лен- та 1303 Лента бумажнослюдяная 4504 Лента кнперная 3805 0,5 х 32 х 35 0,5x70x370 0,4 х 25 х 7 м 0,13 х 20 х 50л 0,4x30x12
Фиг. 92. Кронштейн и корпус щёткодержателя двигателя типа ДК-Ю4А, Би Г; /—кронштейн щёткодержателя; 2—палец; 3— изолятор; 4—трубка изоляционная; 5 — заполнитель (компаунд 240 1); d — шайба предохранительная; 7 — болт оцинкованный ; 8—шпилька оцинкованная; 9 — гайка оцинкованная; 10 — шайба пружинная; //—корпус щёткодержателя; 12 — пружина щёткодержателя; 13 — ось; 14—барабан; 15 — шайба; 16 —шплинт оцинкованный; 17 — винт оцинкованный
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
247
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Вспомогательные машины имеют следующее основное назначение:
1) мотор-компрессоры вырабатывают сжатый воздух для пневматических тормозов, аппаратов управления и вспомогательных устройств;
2) мотор-вентиляторы подают воздух для охлаждения тяговых двигателей, пусковых сопротивлений и другого оборудования, рассчитанного на интенсивное охлаждение;
3) мотор-генераторы и вращающиеся преобразователи предназначены для обеспечения подвижного состава током пониженного напряжения, для питания устройств управления, освещения, сигнализации, возбуждения тяговых двигателей;
4) машины другого назначения, выполняющие вспомогательные функции.
В табл. 1 указана классификация основных видов вспомогательных машин.
МОТОР-КОМПРЕССОРЫ
Необходимая производительность компрессоров определяется в зависимости от режима работы электроподвижного состава
Q = YjB дм3[мин,
где Q—производительность компрессора в дм3/мин;
q — приведённый расход воздуха подвижным составом в дм3/мин;
ПВ — продолжительность включения при одном компрессоре обычно принимают равной 0,25, при наличии двух компрессоров равной 0,5.
Мощность, необходимая для привода компрессора, определяется по формуле
3,77 10“3 Q р рн
Р =------г-----~гее *8 —Квт
Рее
где X — коэффициент подачи, учитывающий потери воздуха при всасывании и нагнетании, для двухступенчатых компрессоров X = 0,78 -у 0,69; для одноступенчатых компрессоров X = = 0,71 4- 0,58;
рн — давление нагнетаемого воздуха;
Рве — давление всасываемого воздуха;
fti из — индикаторный,изотермический к.п.д. Для компрессоров электроподвижного состава величину т]у из обычно принимают (с учётом зубчатой передачи): для одноступенчатых компрессоров равной 0,67, для двухступенчатых компрессоров равной 0,72;
т;и — механический к.п.д. (в пределах 0,8 4- 0,85).
Номинальная мощность двигателя компрессора Р определяется:
UKI
р = Гооо '< квт’
где Yj-'K. п.д. двигателя.
Таблица 1
Классификация вспомогательных машин
Наименование вспомогательной машины Назначеипе 1 Применение | 1 Источник питания Пределы МОЩНОСТИ в квт
Мотор-компрессор а) Вспомогательные ма Получение сжатого воздуха шины, двигатели Все виды подвиж- От контактной сети 0,54-20
Мотор-вентилятор для тормозов и аппаратуры управления Получение вентиляционного ного состава Электровозы (непосредственно или через делитель напряжения) От контактной сети 2,04-30
воздуха для охлаждения электрооборудования Получение воздуха для Мотор-вагоны переменного тока Мотор-вагопы илн преобразователя То же 0,54-8,0
Двигатель насоса цир- вентиляции пассажирских помещений Циркуляция охлаждающего Электровозы От трансформатора 3,04-8,0
куляциопного охлаждения Двигатель управления масла Привод систем управления переменного тока Все виды под- От Э. П. С. цепи управления 0,154-3,0
Делитель напряжения вижного состава б) Вспомогател оные машины-преобразователь Преобразование напряже- 1 Электровозы ! От контактной сети 6,04-100
(динамотор) Мотор-генератор слу- ния контактной сети в кратное, пониженное для иитакия вспомогательных машин Преобразование напряжения и мотор-вагопы То же '1 о же 2,04-10,0
жебного тока Мотор-ген ера тор возбуждения тяговых дви- контактной сети в пониженное напряжение системы управления и освещения Преобразование напряжения контактной сети в » До 60-1-70
гателей напряжение, необходимое для питания цепи возбуждения тяговых машин (при электрическом торможении) 1
248
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
На электроподвижном составе применяют компрессоры преимущественно поршневого ти-па:лтихоходные со скоростью вращения колен-
случае — коленчатый вал компрессора сочленяется непосредственно с валом двигателя.
Основные данные компрессоров отечественного электроподвижного состава приведены в табл. 2.
В качестве примера на фиг. 1 представлен тихоходный компрессор Э-500, а на фиг. 2 — быстроходный мотор-компрессор ТВ-130с двигателем ЭК-12. Компрессоры электроподвижного состава имеют исключительно воз-
Фиг. 1. Мотор-компрессор Э-500: У—-корпус компрессора; 2 — цилиндр низкого давления; j—цилиндр высокого давления; 4 — прилив для подшипника вала двигателя; 5 — гнездо подшипника вала двигателя; £ —крышка картера (корпуса); 7~ головка цилиндров; 8, 9 —сменные цилиндровые гильзы низкого и высокого давления; 10, //—поршни низкого и высокого давления; 12, 13 — шатуны низкого и высокого давления; 14 — крышка шатуна; /5 —шарнирный болт; 16 — коленчатый вал; 17 — ве нец зубчатой передачи; 18 —малое зубчатое колесо; 19— гайка малого зубчатого колеса на валу двигателя; 20—подшипник малого зубчатого колеса
чатого вала до 2504-300 об/мин и быстроходные со скоростью вращения коленчатого вала 4004-900 об/мин. В первом случае применяется промежуточная зубчатая передача, во втором
Фиг. 2. Компрессор ТВ-130 с двигателем ЭК-12
душное охлаждение. Расположение цилиндров преимущественно горизонтальное одностороннее, хотя имеет применение угловое, как, например, у компрессора КТ-6 электровоза Н8, представленного на фиг. 3, или горизонтально-встречное расположение цилиндров по типу приведённого на фиг. 4.
Для привода компрессора используют электродвигатели с последовательным возбуждением, так как крутящий момент на валу компрессора непостоянен по величине и может изменяться в значительных пределах. С точки зрения нагрузки особенно тяжёлым является пусковой период, что ясно видно из пусковой диаграммы мотор-компрессора Э-500, представленной на фиг. 5.
Таблица 2
Основные данные компрессоров
электроподвижного состава
Показатель Производительность Противодавление Наибольшее допускаемое давление Скорость вращения вала компрессора Число ступеней сжатия . . . - . Число рабочих цилиндров высокого давления То'же низкого Диаметр цилиндра низкого давления Диаметр цилиндра высокого давления ... Ход поршней Расположение цилиндров Сочленение с двигателем Вес Продолжительность включения . . Передаточное отношение зубчат ой передачи .... Подшипники коленчатого вала . . а Единица Si с??1 1 * * g !! 1 2 | измере- 2 ~5 ( ния “ 1 1 Э-4 00 | Э-50 0 700 1 750 8 9 10 10 190 ' 200 1 j 2 - ! i 246 140 ; 140 180 । 225 Горизонтальное 1 Зубчатая передача 65о 612 50 30 5,2 4,55 Скольжения ипы компр ТВ 130 1 750 730 1 1 180 105 130 Верти-к альное М у ф 30(j Роли ессоров VV 100/75 750 8 9 750 2 2 Г оризон-тальное т а новые КТ-6 3 000 9 10 44,) 1 о 198 i 155 144 Неполная звезда Муфта и редуктор 30 -- Шариковые
I
Фиг. 3. Компрессор типа КТ-6:
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
/ клапанная коробка цилиндра высокого давления; 2—поршень ц. в. д.; 3—цилиндр высокого давления; ^—холодильник; '5 — цилиндр низкого давления о—коленчатый вал; 7—масляный насос; 8—фильтры; 9 —шатуны; 10— поршень ц. н.'д.; // — клапанная коробка ц. и. д.; 12—манометр давления масла-13 — предохранительный клапан; 14—вентилятор; 15—ремень
II в 10 /5
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕДМАШИНЫ
251
Основные данные электродвигателей компрессоров
Таблица 3
Показатель Единица измерения Типы электродвигателей
ЭК-7,5 ЭК-15 ЭК-12 ДК-402 ДК-406 ДК-404
Тнп компрессора Э-400 Э-400 ТВ-130 Э-500 Э-400 Э-500
Напряжение номинальное . Расчётная продолжитель- в 825 1 500 3 000 3 000 I 500 3 000
ность включения ПВ . . . Номинальная мощность на % 50 50 50 50 50 50
валу двигателя кет 6,2 6,0 13,1 13,5 5,5 14
Номинальный ток Скорость вращения номи- а 10 о 6,1 6,1 5,0 6,0
нальная Скорость вращения испы- об/мин 1 060 1 025 700 915 950 1 025
тательная 1 700 1 700 1 400 1 760 2 150 1 975
Система вентиляции .... — Естествен иая С обдувом коллектора Самовентилируемый Естественная Самовен-тилируе-мый
Подшипники двигателя . . — Скольжения Отсутствуют Роликовые Скольжения Отсутствуют Скольжения
Число главных полюсов . . Число дополнительных по- — 4 4 4 4 4 4
ЛЮСОВ Изоляция рассчитана на — — — 4 4 — 4
напряжение Постоянное сопротивление в 900 1 500 3 000 3 000 1 500 3 000
в цепи машин ом 8,4 18,6 60 40 18 40
Вес кг — 650 848 838 318 665
Удельный вес кг/квт — 108 64 62 51 48
Соединение с компрессором Воздушный зазор под глав- Зубчатая передача Общий вал с редуктором компрессора Муфта Общий вал с ред^ <омпрессор /ктором
ным полюсом Воздушный зазор под до- мм 2,25 1.5 3 2,5 1,3 3
волнительным полюсом Якорь мм 5 575 3,54
Длина сердечника мм 108 108 24(1 102 108 150
Диаметр сердечника .... » 324 355 460 324 354
Гип обмотки — Волн о в а
Число пазов Размеры паза: — 39 43 39 45 39 45
а) глубина мм 24,9 27,5 29,1 29,8 24,9 28,1
б) ширина » 12,4 П.2 14,1 13,9 12,4 10,8
Число проводников в пазу Диаметр проводника (голо- шт. 84 84 98 98’ 84 98
го) Марка изоляции проводин- мм 1,04 0,93 0,8 0,93 1,04 0,86
ков — ПБД ПБД ПЭЛБД ПЭЛБ Д ПБД ПЭЛБД
Число витков секции . . шт. 2x3 6 7 7 6 7
Число сторон секций в пазу 14 14 14 14 14 14
Шаг обмоткн по пазам . . . — 1—10 1—11 1 12 1 — 12
Шаг обмотки по коллектору — 1-137 1—137 1—158 — 1—158
Сопротивление обмотки . . К оллектор ом 2,18 9,2 21,7 17 7,66 16,5
Диаметр Число коллекторных пла- мм 285 292 310 400 285 310
СТИН Среднее напряжение между коллекторными пластина- шт. 273 257 273 315 273 315
мн в 12 23,4 44 38 22 38
Коллекторное деление . . Щётки и щёткодержатели мм 3,26 3,57 3,57 4,0 3,26 3,1
Число щёткодержателей . . Число щёток в Щёткодержа- шт. — 2 4 4 4 4
теле . ’ • » 1 1 1 1 1
Ширина щёток мм __ 10 10 10 8 8
Длина щётки Плотность тока под щёт- » — 20 25 25 25
кой а1смг — 1,26 1,52
Щёточное перекрытие . . . пластин 2,8 — 2.45 2,6
Марка щётки Обмотка главных полюсов — Т-2 Т-2 ЭГ-2А ЭГ-2А
Число витков катушки . . ’Диаметр проводника (голо- — 642 700 635 252 642 749
го) | мм 1.74 1,56 1,68 1,61 1,74 1,81
252
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Е | Типы электродвигателей
1 юказатель измерения ЭК-7, 5 ЭК-15 ЭК-12 ДК-402 Д к-4 06 ДК-404
Изоляция проводника . . . ПБД 3,6 ПБД ПБД ПБД ПБД ПБД
Сопротивление обмотки . . Обмотка доп олнительных полюсов ом 16,1 13 11,9 12,1 16,7
Число витков катушки . . Диаметр проводника (голо- — — — 374 408 — 400
го) мм — 1,45 1,68 1,81
Изоляция проводников . . — — ПБД 5,35 ПБД — ПБД
Сопротивление обмотки . . ом — — 5,37 6,0
Фиг. 6. Двигатель компрессора ДК-404А
Электродвигатели сочленяются с компрессорами при помощи муфт или выполняются в виде общего агрегата, причём в последнем случае электродвигатель или совершенно не имеет собственных подшипников, независимых от компрессора, или имеет всего один подшипник из двух.
На фиг. 6 в качестве примера представлен двигатель ДК.-404А компрессора Э-500.
В табл. 3 приведены основные данные двигателей компрессоров отечественного производства.
Для компрессора КТ-6 используется двигатель ДК-403Г, основные данные которого приведены в табл. 4.
МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРЫ
Необходимая производительность вентиляторов определяется потребным расходом воздуха на вентиляцию тяговых двигателей, охлаждение пусковых сопротивлений, индуктивных шунтов и другого оборудования, а также напором воздуха.
По расходу воздуха Q м3/мин и напору Н мм вод. ст. может быть подобран тип вентилятора, а также определена потребная мощность на валу Р:
0,736 Q И Р = ей::—— кет< 60 - 75
где т|в — к. и. д. вентилятора: для вентилято ров типа «Сирокко» т;в = 0,45 4- 0,53; для вентиляторов типа «Цаги» »], = 0,5 4-0,7.
Примерные характеристики вентиляционной системы приведены на фиг. 7.
Фиг. 7. Характеристики вентиляционной система электровоза ВЛ19: мощность на валу вентиля
тора в кет-, X ДНст —статический напор, необходи мый для преодоления сопротивлений вентиляционно системы в мм вод. ст; Нст — статический напор в си стеме в мм вод. ст.; ИпОлн ~ полный напор вентиля тора в мм вод. ст.; — статический к. п. д. систе мы; т\полн — полный к. п. д. системы
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
253
Таблица 4
Основные данные электродвигателей вентиляторов
Показатель Единица измерения 1ипы электродвигателей
ДДИ-60 ДВ-18 3 000 I ДВ-18 1 500 | ДК-4 ОЗГ НБ-430А
Общие данные |
Назначение — Привод сдвоенного вентилятора Привод вентилятора нератора управл 1 1 ЦВ и ге-ения —
Номинальное напряжение ..... в 3 000/1 500 3 00(1 1 1 500 3 000 3 000
Номинальная мощность квт. 30 18,8 I 17,7 20,0 49
Номинальный ток а 13 8,2 16 8,0 18,5
Скорость вращения . . ...... об / м и н 1 200 1 300 | 1 300 1 380 850
Скорость вращения наибольшая » — 2 140 1 2 140 2 150 1 940
Система вентиляции » Естествен!! ая С а м о в е и т и I я ц и я
Род ПОДШИПНИКОВ — Скольжения пли шариковые Р о л и к о в ы е
Число главных полюсов — 1 4 4 4
Число дополнительных полюсов . — — 4 ! 4 4 4
Постоянное сопротивление в цепи
машин ом 20 28 10 27 —
Вес кг 2 100 877 I 877 730 1 365
Удельный вес кг]квт 70 4(1,5 49,4 39,5 32
Сочленение — Муфтой Ротор вентилятора и якорь ге-нератора па валу двигателя —
Воздушный зазор под главными
полюсами мм 3,15 3 3,15 3
Воздушный зазор под дополнитель- 1
ными полюсами 5 1 л 4 5,2
Якорь 1
Длина сердечника мм 280 х41> | 240 15(1 275
Диаметр сердечника » 420 355 । 355 353 423
'Тип обмотки — Петлевая в о л н
Число пазов — 29 45 45 45 49
Размеры паза:
а) глубина • мм 52.5 20,6 23 о 18,5 25,1
б) ширина 10,8 14,1 13,2 10,5 1 2
Число проводников в пазу .... шт. 64 60 30 70 42
Размер проводника мм 1,35x2,44 01.0 01,35 00,77 0 Ю
Изоляция проводника — пвд ПЭЛЕД ПЭЛБД ПЭЛБД пэлшд
Число витков в секции шт. 3 3
Число сторон секций в пазу . . . 32 х 2 12 10 14 14
Шаг обмотки по пазам 1 — 14 1-12 1 — 13 1 — 12 1 — 13
Шаг обмотки по коллектору . . . - 1—2 1 — 135 1—108 1 — 158 1-172
Сопротивление обмотки ом 1,23 9,8 2,57 12,3 5,9
Плотность тока Коллектор а [мм2 1,98 2,6 2,8 2,18 —
Диаметр мм 336 310 310 310 390
Число коллекторных пластин . . . Среднее напряжение между плас- шт. 232 269 215 315 343
тинами . в 12,8 40 28 38 36,2
Коллекторное деление мм 4,55 3,6 4,5 зд 3,57
Щеткодержатели и щётки
Число щёткодержателей шт. 1 2x2 4 4 4 4
Число щёток в щёткодержателе . >> 1 1 1 1
Ширина щётки мм 16 10 12,5 8 10
Длина щётки . 1 у> 36 ) О £ ''Г1 25
Плотность тока под щёткой . . 1 а!см2 1,13 4,1 2,55 2,0 3,7
Щёточное перекрытие 1 пластин 3,5 2,8 2,8 2,6 2,8
.Марка щётки ( — '1-2 Т-2 Т-2 ЭТ-2А ЭГ-2А
Обметка главных полюсов
Число витков катушки 2 х 255 36() 170 1 608 340
Размеры проводника обмотки . мм 1,56x4, 1 02,44 03,28 ' 02,26 1 95x4,4
Изоляция проводника .— НЕД пвд пвд I пвд пвд
Сопротивление обмотки . . ом 2x1,734 4,05 4,15 8,5 3,3
Плотность тока а 1мм- 1,9 1.77 1,91 2,0 2,21
Обмотка дополнительных полюсов
Число витков катушки . , . . . . — — 256 130 28G 160
Диаметр проводника мм — 2,26 2,83 1,95 1.68x4,4
Изоляция проводника — — пвд пвд пвд пвд
Сопротивление обмотки ом — 2,37 0,77 3,25 1,48
Плотность тока а]мм* 2,05 2,55 2,78 2,58
254
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
В качестве привода вентиляторов применяют двигатели последовательного возбуждения.
Нагрузки, создаваемые вентилятором, имеют спокойный, постоянный характер, по-
Фиг. 8. Агрегат мотор-вентилятора ДК-403Г с генератором тока управления ДК-405: /—двигатель ДК-403Г; 2 -вентилятор ЦВ-1; 3 — генератор тока управления ДК-405К
этому двигатели вентиляторов нередко используют одновременно для привода других ма
шин, работающих в длительном режиме, например генераторов служебного тока.
Фиг. 9. Сдвоенный вентилятор электровоза ВЛ19: 1, 2 — сдвоенные кожухи вентиляторов; 3— вал вентиляторов; 4, 5 — колёса вентиляторов; 6 — подшипник; 7—камера подшипника; 8--отверстие с пробкой для наполнения смазки
Фиг. 10. Двигатель вентилятора
ДК-403Г
В табл. 4 представлены основные данные двигателей вентиляторов. Роторы вентиляторов насаживаются на удлинённый конец электродвигателя, реже сочленяются с двигателем муфтой.
На фиг. 8 представлен агрегат мотор-вентилятора ДК-403Г, состоящий из двигателя ДК-403, вентилятора ЦВ-1 и генератора тока управления ДК-405К.
На фиг. 9 представлен сдвоенный вентилятор электровоза ВЛ19, сочленённый с двигателем посредством муфты.
Конструкция двигателя вентилятора ДК-403Г для привода вентилятора приведена на фиг. 10.
МОТОР-ГЕНЕРАТОРЫ
Мотор-генераторы возбуждения
Основные параметры мотор-генерагоро возбуждения определяются условиями их р; боты в схеме рекуперативного или реоста-кого торможения. В связи с разнообразие систем электрического торможения определ, ние параметров генератора возбуждения доли но производиться для каждой конкретно схемы.
В общем случае расчётный ток генерат ра определяется
“ К DI
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
255
<де Кр— коэффициент рекуперации. Кр = = у , как правило, Кр = 2 4- 2,5; 1в — предельный ток возбуждения;
1 — ток якоря;
т — числопараллельновключённых групп обмоток возбуждения тяговых машин.
Соответственно напряжение возбудителя определяется:
U!e = nUe,
где Ue — наибольшее падение напряжения в обмотке возбуждения тяговой машины и соединительных кабелях;
п — число последовательно соединённых обмоток возбуждения тяговых машин.
<1>иг. 11. Xарактеристики мотор-генератора ДК-401А при различных постоянных сопротивлениях в цепи генератора: Z^ —ток двигателя; 1шг - ток в параллельной обмотке генератора; 1г— ток генератора; /;г- -напряжение на зажимах генератора; п- скорость вращения
Мощность возбудителя определится;
Ргв = гцР гв-
/Обычно U е не превышает 1,8 U к— напряжения на зажимах тяговой машины.
Приведённое определение мощности и основных данных генератора возбуждения может в значительной степени изменяться в зависимости от схемы рекуперативного торможения и потому оно приведено лишь в самом общем виде.
В связи с необходимостью регулирования напряжения и нагрузки генераторы возбуждения выполняются с малым насыщением магнитной системы. Для генераторов применяется как параллельное возбуждение, так и смешанное возбуждение при преобладающем влиянии н. с. обмотки параллельного возбуждения. Обычно соотношение н. с. не превышает:
= 0,2 4-0,25.
С'Парал
Двигатели моторгенераторных агрегатов выполняются обычно с последовательным или смешанным возбуждением. Как правило, питание обмотки параллельного возбуждения осуществляется не от контактной сети,а от низкого напряжения (от генератора служебного тока).
На фиг. 11 представлены характеристики мотор-генератора ДК-401А при различных сопротивлениях в его цепи, на фиг. 12 представлен общий вид машины.
Мотор-генераторы служебного тока
Основные параметры мотор-генераторов служебного тока, а также делителей напряжения при использовании их для привода генераторов определяются в зависимости от режима нагрузки генератора.
Существенную роль при этом играет система совместной работы генератора служебного тока с аккумуляторной батареей. Применяются две системы работы генератора совместно с аккумуляторной батареей; параллельная работа и независимая работа.
В первом случае вся нагрузка, превышаю щая по своей величине установленную номинальную нагрузку генератора, покрывается аккумуляторной батареей. Если нагрузка ниже тока номинального режима генератора, то избыток энергии, вырабатываемой генератором, используется для подзарядки батареи. В этом случае необходимая мощность генератора может быть выбрана значительно меньше, чем во втором случае. Вместе с тем эта система требует сложной аппаратуры в связи с тем, что напряжение, необходимое для эффективной зарядки аккумуляторной батареи, значительно выше номинального напряжения её разряда. Так, при номинальном напряжении цепей управления 50 в для зарядки соответствующей аккумуляторной батареи необходимо на пряжение 67 — 70 в.
Во втором случае при независимой работе генератора и аккумуляторной батареи влияние батареи на работу генератора не учитывают. Мощность генератора выбирают такой, чтобы без аккумуляторной батареи генератор был в состоянии воспринять все нагрузки служебных цепей.
Нагрузка служебных цепей состоит из постоянной по величине составляющей (обычно освещение) и переменной по величине составляющей (обычно нагрузки током цепей управления). Характер этих нагрузок ясен из диаграммы (фиг. 13).
При параллельной работе с аккумуляторной батареей величина средней нагрузки определяется из условий равенства площадей Лий. При этом средняя величина тока будет:
X
/ = /» + ,
где т0 — ток постоянной нагрузки (освещения);
1—ток, потребляемый одновременно включаемыми аппаратами;
/ — время включения аппарата;
Т — время нахождения на перегоне, включая остановку.
256
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ состав постоянного тока
Фиг. 1 2. Мотор-генератор ДК-40 1 А
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
257
Фиг. 13. Диаграмма нагрузки мотор-генератора мочорв.'Гоп : па перегоне при работе с включённым освещением
"При независимой работе генератора его номинальная мощность принимается равной максимальной нагрузке /так с учётом коэффициента перегрузки
= 1,1 4-1,2.
Номинальная нагрузка определяется из уравнения
1
/.= /щах д- •
А п
1де А Рмех—механические потери в делителе напряжения;
Р — электрическая нагрузка;
ПВ — коэффициент продолжительности включения электрической нагрузки.
Токи нагрузки якорных обмоток динамотора /j и /2 определяются зависимостями:
Соответственно номинальная полезная мощность генератора
U/шах
р = ГообХ» квт’
4т "
где U — напряжение на зажимах машины.
Номинальная мощность на валу генератора (двигателя) соответственно равна
4г
где г1г— к. п. д. генератора.
Номинальная мощность двигателя мотор-геиераторного агрегате! соответственно *
_____Р
Рд<г= V,d ''
где —к. п. д. двигателя мотор-генератор-ного агрегата.
13 тех случаях, когда привод генератора служебного тока осуществляется от делителя •тапряжения (динамотора), его мощность определяется из соотношения:
Рдм = Рг+ ^Р^ + ПВРэ,
где I’,, — напряжение на зажимах машины; г— сопротивление якоря;
Р — мощность, необходимая для вращения других машин, сочленённых с динамотором.
Работа преобразовательных агрегатов на электроноднпжном составе проходит в условиях резких колебаний напряжения контактной сети. Но величине эти колебания могут достигать значений + 20% от Uc.
Наличие как электрической, так и механической нагрузок при резких колебаниях нагрузки на стороне низкою напряжения, а
.7 Том 9
258
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
также высокое напряжение на коллекторе электродвигателя приводят к тому, что двигателям преобразовательных агрегатов придают последовательное или смешанное возбуждение. Чисто параллельное возбуждение может вызывать переход этих двигателей в генераторный режим работы в том случае, когда возникает короткое замыкание или резкое падение напряжения в контактной сети.
Путём применения специальных схем возбуждения устанавливается необходимая зависимость между режимом работы двига-
Флг. 14. Упрощённая схема мотор-генератора ДМГ-1500/50
теля и генератора преобразователя. В значительной степени авторегулирование агрегата возлагается на специальную регулирующую аппаратуру.
В качестве примера широко распространённых схем мотор-генерагоров служебного тока на фиг. 14 представлена упрощённая схема мотор-генератора ДМГ-1500/50. Схема действует следующим образом.
Пуск двигателя в момент включения осуществляется при возбуждении обмотки wnc, обмотка шнд не возбуждена, так как она питается от напряжения 50 в, а напряжение генератора при пуске равно нулю. Таким образом, пуск двигателя осуществляется без нагрузки при ослабленном поле, что обеспечивает быстрое нарастание его скорости вращения.
Одновременно возбуждение генератора усиливается за счёт обтекания обмоток его возбуждения шнг пусковым током двигателя. Быстрое нарастание потока главных полюсов сопровождается быстрым увеличением напряжения на зажимах машины. Этим вызывается усиливающееся возбуждение двигателя обмоткой юнд, что способствует стабилизации скорости его вращения близ номинального значения 1 600 об/мин. Обмотка w служит Также для предотвращения резкого снятия нагрузки в случае прекращения возбуждения генератора обмоткой wnp. Таким образом, исключается резкое повышение скорости вращения преобразователя при внезапном снижении нагрузки генератора. Понижение напряжения генератора при возрастании его нагрузки вызывает снижение потока обмотки wHS при одновременном повышении нагрузки двигателя. Обмотка wHS при этом компенси
рует уменьшение величины потока генератора при снижении его напряжения.
Таким же образом при снижении напряжения генератора влияет обмотка двигателя whq , вызывая ослабление потока возбуждения двигателя, а следовательно, повышение его скорости вращения. Обратный процесс имеет место при повышении напряжения.
Следовательно, обмотки wH(J и whs придают агрегату характеристику машины смешанного возбуждения, выравнивая напряжение генератора, при увеличении и уменьшении нагрузки. Повышение напряжения в контактной сети вызовет увеличение скорости вращения, а при неизменной нагрузке—повышение напряжения генератора. Поток обмотки юнд усилится, что вызовет снижение скорости вращения.
У мотор-генератора ДМГ-1500/50 параметры обмоток возбуждения и магнитной системы таковы, что не обеспечивают полного использования отмеченных особенностей схемы.
Необходима дополнительная регулирующая аппаратура, иначе все колебания напряжения контактной сети практически передадутся на сторону низкого напряжения.
Другим примером может служить динамотор-генератор мотор-вагонов Ср типа ДК-601 с генератором ДК-405. Динамотор является двухколлекторным делителем напряжения и одновременно двухколлекторным двигателем. Схема агрегата представлена на фиг. 15. Якорь генератора служебного тока Г насажен на вал машины, имеющей два коллектора Д:1 и Дз с одинаковыми якорными обмотками, заложенными в общие пазы общего сердечника.
Генератор является механической нагрузкой для динамотора. Кроме того, от средней точки между двумя последовательно включёнными якорными обмотками питается двига-
Фиг. 15. Принципиальная схема динамотора ДК-601 с генератором ДК-405: а—при работе на напряжении 3 000 в; б—при работе на напряжении 1 500 в
тель мотор-компрессора, который является электрической нагрузкой для динамотора. Токопрохождение в цепи якорей делителя напряжения представлено на фиг. 16.
При чисто двигательном режиме токи в обеих якорных обмотках и /2 равны, совпадают по направлению и создают складывающиеся между собой вращающие моменты (фиг. 16, а). Тот же режим имеет место при условии, когда напряжение в средней точке Ucp > Е — э. д. с. каждого якоря.
В том случае, когда Uср < Е — делитель напряжения, работая на преобразовательном режиме, имеет токопрохождение в цепи яко-
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
259
рей, как представлено на фиг. 16,6. При этом направление токов в обеих якорных обмотках противоположно и вторая обмотка работает в генераторном режиме.
Фиг. 16. Прохождение тока в цепи якорей делителя напряжения
Делитель напряжения имеет четырёхполюсную магнитную систему без дополнительных полюсов. На главных полюсах имеется две обмоткн последовательного возбуждения, каждая из которых соединена постоянно-последовательно с одной из якор
ных обмоток (последовательная 1 и последовательная 2 — см. фиг. 15).
Кроме того, параллельно якорю 2 включена обмотка параллельного возбуждения (параллельная -— см. фнг. 15). При запуске делитель напряжения ведёт себя как двигатель последовательного возбуждения, так как вследствие большой индуктивности обмотка параллельного возбуждения создаёт и. с. с некоторым запозданием. В результате этого делитель напряжения быстро разгоняется до номинальной скорости вращения.
В дальнейшем параллельная обмотка усиливает возбуждение, причём её ток, а следовательно, и поток возрастают с повышением скорости вращения якоря за счёт увеличения э. д. с.—Е.
В процессе разгона уменьшение потока полюсов, вызываемое снижением тока в цепи катушек последовательного возбуждения, таким образом компенсируется нарастанием потока за счёт катушек параллельного возбуждения. Скорость вращения стабилизируется при снижении тока якоря до величины, соответствующей уравновешиванию вращающего момента машины моментом сопротивления механических и электрических нагрузок. Взаимодействие обмоток, способствующее стабилизации скорости вращения машины, смягчает влияние колебания напряжения в контактной сети на напряжение генератора, сочленённого с делителем напряжения. По окончании пуска ток в цепи катушек после
Фиг. 17. Мотор-генератор ДМГ-1500/50
17*
260
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
довательного возбуждения сравнительно невелик и магнитный поток создаётся преимущественно обмотками параллельного возбуждения. Эго снижает степень влияния нагрузки генератора на скорость вращения преобразо- _ вателя.
При невключённом моюр-компрессоре (электрической нагрузке) ток в каждом якоре будет /0, а сумма токов в якорях 2 10. Если ток электрической нагрузки 1, то соответственно ток в обоих якорях может быть определён из соотношения:
= /о+ 2 ‘ ’
^2 = 2
При пуске мигор-комнрессора обмотка якоря 2 переходит из двигательного режима в генераторный, а затем при снижении тока двигателя компрессора может вновь перейти в двигательный режим. Так, при работе дели-теля напряжения ДК-601 и двигателя компрес- д? сора ДК-406 будет иметь место следующее соотношение токов.
При полной нагрузке генератора служебного тока (90 л) ток нагрузки делителя напряжения около За. В момент пуска мотор-компрессора в течение. 1,5 сек. его ток изменяется от 40 до 5-?6 а. При этом ток якоря делителя напряжения 1 изменяется от 23 до 5,54-6 а, а ток якоря 2 изменится от 17 до 0,5 а.
Включение обмоток последовательного возбуждения раздельно после каждой якорной обмотки имеет назначением выравнивание н. с. машины при различных нагрузках якорных обмоток.
ГЕНЕРАТОРЫ
Генераторы тока управления приводятся во вращение от одной из вспомогательных машин: делителем напряжения, двигателем вентилятора. В ряде случаев, особенно на моторвагонном подвижном составе, генераторы служебного тока выполняются с собственным двигателем в виде комплексного агрегата. Конструкция такого агрегата характеризуется его расположением под кузовом вагона. В первую очередь это находит своё отражение в закрытом или герметическом исполнении машин. В качестве примера такого исполнения на фиг. 17 представлен мотор-генератор ДМГ-1500/50. Вентиляция машины осуществляется двумя независимыми воздушными потоками, не входящими во внутреннее пространство машины, занятое обмотками. Один из этих потоков проходит по внутренним каналам в сердечниках якорей под коллекторами и нажимными шайбами — обмоткодер жатсл ями.
Другой параллельный воздушный поток обтекает внешнее пространство между спиральными рёбрами, выполненными на остове, и специальным воздухонаправляющим кожухом из листовой стали. Это препятствует проникновению пыли, грязи и влаги внутрь машины.
Подобным же образом выполнен и агрегат динамотор-генерагора ДК-601 с генератором ДК-405Б, представленный на фиг. 18. Агрегат совершенно не имеет внутренней вентиляции.
Охлаждение его осуществляется внешним обдувом остова с помощью вентилятора,. насаженного на конец вала.
Основные данные мотор-генераторов приведены в табл. 5.
Основные данные делителей напряжения и генераторов управления приведены в табл. 6,
Таблица Я
Основные данные мотор- генераторов
Типы мотор- генераторов
Показатель Г 1 Единица 5 ДМГЛ500 50 j ДМГ-15 00/95 ДК-401 А НЕ -429
измерения Двигатель ' ! Генератор 1 Двнгатсл! Г еиератор Двигатель I Генератор Двигатель ' Генегатор j
Общие данные ) 1
Назначение Применение Номинальное напряжение Номинальная мощность Номинальный ток Скорость вращения Система вентиляции Род подшипников Система возбуждения Число главных полюсов Число дополнительных ПОЛЮСоп . . Изоляция рассчитана на напряжс. не Постоянное сопротивление в цепи ма Вес Удельный вес Соединение . Воздушный зазор под главным Н'МШч Воздушный зазор под дош>ъгиiс инн к олн i r-м в кет а об 'мин шт. в 1 .и мм Мот ор-тснератор служебного тока Моте р-наговы 1 З'Ю | 5и 5,17* . 4,25* 4,6* ' 85* 1 6о0 Самсгептиляция с внешним обдувом остова Шариковые Смешанная 1 ’ 7 1 , 1 iil(i 7и5 ] _‘8 На <’,,в<ил валу ’> 2,3 п 1 — | Мотор- Э л 1 1 оО(1 ’ 95 1 65 1 57’* 1 5л 1 600** 1 1 ЮЭ 1 С а ?! о в е н т и л я ц и я । Скольжения упор- I шле шариковые ] Смешанная ' 4 1 6 1 , о ! i 5(h; ’ ] ()Ш | 3 1(к> i ь На одном валу 7 1,5 генератор в о з б у » ектровозы 3(!()0 1 95 67 57** 24,5 , 600** 1 1Ы0 параллельная Роли? Смешанная 4 । 6 1 ! 6 3 ош | ] ()00 6 . — 2 790 На одном валу з’ ' б’ сд? ния 3 СНО | -36 29 । 22 11 ’ 600 1 200 Самовентиляция о в ы е Смешанная 1 ; 6 4 6 з ооо ; 1 ооо ю 1 - 1 П'О (Б,5 На одном валу 5+2 '
Як<Г>ъ 1 1
Длина сердечника 1ип обмотки Число пазов Размеры паза: а) глубина б) ширина Число проводников в пазу Размер проводника Изоляция проводника Число витков секции Число сторон секций в пазу Шаг обмотки по пазам . Шаг обмотки по коллектору . . . Л'.И шт. мм » шт. мм шт. 1Ч‘ юд Петлевая 1(\4 96 I ЗЭЛ БД 12 1—15 1—2 юн В о л 25,15 1 >,2о 8 Класс В 1 1 — 1 ) 1—58 17 ’ 1 457 новая 1 37 । 42 i 14,6 2,26v3,28 ПБД : 16 1—10 1—1-19 145 457 Петлевая 51 42,4 I ы 10x3 ’ 1 ,56х 16,8 Бумажно- ! слюдяная 1 i 10 i 1—9 i 1-2 1 213 I 146 157 457 Волновая Петлевая 45 ; 51 34.1 I 42,4 9,2 12 32 ! 20 1x2,25 2ч(1,55х.5) ПБД , Бумажно- глюдяная 2 1 1 ifi ! ю 1-12 i 1-9 1—180 ! 1—2 ! гзо 423 49 23 13,2 56 ' 1,9 пэлшд 4 14 1—13 1-178 ; 115 423 । Петлевая 1 42,3 10,2 , К- । i 9(1,5-'х8) 1 Бумажно- слюдяная I 1 : 8 1 — 10 1—2
♦ Длительный режим.
** Сорокаминутный режим.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
ND о
Продолжение
Показатель Единица измерения Типы мотор-генераторов
ДМГ-1 500/5 0 ДМГ-1500/95 ДК-401А НБ-429
Двигатель г Генератор Двигатель Генератор Двигатель Генератор Двигатель Генератор
Сопротивление обмотки Плотность тока ом ’ а/'ммг 8,36 2,76 2,62 0,48 3,36 0,0048 3,8 2,02 3,0 0,0047 4,0 9,35 7,0 0,00376 4,07
Коллектор
Диаметр Число пластин Среднее напряжение между пластинами .... Коллекторное деление ... мм шт. в мм 188 174 19 3,4 188 115 1,75 406 295 20,4 4,3 406 255 2,2 5 410 359 28,6 3,6 406 255 2,2 5 390 343 35 3,57 380 228 0,95 5,24
Щёткодержатели и щётки
Число щёткодержателей Число щёток на щёткодержатель Ширина щётки Длина щётки Плотность тока под щёткой Щёточное перекрытие Марка щётки шт. мм а'см2 пластин 2 1 10 "о,92 4,1 Т- 2 4 1 12,5 32 5,35 3.4 ЭГ-2А 4 1 12,5 38 5,3 2,9 Т- 2 6 4 22 40 5,7 4,4 ЭГ-2А 4 1 10 40 2,12 2,8 ЭГ-2А 6 4 16 40 7,8 3,2 ЭГ-2А 4 1 10 ^2,125 2,8 ЭГ-2А 6 5 16 32 7,8 3,06 ЭГ-2А
Обмотка главных полюсов
Число витков последовательной обмотки .... Размеры сечения последовательной обмотки . . Изоляция проводника последовательной обмотки Сопротивление последовательной обмотки .... Плотность тока последовательной обмотки . . Число витков параллельной обмотки Размеры сечения проводников параллельной обмотки Изоляция проводника параллельной обмотки . . Сопротивление параллельной обмотки мм ом а 'мм2 мм ом 275 01.31 ПБД 2,7 1,79 750 00,8 ПБД 41,5 870 01,67 ПБД 2.1 460 01,35 ПБД 382 4,1x4,1 ПБД 0,822 3,0 8 000 00,64 ПБД 19,40 1 3,8x2,26 Лента хлопчатобумажная 0,0001 1,75 300 03,28 ПБД 2,7 98 3,28x3,28 ПБД 0,674 3,0 208 2,1 х2,1 ПБД 3,52 1 3,53x22 Класс В 0,00011 1,92 300 03,28 ПБД 2,44 120 1,65x3,05 ПБД 1,54 2,24 228 1,61 х2,1 ПБД 4,08 2 2(3,8x22) Класс В 0,00321 1,99 280 02,83 ПБД 0,631
Обмотка дополнительных полюсов
Число витков катушки Размер сечения проводника Марка изоляции проводника Сопротивление обмотки . Плотность тока . ih 1 1 480 01Д2 ПЭЛБД 3,38 1,6 — 104 0,86x26,3 ПБД 0,162 2,2 9 3,8x22,6 ПБД 0,00176 1,75 132 2,83x3,8 ПБД 0,485 2,5 9 3,8x16,8 Класс В 0,00023 2,53 219 1,68 х 3,05 ПБД 1,76 2,24 8 3(4,1 х15,6) Класс В 0,00170 3,17
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
263
Основные данные делителей напряжения и генераторов тока управления
Таблица 6
Показатель Единица измерения Типы де ДК-601 лителей напря управ ДД-60 жения и генер ления ДК-405 зторов ДУ-3
Общие данные Назначение Номинальное напряжение . . . Номинальная мощность .... Номинальный ток Скорость вращения Система вентиляции Род подшипников Система возбуждения Число главных полюсов .... Число дополнительных полюсов Изоляция рассчитана на напря-жение Постоянное сопротивление в цепи машин Вес Удельный вес Соединение Воздушный зазор под главным полюсом Воздушный зазор под дополнительным полюсом $коръ Длина сердечника Диаметр » Тип обмотки Число пазов Размеры паза: а) глубина б) ширина Число проводников в пазу . . Размер проводника Изоляция проводника Число витков секции » сторон секций в пазу Шаг обмотки по пазам . . » » » коллектору . . Сопротивление обмоткн .... Плотность тока Коллектор Диаметр Число пластин Среднее напряжение между пластинами Коллекторное деление Щётки и щёткодержатели Число щёткодержателей .... Число щёток в щёткодержателе Ширина щётки Длина Плотность тока под щёткой . . Щёточное перекрытие Марка щёток Обмотка полюсов Число витков катушек последовательной обмоткн Размеры проводника последовательной обмотки Изоляция проводника последовательной обмотки Сопротивление последовательной обмотки Плотность тока последовательной обмотки в квт а об/мин шт. в ом кг кг/квт мм » мм » шт. мм шт. мм ом а/мм* мм шт. в мм шт. » мм » а/ см9 пластин мм ом а/мм* Делитель напряжения на моторва-гоне 3 000/1 500 з’ 1 350 Самовелти-ляция обдувом остова Роликовый, шариковый С м е ш 4 3 000 40 1 070 195 На валу на генер 3 150 354 Волновая 45 28,1 10,8 84 70,86 ПЭЛШД 3 2x14 1-12 1—158 7,2 1,87 310/310 315/315 21 3,1 2x4 1 8 25 0,75 2,6 ЭГ-2А 351 02.1 ПБД 3,36 0,87 Делитель напряжения на электровозе 3 000/1 500 60 21 1 200 Е с Скольжения и шариковый н н а я 3 ооо 20 2 300 38,4 'ажен якорь атора 3,15 280 420 Петлевая 29 52 16,8 64 1,35x2,44 ПБД 32 х 2 1—14 1—2 1,23 1,98 336/336 232/232 12,8 4,55 2x2 16 36 1,83 3,5 Т-2 2 х 320 3,8x3, ПБД 2x1,27 1,46 Генератор тог 50 4,5 90 1 300 тественн Н е цм<‘ П а р а л л 4 1 о00 250 55,5 Якорь паса двига 2,2 80 282 Волн 27 32,5 10,2 16 1,56x5,9 Класс В 1 8 1—7 1—54 0,0261 2,45 222 107 1,86 6,20 4 1 16 32 8,8 2,6 -2А <а управления 50 3,0 60 1 200 а я ГГ л ь н а я 4 4 1 000 250 83 жен на вал геля 3,2 3,2 58 280 о в а я 27 33 7,5 12 2,44x3,8 ПБД 1—7 1-27 0,0525 222 53 4 1 16 32 ЭГ-2А
264
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Показатель Единица измерения Типы делителей напряжения и генераторов управления
дк-601 ДД-60 ДК-405 ДУ-3
Число витков катушек параллельной обмотки 11 900 14 000 510
размер проводника параллельной обмотки мм 00,31 00,51 02,26 02,26
Изоляция проводников параллельной обмотки — пэлшо ПБД ПБД ПБД
Сопротивление параллельной обмотки ом 9 200 3 670 5,38 4,46
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН
Отличительными особенностями электродвигателей вспомогательных машин электро-йодвижпого состава постоянного тока являются:
а) высокое напряжение на коллекторе 1 500 — 3 000 в, а следовательно, большая величина средних напряжений между коллекторными пластинами;
б) значительная величина колебаний напряжения, так, например, в соответствии с ГОСТ £582—50 тяговые машины (в том числе и Вспомогательные) должны быть рассчитаны на работу при повышении напряжения на —р20% против номинального, т. е. практически при напряжении до 2 000—4 000 fl;
в) высокая степень надёжности работы при различных тяжёлых условиях па подвижном составе: расположение под кузовом (мотор-гагоны), повышенная загрязнённость воздуха пылью и снегом при размещении в кузове (электровозы).
В связи с этим'при конструировании машин вопросу экономии веса придаётся лишь второстепенное значение. Удельные веса двигателей вспомогательных машин находятся обычно в пределах 25—50 кг/квт. при значительных габаритных размерах.
В качестве примера на фиг. 19 представлено сравнение в одном масштабе размеров и удельных весов двигателей вентиляторов
Фиг. 19. Сравнение размеров и весов двигателей вентиляторов равной мощности при различных система’. читающего тока: / — двигатель постоянного тока 3 000 в, удельный вес 39,5 кг!квт; 2 —однофазный коллекторный двигатель пониженной частоты, удельный вес 17,7 кг/квт; 3 — асинхронный трёхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором 50 nep/сек., удельный вес 10.2 кг/квт
при различных системах питающего тока. Удельные веса и размеры машинных преобразователей обычно ещё больше.
Так, удельный вес преобразователей с двигателями 3 000 в находится в пределах 35—100 кг!кет.
При расчёте и конструировании двигателей вспомогательных машин обычно не стремятся к получению высоких к. п. д., если это в ка-
Угол найлона обеих головок
Электрокартин 0,1мм
провод
Электрокартон В,Змм
Ширина сердечника
150
ШШ2
^—92
229
Чулок ланоткань
365 —т
- 7,Ь6
9,68
Пенто хлопчато-бумажная 0,29мм' Простынка пакотнань 0,1мм / 8 оборотов------------------'
Фиг. 20. Катушка обмотки якоря двигателя вентилятора ДК-4 03Г
г
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
265
кой бы то ни было степени снижает надёжность работы. Обычно к. п. д. вспомогательной машины на 3 000 в не превышает 0,70—0,75. Задача повышения использования активных материалов, имеющая большое значение для тяговых двигателей у вспомогательных машин,
няется для получения благоприятных пусковых характеристик и большей стабильности работы машин при колебаниях напряжений в контактной сети.
Па фиг. 22 представлены в качестве при мера рабочие характеристики двигателя вен-
Фиг. 21. Обмотка якоря двигателя вентилятора ДК-4СЗГ: / -.екцпя якорной обмотки; 2 — изоляция передней нажимной шайбе! (миканит); а —бандаж бечёвочный; -I изоляция задней нажимной шайбы (миканит); 5 — изоляция при выходе секции из паза сердечника (электрокартон толщиной 0,5 л/л(); 6— чехол под задними лобовыми частями (полотно); 7 — изоляция задних головок (электрокартон); В — изоляция под концы секций (электрокартон толщиной 0,3 лглр; я изоляция под концы секций I лакоткаиь); 10— изоляция передней лобовой части (лакоткапв); /1 — чехол на лобовой части (полотно); 12 - - изоляция задней лобовой части (электрокартон); 13—изоляция задней лобовой части (лакоткаиь);
14—изоляция под баидаж (электрокартон); 15—бандаж стальной
имеет лишь второстепенное значение. Поэтому, как правило, высоковольтные вспомогательные машины выполняются с изоляцией класса А. В качестве характерного примера выполнения якорной обмотки на фиг. 20 представлена катушка якорной обмотки двигателя вентилятора ДК.-403Г. На фиг. 21 представлена укладка обмотки на якоре той же машины.
тилятора ДК-103Г, а иа фиг. 23 — рабочие характерисики двигателя компрессора ДК-404А.
Иа фаг. 23 представлены рабочие характеристики генератора управления ДК-405.
Особенно слабое насыщение придаётся магнитным системам таких машин, для которых по условиям их работы предусматривается точное регулирование основных параметров (например напряжение у генераторов). В ка-
'Инг. 22. Рабочие характеристики двигателя вентилятора ДК-403Г
Фиг. ?3. Рабочие характеристики двигателя компрессора ДК-4Q4A
Изоляция класса В применяется преимущественно лишь в низковольтных машинах генераторы низкого напряжения) в тех слу-таях, когда обмотка выполняется из меди трямоугольного сечения. Магнитные системы »лектродвигателей вспомогательных машин (арактеризуются слабым насыщением. Слабое насыщение магнитной системы выпол-
чсстве примера на фиг. 25 представлена магнитная характеристика возбудителя рекуперации.
У вспомогательных машин, особенно в случае закрытого и герметического исполнения (обычно вспомогательные машины моторных вагонов), плотности тока в обмотках значительно ниже, чем у тяговых двигателей (вместо
266
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
5,0—5,5 а/ммг находится в пределах 1,2—
1,5 а/.и,и2). Соответственно удельные тепло-
Фиг. 24. Рабочие характеристики генератора тока управления ДК-405
отдачи с поверхности якоря снижаются с 40—50 вт сек!дм? до 8—12 вт сек/дм2.
В соответствии с этим сильно возрастают удельные веса вспомогательных машин до 1004-110 кг/квт.
Фиг. 25. Магнитная характеристика возбудителя рекуперации
В табл. 7 приведены основные данные по щёткам, применяемым на вспомогательных машинах, а на фиг. 26 показано их конструктивное выполнение.
В табл. 8 даны типы и основные размеры подшипников качения вспомогательных машин.
Таблица 7
Щётки вспомогательных машин
Тип машины Размеры щётки в мм Марка щётки Количество в щёткодержателе Количество щёткодержателей на машину Примечание
высота шири- I на | толщина
9K-,2(S 25 20 12,5 Т-2 1 4 См. фиг 26,а
ЭК-12 (3000) 25 20 10 Т-2 1 4 То же 26,а
ЭК-15 45 25 10 Т-2* 1 2 26,6
ДК-401А (сторона мотора) . . 50 40 10 Т-2* 1 4 » 26,б
ДК-401А (сторона генератора) 60 40 22 ЭГ-2 3 4 26,г
ДК-402А 32 25 10 Т-2 1 4 > 26,<3
ДК-403Г 50 25 8 Т-2* 1 4 » 26 ,е
Д К-404 50 25 8 ЭГ-2А 1 4 » 26, е
ДК-4 05Б 32 32 16 ЭГ-14* 1 4 26,ж
ДК-400 50 25 8 ЭГ-2А 1 4 » 26,ж
ДК -6 01 А,Б 50 25 8 Т-2* 1 4 2б,г
ДВ-18 (--°-°\ Х3000/ 50 25 12,5 ЭГ-2А 1 4
ДВ-1 8 (3000) 50 25 10 ЭГ-2А 1 4
ДМГ 1500/50 (сторона двигателя) 55 25 10 ЭГ-2 1 4 » 26,3
ДМГ 1500/50 (сторона генератора) 55 32 12,5 ЭГ-2 2 4 » 26, и
ДУ-3 55 32 16 ЭГ-2 1 4 » 26,к
ДДиео 60 36 16 Т-2 2 2 » 26,л
VV100175 40 10 8 ЭГ-2А 2 2 26,jw
ДМГ 1500/95 (сторона двигателя) 57 28 12,5 Т-2 1 4 » 26,н
ДМГ 1500/95 (сторона генератора) G0 40 16 Т-2 4 6 » 26,0
Допускается применение щёток марки ЭГ-2А.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
267
Фиг. 26. Щётки вспомогательных машин
268
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
.!Х<(5
Фиг. 26 (продолжение)
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
269
Таблица 8
Подшипники качения, применяемые на вспомогательных машинах электроподвижного состава
Применение подшипников Тип подшипника ГОСТ или каталог Основные размеры подшипника в мм Тип подтип, иномарок Эскиз подшип- ника Примечание
Мотор-венпги лятор ДК-403Г Со стороны коллектора Со стороны вентилятора, i противоположной коллектору 1 1 Шари новый Ролико-вый 315 42417 1 ~гух 160 х.7 85x210 52 2 К? Однорядный 1 [НТ. Однорядный 1 Шт.
Мотор-генератор ! ДК-401А Сторона двигателя ’ Тоже Сторона генератора | » ; 1 i Однорядный 1 шт. Однорядный 1 шт.
j j
22320 100x215x47 32320 100x215x47 — р-——
Двигатель ДК-403А Сторона, противоположная коллектору Сторона коллектора 32-114 92314 1 70 х 180x42 70 х 150 - 35 NUS-70 NUPM-70 Однорядный 1 шт. Однорядный 1 шт.
Динамотор ДДИ-60 Со стороны вентилятора и со стороны генератора управления J
Шарико- 1311 вый или | 63 1 5 I или I 623!5 55x120x 29 Двухрядные по 1 шт. на каждую сторону
65x100x50 70 х 150 х 35 70 х 180х 12 бох 150 >;Х5 70х 1чох Г? Однорядный по.1 шт. со стороны । мотора
Мотор-генератор ДМГ 1500195 ! То же Роликовый То же Эскиз 4М-568 52314 (92114) 32414 52412 (92412) 32414 _ 1
Мотор-вентилятор ДВ 1813000 Со стороны коллектора двигателя Со стороны, противоположной коллектору NUPM-20 NUS лв! tlL-t л! Однорядный 1 шт. Однорядный 1 шт.
М от ор - к ом п рессор эк глзооо Со стороны коллектора Ролико- — Однорядный 1 шт. Однорядный 1 шт.
1 вы и Со стороны, противополож- 1 То же ной коллектору |
1 1 1г 1 ' ’
Воздушный компрессор типа ТВ-130 Нормального исполнения Усиленного исполнения ’оликовые конические То же 7612 । К-25 (>0х 130x49 7их 1 о х 37 — То 1 подшипнику с каждой стороны То же Однорядный » »
~п:--
। 12489 12489 12490 32308 1 ।
Мотор-гене ритор ДМГ 1500150 а) Вариант I со стороны генератора со стороны двигателя б) Вариант II со стороны генератора со стороны двигателя i Роликовый Роликовый Роликовый Роликовый 1 ' i 40x90 <23 | — f 40x1’0x23 — j Р 40x1’0x2! 1 — 1 40x90x23 J — ; ; 1 Ь- ы —S EJ !
Динамотор ДК-бо! а) Со стороны генератора б) Со стороны вентилятора | Шариковый Роликовый 315 ; 32413 1 ! । 75x100x37 1 05x100x37 — i •1 1; Однорядный »
। । 1 1 1Г —
270
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ ЭПС
1. Надёжность работы.
2. Безопасность для обслуживающего персонала и пассажиров.
3. Отсутствие значительных толчков тока и тягового усилия при пуске и переключениях силовой цепи, в двигательном и тормозном режимах.
4. Минимальное время срабатывания аппаратов.
5. Возможность работы системы при отключении неисправных тяговых двигателей.
6. Простота эксплуатации системы управления.
7. Автоматическое соблюдение требуемой последовательности переключений и работы аппаратов при всех режимах.
8. Невозможность одновременной работы системы или её частей в двух взаимно исключающих режимах (двигательный и тормозной).
9. Автоматичность перехода системы из одного основного режима работы в другой, при перестановке рукоятки контроллера машиниста в соответствующее положение и при возвращении её в исходное положение. Для моторных вагонов автоматическое управление процессом реостатного пуска и регулирования возбуждения тяговых двигателей для получения заданной средней величины тягового усилия.
10. Автоматичность возвращения всех аппаратов в исходное положение и подготовка системы к последующему пуску при постановке рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение.
11. Надёжность защиты электрооборудования системы от перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений.
12. Автоматическое выключение аппаратов управления при срабатывании защиты и невозможность восстановления аппаратов защиты до возвращения системы управления в нулевое положение.
13. Возможность выбора режима пуска или торможения в зависимости от длины, веса поезда и профиля пути.
14. Наличие требуемого числа ходовых позиций, обеспечивающих необходимые режимы экономичной работы ЭПС.
15. Возможность контроля состояния и режимов работы оборудования электровоза или же нескольких электровозов, работающих совместно по системе многих единиц.
16. Достаточный запас мощности тяговых двигателей, пусковых и тормозных сопротивлений и пр., обеспечивающий возможность кратковременной перегрузки при тяжёлых условиях эксплуатации.
17. Возможность управления по системе многих единиц с любого поста управления, в том числе с постов, находящихся на прицепных вагонах.
18. Возможность отключения системы управления любого локомотива или электросекции, работающих по системе многих единиц, от поездных проводов управления.
19. Возможность полного использования сцепного веса электровозов и моторных вагонов при пуске н электрическом торможении.
20. Взаимодействие электрического, пневматического и электровоздушного тормозов.
21. Возможно меньший вес и объём электрооборудования, обеспечивающий малый вес ЭПС и возможность размещения оборудования в ограниченном пространстве.
двига-
кругу
пере-
РЕГУЛИРОВАНИЕСКОРОСТИ
Скорость движения электрического локомотива или скорость на ободе его колеса по кругу катания
1%г V —. -- fiл„ —--------
60,и СФ
где п,/)е — скорость вращения тяговых телей в об/мин;
Dg— диаметр бандажа колеса по катания в л;
р.—передаточное число зубчатой дачи;
UK—напряжение, подводимое к двигателю, в в;
Ф — магнитный поток одного полюса в мкс;
Хг— сопротивление якоря, обмотки дополнительных полюсов и обмотки последовательного возбуждения двигателя в ом;
I — ток двигателя в а;
С—постоянная, равная:
г, . 5,3,и .10-8 .
G - а • 60 ’ D6
р — число пар полюсов;
а — число пар параллельных ветвей обмотки якоря;
N — число активных проводников якоря.
Для регулирования скорости применяются следующие способы:
а) изменение напряжения, подводимого к двигателю;
б) изменение величины магнитного потока двигателя.
Изменение подводимого к двигателю напряжения осуществляется обычно:
а) включением последовательно в цепь тяговых двигателей дополнительных сопротив лений (реостатов);
б) применением различных схем соединен?!! тяговых двигателей нли их групп: последова тельного и параллельного с различным числог параллельных ветвей;
в) применением специальных электро машинных преобразователей.
Регулирование скорости включением дополнительных сопротивлений
Этот способ регулирования неэкономиче из-за значительных потерь энергии в сопрс тивлениях; он применяется лишь в перио пуска или при переходе от одной схемы сс единения тяговых двигателей к другой. Пр пуске величина дополнительного сопротивж ния уменьшается по мере увеличения скоросг вращения двигателей постепенным выключен! ем отдельных ступеней сопротивления (фиг. I
При одном двигателе напряжение на ег зажимах будет при этом равно;
UK=Uc-InRp~E +/л2г,
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
271
а протекающий через двигатель пусковой ток:
UC~E In~^r+Rp’
где Rp— дополнительное сопротивление, включённое в цепь двигателей;
Uc—напряжение питающей (контактной)
Регулирование скорости применением различных схем соединения тяговых двигателей
Наиболее распространённые комбинации соединения тяговых двигателей для локомотивов с четырьмя, шестью и восемью двигателями представлены на фиг. 2.
сети.
ЧоглеШп- Последовательно-тельное параллельное
Параллельное
Фиг. 1. Схема реостатного пуска тягового двигателя
Uh^MO,
Последова-
ик---1/виг, Vc~!/6 Vn
Uh Ес, vCn ~ U3 Vn
UK = 1/z Uc;
»пЛ’/?УП
Параплельное
Uh = U, ,
Последовательно Параллельно-параллельное evened плательное
Последовательное
Uh 1/8 Uc
К. “ 1/8 /„
Параллельное
Фиг. 2. Возможные схемы соединений тяговых двигателей для локомотивов с четырьмя, шестью и восемью двигателями
272
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При применении этого способа напряжение, подводимое к тяговому двигателю, равно
U — п ’
где п — число последовательно соединённых тяговых двигателей.
Каждой схеме соединения соответствует определённая экономическая ступень скорости.
В настоящее время тяговые двигатели магистральной тяги строятся обычно па расчётное напряжение UK = 1 500 в, поэтому при напряжении Uc = 3 000 в комбинации параллельного соединения с одним двигателем в каждой ветви не применяются.
Переключения цепей тяговых двигателей при переходе на различные схемы соединения должны производиться по возможности без разрыва силовой цепи.
На фиг. 3 представлены основные способы перехода с одного соединения тяговых двигателей на другое для двух тяговых двигателей 'или двух групп двигателей). Наибольшие колебания тока и тягового усилия даёт способ перехода коротким замыканием, наименьшие (при фиксированном режиме перехода) — способ моста. Последний способ получил наибольшее распространение на моторных вагонах; на электровозах применение его ограничивается необходимостью иметь несколько групп сопротивлений (по числу групп тяговых двигателей).
Регулирование скорости при помощи электромашин и ых преобразователей
Значительная часть мощности, потребляемой тяговыми двигателями, преобразуется специальными электромашинными преобразователями. Применяемые на ЭПС электрома-шинные преобразователи могут быть подразделены на следующие типы; двигатель-генера-
торы, многоколлекторные делители напряжения, вольтодобавочные машины и преобразователь поперечного поля Шенфера (метадин).
Электрические схемы основных применяемых систем с электромашинными преобразователями приведены в табл. 1. Широкое применение электромашинных преобразователей ограничивается значительной мощностью и конструктивной сложностью большинства преобразователей.
Регулирование скорости изменением магнитного потока(поля) тяговых двигателей
Имеются три основных способа ослабления магнитного поля тяговых двигателей (регулирование их возбуждения):
1) способ секционирования — выключение части витков обмотки возбуждения;
2) способ шунтирования — включение сопротивления параллельно обмотке возбуждения;
3) смешанный способ.
Электрические схемы, соответствующие этим способам, приведены на фиг. 4. Степень ослабления поля характеризуется коэффициентом регулирования возбуждения
„ AWon
Р ~ AW„n ’
где AWon—намагничивающая сила обмотки возбуждения при ослабленном поле;
AW'nn — намагничивающая сила обмотки возбуждения при полном поле для одного и того же тока в цепи якоря, что и при ослабленном поле.
Значения р для различных способов ослабления поля приведены на фиг. 4.
Необходимая величина сопротивления Rtu определяется для каждого двигателя:
Riu~ 1 ____ч Ru ом,
Фиг 3. Способы перехода с одного соединения тяговых двигателей на другое
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
273
Пусковые потери при применении машинных преобразователей
Таблица 1
1 1 f 1
Энергия тяговых двигателей Эд о ’ С п 1 *- Р г ‘Г У О1 п 1 nr Vc ( Ыг! 0.2) х * Тп = -о Р'>Тп | p-(-’c’nTn = ! ~-\-РйГп _ jj j T 2 u c1 rp tl
Наибольшая мощность преобразователя Рд гд max 4 Рд max 1 " 2 ' ~ 4~ 1 ) Рд max ! ’ 4 P dmax 2
Нотерн в преобразователе 0.21 Рм max • Oi “ Рд max Tn ' °-2 1 «S __ .... . 4 0.21 УлтаХ • 27" __ Рд щах ’ ? п * 0j2 ' 'о I 8 V =я о, 1 о xvм П]ах . — । ~ 0,1 8 П1ах • Тп
К. п. д. пуск а (теоретический) 0,5 07Г+0,05'3 = 0’90э 0,5 л о = 0 0 й о 0,5 4-0,025 ’ , 0,5+0,09 =0,85 —
К. п.д. пуска с учетом потерь в преобразователе 0,80 0,885 0,68 —
Прн м e ч а н и e. К. п. д. пуска определяется г Рд ~ Pd+APM
Секционирование Шунтирование Смешанный способ
де г„— сопротивление обмоток возбуждения;
А?и—активное сопротивление дополнительной индуктивности (индуктивного шунта), включаемой в цепь шунтирующего сопротивления.
При способе шунтирования и смешанном юсобе последовательно с сопротивлением :лючается некоторая индуктивность !.ш (ин-'ктивный шунт), необходимая для сохране-1я соотношения между токами /„ и 1Ш при установившихся режимах:
Le
/-„ — индуктивность обмотки возбуждения двигателя.
Фиг. 4. Способы ослабления поля тяговых дгигателей
Том 9
274
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изменение характеристик двигателя при ослаблении поля показано на фиг. 5. Приве-
1 I On Pon
денные на ней соотношения -г.-= — = т.—
? 1 пп гпп
являются приближёнными (без учёта измене-
ния величины падения напряжения и потерь), однако они могут быть приемлемыми для решения большинства практических задач.
Предельная величина {3 в двигателях с напряжением 1 500 в на коллекторе обычно составляет 30—50%. В современных тяговых двигателях последовательного возбуждения С напряжением па коллекторе до 1 000 в и малым насыщением магнитной системы предельную величину в удаётся довести до 20—25%. Число ступеней регулирования возбуждения у современных тяговых двигателей достигает 5, а в некоторых случаях даже 9.
Регулирование тягового и тормозного усилия
Тяговое усилие F развиваемое на ободе колеса, равно
Рк= ^Мдв = к'1Ф-\Е, и б
а тормозное усилие
где Мдв и Мген—вращающий момент навалу машины в кгм при двигательном и тормозном (генераторном) режиме;
/ — ток машины;
— к. п. д. зубчатой передачи;
k'—постоянная, равная
k, = 2 рл)„ J)N__ . j -8.
De ’ 61,6а
потеря тягового усилия в кг, обусловленная магнитными потерями в двигателе и механическими потерями в двигателе и передаче;
L г—сумма внутренних сопротивлений обмоток машины.
Тяговое и тормозное усилие можно регулировать изменением тока I и магнитного потока Ф машины любым способом: после
довательным включением сопротивлений применением различных схем соединения тяговых машин или регулированием их возбуждения.
В процессе пуска при помощи пусковых реостатов ток и магнитный поток двигателя поддерживаются примерно постоянными.
При движении поезда с установившейся скоростью тягоное усилие автоматически устанавливается равным сопротивлению движения. Если необходимо увеличить или уменьшить тяговое или тормозное усилие при определённой скорости движения, машины переводятся на работу по другой тяговой характеристике, например но характеристике ослабленного поля.
РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ
Локомотив и тяговый двигатель должны отдавать по возможности постоянную мощность в возможно более широком диапазоне скоростей (особенно при высоких скоростях).
Это требование связано с необходимостью обеспечить постоянство нагрузки системы энергоснабжения и условиями максимального использования мощности двигателей.
Изменения сопротивления движению, особенно кратковременные и резкие, не должны вызывать значительных изменений тока двигателя.
Значительные колебания напряжения сети, свойственные тяговым сетям (до -f- 20 и — 30%), также не должны оказывать значительного влияния на работу локомотива и тягового двигателя и не должны вызывать резкого изменения скорости и значительных толчков тягового усилия и тока.
Автоматическое регулирование мощности локомотива обеспечивается соответствующей формой его тяговой характеристики. Наиболее благоприятные условия для подвижного состава и системы энергоснабжения даёт гиперболическая характеристика (кривая 1, фиг. 6), обеспечивающая постоянство мощности:
Р -VFk г 367 ~ const.
Однако в электрических двигателях постоянного тока, питающихся от сети с постоянным напряжением, такая характеристика не может быть получена.
Ближе всего к гиперболической подходят характеристики двигателей последовательного возбуждения со слабым насыщением магнитной системы. При полном отсутствии насыщениг зависимость между v и Fк будет иметь вид const
V =---;-=^- .
V рк
Эта зависимость представлена на фиг. ( кривой 2; она определяет возможный предо, естественных характеристик тяговых двига телей последовательного возбуждения.
Характеристики реальных тяговых двига телей несколько отклонятся от идеально кривой 2 благодаря наличию насыщения в и магнитной системе (см. кривые 3—6, фиг. 6)
В случае когда предусмотрено достаточно число ступеней ослабления поля, имеете
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
275
возможность, особенно в зоне скоростей движения, превышающих скорость часового режима, путём глубокого регулирования возбуждения значительно приблизиться к условиям отсутствия насыщения в машине и поддерживать мощность двигателя сравнительно постоянной в довольно широком диапазоне скоростей движения.
•Фпг. 6. Тяговые характеристики двигателей при различном насыщении магнитной системы: 1—гиперболическая; 2 — при полном отсутствии насыщения; <.7 —ДК-Ю6, ослабленное поле; 4 — ДК-106, полное поле; 5—ДК-103А; 6 — ДПЭ-400
Регулировочные качества локомотива определяются коэффициентом экономического регулирования:
]Г __ Ъ^ОП vnn)
рег~ у птах
(уon ^пп)п у
UKll— напряжение на зажимах двигателя при соединениях двигателей, предусмотренных схемой управления.
Для повышения регулировочных качеств локомотива могут быть использованы следующие меры:
а) увеличение числа комбинаций последовательно-параллельных переключений двигателей, т. е. увеличение числа групп экономических тяговых характеристик;
Фиг. 7. Тяговые характеристики электровоза при полном и ослабленном поле для различных соединений двигателей
б) повышение глубины регулирования возбуждения и увеличение числа ступеней ослабления поля;
в) уменьшение насыщения магнитной системы тяговых двигателей.
ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Изменение направления вращения двигателей осуществляется изменением направления вращающего момента Д1 = КФ1. Это дости-
где von — vnn — разность между скоростями локомотива при ослабленном и полном поле для каждой схемы соединения двигателей (фиг. 7);
(von — vnn) — сумма этих разностей для всех соединений двигателей, предусмотренных схемой управления при определён ном тяговом усилии;
{von — vnn)n — разность скоростей локомотива при ослабленном и полном поле при параллельном соединении;
^шах — максимальная скорость локомотива ;
UK — напряжение на зажимах дви-
Фиг. 8. Способы изменения направления вращения 'j яговых двигателей: а — изменением тока в обмотках возбуждения; б — изменением тока в обмотке якоря гастся изменением направления тока в якоре или направления магнитного потока машины, т. е. тока в обмотках возбуждения (фиг. 8).
18*
гателя при параллельном соединении;
276
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Схема, соединения тяговых двигателей
Скоростные характеристики
Диаграммы падения напряжения и тока
Диаграмма/ потери, энергии
Одна группа двигателей В
Две группе! двигателей
Последи- Парал-ва тельное лельнае
Три группы* двигателей После- Парал- Пар ал -довит послед, -лельное
йпДп V
1]=0Др7
Фиг. 9. Пусковые потери при различных схемах соединения тяговых двигателей: Uс~ напряжение сети; /^ — пусковой ток; Тп~время пуска; F — тяговое усилие при пуске; &п — скорость при параллельном соединении двигателей, соответствующая тяговому усилию Fn
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
277
Фиг. 10. Диаграммы потерь энергии в пусковых сопротивлениях при пуске с переключением двигателей с последовательного соединения на параллельное (с учётом внутреннего падения напряжения в двигателях): а~-схемы переключения; б —диаграмма потерь энергии без ослабления поля; в —диаграмма потерь энер1ии с применением ослабления поля; 1 п и пусковой ток п|и полном и при ослабленном поле; 7ttoc и 7'лг2/7~время пУска на последовательном и на параллельном соединениях; Тпос оп и Тпар ^ — время пуска на последовательном и параллельном соединениях при ослаблении поля; Тпос и Т пар— время пуска на последовательном и на параллельном соединениях при включённых пусковых сопротивлениях;
ДС/ « 0,056/ —падение напряжения в двигателях
Чаще применяется изменение направления тока в обмотках возбуждения (фиг. 8, а). В этом случае части реверсора — аппарата, осуществляющего переключения, необходимые для изменения направления вращения, могут быть выполнены на напряжение меньше чем UK.
ПУСК эпс постоянного ТОКА И ПУСКОВЫЕ ПОТЕРИ
Пуск тяговых двигателей осуществляется обычно при помощи пусковых сопротивлений с постоянным по величине тяговым усилием FK и током I. При этом э. д. с. двигателя Е меняется в процессе пуска пропорционально скорости оот нуля в момент трогания с места до величины UK при выходе на автоматическую характеристику (пренебрегая внутренним падением напряжения в машине).
При пуске двигателя электрическая энергия Э, получаемая из сети, не используется полностью для совершения полезной работы. Некоторое количество энергии Эр теряется в пусковых сопротивлениях. Поэтому к. п. д. пуска
_ эд Эд эд + эр ’ где — количество полезно используемой энергии.
Для снижения потерь в реостатах применяется последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей или их групп.
Наиболее распространенные схемы соединения двигателей при пуске показаны на фнг. 9; там же приведены диаграммы падения напряжения и тока и диаграммы потерь энергии. Потери энергии определяются объёмами заштрихованных параллелепипедов на соответствующих диаграммах.
Приведённые на фиг. 9 значения полезно используемой энергии и к. п. д. пуска полу
чены без учёта потерь в двигателях и передаче и сопротивления двигателей и кабельной проводки.
При учёте их (фиг. 10) к. п. д. пуска повышается на 1—3%.
Для снижения потерь в пусковых сопротивлениях иногда в процессе пуска применяется регулирование возбуждения тяговых двигателей. Как правило, для этого используются те же ступени, что и для получения дополнительных экономических скоростей.
При переключении двигателей в процессе пуска с последовательного соединения на параллельное снижение расхода энергии благодаря применению ослабления поля зависит от степени регулирования возбуждения. Из диаграммы фиг. 10 видно, что при применении ослабления поля времена пуска Т'пос и Т’пар с включёнными пусковыми сопротивлениями всегда будут меньше времён пуска Тпос и 7’л,7„ при отсутствии ослабления поля. Ослабление поля при пуске обычно даёт от 15 до 30% уменьшения потерь энергии в пусковых реостатах.
Для снижения пусковых потерь в ряде случаев применяются пусковые системы с электромашинными преобразователями.
Принципиальные схемы и основные данные этих систем приведены в табл. 1.
ПУСКОВЫЕ ДИАГРАММЫ ЭПС ПОСТОЯННОГО ТОКА
При пуске ЭПС, как правило, реализуется наибольшее возможное тяговое усилие. Величина этого усилия может ограничиваться следующими факторами:
а) условиями сцепления;
б) величиной тока, допустимого по условиям коммутации.
Характер ограничения тягового усилия по условиям сцепления показан на фиг. 11.
278
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Максимальное тяговое усилие Fmax не должно хотя бы кратковременно превышать величины, определяемой условиями сцепления, так как при превышении этого предела возникнет боксование колёсных пар.
Ограничение по условиям коммутации определяется величиной наибольшего тока, который в соответствии с ГОСТ на тяговые машины принимается равным
1Ч.
Фиг. 1 1. Ограничения тягового усилия при пуске: 1 — естественная (автоматическая) характеристика; 2 — ограничение по сцеплению; 3 — наибольшее допустимое тяговое усилие (ток); 4 — обычно принимаемое ограничение тягового усилия (тока) пропуске
Тяговое усилие электровозов, а в ряде случаев и моторных вагонов, обычно ограничивается условиями сцепления.^
Ввиду того, что непрерывное и плавное изменение величины пусковых сопротивлений практически затруднительно, применяется ступенчатый реостатный пуск. Степень равномерности его определяется коэффициентом неравномерности пуска по току;
„ __ max ^min
Лн_ —,
л max ~ min или коэффициентом неравномерности'по тяговому усилию:
р ___р
’ г max rmin л... ------—----•
Н р I р
г max f 1 min
В обоих случаях величины / и F относятся к режиму пуска.
Обычно для электровозов допускаются:
кн = 0,07 4- 0,10 и
Кн = 0,09 4- 0,12.
Соответственно для моторных вагонов кн = 0,15 4- 0,20.
Величина колебаний пускового тока и тягового усилия определяется технико-экономическими соображениями. Применение больших колебаний, соответствующих меньшему числу пусковых ступеней, обеспечивает упрощение и удешевление аппаратов управления благодаря снижению числа реостатных контакторов. Однако увеличение толчков тягового усилия вызывает снижение использования сцепного веса ЭПС.
Пуск ЭПС можно производить ручным или автоматическим переключением со ступени на ступень. Ручное управление обычно применяется на электровозах, а автоматическое — на моторных вагонах.
В системах с неавтоматическим пуском величина пускового тока, а следовательно, и
тягового усилия зависит от воли машиниста. Эта величина регулируется им изменением продолжительности выдержки рукоятки контроллера на отдельных позициях, т. е. изменением скорости её перехода с одной позиции на другую. Ориентируясь показаниями приборов (амперметра и скоростемера), а также своими наблюдениями за разгоном поезда, машинист в этом случае может довольно точно выдержать величину пускового тока и тягового усилия при различных весах поезда и колебаниях напряжения в контактной сети. Пусковые диаграммы электровозов приведены в главе «Электрическая тяга поездов». На диаграммах приводятся все реостатные ходовые характеристики v = f (/), включая характеристики при ослабленном поле.
Применение автоматического пуска на электровозах требует более сложной системы управления из-за непостоянства веса поезда и требуемой величины тягового усилия.
На моторных вагонах применяются три основные системы автоматического пуска;
а) пуск с управлением в зависимости от тока;
б) пуск с одинаковым временем переключения с позиции на позицию—хронометрический пуск;
в) смешанная система.
При пуске с управлением в зависимости от тока переключение с позиции на позицию осуществляется реле ускорения при падении тока на предыдущей позиции до величины уставки реле ускорения.
Реле ускорения на всех позициях осуществляет автоматически переключение исходя из постоянства минимального значения /П11П пускового тока; так как колебания пускового тока в процессе пуска приблизительно одинаковы, то приблизительно постоянна и средняя величина пускового тока 1ср. Это обеспечивает относительное постоянство при пуске среднего значения тягового усилия.
Ток срабатывания реле ускорения постоянен по величине и не зависит от напряжения в контактной сети. Не зависит он и от наполнения вагонов пассажирами, что является существенным недостатком систем автоматического управления при помощи токовых реле.
Хронометрический пуск осуществляется обычно переключением реостатного контроллера с постоянным собственным временем срабатывания его привода. Этот способ пуска характеризуется постоянством отношения силы тяги на ободе колеса Fк к весу поезда Q . Однако на подъёмах при хронометрическом пуске возможно чрезмерное возрастание тягового усилия и тока, что является его существенным недостатком.
Хронометрический пуск применяется преимущественно при большом значении реализуемого ускорения, большом числе пусковых позиций и сильно меняющейся пассажирской нагрузке (например в вагонах метрополитена).
Смешанная система пуска соединяет в себе элементы системы пуска с управлением в зависимости от тока и хронометрического пуска. Она применена на вагонах серии Д Московского метрополитена, в которых при последовательном соединении двигателей исполь
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
279
зуется хронометрический пуск, а при параллельном— пуск при помощи реле ускорения; переключение на позиции ослабления поля осуществляется также посредством реле ускорения.
В случае когда на ЭПС не предусмотрено применение различных схем соединения тяго-
что вытекает из прямой пропорциональности между скоростью движения и э. д. с. тяговых машин </>=const. Механическое торможение, как правило,неустойчиво ввиду резкого падения коэффициента трения между бандажом и колодками при повышении скорости свыше некоторого критического значения vKp (фиг. 13).
вых двигателей (на некоторых типах моторных вагонов), пуск двигателей осуществляется с применением нескольких ступеней ослабления поля (фиг. 12).
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ И ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ТОРМОЖЕНИЯ ЭПС
Различают три вида электрического торможения;
1) реостатное, когда электроэнергия, вырабатываемая тяговыми машинами, работающими в тормозном (генераторном) режиме, поглощается в сопротивлениях (в качестве тормозных сопротивлений обычно используются пусковые);
2) рекуперативное, когда генерированная энергия возвращается ЭПС в контактную сеть, пополняя её энергетические ресурсы;
3) смешанное реостатно-рекуперативное торможение.
Электрическое торможение всех видов при торможении на уклонах обладает более высокой механической устойчивостью, чем механическое торможение при помощи тормозных колодок. Это определяется тем, что при электрическом торможении всегда
Высокие механические качества электрического торможения позволяют широко применять его в качестве основного служебного тормоза при сохранении механического тормоза в качестве резервного. Этому способствует также значительная экономия расхода
Фиг. 13. Характеристики электрического и колодочного торможения: элск-
риче<кое торможение; 2—колодочное торможение
тормозных колодок (до 70—80%) при любом виде электрического торможения и существенная экономия электроэнергии при рекуперативном то р м о ж с н и и,
При применении рекуперативного тормо
280
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
жения на горных участках для поддержания постоянной скорости при следовании под уклон экономия электроэнергии может достигать до 10—50% общего её расхода. При использовании его на равнинных участках в качестве служебного тормоза для моторных вагонов (торможение перед остановкой) эко-
Фиг. 14. Условия устойчивости при реостатном торможении
номия электроэнергии может достигать 15-20%.
Длительность применения реостатного торможения ограничивается мощностью сопротивлений, размещённых на ЭПС. Этот вид торможения более надёжен, чем рекуперативное, так как при его использовании тормозное усилие не зависит от напряжения контактной сети.
Известно значительное число схем рекуперативного, реостатного и смешанного торможения. Все они должны удовлетворять следующим основным требованиям:
1) обеспечивать получение необходимого тормозного усилия при одновременной отдаче максимальной энергии торможения в сеть в случае рекуперативного торможения;
2) обеспечивать достаточно равномерное распределение нагрузок между включёнными параллельно машинами и э. д. с. между машинами, включёнными последовательно при допускаемом в эксплуатации отклонении диаметров бандажей колёс, магнитных характеристик машин и других параметров;
3) иметь минимальные изменения тока, тормозного усилия и э. д. с. при резких изменениях внешних условий (напряжения в контактной сети, сцепления колёс с рельсами и др.);
4) обладать высокой электрической устойчивостью, определяемой способностью схемы восстанавливать нарушенное электрическое равновесие в случае мгновенного изменения тока при неизменной скорости v;
5) обладать высокой эксплуатационной надёжностью и работоспособностью всей схемы в целом и входящих в неё электрических машин;
6) обеспечивать простоту и удобство управления электрическим тормозом;
7) предусматривать надёжную взаимосвязь между электрическим тормозом и другими видами тормозов на ЭПС, исключающую неправильное их применение (в частности возможность автоматического замещения электрического тормоза пневматическим).
Электрическая устойчивость реостатного торможения при сохранении последовательного возбуждения тяговых машин обеспечивается при работе машины в режиме, соответствующем точке а (фиг. 14). Эта точка определяется из условия равенства напряжения на зажимах машины
(7 = C'vT Ф — 7
и падения напряжения Ij.RP в тормозном сопротивлении RT. При изменении нагрузки возникает индуктивная составляющая напря-, dlT
жения L —— , которая препятствует измене-dt
нию тока 1Т и обеспечивает благодаря этому автоматическое возвращение схемы в исходный режим, соответствующий точке а. Устойчивость работы схемы сохраняется до некоторого критического значения сопротивления RKp, при котором характеристика падения напряжения в нём располагается по касательной (линия Б, фиг. 14) к внешней характеристике машины (кривая А). При сопротивлениях RT, больших этого критического сопротивления (линия В) RKp, машина не будет самовозбуждаться.
Электрическая устойчивость при рекуперативном торможении тяговых машин с последовательным возбуждением обеспечивается
Фиг. 15. Условия устойчивости при рекуперативном торможении
при изменении нагрузки лишь при работе машины в режиме, соответствующем точке б (фиг. 15), расположенной на падающей части внешней характеристики.
Практически этот режим не может быть использован, так как точка б расположена в области весьма больших перегрузок. При работе машины в режиме, соответствующе.’.!
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
281
точке а, случайное увеличение тока j вызывает подмагничивание машины, т. е. повышение её напряжения Uк\ уменьшение же тока I вызовет размагничивание машины, т. е. снижение её напряжения.
Электрическая устойчивость рекуперативного торможения может быть обеспечена только при использовании тяговых машин
16. Внешние характеристики машин с различ* ными способами возбуждения:
/--параллельное возбуждение; 2 —параллельное возбуждение с последовательным сопротивлением в цепи якоря; 3— смешанное противовозбуждение
с падающими внешними характеристиками, г. е. машин параллельного возбуждения и смешанного противовозбуждения. Последние наиболее пригодны для рекуперации, так как они имеют крутопадающие внешние характеристики, обеспечивающие снижение толчков тока /у при колебаниях напряжения Д Uc в контактной сети (фиг. 16).
Принципиальные схемы реостатного торможения представлены в табл. 2, а схемы реку-пепативного торможения — в табл. 3.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Графический метод расчёта пусковых сопротивлений
В основу этого метода положена прямолинейная зависимость величины пускового сопротивления от скорости движения при неизменной величине тока:
('-У'
(де /Уо— сопротивление реостата при v == (1 на один тяговый двигатель;
v — скорость движения в каждый момент времени;
va — скорость выхода на естественную характеристику.
В качестве исходной величины принимается значение коэффициента неравномерности пуска кп или кп и определяется среднее пусковое тяговое усилие
где 11 — нагрузка на движущую ось в т\
Фо— коэффициент сцепления при пуске.
Исходя из найденной величины Fкгр по электротяговым характеристикам двигателя может быть найдена величина среднего тока ори пуске Iс/).
По известной величине 1е;, определяются предельные значения пускового тока:
max ср б Н~лн)>
^min Iср б
В некоторых случаях (при моторвагонной тяге) за исходную величину принимается не Е к, а max > исходя из ограничений тока по условиям коммутационной устойчивости тягового двигателя.
Графическое определение величины ступеней пускового сопротивления для одного двигателя показано на фиг. 17. В правом квадранте построена исходная характеристика
Uc
и = f (/) при напряжении UK —— на зажимах машины (где п — число последовательно соединённых двигателей). Нанесением границ Anin и max определяются предельные скорости v и va выхода на автоматическую хара ктернстику.
В левом квадранте откладывают зависимости V = f (R) прн Zmax= const и /min= const в виде прямых ас и db, определяющих изменение 7?, необходимое для получения в процессе пуска постоянного значения тока.
Значения /'„ при v = 0 находят из условия
Е = О
^тах
^min
где S т — сумма внутренних сопротивлений всех последовательно соединённых обмоток двигателя.
Фиг. 17. Графическое определение ступеней пусковых сопротивлений для одного тягового двигателя
Точки а и б, получаемые при R = 0 для / . и Iтах , соответствуют скоростям t’a и vc2
Ступени сопротивлений AZ? получаются графическим путём как отрезки, ограниченные линиями ас и bd.
Таблица 2
Краткая характеристика
1 I Схема для одной машины. | Устойчивая
Схема с двумя машинами и уравнительным соединением.
Без уравнителя неустойчива и не может быть использована.
Уравнительный ток;
При некоторой разнице э. д. с. и малом значении сопротивления обмоток I г может произойти изменение полярности одной нз машин с переходом в двигательный режим. Такому переходу будет предшествовать режим короткого замыкания:
Для предотвращения этого явления применяют уравнительное соединение с сопротивлением Ry'
Схема 'с двумя машинами и перекрёстным соединением: устойчива; уравнительный ток в допустимых пределах
Принципиальные схемы реостатного торможения
Схема
Краткая характеристика
Ю 00 ьо
Уравнительное соединение
4
Двойная циклическая схема при нескольких машинах (электровоз ВЛ19).
, Устойчива. Может быть использована при большем и при меньшем числе машин
Мостовая схема (вагоны серии Г и Д Московского метрополитена) .
Устойчива. При переходе на тормозной режим не требуется переключения обмоток возбуждения.
Для понижения потенциала по отношению к земле при вы- I соких тормозных скоростях и при больших тормозных токах; схема заземлена в точке в
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
283
Таблица 3
Принципиальные схемы рекуперативного торможения
пор.
Краткая характеристика
! Схемы с возбуждением от сети
а) для машин параллельного возбуждения;
б) для машин последовательного возбуждения с исре-
ключением на параллельное.
i Схемы устойчивы, но не имеют распространения из-за >
1 низкого к. п. д. вследствие значительных потерь в со- : противлениях Re и Rcm особенно при машинах после- ;
| довательпого возбуждения
I
I
Схема с машиной смешанного возбуждения !
Устойчива и имеет высокий к. п. д.
Применяется на трамвае и троллейбусе.
На электроподвижном составе магистральной тяги не | применяется ввиду ненадёжности работы цепи обмотки I параллельного возбуждения при высоком напряжении |
I
Схема с независимым возбуждением |
Обмотка Wc двигателя последовательного возбужде- | ния получает питание от возбудителя В пониженного । напряжения. |
Мощность двигателя D возбудителя составляет 1
-г 1,5% от мощности рекуперирующих машин. !
Система устойчива. Тормозное усилие регулируется | изменением возбуждения возбудителя. Стабилизирующее сопротивление Rcm обусловливает требуемую ; крутизну внешней характеристики рекуперирующей машины
i
' Схема с противовозбуждением возбудителя
1 j (независимое возбуждение тягового генератора) ; : Противовозбужденио возбудителя придаёт устойчи- I ! вость схеме и высокий к. п. д. j
В схемах электроподвижного состава с несколькими 1 машинами каждая группа должна иметь самое гоя ! ель- ; ное возбуждение, а магнитная система возбудителя должна быть возможно менее насыщенная; Фп должен быть больше Ф
284
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Краткая характеристика
Продолжение
Видоизменение схемы 4
Возбудитель имеет меныпую мощность, чем в схеме 4, так как по его якорю протекает лишь ток Д — Ip
I
i !
I :
' 6 ; Схема с возбудителем смешанного возбуждения
’ I для двух параллельных групп
Система устойчива. Мощность возбудителей ^неве-
лика
I
I
7 Схема со стабилизирующим сопротивлением Rcm в цепи якоря и возбуждения
Включение стабилизирующего сопротивления RCm придаёт рекуперирующим машинам устойчивость, свойственную машинам с противовозбуждением.
Крутизна внешних характеристик рекуперирующих машин зависит от величины R.cm
8 i Схема с циклической стабилизацией
। !
| Отличается от схемы 7 меньшей мощностью возбуди-
I теля, так как стабилизирующие сопротивления нахо-: дятся вне цепи возбуждения. Мощность возбудителя
I в этой схеме в 1,5-~2 раза меньше, чем в схеме 7.
Выравнивание токов рекуперации обеспечивается । уравнительными токами в цепях обмоток возбуждения, । возникающими за счёт разницы потенциалов точек । а и б. I
Схема обладает высокими стабилизирующими качест- . вами. В тех случаях, когда сопротивление контактов . аппаратов силовой цепи соизмеримо с сопротивлением * 1 I обмоток возбуждения машин — устойчивость схемы мо-| жст сильно нарушаться
I
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
285
Продолжение
Краткая характеристика
Схема со стабилизирующим двигателем («CD»)
Отличается от схемы 7 тем, что величина стабилизирующего сопротивления R. ст доводится до минимума, а для получения требуемой устойчивой характеристики рекуперирующих машин—в цепь возбуждения включается двигатель «CD» (мотор-стабилизатор). К. п. д. схемы | выше по сравнению со схемой 7, так как энергия, те-। ряемая в стабилизирующей цепи, используется для , вращения возбудителя В. Соответственно уменьшается I мощность двигателя D.
Схема применена на электровозах Си |
|
i
! Схема с использованием в качестве возбудителя
। одного из тяговых двигателей (4)
!, Схема устойчива. Эффективное торможение возможно
| в широком диапазоне скоростей с отношением их пре-) делов 1:3.
j На высоких скоростях рекуперативное торможение i I осуществляется двумя двигателями (третий выклю- | | чается), а на средних и малых скоростях тремя маши- 1
нами ।
Схемы рекуперативно-реостатного торможения
а) с тяговыми машинами смешанного возбуждения;
б) с тяговыми двигателями последовательного возбуждения и возбудителем смешанного возбуждения.
Линейный выключатель ЛВ должен быть сблокирован с выключателем ВР— реостатного торможения так, чтобы после замыкания выключателя ВР — размыкался ЛВ
286
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Рекомендуется, чтобы толчок тока на последней ступени сопротивления был на 30—40% меньше, чем на остальных ступенях
АЛ, « (0,3 4-0,4) М.
Нафиг. 18 представлена диаграмма расчета ступеней пусковых сопротивлений для двух групп тяговых двигателей, переключаемых с последовательного соединения на параллельное.
<Ьиг. 18. Графическое определение ступеней пусковых сопротивлений при пуске двух групп тяговых двигателей с переключением с последовательного соединения на параллельное
В этом случае значения Ro при г = 0 находятся по следующим формулам:
It! UICC ntr Lj
Ro= f —№ Ro ~ "j
max 1
I's, ЯП
Ro^r^-^r, Ro = max
Г . min
UKn ^min
Определение ступеней пусковых сопротивлений производится принтом так же, как и при расчёте сопротивлений для одного тягового двигателя или одной группы двигателей. Полученные величины отдельных ступеней в последующем корректируются при выполнении теплового расчёта и разработке схемы пусковых сопротивлений.
Метод расчёта, приведённый на диаграмме фиг. 18, целесообразно применять для схем, предусматривающих переход с одного соединения тяговых двигателей на другое способом короткого замыкания или шунтирования.
При переходе способом моста необходимо начинать расчёт ступеней сопротивлений с параллельного соединения, так как в этом случае пусковые сопротивления при последовательном соединении должны быть разделены на две совершенно одинаковые группы. Для после
довательного соединения производится лишь проверка толчков пускового тока, возникающих при использовании ступеней сопротивлений, полученных для параллельного соединения. Число позиций при параллельном соединении обычно удваивается по сравнению с параллельным вследствие раздельного включения секций сопротивлений обеих групп.
В момент перехода желательно, чтобы величина сопротивления Rnep была равна
Vc Rnep ~ "оТ > ^1пер
где Iпер — ток двигателей в момент перехода.
Подобным же образом производится расчёт при трёх (и более) группах тяговых двигателей.
Величины сопротивлений R, найденные для одного двигателя или одной группы двигателей, пересчитываются на общее сопротивление схемы Rcx по формуле
nR Rcx== ~т ’
где п — число последовательно включённых двигателей или их групп;
т — число параллельно соединённых дви гателей или их групп.
Расчёт маневровых ступеней
Первая маневровая ступень выбирается и dv условия, чтобы величина ускорения н превышала следующих значений: для одиноч кого электровоза — а < 0,3 -1- 0,6 м/сек?, дл: пригородных моторвагонных секций— 0,5 4 4- 0,6 м/сек?, для моторвагонных секций мет рополитепа — 0,5 4-0,8 м/сек2.
Требуемое для расчёта тяговое усилие Рю при трогании с места определяется по формул
F = Q Mi п.
/ СС С/ I
w0 ч- 102 (1+7) кг,
где Q3 — полный вес ЭПС при маневрах,;
w0—основное удельное сопротивлени движению ЭПС;
у — коэффициент,учитывающий инерци! вращающихся масс.
Значение wQ для различных видов Э1Т см. в главе «Электрическая тяга поездов».
По найденной величине F м определяете тяговое усилие одного двигателя на перво маневровой позиции:
где пд — число двигателей.
Затем по электротяговой характеристиь FK = f(I) находится ток на первой маневр< вой позиции в момент трогания с места I (фиг. 19).
Число маневровых ступеней у электровоз< обычно принимается пм = 4 4- 6; при этс изменение тягового усилия на каждой мане ровой позиции не должно превышать &FK
1 000 — 1 200 кг (на один тяговый двигатель
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
287
Таким образом,
Пи Ж ,ИЛИ П
max
^max min
где /тах и /min — наибольший и ший ток фиг. 19).
наимень-
пуске (см.
при
Фиг. 19. Расчёт маневровых ступеней
может быть
По величине Д I — —тах._ п... подсчитан ток /ли-; для /-ой маневровой ступени
/ ,.; — I .. -4- i /2 ,,: Д / .
Ml М[ 1 Ml
Величина соответствующего сопротивления будет равна
UK Rv; = -Т^
Ml
Для моторных вагонов при расчётном ускорении автоматического пуска, меньшем 0,5—0,6 м/сск2, специальные маневровые ступени можно не предусматривать.
Расчёт дополнительных ступеней сопротивлений
Дополнительные ступени необходимы для обеспечения плавного перехода от одного соединения двигателей к другому при уменьшенном весе поезда.
При уменьшении веса поезда ниже расчётного ток Jгг.,:г] в момент перехода изменяется до значения /min (см. фиг. 18). При этом значительно возрастают толчки тока Д Г, которые могут намного превышать расчётные колебания тока:
Д^ = ^тах ^min-
Для выбора числа дополнительных ступеней и величины сопротивлений следует установить определённую, наиболее вероятную величину тока /mjn , при которой не должно происходить резких колебаний тягового усилия (обычно /'min ~ (0,5 ~ 0,6) /min)- ЧИСЛО необходимых дополнительных ступеней nf> при этом будет равно
min
j — I . * max 1 min обычно оно не превышает 2—3.
Величины необходимых сопротивлений
и Rdt Дополнительных ступеней Д, и Д2 получаются графическим путём из диаграммы фиг. 20. При этом
'max 'min
Фиг. 20. Графическое определение величин дополнительных ступеней пусковых сопротивлений при nd = 2
Изменение пускового тока при пуске расчётного поезда показано на диаграмме стрелками .
Построение характеристик двигателя при включенных пусковых сопротивлениях
При выполнении электрического расчёта сопротивлений необходимо построить скоростные характеристики тяговых двигателей v = = /(/) при включении в их цепь дополнительного сопротивления R различной величины. Расчет этих характеристик можно производить исходя из заданной скоростной характеристики двигателя при включении его без дополнительного сопротивления R путём пересчёта значений скорости по формуле
UK-I(^r+R)
V' = V —------------,
i4-/sr
при этом v' и v — значения скорости для искомой и исходной характеристики при одинаковой величине тока /.
Для решения практических задач более удобен графический метод построения характеристик, показанный на фиг. 21. На исходной скоростной характеристике vectn выбираются произвольно (желательно равномерно) точки 1, 2, 3 и 4.
288
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Для токов /1( /2> 7, и 74, соответствующих этим точкам, подсчитываются величины сопротивлений 7?0 при и = 0 по формуле
и строятся вспомогательные линии R = f (и) при / = const.
Фиг. 21. Построение скоростных характеристик при включении в цепи тягового двигателя допол-нительных сопротивлений R' и ft"
Точки Г, 2’, 3’, 4' или Г, 2", 3" искомых характеристик получаются путём переноса на уровни принятых ранее токов 71( 72, 7, И lt точек пересечения а', Ь', с', d', или а", Ь", с", d" вертикальных линий R = const, соответствующих величинам R' или R" дополнительных сопротивлений, с линиями 7? = /(v).
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТОРМОЗНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРИ РЕОСТАТНОМ ТОРМОЖЕНИИ
В случае применения реостатного торможения для поддержания постоянства скорости при следовании поезда под уклон необходимое тормозное усилие определяется по формуле
В = (7 — w0) Q, где i—величина уклона в тысячных;
ш0—удельное сопротивление движению;
Q — вес поезда в т.
По найденной величине В, используя зависимость тормозного усилия от тока двигателя Вк = /(/) (фиг. 22), можно найти необходимый для данного уклона тормозной ток I.
Величина необходимого тормозного сопротивления определяется из соотношения
„ _ Uk vt -1^г(уТ +па) -------------7----------- > lvd
где UK—напряжение на зажимах машины при двигательном режиме;
v д и vT — скорости двигательного и тормозного режима, соответствующие одному и тому же току I.
Подобным же образом может быть подсчитано значение RT для каждого из заданных уклонов I.
Зависимость Вк= f (/) может быть достаточно точно получена пересчётом по точкам характеристики FK — f(I) при двигательном режиме (фиг. 22) по формуле
BK = FK + kF = FK+ 0,734
UK
v
При этом ток I выбирается произвольно, скорость v и к. п. д. т] определяются по скоростной характеристике v = f(I) машины и характеристике её к. п. д. т( = )(/).
Фиг. 22. Построение характеристик Вк =f (!)
Характеристика uT = f(!) также может быть построена путём пересчёта по точкам характеристик ^=/(7) для двигательного режима по формуле
7 (7?г + 2) г)
= 177^7 vr vd
Диаграммы v т = f (7) для постоянных значений тормозных сопротивлений RT , R? и т. д. представлены на фиг. 23. Здесь на-
Фиг. 23. Характеристики реостатного торможения несены также две ограничивающие кривые: А—по условиям сцепления и Б — по условиям коммутации. Кривая А строится по предельным значениям тока 7тах, определяемым условиями сцепления:
Вк </7Ф.1О8 л max ‘
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
289
Кривая Б характеризует ограничение скорости по условиям наибольшего допустимого напряжения па зажимах машины U Она строится по значениям максимальной скоро сти Утах, которые для каждой величины тока 1 определяются по формуле
В большинстве случаев в качестве тормозных сопротивлений используются пусковые сопротивления с их ступенями. Поэтому при проведении расчёта следует проводить проверку толчков тока Д/, возникающих при переходе с одной ступени на другую. Как правило, максимальные толчки тока при торможении могут быть на 20 — 50% больше максимальных толчков тока при пуске.
При применении реостатного тормоза для торможения до остановки расчёт ступеней тормозных сопротивлений обычно производится графическим способом, аналогичным расчёту пусковых сопротивлений (фиг. 24).
Построение скоростных характеристик i'7. = f(?) при постоянных сопротивлениях в цепи тяговых машин рекомендуется производить, как показано на фиг. 25. Для заданной скоростной характеристики двигательно-I о режима =/'(/) принимаются произвольные значения токов /1( 12, 13 и /4 и для них проведённым выше способом строятся лучи сопротивлений vT = f(RT). Пересечение этих лучей I — IV с линиями R — const, соответствующими величинам R' или R" тормозных сопротивлений, даёт скорости при работе машины с сопротивлениями R’ и R" и токах / j 4- 14. При переносе этих точек на линии токов /j -У /4 в правом квадранте получаем точки искомых скоростных характеристик o^, = /(/) и = /(/).
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Тепловой расчёт позволяет выбрать по заданной электрической нагрузке определённые конструктивные типы элементов сопротивлений и прокорректировать данные электрического расчёта в части применения различных комбинаций соединений отдельных секций сопротивлений, обеспечивающих наиболее рациональное их использование.
Тепловому расчёту должен предшествовать предварительный подбор сопротивлений и составление их схемы.
Тепловой расчёт сопротивлений моторных вагонов
Сопротивления моторных вагонов подвергаются часто повторяющемуся нагреванию в процессе периодических пусков и остановок, поэтому при расчёте этих сопротивлений предполагается, что в течение одного цикла поездной работы (пуск — движение с установившейся скоростью — торможение) элементы сопротивления не успевают остывать.
Для учёта указанных особенностей работы сопротивлений моторных вагонов при расчёте их исходят из условия, что сопротивления предварительно нагреваются до некоторой температуры перегрева 6„тах, соответствую
щей длительной работе моторного вагона на маневровой позиции при полностью включённых реостатах.
По полученному значению перегрева 0п тах корректируются в сторону понижения длительные токи элементов сопротивлений, определяемые по их тепловой характеристике, т. е. до величины 1 ос (см. стр. 340).
Дальнейший расчёт заключается в определении эффективных значений токов Iаф, проходящих через элементы сопротивлений цикла поездной работы, и сравнении их с прокорректированными значениями /,!ОО длительного'тока элементов.
При подборе элементов сопротивлений должно быть соблюдено условие
1 эф < поо
Пониженное значение длительного тока элемента сопротивления, учитывающее предварительный его нагрев в течение маневрового цикла, определяется по формуле
п оо
п max ®max
где 0max — конечный перегрев элемента сопро -тивления при длительном токе I согласно его тепловой характеристике (см. стр. 340).
Перегрев 0„ тах может быть подсчитан па формуле
где Те—постоянная времени элемента сопротивления, определяемая по его тепловой характеристике (см. стр. 340): обычно она составляет примерно 5 — 10 мин.;
tu — время маневрового цикла, обычна 3 — 5 мин.;
1 м — эффективное значение тока при движении моторного вагона на маневровой позиции.
Ввиду того что езда на маневровой позиции обычно осуществляется толчками, ток 1М может быть найден по формуле
' М
где /4 — ток при тяговом усилии Fu действующем при расчётной маневровой скорости им — 5 4- 10 км/час на первой маневровой ступени;
— время движения с включёнными двигателями.
Эффективное значение тока I эф, проходящего по элементу сопротивления при цикле поездной работы, отнесённое ко всему времени движения поезда (учитывая время маневровой работы и длительного электрического торможения) определяется по формуле
19 т ом 9
290
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 25. Построение скоростных тормозных характеристик при включении в цепи тяговой машины дополнительных сопротивлений н R,"
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
291
г _ 1/- Pt _ 1/п I2 t эф у т 1 3 600 ’
1де / — среднее значение тока элемента на данной ступени, полученное из пусковой или тормозной диаграммы (при определении токов в элементах следует учитывать схему соединения отдельных секций сопротивлений на каждой позиции);
t — время разгона или торможения на данной ступени;
/2/—сумма произведений указанных величин по всем ступеням пуска и торможения;
п — расчётное число пусков и торможений в час;
Т — 3 60Q сек_— продолжительность цикла п
движения.
При этом время разгона или торможения —
V2 - U1
3’6df
где с2 — v1 — интервал скорости в км/час, dv
— — среднее ускорение или замед-
ление в м/сек.2.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Пусковые сопротивления электровоза работают кратковременно; характерным режимом для них является нагрев при пуске с последующим длительным периодом остывания.
Расчёт этих сопротивлений производится на один режим пуска, с учётом возможности затянувшегося пуска или торможения.
Расчётное ускорение при пуске принимается обычно для грузовых электровозов 0,01 — 0,015 м/сек2, для пассажирских—0,02 — 0,03 м/сек2. Определение эффективного тока за время пуска подсчитывается для каждой ступени по формуле
/ ф = у/ Ч + / | + • + __
= Г т ’
где
— Ч + Ч + + • • + и Т = '-tn
При подсчётах учитывается разветвление тока при параллельном соединении групп и ступеней сопротивлений.
Величины /„ для различных сопротивлений приведены на стр. 339.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ аппаратура
Электроаппараты, применяемые па электро-подвижном составе (ЭПС), разделяются на группы в соответствии с классификацией, приведённой на фиг. 1. Эта классификация иосит лишь примерный характер, так как функции отдельных аппаратов могут совмещаться или разделяться в зависимости от их исполнения. Значительная часть аппаратов ЭПС имеет следующие специфические особенности, отличающие их от обычной аппаратуры стационарных установок: высокое рабочее напряжение до 3 000 в, редко применяемое при постоянном токе в промышленных установках; повышенную устойчивость против тряски, у даров и инерционных ускорений, достигающих по величине 2—3 g; ограниченные размеры, что особенно сильно влияет на конструкцию устройств дугогашения и привода; глабую чувствительность к резким темпера-iy-рным изменениям окружающей среды и внешнему загрязнению (запылению, обле-Тенению и т. п.); ограниченную мощность си-чемы управления аппаратами силовой цепи.
ТОКОПРИЁМНИКИ
Токоприёмники предназначены для съёма ока с неподвижной контактной сети движу-цимся ЭПС. Основные виды токоприёмников фиведены в табл. 1. В качестве токоприёмников на магистральных дорогах преимуществен-о применяются пантографы, а на линиях 1етрополитена—контактные башмаки. В табл.2 риведены основные данныепантографов, при-юпяемых на ЭПС дорог Союза.
Общий вид пантографа ДЖ-4 представлен а фиг. 1а, а пантографа ДЖ-5 — на фиг. 2.
Рабочие характеристики и схема подъёмного механизма даны на фиг. 3 и 4.
На фиг. 5 представлен общий вид пантографа П-3 электровоза Н-8.
Пантографы должны обеспечивать по возможности постоянную величину нажатия контактных лыж на контактный провод. Нажатие создаётся подъёмными пружинами. Опускание пантографов осуществляется также пружинами, которые при подъеме пантографа выключаются пневматическим приводом.Разница между нажатием при опускании и подъёме определяется силами внутреннего трения преимущественно в шарнирных соединениях. При небольших скоростях движения ЭПС давление пантографа на контактный провод можно измерять непосредственно по его статическим характеристикам. С повышением скорости движения существенное значение приобретает вертикальное ускорение пантографа при изменении высоты его подъёма:
d2h dve dt ~~ dt ’ где ve — вертикальная скорость подъёма или опускания пантографа в процессе движения поезда.
С учётом сил инерции динамическое нажатие пантографа на контактный провод Рд выразится :
dv,
Рд = Р±М~^, где Р—статическое давление;
/И — масса подвижных частей пантографа, приведённая к контактной лыже, зависящая от высоты подъёма пан-то гр афа.
19*
292
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Классификация электроаппаратуры, применяемой на ЭПС:
Фиг. 1.
/ — токоприёмники верхнего токосъёма; 2 — токоприёмники рельсовые; 3 — сопротивления и шунты; 4 — аппараты переключения реостатов; 5— аппараты пересоединения тяговых двигателей; 6 — аппараты аварийных и контрольных пересоединений; 7 —главные выключатели; 8 — аппараты защиты от перегрузок и коротких замыканий; 9 — аппараты потенциальной защиты; 10 — разрядники; 1 / — аппараты дифференциальной защиты; 12 — аппараты постов управления; 13 — аппараты поездного управления; 14 — устройства привода силовых аппаратов; 15 — устройства блокировки силовых аппаратов; 16 — аппараты управления пневматическими устройствами; 17 — электроизмерительные приборы силовых цепей; 18—электроизмерительные приборы служебного тока; 19 — лампы сигнально-контрольные срабатывания защиты; 20 — скоростемеры; 21 — аппараты системы служебного тока; 22 — аппараты управления вспомогательными машинами; 23 — оборудование отопления; 24 — оборудование освещения и сигнализации; 25 — токоприёмники штанговые; 26 — токоприёмники дуговые; 27 — пантографы; 28 — реостаты пусковые и тормозные; 29 — сопротивления переходные; 30 — сопротивления шунтировки поля; 31 — индуктивные шунты; 32 — контакторы реостатные; 33 — контроллеры реостатные; 34 — пускатели коллекторные; 35— реверсоры; 36 — переключатели тормозные; 37 — контакторы переходные; 38— переключатели переходные; 39 — переключатели шунтировкн
поля; 40 — отключатели тяговых двигателей; 41 — разъединители главные; 42 — розетки вводные; 43 — контакторы линейные; 44 — короткозамыкатели;
45 — быстродействующие автоматические выключатели; 46 — предохранители главные; 47 — реле перегрузки; 48 — реле максимального напряжения; 49 — реле минимального напряжения; 50 — реле изменения-напряжения; 51 —разрядники роговые; 52 — разрядники электролитические; 53 — разрядники вентильные; 54— реле токовое дифференциальное; 55 — реле потенциальное дифференциальное; 56 — реле боксо-вания; 57 — контроллеры управления; 58— выключатели кнопочные; 59 — выключатели тока управления;
60 — штепсельные соединения МВС; 61 — панели и рейки клеммовые; 62 — разъединители цепей управления; d’J —устройства электродвигательного привода; 64 — устройства электромагнитного привода; 65 — вентили электропневматические; 66 — блокировочные реле; 67 — блокировочные контроллеры; 68 — устройства блокировок силовых аппаратов; 69 — блокировки безопасности; 70 — клапаны дверей, пантографов, песочниц; 71 — регуляторы давления; 72 — блокировки воздушного тормоза; 73 — регуляторы напряжения; 74 — реле обратного тока; 75 — аккумуляторные батареи; 76 — панели пусковые; 77-сопротивления демпферные; 78 — вспомогательные контакторы; 79 — реле защиты; 8о — электропечи-;
81 —терморегуляторы; 82— стеклообогреватели;
83 — силовые МВС
Таблица 1
Токоприемники подвижного состава
Показатель Тип токоприёмника
Контактные башмаки Токоприёмники
штанговые | дуговые | пантографы
Область применения Все случаи нижнего токосъёма Городской транспорт Городской и промышленный транспорт Все случаи верхнего токосъёма
Наибольшие токи на один токоприёмник в а 2 000 200 350 1 500—3 000 /
Наибольшие применяемые напряжения в в 900—1 200 550—1 200 550—750 20 000—25 000
Наибольшие допустимые скорости в км(час ........ 120 100 70 Свыше 200
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
293
Продолжение
I Показатель Тип токоприёмника
Контактн ые башмаки штанговые Токоприемники
[ дуговые 1 пантографы
Управление Ручное и дистанционное Ручное Ручное Ручное и дистанционное
Давление] на контактную сеть в кг ............. 10—30 6—18 6—8 6—15
Наибольшие допустимые отклонения контактной сети по вертикали в м ........ 1 0,15 2,6 0,8 1.9
Наибольшие допустимые отклонения контактиой^сети по горизонтали в м од ; । 3,2 0,3 1.1
Переход с одного направления на другое При разрыве | контактной сети । С применением воздушных стрелок Без специальных устройств Без специальных устройств
Фиг. !1а. Пантограф ДЖ-4: / — пружина крайняя; 2 — пружина средняя; 3 — полоз; 4 — вал; 5 —сменные медные накладки полоза; 6 и 7 —шарнирный механизм полозов; 8 —верхняя рама; 9— нижняя рама; /6'—основание; 11 — изолятор опорный; 12 — пружинный амортизатор; 13 — шарнир рам; 14 — цилиндр воздушного привода; 15— подшипник главного вала
294
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 5. Пантограф П-3
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
295
Таблица 2
Основные данные пантографов, применяемых на подвижном составе магистральной тяги
Показатель Тип пантографа Показатель Тип пантографа
ДЖ-4 ДЖ-5 П-3 ДЖ-4 ДЖ-5 П-3
I [оминальное напря- Вес пантографа в кг . 560 396 320
жение в в 3 000* 3 000* 3 ооо* Независимое пружин-
Номинальный дли- ное перемещение по-
тельный ток в а . 1 000 1 ооо 1 500 лоза в мм ...... 25 25 25
Максимальный ток в а 2 000 1 200 3 000 Наибольшая длина по-
Максимальная ско- лоза в мм 2 260 2 260 2 117
рость в км!час . . . 120 150 150 Рабочая длина полоза
Рабочая высота поло- в мм 1 620 1 270 1 250
за от опущенного Ширина полоза в мм 121 153 153
положения в мм . . 400-г 1 900 400-г 1900 4004-1 900 Тип привода .... Пневматический
Максимальная высота Число цилиндров . . . 2 1 1
полоза от опущенно- Рабочее давление в ат 5 5 и
го положения в мм . 2 400 2 400 2 200 Наименьшее давление
Число полозов (лыж) 2 1 2 в ат 3,5 3,5 3,5
Нажатие па провод Время подъёма в сек. 34-7 34-7 44-7
при опускании не » опускания в сек. 3-5 34-5 —
более в кг 13 9,5 13 Давление пружин по-
Нажатие на провод лоза в кг 44-19 24-18 —
прн подъёме не менее Диаметр поршня при-
в кг 8 Г). О 10 вода в мм 180 100 100
Разность нажатий при Наибольший ход порш-
опускании и подъёме не более в кг . 4 3 ня в мм ....... 102 185 185
* При усилении опорных изоляторов до 25 кв.
Эта зависимость выражается динамической характеристикой, которая для пантографа ДЖ-5 приведена на фиг. G.
пантографа по суще- PaSota/i Высота пантографа фа от основания mextv.it. изапятораВ
них* усхоВиям
Фиг. 6. Динамические характеристики панто графа ДЖ-5
Стремление повысить динамические качества пантографов требует снижения веса деталей подвижной системы, повышения жёсткости рам и шарниров, а также введения пружинных элементов между рабочими лыжами (полозами) и подвижными рамами. На фиг. 7 представлена конструкция шарнирнопружинного механизма крепления полоза пантографа ДЖ-5.
Подвижные рамы пантографов выполняется сборными из тонкостенных качественных стальных труб или цельносварными из
штампованных выдавленных тонкостенных конструкций. Так, у пантографов ДЖ-5 нижние рамы выполнены в виде сварных двутавровых балок с постепенно убывающим к верхним концам поперечным сечением; у пантографов П-3 нижние рамы выполнены в виде сварных конических труб. Полозы выполняются в виде штамповок коробчатого сечения из тонкостенных стальных листов или же в ви-
де тонкостенных силуминовых отливок. В качестве рабочих контактных элементов полоза служат пластины из цельнотянутой красной меди специального профиля, прикрепляемые к полозу латунными винтами с потайными головками. Медные наделки обеспечивают высокое качество контакта с проводом, но, обладая низкими антифрикционными свойствами, очень сильно его изнашивают и изнашиваются сами. Лучше в этом отношении вставки из угольно-графитной композиции, снижающие износ провода в 3—4 раза. Конструкция такой вставки представлена на фиг. 8; её использование возможна при отсутствии на участке паровой тяги и когда не применяются металлические наделки.
296
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Рельсовые токоприёмники бывают нижнего, верхнего и бокового токосъёма. Иногда один и тот же токоприёмник применяется для токосъёма двух видов
Фиг. 8. Полоз пантографа с угольной вставкой:/ — вставка угольно-графитная; 2—полоз силуминовый
Наиболее широкое распространение имеют токоприёмники нижнего токосъёма. В Союзе они применяются на метрополитене. Установка "токоприёмника на подвижном составе должна предусматривать минимальные его перемещения относительно контактного рельса. Наиболее распространённой является установка на специально пропитанных деревянных брусьях, закреплённых к буксам колёсных пар.
Устройство токоприёмника вагонов Московского метрополитена показано на фиг. 9. Стальной литой корпус 2 закреплён болтами к брусу подвешивания. В нижней части корпус имеет две проушины, сквозь которые проходит ось 6 держателя башмака 3. Держатель свободно проворачивается на оси, имеет два овальных отверстия и рифлёную привалочную поверхность для закрепления на различной высоте с помощью болтов 7 и гаек 8, контакт-
Фиг. 9. Токоприёмник вагонов Московского метрополитена
кого башмака 1. Контактная поверхность башмака всё время поднимается вверх, до упора в контактный рельс, поворотом держателя пружинами 5. Один конец пружин упирается в верхний выступ держателя, другой — в съёмный колпак 4, закрепляемый двумя болтами к корпусу. Корпус и башмак соединены четырьмя гибкими медными шунтами.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Основная функция автоматических выключателей — защита от перегрузок, а быстродействующих автоматических выключателей — также и защита от коротких замыканий. Раз
ница в работе быстродействующих и небыстродействующих автоматических выключателей вытекает из природы развития процесса короткого замыкания.
Изменение тока Iк при коротком замыкании может быть приблизительно определено выражением
где Е — э. д. с. источника питания в короткозамкнутой цепи;
RK— активное сопротивление короткозамкнутой цепи;
LK — индуктивность цепи;
е — основание натуральных логарифмов; t — текущее значение времени.
Фиг. 10. Процесс отключения короткого замыкания
Процесс отключения короткого замыкания представлен на фиг. 10, на которой приведены кривые тока: при работе БВ—1 и простого автоматического выключателя — 2, имеющих одну и ту же устав-КУ IуСт-
Общая продолжительность короткого замыкания при работе БВ составляет
Т Б = Z1 + *2Б +
_____ + /ЗБ а: 0,01 -г- 0,03 сек.,
а при автоматическом выклю-чателе
ТА = Z1 + Z2A + + ^зл » 0,25— 0,50 сек.
Здесь — время с момента возникновения короткого замыкания до момента достижения тока уставки автоматического выключателя IуСт, за-висящее от характера нарастания тока короткого замыкания и от разницы токов I уСт — /, где I — рабочий ток в цепи;
Z2S и Z2A — собственное время срабатывания выключателя с момента возникновения тока уставки IvCm до начала расхождения главных контактов;
/ЗБ и t3A — время дугогашения.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
297
Наибольший ток короткого замыкания /кз1 при быстродействующем отключении значительно ниже наибольшего тока Iлз2 при небыстродействующем отключении. Существеннейшее значение при этом имеет сокращение времени t2, так как именно разница между и tiA вызывает непосредственное снижение тока 1кзмакс- Снижение собственного времени срабатывания возможно за счёт: устранения сил трения при размыкании контактов, снижения инерции (массы) системы подвижного контакта и магнитной инерции выключателя; повышения усилий при размыкании.
Существенное значение имеет также сокращение времени гашения дуги /з, так как им определяется степень ионизации пространства, окружающего выключатель.
Автоматические быстродействующие выключатели применяются на магистральных и тяжёлых промышленных электровозах, а иногда на моторва-
гонах. Основные данные отечественных выключателей типа БВП приведены в табл. 3.
Общий вид выключателя БВП-1А и его схема приведены на фиг. И и 12. Основной механизм выключателя размещён между двумя литыми алюминиевыми рамами 4. Рамы изолированы от установочных угольников 2 и укреплены к двум стальным шпилькам 1, покрытым миканитовой изоляцией. На рамах закреплены следующие основные узлы выключателя: магнитная система с удерживающей катушкой и размагничивающим витком; механизм включения с подвижным контактом; механизм восстановления с электровоздуш-ным приводом и клапаном управления 18\ неподвижный контакт с дугогасительной системой; дугогасительная камера с дополнительной дугогасительной катушкой; механизм электрической блокировки.
Рычаги 7 якоря в нижней части скреплены медной колодкой, предназначенной одновременно для прикрепления четырёх токоведущих
Фиг. 11. Общий вид быстродействующего выключателя БВП-1А
Фиг. 12. Принципиальная схема выключателя БВП-1А
гибких шунтов 19.Этими шунтами цепь подвижного контакта соединяется с размагничивающим витком 34. Несколько ниже валика 36 сквозь отверстия в листах рычага 7 проходит валик двух выключающих пружин 22, которые с другой стороны через траверсное устройство закрепляются регулировочным болтом 21.
Таблица 3
Основные данные быстродействующих выключателей
Показатель Тип выключателей
БВП-1 А БВП-1Г БВП-З
Напряжение номинальное в в ........... Напряжение максимальное в в Ток длительный в а , » часовой в а Пределы регулирования в а Собственное время отключения в сек Примерное время отключения в сек Нажатие главных контактов в кг Раствор контактов в мм .............. Натяжение отключающих пружин в кг ...... Сопротивление удерживающей катушки в ом . . Ток удерживающей катушки длительный в а . . Испытательное напряжение в в Минимальное давление воздуха в ат Сопротивление катушки восстановления в ом . . Вес в кг ...................... 3 000 3 800 625 1 000 9004-1 500 0,003—0,008 0,02 27—32 30,5—40,8 1154-125 34,6 1,18 8 750 3,5 156 186 3 300 4 000 625 1 000 9004-1 500 0,003—0,008 0,02 27—32 30,5—40,8 1154-125 36,2 1,18 10 000 3,5 328 209 3 300 4 000 675/1630* 1 000/2 500 0,0014-0,0015 0,02 194-20 30,54-35,5 1,18 10 000** 3,5 328 213
м
* В числителе — для ВЛ22 , в знаменателе — для Н8.
** Для Дугогасительной системы— 15 000 в.
298
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При размыкании БВ в подвижной системе необходимо быстро погасить кинетическую энергию. С этой целью для рычага предусмотрен упругий упор 23 (установленный на раме).
Механизм восстановления состоит из чугунного воздушного цилиндра 29, соединённого гибким изолирующим резиновым шлангом 17 с электропневматический вентилем 18. Поршень 26 цилиндра своим штоком связан с включающим рычагом 5. Рычаг имеет возможность поворачиваться относительно шарнирного валика 3 в своём нижнем конце. Верхний конец рычага имеет ролик 8, которым он при впуске сжатого воздуха в цилиндр упирается в рычаг 7. Прн выпуске воздуха из
Фиг. 13. Процесс включения быстродействующего выключателя
цилиндра механизм восстановлениятвозвращаете я в исходное положение с помощью пру-жин 20. Работа механизма восстановления осуществляется, как показано на фиг. 13.
При включении БВ паз в нижней части рычага 7 доходит до упора в валик 37 рычага якоря 6. Дальнейшее перемещение поршня сопровождается поворотом рычагов 6 и 7 относительно валика 37 до тех пор, пока якорь не упрётся в наконечники магнитной системы 27. Если удерживающая катушка возбуждена, якорь в дальнейшем удерживается магнитной системой. Однако нажатие ролика 8 не даёт возможности замкнуться главным контактам 31 и 28. Они замкнутся лишь в том случае, когда прекратится возбуждение вентиля 18 и пру
жины 20 возвратят механизм возврата в ис' ходное положение. Так как якорь удержи' вается магнитной системой, положение валика 36 оказывается точно фиксированным и натяжение пружин 22 вызовет поворот рычага 7 относительно этого валика. Контакты 31 и 28 не только войдут в соприкосновение, но-н сожмутся со значительным усилием, развиваемым пружинами 22. Нижний конец рычага 7 выйдет из соприкосновения с валиком. 37. Это положение и является положением окончательного замыкания БВ.
Неподвижный медный контакт 28 укреплён на медной плите, изолированной от корпуса. На ней же укрепляются дугогаентель-ные катушки 11, щёки 12 и рог 24 (см. фиг. 11 и 12).
Для повышения чувствительности к изменениям намагничивающей силы размагничивающих витков магнитная система выключателя, показанная на фиг. 14, имеет разветвлённую форму. Основной магнитопровод 30 с удерживающей катушкой 9 имеет в левой, части магнитную перемычку 33, на которой, закреплён размагничивающий виток 34. Поток Фу удерживающей катушки разветвляется.
Фиг. 14. Схема магнитной системы быстродействующего выключателя
на два: один протекает по магнитной перемычке 33, а другой (Фу) через полюсные наконечники 27. Поток Фу имеет направление, обратное составляющей потока размагничивающего витка Фр. При замкнутых контактах БВ поток Фр недостаточен для подавления потока Фу. Однако при увеличении тока сверх определённого предела поток Ф снизит величину потока Фу настолько, что притяжение якоря, вызываемое этим последним, окажется недостаточным и произойдёт его отрыв от полюсов 27. Усилению действия потока Фр размагничивающего витка способствует также и увеличение потока Фр за счёт наведения дополнительной индуктивной э. д. с.в катушке 9 при нарастании тока короткого замыкания. Этим повышается степень насыщения магнитной системы 30 и ослабляются потоки Фу и Ф •
Дугогасительная камера (фиг. 15) имеет дополнительную дугогасительную катушку 15 со стальным сердечником 14, усиливающую действие основной дугогасительной катушки. Дуга, возникающая в момент размыкания
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
299
выключателя между главными контактами 31 и 28 (стадия /), переходит на дугогасительные рога 13 и 24 (стадия II). Если дуга здесь погашена не будет, она разбивается на две части, образующиеся между рогом 13 и вспомогательным рогом 16 и между рогом 24 и
Фиг. 15. Схема дугогашения быстродействующего выключателя БВП-1А
вспомогательным рогом 25 (стадия III). При этом дополнительная дугогасительная катушка 15 ускоряет выдувание дуг и их переход в IV — окончательную стадию разрыва.
Дугогасительная камера, выполненная с двумя промежуточными перегородками, создаёт трёхщелевое пространство для выхлопа дуги.
Механизм электрической блокировки представляет собой комплект блокировочных контактов мостикового типа, привод которых связан изоляционной тягой и коленчатым рычагом с подвижным рычагом якоря. При выключении БВ рычаг якоря освобождается от этой связи, что способствует снижению инерции подвижной системы.
Фиг. 16. Зависимость собственного времени выклю-чателя от величины установившегося тока короткого замыкания / — выключатель БВП-1; 2 — выключатель БВП-1 ЦНИИ (начальный ток 800 а)
Исследования ЦНИИ МПС показали, что работа быстродействующих выключателей ВВП обладает значительными недостатками, основными из которых являются: зависимость времени срабатывания от величины тока короткого замыкания и в конечном счёте от ;го установившегося значения I ку (фиг. 16, гривая /); высокие значения (особенно при
токах короткого
ношения _макс
замыкания I > 3 000 а) от
, характеризующие отсутст
вие ограничивающего действия выключателя. Это является следствием недостаточной интен-
сивности дугогашения в первый период времени до достижения током значения
микс
Дугогашение действует интенсивно лишь после
того, как ток достигнет своего максимального значения, что при размыкании силовой цепи может вызвать высокие перенапряжения. Устранение этих недостатков при одновременном значительном повышении качества работы БВ достигнуто ЦНИИ путём следующих основных мероприятий:
1. Шунтированием индуктивностью размагничивающего витка при одновременном увеличении высоты его сердечника. Схема включения шунта представлена на фиг. 17. При установившемся токе I индуктивность, размагничивающего витка и шунта не оказывает влияния на распределение тока 1уСт. в цепях шунта н витка. В этом случае
/ г
* р.уст 'ш
* / г ’
ш.уст р
Фиг. 17. Схема действия магнитного шунта
Исходя из этого соотношения магнитная система может быть отрегулирована на необходимую уставку. Возникающие короткие замыкания сопровождаются высокой интенсивностью нарастания тока по времени: di
к (0,1 4-0,7) • 10е а/сек.
При этом отношения токов I будут
‘р.ну _
!Ш.ну Zp /х2+г2
Здесь Z — кажущиеся условные сопротивления;
х — индуктивные условные сопротивления цепей.
То же соотношение токе в, что при установившемся режиме, сохранится н при условии, когда
(Ц _ хш
гр хр
Во всяком же другом случае будет иметь место другое отношение токов. Если хш> хр, то { }
р.пу > р.уст
1ш.ну 1ш.уст
300
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 18. Форма контактов для усиленного дугогашения БВП-ЦЦНИИ
В этом случае ббльшая часть тока будет протекать в цепи размагничивающего витка, что поведёт к сокращению времени срабатывания БВ. Кривая 2 (см. фиг. 16) представляет время tx при LM = QLp, гш = 0,65 гр и высоте сердечника размагничивающего витка, увеличенной с 9 до 22 мм.
2. Для усиления дугогашения в первый момент размыкания контактов им придаётся форма петли (фиг. 18, линия abc), которая сама по себе способна обеспечить индукцию в зоне первичного зарождения дуги, равную 300—350 гс.
Основная система дугогашения усилена за счёт концентрации магнитного потока в зоне развития дуги и сокращения потоков рассеяния. Сердечник основной дугогасительной системы выполнен в виде тор-охватывается двумя парал
лельно включенными катушками. Такая форма снижает до минимума потоки рассеяния и обеспечивает индукцию до 1 300 гс в нужней зоне дугогасительной камеры. Вспомогательная дугогасительная катушка устранена.
3. Изменена форма и конструкция дугогасительной камеры (фиг. 19) за счёт придания ей формы раструба и применения лабиринтных перегородок. Длина дуги в камере значительно увеличивается. Гашение не сопровождаэтся
роида, который
большими перенапряжениями, а выхлопы дуги из камеры полностью предотвращаются деионной решёткой, установленной в верхней её части.
В результате этих усовершенствований качество работы выключателя БВП-1 ЦНИИ резко улучшено. Основные данные этого выключателя приведены в табл. 4.
Основные данные выключателя БВП-1 ЦНИИ соответствуют данным выключателя БВП-3. Общий вид выключателя БВП-3 приведен на фиг. 20.
Быстродействующие корот-козамыкатели являются одной из разновидностей быстродействующих выключателей. Обладая всеми основными характеристиками, что и последние, они отличаются тем, что не размыкают силовую цепь, а замыкают её на землю, вызывая глухое короткое замыкание в системе. Отключение этого искусственного короткого замыкания производится более мощными быстродействующими выключателями подстанций или постов секционирования.
Короткозамыкатели не имеют дугогасительных устройств, что значительно уменьшает их размеры и вес и делает особенно пригодными для моторных вагонов.
Автоматические выключатели применяются главным образом во вспомогательных цепях ЭПС в качестве аппаратов защиты или аппаратов специального назначения на подвижном составе, работающем при невысоком напряжении сети.
Фиг. 19. Изменённая дугогасительная камера БВП-1 ЦНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
301
Таблица 4
Основные данные быстродействующих выключателей БВП-1 ЦНИИ
Данные Тип выключателя
БВП-1 БВП-1 ЦНИИ
Наибольший отключаемый ток короткого замыкания в а'.
а)при индуктивности 7 мгн 3 500—4 500 > 10 01)0
б) » » 15 » Выхлоп дуги и пламени за пределы камеры при боль- 3 000—3 500 > 10 000
ших токах Стабильность процесса от- Очень большой при всех токах более 2 000 а Нет
ключения Наибольшие перенапряжения при I = 1 500 а и ин- Нестабильный Стабильный
дуктивности 15 мгн . . . Более Не более
Полное время отключения в сек. при токе от 1 500 а и выше: Uном ~ U ном
а) при индуктивности 7 мгн б\ _» » ДО 0,022—0,05 0,02—0,038
1 5 мгн Собственное время отклю- 0,025—0,07 0,03—0,055
чения в сек Вес дугогасительной каме- 0,008—0,003 0,0015— 0,001 52
ры в кг ........ . 62
Фиг. 20. Быстродействующий выключатели БВП-3
Автоматический выключатель типа АВ-1 Б показан на фиг. 21.
Все основные части выключателя укреплены на изоляционной панели 1. Неподвижный контакт 2 укреплен на держателе 3, подвижной контакт 5 установлен на держателе 4, который шарнирно укреплён на раме подвижной системы 8. На той же раме укрепляются:
рукоятка 6, защёлка 7 и пружина’’/#. При повороте рукоятки вокруг оси 16 вправо её шпилька 19, скользя по профилю держателя подвижного контакта 4, вызывает его поворот против часовой стрелки и замыкание контактов. Притирание контактов осуществляется пружиной 14.
В замкнутом состоянии конец держателя подвижного контакта захватывается защёлкой 7 под действием пружины 17. При этом хвостовик защёлки 18 западает за боёк якоря 10 магнитной системы, запирая, таким образом, контакты в замкнутом положении.
Магнитная система состоит из катушки 9, включённой последовательно в защищаемую цепь, якоря 10 и пружины 11, препятствующей притяжению якоря к сердечнику катушки 12. Притяжение якоря к сердечнику освобождает выступ 18 защёлки 7 и даёт возможность пружине 14 разомкнуть контакты. Магнитная система одновременно выполняет функции^маг-нитного дутья.
Выключатель имеет следующие основные технические данные: пределы регулирования 100—300 <г; расстояние между разомкнутыми контактами 13—16 мм; притирание контактов 8—10 мм; нажатие контактов 9—14 кг; время разрыва тока 1 000 а 0,04 сек.; номинальное напряжение 900 в.
КОНТАКТОРЫ
Контакторы—однополюсные или многополюсные выключатели с электромагнитным дугогашением и индивидуальным или групповым приводом, дающим возможность осуществлять дистанционное управление. На совре-
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
302
менном ЭПС контакторы являются основными аппаратами, которыми производится большинство переключений в силовой и вспомогательной высоковольтных цепях как с разрывом мощности, так и без него.
Приводы индивидуальные подразделяются на электропневматические и электромагнитные, а групповые — на электропневматические, электромагнитные, электродвигатель-ные, гидравлические.
Контакты
Основной деталью контактора являются его рабочие контакты.
Одним из условий надёжной работы контактных деталей является уменьшение электрических потерь в месте переходного контакта, так как нагревание ускоряет процесс окисления и приводит к дальнейшему быстрому повышению переходного сопротивления.
Величина контактного сопротивления зависит от материала контактов, качества обработки контактных поверхностей, степени окисления мест контакта, силы нажатия контактов. Контакты характеризуются тем допустимым длительным током, который не вызывает нарастающего ухудшения их состояния.
В тяговой аппаратуре применяются преимущественно контакты из красной меди. Для предупреждения окисления (главным образом блокировочных контактов) производится покрытие контактов оловом или кадмием или же они выполняются из серебра.
В табл. 5 приведены относительные величины переходных сопротивлений для различных материалов по сравнению с парой контактов из красной меди.
Таблица 5
Переходные (относительные) сопротивления контактов из различных материалов
Материалы Относительное переходное сопротивление Материалы Относительное переход-I ное сопро-1 тивление
Медь Серебро Олово 1,0 0,3 0,7 Кадмий Сплавы серебра Оловянный припой 0г9 0,2—0,8 1,0—1,5
Определение необходимых размеров контактных деталей производится из условий невозможности повышения их длительных перегревов выше следующих (в °C):
Сплошные стыковые контакты (кроме серебряных)....................... 75
То же, серебряные нли с серебряными напайками......................... 85
Клиновые контакты ................. 50
Щёточные » 30
Голые медные шины и их контактные соединения ....................... 70
Дугогасительные шинные катушки . . 90
Все приведённые перегревы — при температуре окружающего воздуха 25°С (те же нормы действуют при температурах окружающего воздуха до 40°С). Определение размеров контакта удобно производить при помощи следующего выражения:
Здесь RK — сопротивление контакта;
а — коэффициент теплоотдачи рассеиванием с поверхности S контактной детали.
Для практических целей удобно ввести понятия о постоянной контакта, зависящей от его размеров, условий работы и применяемых материалов, обозначаемой величиной Ак . Эта постоянная является произведением двух удельных плотностей. Для поверхностного контакта
/ / лк.пов = "s • =пост-
и для линейного контакта
/ /
Алан = ~Ь • F~ = ПОСТ'
1 к
/
Здесь —удельная линейная плотность в а/мм.
В тяговой аппаратуре величина поверх-I
ностной плотности принимается в пределах 3,5 4-5,0 а!см\ а величина удельной плотности по давлению — 60 4- 90 а)кг.
В табл. 6 приведены данные рекомендуемых постоянных для медных рабочих контактов, применяемых в различных аппаратах.
Таблица 6
р екомендуемые плотности и постоянные рабочих медных контактов
Вид аппарата
Индивидуальные электропневматические контакторы ..................
Групповые электропневматические контакторы . .
Индивидуальные электромагнитные контакторы .
Реверсоры и тормозные переключатели . . . .
Контроллеры непосредственного управления . . .
к л я
я S 1=1
плотность в а [мм Плотность । по давлению в а[кг i Постоянная | Алин В |
25 15 375
20 25 500
15 44 680
11 35 385
6 40 240
3 Д о
При использовании немедных контактов или медных, но имеющих покрытие другими металлами, величины линейной плотности для меди должны соответственно делиться на отношение сопротивлений немедных контактов к медным (см. табл. 5).
В табл. 7 приведены фактические данные для главных контактов некоторых контакторов, находящихся в эксплуатации.
Для главных и блокировочных контактов применяется преимущественно линейное контактирование и реже, для блокировочных контактов, точечное.
При разработке конструкции контактов тяговых аппаратов предусматривается их обязательнее взаимное притирание, необхо-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
303
Характеристики главных контактов контакторов
Т а.б лица 7
Тип контактора Ширина контакта в мм Номинальный ток в а 11ажатие контакта в кг Линейное нажатие В K2jMM Линейная плотность в а]мм Плотность в а/кг Постоянная Ак в а21ММ'кг
ПК-301 20 350 п 0,35 17,5 50 875
ПК-151 А 32 750 11.5 0,36 23,5 65,1 1 530
МК-310 16 75 2,7 0,17 4,7 27,8 1 300
МК-604 16 20 2,3 0,14 1,25 8,7 10,9
МКГ! 20 40 1,8 0,09 2,0 22,2 44,4
ЛК-550-10 25 550 12 0,48 22,0 46,7 1 030
ЛК-551 20 525 12,5 0,63 26,2 42,0 1 100
КЭ-2 19 350 23 1,22 18,5 15,2 280
димое по соображениям разделения места постоянного контакта от места размыкания контактов, повреждаемого дугой, и само-зачистки контактов, обеспечивающей частичное удаление с их поверхности пыли, окислов и оплавлений.
На фиг. 22 представлен рабочий цикл главных контактов контактора. Концы контактов, не участвующие в процессе замыкания, предназначены для отвода дуги при их размыкании.
Фиг. 22. Рабочий цикл главных контактов контактора: а — начало замыкания или конец размыкания; б -притирание; в —окончательное замыкание
Поверхность контакта от точки первоначального соприкосновения до точки рабочего контакта носит название зоны притирания. Профиль рабочих поверхностей и радиус поворота подвижных контактов должны быть подобраны так, чтобы при включении происходило не только взаимное перекатывание контактов, но и проскальзывание подвижного контакта по неподвижному. Рабочие поверхности контактов выполняются обычно по профилю цилиндрических образующих. Величина притирания определяется разностью — /г.
В табл. 8 представлены основные типы рабочих контактов контакторов, применяемых в тяговой аппаратуре магистрального электро-подвижного состава Союза.
Принцип линейного контакта применяется также в конструкции блокировочных пальцевых контактов тяговой аппаратуры. В этом случае притирание возникает при проскальзывании контакта по замыкающему сегменту или перемычке. Профиль контактной поверхности или контактного сухаря пальцевого контакта предусматривает обычно выкружку сравнительно небольшого радиуса с тем, чтобы не было возможности защемления пыли, инея и прочих посторонних включений между контактными поверхностями пальца и сегмента.
Контакты точечного типа применяются в тяговых контакторах редко, так как ток,
проводимый ими, сравнительно невелик. Некоторое применение они имеют в качестве контактов в цепях управления.
Дугогашение
Размыканию контактов предшествует снижение нажатия между ними, что значительно увеличивает переходное сопротивление. Этот процесс сопровождается местным поверхностным перегревом в точке контактирования и образованием катодного пятна, выделяющего поток ионов. Интенсивная ионизация окружающей среды способствует возникновению дуги между размыкающимися контактами.
Возникновение и развитие дуги зависят от интенсивности ионизации окружающего пространства и количества выделяемой в нём энергии At).
Всякий контур может быть представлен в виде эквивалентного (фиг. 23), к которому приложена внешняя э. д. с. Е и в котором содержатся эквивалентное омическое сопротивление R и индуктивность L. Кроме того, при размыкании контактов возникает дуга с падением напряжения в ней U(l. При изменении тока уравнение напряжения и э. д, с. контура будут иметь вид:
dl
E^U„+1R +L dJ .
Соответственно уравнение элементарной энергии выразится при умножении напряжений на Idt.
Фиг, 23. Эквивалентный контур цепи с электрической дугой
J IUt)di = (E — IR) IT ±
Энергия Ас), выделяющаяся в дуге за время её горения Т, определяется при интегрировании этого произведения:
т
=
О
Первый член уравнения зависит от времени; второй член, выражающий запас индуктивной (электромагнитной) энергии, от
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
304
Таблица 8
Основные типы рабочих контактов контакторов
1цп i РаЗочне нffн/?./’яте
Вес
Материал
Примечание
Профиле
КС
о os г
гт;7 н59
П ф! Л
НН lb ПП 153 ilK-i58,i'n !5)
медо тЬерОая
Размеру и апол -ни лепная оёрарол
о. 'S6
ООП
' '.ЧП 850
и. о на
ИМ - /4
'-K.S
'8
'Пепа* Ml пи
ЮС 1600
Лист меОпг/'й ГОСТ ЮУ5
ijuiHjtloH gunman-ты L В
Q
тРёрРия
nt iM ПеПия
мп
Г(ЗС7 4J4
Гил и j 'к t 7 JfL
К 4' 3\/Ь 8 1 •' ! / :д£К‘ 85 Н 3,5 1585
С 5 \ )и'\Чс т^\8\5\- / \/П '5 / 7 0 3 Ж*
К -п £8 ч—bi-“* “ - ° h . — J L b
Meth iiiBepOau мл ГИС1 85У
Jun и ;? l е / н m d P г
н, -а К-kJ ’ рз 'v.m 8.8 7 pm /5
Hj -5 7 t!.b 865 9 b 7 ?U3 !b
ПК-302, ПК-ЗРЗ ЛЛ-ЗР/' /ШЗРй ПК-ЗОБ, ПНГ-ЗОб.НПГ 307 mt г -308, ИНГ -303 пнг-зг011иг згг пнг -3'3 ЛН-550-16 ЛИ -55!
МН-3/0
пн 33 М.нр-П МНР -53
МН-15-Ut
вмюмиеатии) -мае пепянмтм
HH' НИЗ нмз НМЗ НМЗ-Н/13-19
низ -о НМЗ~7 низ-/г НМЗ-17 НПЗ-18 ННЗ-19
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
305
времени не зависит и является постоянным. Путём повышения интенсивности дугогашения время 7 возможно значительно сократить. Влияние же индуктивности цепи сократить не представляется возможным.
Дуга может быть охарактеризована вольт-амперными статическими характеристиками, которые представлены на фиг. 24 кривыми 1 и 2. Кривая 2 соответствует горению дуги при большем расстоянии между электродами,
Фиг. 24. Характеристики электрической дуги с эквивалентной схеме
чем в случае характеристики 1. Величина э. д. с. не зависит от тока, а величина падения напряжения в омическом сопротивлении IR прямо пропорциональна току. Разность между Е и IR даёт значение напряжения, приходящегося на дугу. Длительная работа системы возможна в том случае, когда прямая, выражающая зависимость Е — JR, совместится с вольтамперной характеристикой д\гн. Для характеристики 7 это будет иметь место в точках а и б. Условиям устойчивого горения дуги будет отвечать режим, соответствующий точке б, так как здесь внезапное уменьшение тока дает возможность сП индуктивной составляющей 7. повысить напряжение дуги, а увеличение тока - ~наоборот. Система не обладает устойчивостью при режиме, соответствующем точке а.
Возможны следующие основные меры снижения вредного влияния дуги, применяемые в аппаратостроении: сокращение размеров катодного пятна и уменьшение выделения ионов из него; деионизация газов дуги; удлинение дуги и в первую очередь за счёт применения искусственного дутья, воздействующею на дугу. Для сокращения выделения попов из катодного пятна необходимо его охлаждение. Этому способствует применение массивных деталей, на которых развивается луга (дугогасительпых рогов), выполняемых из материалов с высокой тепло- и электропроводностью. Форма рогов должна быть такой, чтобы дуга в процессе своего развития вызывала быстрое перемещение катодного пятна по поверхности рога на иепагретые его части, чем вызывалось бы интенсивное охлаждение пятна.
Основные меры по деионизации дуги сводятся к охлаждению её газов, причём наиболее эффективно для этого увеличение длины дуги, 20 Том 9
растягивающее столб газов. Существенное значение имеет конструкция дугогасительных камер, выполняемых из асбоцемента или теплостойкой керамики. Наличие продольных перегородок в камере (фиг. 25, а) или применение радиальных изоляционных перегородок (фиг. 25, б) разбивает дугу на несколько частей, усиливает охлаждение образующихся газов и их деионизацию.
Естественное дугогашеиие с применением дугогасительпых камер для контакторов и других аппаратов ЭПС, разрывающих мощность, недостаточно и применение принудительных дугогасительных устройств обязательно. К ним относятся воздушные и электромагнитные устройства. Первые с применением для гашения дуги струи сжатого воздуха не нашли ещё достаточного применения па ЭПС постоянного тока; вторые являются основными ду1 огаептельными устройствами для аппаратов всех видов.
Принцип магнитного дугогашения осио-вьшается на г, шимодействии между дугой (как легко растягивающимся проводником) и магнитным потоком, направленным перпендикулярно плоскости дуги. При этом элемент дуги длиной d! будет испытывать элементарное усилие
dF 1В dFm а,
где 1 - - ток дуги;
В --- индукция дугогасительиого поля;
з — угол между направлением потока и нормалью к направлению тока.
Усилие F, действующее па дугу длиной L, определится интегрированием уравнения элементарных усилий:
L
F = | IB sin -all.
'о
При однородном поле, перпендикулярном направлению тока, для прямолинейного участка дуги длиной /„ усилие выразится соотношением:
F = 1В1Н.
Фиг. "5. Дугогасительиые камеры
Это \ сил не вызовет перемещение частиц дуги в необходимом направлении, что удлиняет её и способствует гашению. Для получения магнит пего ноля используется электромагнитная дугогасительная система, возбуждаемая обычно током в цепи дуги. Принципиальная схема устройства электромагнитного дугот ашення контактора представлена на фиг. 26. Катушка дугогасительного устройства,
306
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
как правило, включается последовательно в цепь неподвижного контакта. Для контакторов, работающих в тяжёлых условиях дугогашения (линейные контакторы), применяются иногда двойные дугогасительные катушки: главная — в цепи неподвижного контакта и
Фиг. 26. Устройство электромагнитного дугогашения контактора: /—рог верхний; 2 — катушка; 3—сердечник; 4 —рог нижний; 5 — магнитный поток полюсов; 6 — направление дуги; 7 —полюс; 8 — поток рассеяния
вспомогательная, включаемая в цепь только во время гашения дуги. К зоне дуги магнитный поток подводится от стального сердечника дугогасительной катушки с помощью стальных щёк (подюсов), заделанных в стенки дугогасительной камеры. Как правило, для получения эффективного дугогашения в воздушном зазоре дугогасителыюй камеры создаётся средняя индукция в пределах 100—170 гс.
Основные данные дугогасительных систем, отмеченных па фиг. 27, приведены в табл. 9.
Деионизация в дугогасителыюй камере зависит также от материала внутренних сте-
Фиг. 27. Основные данные дугогасительных систем: /—расстояние между полюсами; F—-общая площадь полюса; полезная площадь полюса; Si и So—сечения промежуточных частей полюса; /0 — длина промежуточных частей полюса; Sc— сечение сердечника; 1С — длина сердечника; /---толщина щеки полюса; /—длина дуги
Таблица 9
Основные данные дугогасительных систем
Тип контактора Q 03 8 Число витков дугогасительной катушки п Средняя индук-| ция в воздуш-1 ном зазоре В3 Полезная площадь полюса в см* ** Сечение полюса сердечника So 1 В СМ* Сечение полюса при переходе в щеки Si в см* Длина нерабочих частей полюса 1с. в см Сечение сердечника Sc в см* Длина сердечника 1с в см Толщина стали полюса t в мм st kt * а
- Электромагнитный > МК-310-А/Б5 . . 50 40 105 195 3,4 3,5 5,4 11,3 5 1,3 6
Электропневматический ПК-301 350 5 160 390 4,8 8,0 5,8 11,3 4,4 5 1,2 3
Электропневматн-ческий ПК-750 . 500 6 135 200 4,6 5,6 6,2 13,8 6,1 5 1,5 4,9
Электропневмати-ческий ПК-1 52 . 350 5 115 340 6,4 9,6 6,2 11,3 4,4 .4 1,4 4,5
Электропневматический ЛК-550 . 350 6 130 315 8,2 12,7 6,6 15 8,4 6,8 1,3 4,4
* кп «=—-----коэффициент использования полюса, равный отношению общей его площади F к
F з
полезной площади F3 .
I Q0 tl
** 9 = —a~w — коэффициент полезного использования НС дугогасигельной системы, равный отно-
шению НС дугогасительной катушки / m п к падению магнитного потенциала в воздушном зазоре:
a w3 =0,8 В3 13.
электрическая аппаратура
307
нок камеры, размеров выходных отверстий из неё и др. Материал камер и перегородок должен выдерживать высокие температуры без сильного обгорания и не быть источником выделения газов, способствующих ионизации. Как правило, внутренние части дугогасшель-ных камер облицовываются непропитапным асбоцементом или дугостойкой керамикой.
Номинальная намагничивающая сила НС ау погасительной катушки 0 определяется 0 = /^/;,
где п — число витков дугогаситслыюй катушки;
1 — длительный ток контактора.
Эта НС должна быть равна:
0 = Ж'3 = 0,8 аВ313,
кд'1 aw3—падение магнитного потенциала в воздушном зазоре;
а — коэффициент полезного использования НС дугогасительной системы, учитывающий влияние магнитного рассеивания и равный
п
1 = -°0 — 3 -у 6,
•где. В3 и 13—индукция и длина воздушного зазора.
Условиями дугогашения определяется величина воздушного зазора между главными контактами аппарата (раствора контактов и разомкнутом состоянии). Обычно эти расстояния принимаются: при напряжении до 1 000 в — в пределах 12—22 мм; при 1 500 в — 18—33 мм и 3 000 в — 24—42 мм.
Приводы индивидуальные
Приводы индивидуальные выполняются двух видов: электропневматические и электромагнитные. Наибольшее распространение имеет электропневматический привод, обладающий меньшими размерами и более благоприятными тяговыми характеристиками.
Принципиальная схема контактора с таким приводом представлена на фиг. 28, а статическая тяговая характеристика — па -фиг. 29.
Усилие, развиваемое давлением воздуха на поршень цилиндра,
-de2
Fe = Р ~4~кг,
где р — давление сжатого воздуха в кг/см2; de — диаметр цилиндра привода в см.
Часть усилия F, поглощается силой трения поршня и штока о стенки цилиндра F Тп. Величина FTn зависит от состояния пневматической части привода и особенно от его смазки. При диаметре цилиндра 45 мм средняя сила трения колеблется в пределах 10 — 15 кг; при диаметре 58 мм — 15 — 20 кг и при диаметре 90 мм — 25 — 32 кг.
Вторым фактором, противодействующим усилию привода, является приведённая сила трения в подвижной системе контактора FmM, определяющаяся соотношением
г.' Ъ Fтм I
F тМ I кг-
Здесь — сумма моментов сил трения
в соединениях подвижной системы относительно точки поворота подвижной системы; 1Ш — плечо штока привода относительно точки О.
Фиг. 28. Схема электропневматического привода контактора
Но направлению с силой FmM совпадает и сила тяжести G подвижной системы контактора. Эта сила приложена к центру тяжести
Фиг. 29. Статическая тяговая характеристика индивидуального контактора с пневматическим приводом и также должна быть приведена к шгоку привода:
С = -у-кг.
‘ш
20*
308
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Сумму сил трения и веса можно рассматривать, как постоянную, составляющую сопротивления включению контактора:
Здесь
F тр = F Тп 3” F тм
Переменными составляющими сопротивления являются давление размыкающей пружины F„ и приведённое давление притирающей пружины Fn Величина общего давления пружин XFn принимается в следующих пределах:
- (1,5 + 2,0) Ft,„
где F п —определяется отнесением давления притирающей пружины F к штоку воздушного привода, так же как это делается для приведённых сил трения.
Разница
+ G')- и Fn= Fy создаёт избыточное усилие привода Fv, вызывающее ускорение подвижной системы. Действие силы Fn будет иметь место лишь после соприкосновения главных контактов контактора. По завершении замыкания контактора, соответствующего ходу поршня X, между главными контактами устанавливается давление F к, приведённое значение которого FK заменит избыточное усилие привода F в уравнении равновесия сил. В этом случае
F'K = FFf =F'_aFmp + G’)-vF„.
Усилие, размыкающее контактор, может быть определено из следующего соотношения:
Fразм — -u Fn (X, Fтр Ci ).
Фактически избыточные усилия привода не будут соответствовать постоянной величине F „, так как цилиндр сообщается с резервуарами сжатого воздуха через воздухопроводы, имеющие ограниченное сечение. Нарастание давления в цилиндре происходит постепенно по кривой АЬ (см. фиг. 29), форма которой зависит от сечения и длины воздухопроводов. Иногда для снижения ускорения подвижной системы в патрубки, подводящие воздух к контакторам, вводятся специальные насадки с калиброванными отверстиями, ограничивающими интенсивность нарастания давления в цилиндре. Процесс размыкания индивидуального контактора с электропневматическим приводом протекает в течение 0,02—0,06 сек.
Управление, пневматическими приводами осуществляется, как правило, с помощью элек-тропиевматических вентилей.
По принципу работы вентили подразделяются на включающего типа ВВ и выключающего типа ВКВ. Вентиль ВВ впускает сжатый воздух в цилиндр аппарата при возбуждённой катушке. При прекращении питания катушки вентиль прекращает сообщение цилиндра аппарата с источником сжатого воздуха и открывает доступ для выхода воздуха из цилиндров аппарата в атмосферу.
Наоборот, включение катушки вентиля ВКВ сопровождается сообщением цилиндра аппарата с атмосферой при его одновременном отключении от сжатого воздуха.
Конструкция включающего вентиля представлена на фиг. 30. Здесь 1 — корпус вентиля, 2 —• пробка, 3 — пружина клапана, 4 — клапан, 5 — седло клапана, запрессованное в литой чугунный корпус, 6 — стопорный винг сердечника 7, 8 — медные штифты в сердечнике 7, предотвращающие прилипание к нему якоря 9. Якорь 9 вместе с ярмом 10, корпусом 1 составляет магнитную цепь вентиля.
Фш. 30. Конструкция включающего вентиля
При невозбуждённой катушке 12 якорь 9 опирается на ствол клапана 11, на другой конец которого посредством клапана 4 оказывает давление пружина 3, Сверху вентиль, закрыт крышкой 13, закреплённой к коробке 17 винтами 14 и 15. В верхней части крышки 13 имеется пружинная кнопка 16 ручного включения. Отверстие А соединяет внутреннее пространство корпуса вентиля со сжатым воздухом, отверстие Б — с цилиндром аппарата. Винт 18 служит для регулировки сечения выпускного отверстия вентиля.
Па фиг. 31 представлено устройство выключающего вентиля ВКВ. Корпус, вентиля 1 имеет внутреннюю вертикальную цилиндрическую камеру, закрытую снизу пробкой 2 и сверху сердечником 3. Во внутреннем пространстве корпуса расположены клапаны 4 и 5 с сёдлами 6 и 7. Клапан 5 прижимается к своему седлу 6 с помощью пружины 8. Клапан 4 прижимается к своему седлу 7 при возбуждённой каг}шке собственным весом,' а также под давлением якоря И па стебель 9 и клапан 5. Магнитная цепь вентиля составляется сердечником 3, ярмом 10, якорем И. Магнитный ноток возбуждается, двумя катушками 12. В остальном конструкция не отличается от конструкции включающего вентиля. Возбуждение катушек 12 вызы
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
309
вает нажатие якоря 11 па стебель клапана 9, отжимающий клапан 5 от седла 6 и прижимающий клапан 4 к своему седлу 7. Отверстие Л н корпусе сообщается со сжатым воздухом,
Фиг. 3 1. Конструкция выключающего вентиля опзерстие Б —с цилиндром аппарата и В — с атмосферой.
Основные конструктивные данные вентилей приведены в табл. 10.
Фиг. 32. Схема привода электромагнитного контактора
На фиг. 32 и 33 представлены принципиальная схема и тяговая характеристика индивидуального контактора с электромагнитным приводом. Характер основных сил и соотношения, определяющие их величины, здесь такие же, как и при пневматическом приводе, за исключением тягового усилия Бм. Характер его изменения в значительной степени зависит от формы и исполнения основных магнитопроводов, а также от условий рассеяния магнитного потока. Характеристика FM = f (х) може1 быть получена расчётом или испытанием выполненной магнитной системы. Как правило, она может быть выражена зависимостью
/ с+х " г
Здесь с—постоянная, зависящая от величины первоначального зазора между сердечником и якорем;
м макс — наибольшее усилие в том случае, когда якорь притянут к сердечнику магнитной системы.
Тяговая характеристика электромагнитного привода значительно менее благоприятна, чем тяговая характеристика пневматического
Фп1, 33. Тяговая характеристика индивидуального контактора с электромагнитным приводом
Таблица 10
Основн ые
конструктивные данные
электропневматических вентилей
Показатель Вентили включающего 1ипа Вентили выключающего типа
ВВ-1 ВВ-2 ВВ-3 ! В кв-1
Номинальное давление в ат 5 г 5
...Максимальное » » » — 7 7
Зазор между якорем и1 Не возбуждённый . . 2,2 2,2 2,6
сердечником в мм J Возбуждённый .... 1,3+0,1 1,3+0,1 1,3+0,1 1,3+0,1
.ход клапана в мм .................. 0,9+0,05 1) ,9±о ,05 1,3±0,05 0,9+0,05
! Испытательное напряжение вв SOU 800 800 800
9 500
Рабочее напряжение в в 30—75 30—60 30—60 30—60
1 ок срабатывания в а 0,(Н5 0,085 0,21 0,092
310
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
привода. Величину F к приходится принимать большей, чем это необходимо по условиям нормального нажатия контактов для получения достаточного тягового усилия в начальный момент (при х = 0).
Избыточное усилие магнитного привода
Fy = FM — (vfm + G) — Vfnp,
ускоряющее подвижную систему контактора, в момент замыкания контактов быстро нарастает, создавая жёсткий удар рабочих контактов.
Фиг. 34. Саморегулирование тягового усилия электромагнитных контакторов
При значительной массе подвижной системы это может сопровождаться последующим размыканием контактов по закону упругого уда-ра твёрдых тел. Для устранения такого явления необходимо снижение массы деталей подвижной системы, а иногда саморегулирование тягового усилия подъёмной катушки. Последнее применяется в крупных электромагнитных контакторах. На фиг. 34 представлены обычно применяемые схемы саморегулирования тягового усилия электромагнитных контакторов; так схема а представляет включение в цепь подъёмной катушки последовательного сопротивления R блокировкой самого контактора.
В этом случае намагничивающая сила привода изменится в следующем отношении:
Aw2 Г к
/1®! R + гк ’
где /loij и Aw% — намагничивающая сила до и после включения в цепь катушки сопротивления R;
гк — сопротивление катушки.
Меньшей НС в данной магнитной системе соответствуют и меньшие значения FM^ при тех же значениях х, как это представлено на диаграмме. Так как размыкание блокировочных контактов происходит где-то посередине хода X, работа магнитной системы начинается по характеристике дающей более высокие значения тягового усилия, и заканчивается по характеристике FM . Схема б представляет
другой способ саморегулирования путём отключения блок-контактом одной из частей обмотки подъёмной катушки контактора, разделённой в этом случае на две части. При этом соотношение НС будет
Aw2
Aw1 ~~ to, + ~ Tj + r2 ’
где ii’i, i'i и n, r-2 — числа витков и соответственно сопротивления частей обмотки 7 и 2. В этом случае переход с одной тяговой характеристики на другую происходит так же, как показано на диаграмме. В качестве примера на фиг. 35 представлены тяговые характеристики контактора МК-310 при различных, токах подъёмной катушки.
Фиг. 35. Тяговые характеристики контактора МК-310: х'— ход якоря; и —суммарные силы сопротивления движению; &— диамагнитная прокладка толщиной 0,3 мм
Электропневматические индивидуальные контакторы
Электропневматические индивидуальные контакторы на магистральном ЭПС имеют преимущественное распространение перед электромагнитными. Основные конструктивные данные их приведены в табл. И и 12.
В качестве примера на фиг. 36 представлен контактор ПК-301. Здесь 1 — кронштейн неподвижного контакта 2 с дугогасителыюй катушкой 3, имеющей стальной сердечник 4. Кронштейн 1, так же как и кронштейн 5 подвижного контакта, укреплён на изолированном стержне 6 с помощью зажимных болтов 7.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
311
Таблица 11
Основные конструктивные данные электропневматических контакторов
1 Показатель Тип контактора
ПК-301. 1 ПК-306 ПК-304 ПК-151А ПК-750
302, 303 j ПК-305
। i Номинальное напряжение в в 3 000 I 3 000 3 000 3 000 1 500 825
1 Длительный ток в а 350 | 400 220 350 750 500
Часовой ток в а 52.-, 1 600 320 525 1 100
Раствор контактов в мм 24-27 I 24—2/ 24—27 24—27 24—27 15—17
Притирание контактов в мм Нажатие контактов при давлении воз- 4,0—5,5 I 4,0—5,5 1,0-5,5 4,0—5,5 4,0—6,0 8—11
духа 5 ат в кг 27 ,32 39—42 4 2—5 27—32 50 56
Диаметр цилиндра в мм 45 45 58 58 58 58
Вес контактора в кг . ... 27 —- — 26 32 28
Ширина контакта в .ил: Давление воздуха в цилиндре для 20 20 20 20 32 —
касания контактов в ат Давление воздуха для притирания -, а 2,5 2,5 2,5
контактов в ат ............ Давление воздуха при оттирании 3,2 3,-> 3,6 3,2 3,5 3,4
контактов в ат Отключение контактов при давлении । 1,5 1. > 1,5 1,5 1,4 1,6
в ат 0.7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8
Испытательное напряжение в в ... . 8 750 8 7 >0 8 750 8 750 8 750 2 500
Таблица 12
Основные конструктивные данные ^лектропневматических контакторов завода НЭВЗ
Показатель Типы контакторов
ПК00-ПК11 ПК14-ПК19 ПК21-ПК26 ПК31-ПК36
Номинальное напряжение в в . 3 0«1 3 000 3 000 3 000
Напряжение испытательное в в 9 500» 9 500* 9 500* 9 500*
Номинальное давление в кг/см* 5 5 5 5
Минимальное давление в кг/см2 3,5 3,5 3,5 3,5
Длительный ток в а . . 350 350 500 500
Раствор контактов в мм 21-26 24—26 24—27 24—27
Притирание контактов в мм 10-12 10-12 10—12 10—12
Нажатие контактов рабочее в кг . . .... 13-15 13-15 13—15 13—15
Нажатие контактов начальное в кг 4—5 4-5 4—5 4-5
* Испытательное напряжение между контактами 4 500 в.
В нижней неизолированной части стойки 6 к ней прикреплён литой чугунный цилиндр воздушного привода контактора 8. Шток 10 поршня 9 этого цилиндра с помощью изоляционной тяги 11 и валика 12 связан с рычагом подвижного контакта 13. При выходе штока поворот рычага осуществляется относительно валика 14.
Размыкается контактор с помощью возвратной пружины 15.
Нижняя часть воздушного цилиндра 8 закрыта крышкой 16, к которой крепятся электропневматический вентиль 17 и механизм электрической блокировки 18. Привод этого механизма осуществляется от штока 10 с помощью шарнирной тяги 19. Главный подвиж
ный контакт 20 укреплён па держателе 21, который в свою очередь поворачивается на валике относительно рычага 13 при воздействии притирающей пружины 22. Держа-
Фиг. 36. Контактор ПК-301
тель 21 соединён электрически с зажимом на кронштейне 5 посредством гибких шунтов 23. Дугогашение происходит в съёмной дугога-сителыюй камере 24, магнитное поле в которой создаётся полюсными щеками 25. Верх
312
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ний дугогаситсльный рог является составной частью кроннпейна 1. Нижний дугогасительный рог 26 является составной частью дугогасителыюй камеры 25.
Собственное время замыкания электропнев-матического контактора определяется с момента подачи напряжения на катушку вентиля до момента полного замыкания контактов и зависит от давления сжатого воздуха. Время размыкания определяется с момента прекращения питания катушки вентиля до момента полного размыкания контактора и от давления воздуха не зависит.
В табл. 13 показано время замыкания и размыкания при различных давлениях воздуха для контактора ПК-301.
Таблица 13
Время замыкания и размыкания для контактора ПК-301
При этом каждый из последовательно включённых контакторов должен быть в состоянии разомкнуть, без участия других, ток перегрузки при номинальном напряжении.
Электромагнитные индивидуальные контакторы
Электромагнитные индивидуальные контакторы применяются на ЭПС преимущественно для управления вспомогательными цепями.
Основные конструктивные данные некоторых контакторов приведены в табл. 14 и 15. Электромагнитные контакторы характеризуются большим разнообразием конструктивных форм, в ряде случаев повторяя соответствующие контакторы с электропневматиче-ским приводом.
Таблица 14
Давление Время замыкания Время размыка-в цилиндре !
в кг<см* Б тек. ння в сек.
5 0,12 0,2
3,5 0,57 0,2
Диаграмма дугогашения для контактора ПК-301, полученная опытным путём, представлена па фиг. 37.
Фнг. 37. Диаграмма дугогашения контактора ПД-301, 7/с= 1 750 вс индуктивностью в размыкаемой цепи
Электропневматические контакторы, как правило, используются в качестве линейных, работа которых особенно тяжела при отсутствии в силовой цепи быстродействующей защиты, что обычно свойственно моторвагонному ЭПС. Для того чтобы обеспечить в этом случае размыкание очень больших мощностей короткого замыкания или перегрузки, в цепь вводятся последовательно два контактора и более.
При напряжении контактной сети до 1 000 в разрыв электрической дуги осуществляется двумя контакторами, при напряжении до 2 000 в — тремя и 3 000 в — четырьмя.
Основные конструктивные данные электромагнитных контакторов
Тип контактора
Показатель мк-зю
МК-604 ДБ-928 КВЦ-2*
Номинальное напряжение в в . 3 000 600 1 500 3 ооо
Длительный ток в а 5о 101) 40 75
Часовой ток в а 75 125 61) —
Раствор контактов в мм . . . 30-34 14—17 17,5—20,5 104-13
Притирание контактов в мм . 7—9 5—6,5 5—7 4—6
Начальное нажатие контактов в кг . . . 0,8—1,3 0,7—1,1 0,6—1,0 2—3
Конечное нажатие в кг ... 1,8-2,7 1,6—2,3 1,5—2,2 3,5—4,5
Вес контактора в кг 20 5 3 47
Ширина контактов в мм . . . 16 13 —
* Контактор сдвоенный
Таблица 15
Основные данные подъёмных катушек электромагнитных „контакторов
Тип контактора ; Марка । провода Диаметр 1 по меди в мм Число 1 витков ; Сопротивление при1 20°С в ом'
ДБ-928А-6 . . . . ПЭЛ 0,41 5 000 95
МК-310Б ПЭЛ 0,53 4 750 61
МК-300 ПЭЛ 0,53 2 800 33,7
МК-604Б-5 . . . . ПЭЛ 0,41 4 500 83
—
На фиг. 38 изображен распространённый контактор типа МК-310. Магнитная цепь его привода включает стальное основание 2, сердечник 3 и якорь 4, поворачивающийся вокруг оси 5. Подъёмная катушка 1 насажена па сердечник 3 Для предотвращения прилипания якоря на нём закреплена медная прокладка 6 и, кроме того, ось 5 проходит в латунных втулках 8, а между якорем 4 и стенками основания 2 установлены латунные шайбы 7. К якорю болтами закреплён текстолитовый рычаг 9 подвижного контакта, на конце ко торого болтами закреплён кронштейн 14
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
313
подвижного контакта 10. Контакт 10 установлен в держателе 11, поворачивающемся на валике 13. Держатель И поджимается притирающей пружиной 15. Рычаг подвижного контакта отжимается выключающей пружиной 16.
Неподвижный контакт 17 укреплён на литом латунном дугогасительном роге 18, являющемся одновременно держателем контакта. Держатель укреплён на изоляционной и'кетолитовой стойке 19. Дугогасительная
движного контама (0,11 сек.); 1%— с момента начала движения контактов до момента их соприкосновения (0,07 сек.), /з — с момента выключения напряжения питания подъёмной катушки до начала расхождения контактов (0,1 сек.), — с момента начала расхождения контактов до момента полного размыкания контактора (0,036 сек.).
В табл. 16 приведены некоторые данные по дуто!ашелию контактора МК-310Б, полученные опытным путём.
Фиг. 38. Электромагнитный контактор МК-310
глиушка 20 и сердечник катушки 21 прикреплены к рогу 18 полюсными щеками 22 и болами 23. Дугогасительная камера 28, имеющая магнитные полюсные щёки 26, снабжена рогом подвижного контакта 25. В зависимости от назначения контактора камеры выполняются одно- и трёхщелевыми. Контакторы MIy-310 выполняются как без блокировки, так и с блокировками цепей управления.
На фиг. 38 устройство блокировки коптак-ора представлено отдельно. Здесь 29 -- колодка блокировочных пальцев, обычно с серебряными контактами 31. Замыкание блокировочных контактов осуществляется коликом 30, пружинно закреплённым на кронштейне 32 рычага 9 якоря 4. Внешние провода присоединяются к контактору через наконечники 24 и 27.
Процесс замыкания и размыкания контакторов МК-ЗЮ определяется в среднем следующими собственными временами: Д — с момента подачи напряжения на подъёмную ка-:ушку контактора до начала движения по-
Па фиг. 39 представлена конструкция электромагнитного контактора типа ДБ-928. Магнитная система контактора составляется из стального ярма 1, сердечника 2 и якоря 3. Сердечник скреплён с ярмом и стальной планкой 4, на которой собирается весь контактор, болтом 5. Затяжкой этого болта также закрепляйся подъёмная катушка 6. Кроме того, к планке с помощью болтов прикреплены ребристые пластмассовые изоляторы 7 и 8, первый из которых служит для расположения вывод-
Таблица 10
Данные дуюгашения контактора МК-ЗЮБ
Ток в силовой цепи в и
Время горения
дуги в сек.
0,2
0,098
0,078
Наличие индуктивности в цепи
Имеется
»
Не имеется
314
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ного зажима контактора, а второй является опорой держателя 9 неподвижного контакта 10. Держатель служит не только для укрепления контакта, но одновременно выполняет роль дугогасительного рога. Во внутренней части
держателя располагается прикрепляемая болтом 11 дугогасительная катушка. Якорь входит в вырез кронштейна 17 и оттягивается от сердечника выключающей пружиной 12. На якоре укреплён изолятор 13, являющийся держателем подвижного контакта 14 с притирающей пружиной 15. Подвижной контакт включается в силовую цепь с помощью гибкого шунта 16, конец которого прикреплён к изолятору 18. К этому же изолятору прикреплён дугогасительный рог 19 подвижного контакта, состоящий из латунного дугонаправляющего наконечника 10 и пружины 20. Последняя служит также для закрепления съёмной дугогаептельной камеры.
В табл. 17 приведены основные данные дугогасительных катушек некоторых электромагнитных контакторов.
Таблица 17
Основные данные дугогасительных катушек электромагнитных контакторов
Тип контактора Номинальный ток в а Размеры голого провода в мм Число витков . Сопротив-1 ление при 20°С в ом
МК-310Б/А-3 7 0 1.68 252 0,415
МК-301Б/А-4 . . 12 0 2. 160 0,143
МК-300А- 1 ... 50 4,2x4,2 23 0,0048
МК-300А-2 . . . 20 0 2,83 54 0,03
МК-300А-3 . . . 2 0 0,93 450 2,26
МК-300А-4 . . . 8 0 1,6В 150 0,239
МК-300А 5 ... 1,5 0 0,69 736 7,12
МК-310А-1 . . . 25 8,5 мм* 76 0,032
МК-31 0 А1Б-2 . . 50 16,2 » 40 0,0085
МК-310АБ-5 . . 3 0,91 » 300 2,42
МК-604Б-5 . . . 20 0 2,1 36 0,015
Одной из разновидностей электромагнитных контакторов являются контакторы импульсного действия, не требующие постоянного питания подъёмных катушек для поддержания контактора в замкнутом положении. Это имеет особенно существенное значение для моторвагонных секций, работающих по системе многих единиц.
В качестве примера такого контактора на фиг. 40 представлен контактор МКН-150. Этот контактор по своему устройству сходен с контактором ДБ-928. При кратковременном возбуждении подъёмной катушки 1 притягивается якорь 2, что вызывает замыкание контактов 3. Притянутый к сердечнику якорь запирается в этом положении защёлкой 4. При этом контакты остаются замкнутыми после того, как прекратится возбуждение подъ-
Фиг. 40. Контактор МКИ-150 и импульсного действия
ёмпой катушки. Для размыкания контактора необходимо кратковременное возбуждение выключающей катушки 5. При этом притягивается её якорь, связанный с защёлкой, и последняя освобождает якорь 2.
Групповой привод
Применение индивидуальных контакторов связано со значительным усложнением электрической схемы управления. При них единственным методом осуществления определённой последовательности работы схемы является применение большого числа электрических блокировок. Там, где возможно, стремятся заменить электрические блокировки более надёжными и простыми механическими связями. Такие связи обеспечиваются системами с групповым приводом контакторов.
В системах с групповым приводом замыкание и размыкание отдельных контакторов или переключающих устройств осуществляется одним общим кулачковым валом или барабаном. Этим достигается необходимая постоянная последовательность в работе контакторов. Упрощается и конструкция самих контакторов, но усложняется конструкция привода.
По характеристикам своей работы приводы групповых переключателей подразделяются на двухпозиционные, трёхпозиционные и многопозиционные, а по видам движущей энергии — на механические, приводимые в действие вручную или от каких-либо устройств ЭПС с помощью механической передачи; электропневматические, приводимые в действие сжатым воздухом при электрическом дистанционном управлении; гидравлические, сходные с электропневматическими по принципу работы, но с применением жидкости в
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
315
движущих органах; электродвигательные, приводимые в действие электродвигателем управления; электромагнитные, приводимые в действие электромагнитными устройствами.
По направлению вращения и обратимости приводы (особенно мпогопозиционные) подразделяются на односторонние и двусторонние. Принцип работы современных групповых приводов тяговой аппаратуры основывается на придании вращательного движения валу, связанному с переключающими элементами аппарата. Для аппаратов, не производящих размыкания силовой цепи при наличии тока, вал привода зачастую непосредственно связывается с барабаном пальцевого переключателя. Наиболее широкое распространение имеют ।рупповые приводы с кулачковыми валами, снабжёнными профильными кулачковыми шайбами. Мощность привода и развиваемый им вращающий момент или усилие определяются исходя из нагрузок, создаваемых контакторами ('контакторными элементами).
Возможны три различных режима работы в процессе переключения контакторного элемента:
1) набегание включающего ролика контакторного элемента на подъём кулачковой шайбы, что соответствует обычно замыканию рабочих контактов;
2) поворот кулачка при включённом контакторном элементе (перекатывание включающего ролика по поверхности кулачковой шайбы);
3) сбегание включающего ролика контакторного элемента по сходящей поверх-пости кулачковой шайбы, что обычно соответствует размыканию контактов контакторного элемента.
При первом режиме будут действовать два момента:
и Мтр.
Здесь Мк — момент включения контакторного элемента,
Мтр—момент трения, зависящий от [j.p—коэффициента трения между роликом и кулачком.
Таким образом, на первой фазе момент сон гакторного элемента, который должен Iреодолевать привод, равен
Мпк = Мк + Мтр-
Во второй фазе будет иметь место лишь юмент от силы трения ролика по поверхности улайковой шайбы:
Мпк Мтр.
Наконец, на третьей фазе будет иметь есто то же соотношение, что и в первой, тон лишь разницей, что в связи с измене-ием угла наклона первый член уравнения римет отрицательное значение:
Величины Мтр и ЛД- не являются постоян-jimii; их текущее изменение зависит от кон-рукции контакторного элемента и принятого эофиля кулачковой шайбы. В качестве приора на фиг. 41 приведён график изменения личины Л1пк в течение всех трёх фаз работы штакгорного элемента. Здесь учтены следую-
щие участки поворота кулачковой шайбы: О — 71 — от момента соприкосновения ролика е профильной поверхностью кулачка до момента касания главных контактов контакторного элемента; аг — я2 от момента соприкосновения главных контактов до момента окончательного замыкания контакторного элемента: а» - а;! — перекатывание ролика по цилиндрической поверхности кулачковой шай-оы; а3 — — размыкание контакторного
элемента.
Фиг. 41. Диаграмма момента сопротивления контакторного элемента
Общий момент от нескольких контакторных элементов будет:
Мпс= КэХМпк.
Здесь Л'д—коэффициент запаса, принимаемый обычно не ниже 1,5;
— Мпж —сумма моментов сопротивления отдельных контакторных элементов при любом угле поворота кулачкового вала.
Для снижения величины необходимого усилия или момента привода и повышения чёткости его работы рекомендуется предусматривать, по возможности, постоянную их величину. Эго достигается за счёт включения и выключения одинакового числа контакторных элементов па каждой позиции и, в случае необходимости, за счёт некоторого смещения включения отдельных контакторов в пределах одной позиции. Пример такой группировки контакторных элементов представлен на фиг. 42. В частности, при переходе с позиции п + 1 на позицию н + 2 смещено включение контактора 4 относительно контактора 3, хотя оба контактора окончательно включаются на одной и той же позиции п + 2. В результате этого вращающий момент М„ между позициями п 1 и п -г 2 сглаживается. При этом, конечно, должна предусматриваться невозможность возникновения вредных паразитных контуров в электрической цепи при неодновременном переключении контакторов.
Для определения необходимого вращающего момента приводов в расчёт должно приниматься наибольшее значение момента группового переключателя. В данном случав' такой величиной будет значение Мпмаке. Привод должен развивать момент, превышаю
316
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
щий момент Мпмакс- Так, например, в случае пневматического привода с зубчатой передачей между кулачковым валом и воздушными цилиндрами усилие, приложенное к зубчатому колесу вала F пр, определится:
яД2
Т цр — Fв тц Р 4 ~ тц>
где Fe— усилие, развиваемое воздушным цилиндром привода;
р — давление сжатого воздуха в кг/f.w3;
d— диаметр цилиндра привода в слг, ртц — сила трения в системе воздушных цилиндров.
Фиг. 4 2. Диаграмма момента вращения
группового привода
Момент М„, приложенный от привода к кулачковому валу, определяется из следующего соотношения:
Ds
й4 а ~ g . iq “ 20 в F тц) кг [см
где D, — диаметр зубчатого колеса (или условный диаметр зубчатого сектора) па кулачковом валу привода в мм.
При этом должно иметь место также соотношение
мп> Мпс=К3^Мпк кг!см.
Как правило, Мп должно несколько превышать Мпг с тем, чтобы обеспечить первоначальное ускорение системы.
Однако это превышение должно быть сравнительно невелико, так как значительная не
личина угловых ускорений не способствует чёткой фиксации группового контактора на позициях. Кроме того, наличие больших угловых ускорений, которые вызывают значительные неуравновешенные инерционные усилия, в конечном счёте приводит к разрегулировке и быстрому износу деталей и узлов системы. Необходимая величина ускорения,
обеспечивающая чёткую работу, не поддаётся точному расчёту и, как правило, устанавливается регулировкой.
На фиг. 43 представлены принципиальные схемы двухпозиционпых пневматических приводов для групповых контакторов и переключателей. Привод а с цилиндром одностороннее
действия.Перемещение поршня осуществляется под действием сжатого воздуха, а возврат, при прекращении подачи воздуха, — усилием пружины.
Фиг. 4 3. Схемы двухпозиционных пневматических приводов
Приводы б, в иг имеют/двусторонние пи линдры, отличающиеся сочленением поводка кулачкового вала или барабана со штоком поршней. Исполнения бив обладают некоторым непостоянством момента.
Преимущество двухцилиндровых приводов по сравнению с одноцилиндровыми состоит в том, что они не требуют постоянного питания сжатым воздухом, а их1поршни не преодолевают усилия возвратной пружины.
Привод исполнения а применяется из-за
своей неуравновешенности сравнительно редко. Остальные типы приводов имеют почти одинаковое распространение. В качестве конструктивного примера выполнения варианта б на фиг. 44 представлен привод реверсора и переключателя напряжения типа ПКГ-321А-1 моторвагонов серии Ср.
На фиг. 45 дан двухпозиционпый электро-
магнитный привод. Для получения одной и; двух позиций включения необходимо возбуж депие одного из двух электромагнитов. Элек тромагнитные приводы этого типа применяютс; сравнительно редко в связи с тем, что дл: создания необходимого усилия переключения при достаточном повороте кулачкового вал или барабана, требуется очень высокая намаг ничивающая сила катушек.
Трёхпозиционные приводы выполняютс или со специальной системой цилиндров или Ж аналогично многопозиционным приводам. Ilai более широкое распространение имеют сш
электрическая аппаратура
317
циальные воздушные системы цилиндров. В качестве примера па фиг. 46 представлена схема привода группового контактора ПКГ-305 ше-
В качестве пневматического многопозиционного привода двустороннего вращения может быть рассмотрен привод типа ПКГ-162 мотор-
Фиг. 44. Привод реверсора и переключателя напряжений ГПКГ-321 А-1: 1 поводок; 2 — пор-
шень; д цилиндр; -1 крышка цилиндра; 5 электропневматический вентиль
ечпоеных электровозов. Привод состоит из четырёх цилиндров и управляется четырьмя электроппевматическими вентилями. Оба крайних положения привода / и /// достигаются впуском сжатого воздуха в один из цилиндров верхней пары. Поршни этой пары (Д или /') связаны между собой жёсткой зубчатой рейкой. Среднее положение // достигается впуском
Фиг. -15. Схема двухпозиционного электромагнитною привода: / — кулачковый вал; 2- балансир;
3 электромагниты
во глуха в оба нижних цилиндра Б и В. Поршни этих цилиндров не связаны между собой жёстко. Рейка этой пары цилиндров лежит на споре У. Её фиксация в среднем положении ос\ществляется поршнями Б и В, упирающимися в упор У.
Миогопозиционные приводы групповых переключателей бывают двустороннего и одностороннего вращения (действия). Приводы одностороннего вращения более распространены при автоматических системах управления и,в частности, системах управления моторными вагонами. Приводы двустороннего вращения применяются как для моторных вагонов, так i для электровозов. Наиболее широко используются два вида многопозиционных грунтовых приводов: пневматические и электродви-'ательные.
пых вагонов серии . Работа привода (фиг. 47) основывается на принципе постоянного уравновешивания давлений в двух механически
Фиг. 46. Схема действия трбхпозпциопного привода
ПКГ-305
связанных (общим штоком) пневматических системах. Кроме самого пневматического привода, на схеме представлены развёртки барабана управления контроллера машиниста, и блокировочного барабана группового контроллера. Один из вентилей привода — включающего действия ВВ, другой — выключающего ВКВ. Применение таких вентилей обеспечивает автоматический переход
318
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
системы в нулевое положение при снятии тока управления. В этом положении сжатый воздух, проходя в цилиндр через невозбуждённый вентиль ВКВ, удерживает переключатель в исходном положении. Если контроллер машиниста переводится в первое положение, будет осуществляться питание по проводу 2 катушки ВВ. Однако это не вызовет движения привода, поскольку здесь будет обеспечено лишь уравновешивание воздушных давлений с обеих его сторон. При переводе контроллера машиниста на вторую позицию возбуждается провод 1, и катушка вентиля ВКВ вызывает выпуск воздуха из цилиндра, а следовательно, вращение привода в сторону включения системы. В промежутке между позициями 1 и 2
Фиг. 4 7. Схема действия привода группового Контроллера ПКГ-162А
замыкаются блокировочные пальцы 2В-2Д и вслед за тем размыкаются пальцы 1-1 А. Этим в цепь питания катушки ВКВ включаются последовательно катушки реле автоматического пуска 17 и У. Происходящее при этом снижение тока катушки не вызывает выключения вентиля ВКВ, но недостаточно для того, чтобы включить его вновь. Возбуждение обмотки II подготовляет к работе магнитную систему реле ускорения, в частности, вызывает размыкание его контакта.
При размыкании пальцев 2В-2Д цепь тока катушки ВКВ полностью разрывается, что вызывает торможение привода.
Недостатком подобной системы является возможность нарушения в ней равновесия усилий, что повлечёт нечёткую фиксацию позиций. В качестве меры улучшения фиксации позиций в групповом переключателе ПКГ-162А применяется клапан ускорения (фиг. 48), предназначенный для ускорения выпуска воздуха из цилиндра привода. Это достигается тем, что при переходе позиций ролик 3 рычага 2 под воздействием пружины 4, прижимаясь
к поверхности кулачковой шайбы 1, даёт возможность рычагу 2 осуществлять нажатие на выпускной золотник клапана ускорения.
На фиг. 49 приведена схема воздушного привода с масляным демпфером реостатного
Фиг. 48. Клапан ускорения ПКГ-162А
контроллера ПКГ-754 моторных вагонов типа Г Лесковского метрополитена.
Привод имеет два цилиндра: а и б, поршни которых связаны зубчатой рейкой. Цилиндр б заполняется маслом, поступающим из камеры М, в которую подводится сжатый воздух. Скорость подачи масла в цилиндр, а следовательно, и скорость работы привода регулируется с помощью винта 1 в калиброванном отверстии цилиндра. Для перемещения зубчатой рейки привода влево сжатый воздух подаётся в цилиндр а. Масло при этом вытесняется из цилиндра б в резервуар М, воздух из которого уходит в атмосферу. Для обратного направления перемещения привода сжатый воздух подаётся в камеру М, а из камеры а выпускается в атмосферу. Управление приводом осуществляется с помощью сдвоенного электропневматического клапана 6.
Фиг. 49. Схема гидравлического привода реостатного контактора ПКГ-754
Перемещения двух золотников клапана происходят под действием одной подъёмной катушки 7 и возвратной пружины 8.
Фиксация привода выполняется электромагнитным стоп-механизмом, состоящим из храпового колеса 2 на главном валу, рычага 3 с фиксирующим роликом, электромагнита 4 и пружины 5. Привод фиксируется заклиниванием храпового колеса 2 роликом рычага 3 под воздействием электромагнита 4.
Преимущество гидравлического приводе в том, что несжимаемая жидкость способствуй' более чёткой фиксации положений и имеетс>
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
319
возможность более точного регулирования скорости вращения вала. Вместе с тем приводу свойственны и значительные недостатки, такие, как трудность создания уплотнений для жидкости, изменение вязкости жидкости с изменением её температуры и некоторые другие.
Нафиг. 50 представлен привод одностороннего вращения, предложенный проф. Л. II. Решетовым. Каждой позиции группового контроллера соответствует один полный ход поршней 1 и 2 в цилиндрах I и //. Поэтому для
Фиг. 50. Схема действия многопозиционного привода Л. Н. Решетова
>аботы 3 привода необходим попеременный пуск воздуха в цилиндр I или II при одноременном выпуске его из другого цилиндра.
Как ясно из схемы, звезда 5 под действием оликов 3 и 4 на штоке-планке 6 в продолже-ие каждого хода поворачивается на угол а = - 60'. Одностороннее вращение привода оп-еделяется асимметрией лучей его основного рапового механизма — звезды. Углы поворо-1 j между позициями кулачкового вала 7 элжны быть точно равны между собой. Они пределяются передаточным отношением зубатой передачи между валом привода 8 и улачковым валом 7:
а 60
/ = — = - - .
7 п
Конструкция привода требует обязательного целого числа позиций в полной окружности поворота кулачкового вала. Чёткость фиксации позиций достигается как применением полного хода привода на одну позицию, так и тем, что звезда 5 фиксируется в крайних положениях поршней 1 и 2 западанием роликов 3 или 4 во впадины между её лучами. Последовательность включения электропнев-матнческнх вентилей обоих цилиндров привода обеспечивается применением специальной электромеханической блокировки, показанной на фиг. 51. Профильная шайба Ш при каждом ходе привода переключает цепь тока управления, замыкая попеременно контакт С с контактом А или В и включая то катушку вентиля ВВ1, то катушку ВВ2. Для включения вентилей, кроме замыкания соответству-
Фнг. 51. Схема действия блокировки вентилей привода Л. Н. Решетова
ющих блокировочных контактов, необходимо ещё отпадание якоря реле ускорения, что выполняет та же блокировочная система.
Конструкция привода проф. Л. И. Решетова представлена на фиг. 52. Для снижения потерь трения в приводе и повышения точности взаиморасположения отдельных его деталей вал звезды вращается в шариковых подшипниках. Для роликов звезды применены игольчатые подшипники. Звезда находится в литом кожухе, заполненном смазкой.
В системах с плавным межпозиционным регулированием получают большое распространение электродвигательные приводы и приводы с быстроходными пневматическими двигателями. Электродвигательные приводы выполняются как с односторонним, так и с двусторонним вращением.
В связи с высокой скоростью вращения двигателя величина передаточного отношения весьма значительна (до 150). Это затрудняет фиксацию положений привода на позициях.
Для обеспечения фиксации положений привода при небольших (до 25) передаточных отношениях и преимущественно двустороннем вращении приводы выполняются с выключением двигателя на каждой позиции. При значительных передаточных отношениях и преимущественно одностороннем вращении приводы осуществляются с непрерывно включённым
320
ЭЛЕКТРОНОДВИЯкНОП СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
двигателем, ио с переключениями специальной муфтой, которая или соединяет передачу с кулачковым валом или отъединяет от него.
t-'mipej пи
Фиг. 52. Привод Л. Н. Решетова для многопо-знционного группового контактора
По характеру действия приводы первого типа более пригодны для систем управления
электровозами, приводы второго типа — для
Фиг. 53. Диаграмма угловой скорости и углового ускорения одного цикла зацепления четырёхлучевого кулачкового привода (мальтийский крест): Wj — угловая скорость ведущего вала:<о8 и е; — угловая скорость и ускорение ведомого вала
моторных вагонов.
В связи с постоянством вращающего момента двигателя при непостоянном, резко изменяющемся моменте, сопротивления и моменте инерции кулачкового вала между ним и ведущим валом включаются различного рода кинематические звенья, превращающие постоянную по величине угловую скорость привода в изменяющуюся. Особенно широкое распространение в этой части имеют приво ды с звёздчатыми кулачковыми профильными шайбами(«маль-тинский крест»).
В качестве примера действия такого передаточного звена на фиг. 53 представле
на диаграмма угловой скорости <» и углового
ускорения г одного цикла зацепления че-зырёхлучевого кулачкового привода. При постоянной по величине угловой скорости
привода (чг угловая скорость ведомого вала меняется в очень широких пределах. Ещё характернее изменение углового ускорения *2 ведомого вала при нулевом ускорении ведущего.
На фиг. 54 приведена схема электродвига-тельного привода с непрерывно вращающимся двигателем. Двигатель управления 1 малым зубчатым колесом 2, насаженным на конец его вала, и зубчатьъм колесом 3 приводит во вращение барабан 4, имеющий скользящую в продольном направлении посадку на валу 5, который жёстко связан с зубчатым колесом 3. Барабан 4 отжимается пружиной 6 от конца
Фиг. 54. Схема электродвигательного привода
вала таким образом, что звёздчатая шайба 7 не может войти в зацепление с поводком 8 на барабане 4. Большую часть времени в продолжение периода пуска барабан 4 вращается вхолостую, не сцепляясь с шайбой 7 и в то же время точно фиксируя её положение за счёт охвата барабана скруглённой поверхностью луча шайбы между пазами. Срабатывание привода произойдет лишь в том случае, когда специальный электромагнит управления 9 под воздействием реле ускорения притянет свой якорь, чем будет вызван поворот защёлки 10. Защёлка, сцепившись с выступом а профильной шайбы 11, свободно вращающейся вместе с валом 5, застопорит её вызвав нажатие профильной поверхности шай бы через ролик 12 на барабан 4. Сжимая пружину 6, барабан 4 под давлением профильно! шайбы 11 сместится так, что шайба 7 вступи-в зацепление с поводком 8. Это вызовет одщ цикл зацепления передачи и поворот на ода; позицию вала привода. Переключение на еле дующую позицию произойдёт лишь в том слу чае, если защёлка 10 будет удерживать шай бу 11.
Смещение барабана 4 сопровождается пре
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
321
Фнг. 55. Кинематические схемы контакторных элементов: / — контакторный элемент, работающий на замыкание; 2 — контакторный элемент, работающий на размыкание
дольным в осевом направлении перемещением контактного диска 15, который, замыкая контакт, форсирует возбуждение, а следовательно, н вращающий момент двигателя 1.
Контакторные элементы
Контакторные элементы — основные части аппаратов с групповым приводом, осуществляющие непосредственные переключения тока. Контакторные элементы приводятся в действие кулачковыми шайбами главного вала привода.
Последовательность их замыкания и размыкания определяется профилем и взаимным расположением кулачковых шайб на главномвалу. Контакторные элементы нашли применение не только в групповых переключателях, но и в ряде других аппаратов, когда необходимы чёткость операций переключения и надёжное контактирование (контроллеры машиниста, реверсоры и пр.).
По принципу действия контакторные элементы бывают работающими на замыкание и работающими на размыкание.
Ки нем ати чес кие схемы элементов обоих типов представлены на фиг. 55. Хотя оба типа имеют
приблизительно^одинаковое распространение, второй тип обладает некоторыми преимуществами. К ним относятся постоянство нажатия контактов, что зависит лишь от усилия пружин, большее усилие в случаях аварийного размыкания и некоторые другие. Даже когда кулачковая шайба окажется не в состоянии разомкнуть сварившиеся контакты, неисправность будет обнаружена по заклиниванию кулачкового вала.
Силовые контакторные элементы, разрывающие мощность, 1 также некоторые мементы низковольт-(ых цепей управле-1ия имеют дугогаше-1ие.
Конструктивные формы контакторных элементов в ряде случаев напоминают индивидуальные контакторы. Примером может служить контакторный элемент КЭ-1 групповых переключателей электровозов. Все основные его детали одинаковы с электропневматиче-ским контактором ПК-301; близки и основные характеристики. Отличие составляет лишь привод. Схема замыкания и размыкания контакторного элемента КЭ-1 представлена на фиг. 56. Работая на замыкание, этот контакторный элемент обладает сравнительно слабой притирающей пружиной. Для обеспечения принудительного размыкания контактов, на кулачковых шайбах предусмотрены специальные выключающие ролики. Нажимая на профильный выступ рычага контактора 4, ролик заставляет разомкнуться контакты, если даже они сварятся.
На фиг. 57 представлен контакторный элемент типа КЭ-4, работающий на размыкание. Неподвижный контакт 1 укреплён с помощью кронштейна 2 на пластмассовом основании 3, которое в свою очередь укрепляется к установочной планке 4. На том же основании с помощью сквозного болта крепится кронштейн подвижного контакта 5. Рычаг 7 подвижной системы может поворачиваться относительно шарнирного валика 6. На нижнем плече рычага 7 с помощью шарнирного валика 9 закреплён держатель 8 подвижного контакта, несущий на себе контакт 10. Держатель отжимается вниз притирающей пружиной 13. На верхнем конце рычага 7 с помощью валика 12 закреплён нажимной ролик 11, представляющий собой небольшой шарикоподшипник. Контакты размыкаются при нажатин на ролик 11 пластмассовой кулачковой шайбы 14, установленной на валу привода 15, а замыкаются, когда ролик 11 свободен от нажатия кулачковой шайбы 14, под действием замыкающей пружины 16. Пружина 16 упирается своими концами в рычаг 7 и кронштейн неподвижного контакта 5. Для правильного её-действия предусмотрены направляющие 17 и 18. Подвижной контакт соединяется с зажимом 20 гибким шунтом 19.
Фиг. 56. Схема замыкания и размыкания контакторного элемента КЭ-1: 1—контакты; 2—рычаг; 3 — держатель подвижного контакта; 4 — ролик; 5 — чугунный кулачок; 6 — выключающий ролик
1 Том 9
322
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Контакторные элементы этого типа не
имеют дугогасительных устройств и широко
Фиг. 5 7. Контакторный элемент КЭ-4
распространены в групповых контакторах и переключателях мотор-вагонов Ср и Ср ив ряде других систем.
Своеобразная конструкция контакторного элемента, работающего на размыкание, представлена на фиг. 58. Здесь за счёт применения торцовых контактов с встречным притиранием удаётся сократить число пружин до одной. Замыкающая пружина выполняет при этом одновременно функции и притирающей.
Фиг, 59. Контакторный элемент цепей управления К.Э-35
Фиг. 58. Контакторный элемент группового переключателя: 1 — силовой зажим; 2~ кронштейны подвижного контакта: —нажимной ролик; 4 — держатель подвижного контакта: 5 — замыкающая пружина; 6 — подвижной контакт; 7 — щека дугогасительной системы; 8 — камера дугогасительная; 9 —неподвижный контакт; 10 — дугогасительная катушка: //—кронштейн неподвижного контакта; /2 —силовой зажим; 13--установочные рейки
Некоторые характерные данные распространённых контакторных элементов приведены в табл. 18.
Контакторные элементы цепей управления в конструктивном отношении напоминают контакторные элементы силовой цепи. Аналогичную конструкцию имеет контакторный элемент типа КЭ-30.
Несколько отлична конструкция контакторного элемента КЭ-35, показанная на фиг. 59.
Групповые переключатели
Групповые переключатели с кулачковым валом применяются на ЭПС для самых различных назначений.
Наиболее широкое распространение имеют следующие переключатели; двухпозиционные — переключатели группировки тяговых двигателей (групповые переключатели), реверсоры, тормозные переключатели, переключатели напряжений и др.;
Таблица 18
Основные конструктивные данные контакторных элементов
Показатель Тип контакторного элемента
кэ-1 А КЭ-1 Б КЭ-2 КЭ-4А КЭ-4Д кэ-зод
Применение ПКГ 305, ПКГ-309, пкг-зю, ПКГ-31 2, ПКГ-323 ПКГ -307 ПКГ-1 62 ПКГ-162Р ПШ-245-16 ПКГ-320А ПКГ-321А ПКГ-ЗЗОР ПКГ-330А ПКГ-321 А ПКГ-ЗЗОР
Напряжение номинальное в в . 3 000 1 500 1 500 3 000 825
Ток длительный в а ...... 350 410 240 220 35
Ширина контактов в мм .... 20 20 19 19 10
Раствор контактов в мм . . . 24—27 24—27 12,5—15 8—10 8,5—10,5
Притирание контактов в мм . 11—14 11—14 11—16 8,5—9,5 4—5,5
Нажатие контактов в кг ... 15—20 30 16—23 4,2—5,0 0,45—0,8
Дугогашение Есть Есть Есть Нет Нет
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
323
Таблица 19 Групповые переключатели с кулачковым валом j 1 Тип переключателя 1 l-vrsi -дни 1 Вагоны 1 метрополитена 12 17 4 (КЭ-ЗОА) КЭ-4А 200
аоеелмц vize-j>iu V03E J МН m-sK-mu dcSl'.IMlJ Vg91-JMU 9-JMU S-JML1 8->Id 8->U ягг-душ SOS-ДУШ о сч СП X О М о т о р и ы е в а г о н ы 1 1 12 12 j 2 10 4+2 18 И 11 ! 4 20 11+ 16 12 i 11 , 16 2 10 4+2 10 (КЭ-:иА; (КЭ-WA) (КЭ-ЗтА) КЭ-2 1 КЭ-2 КЗ 2 КЭ-4Л КЭ 4А КЭ-4Д 51,0 j 536 150 280 210 220
Область применения Электровозы магистральные I 1 Число положений (пози- j J ций) 3 1 3 1 2 2 , 2 2 Число силовых контактор- 1 | f-ых элементов 18 1-1 10 x 2 0 x 2 5 0 Число блокировочных ! пальцев или элементов1! цепи управления . . . .1 25 12 8 б 20 16 Тип силового контактор- ного элемента КЭ-1А КЭ 1Л — - — Вес в кг 6Ы> 51<) 136,5 104,3 217,5 237,5
Переключатели
трёх- и четырёхпозиционные — переключатели группировки тяговых двигателей (групповые переключатели), тормозные переключатели; многопозиционные переключатели — групповые, пусковые переключатели, реостатные контроллеры и др.
Некоторые характерные данные групповых переключателей отечественного производства представлены в табл. 19.
Кулачковые валы групповых переключателей изготовляются с металлическими (чугунными или стальными) шайбами (фиг. 60) и с пластмассовыми кулачковыми шайбами (фиг. 61).
В первом случае применяются стальные гранёные (преимущественно шестигранные) валы, опрессованные изоляцией; во втором случае — неизолированные валы.
Контакторные элементы, привод и подшипники кулачкового вала укрепляются на общем каркасе.
Конструкции каркасов весьма разнообразны. Как правило, они составляются из концевых литых или сварных рам, соединённых продольными профильными планками, к которым крепятся контакторные элементы. В качестве примера современного группового переключателя кулачкового типа на фиг. 62 представлен тормозной переключатель типа ТК-8 электровоза Н8. Характерным является выполнение рамы сварной конструкции. Контакторные элементы в нем с двусторонними контактами. Замыкаются и размыкаются они кулачковыми шайбами. Каркасы групповых переключателей, располагаемых под вагонами, выполняются с защитными кож у.хами.
Групповые переключатели барабанного типа применяются преимущественно в качестве двухпозиционных переключателей, реверсоров, тормозных переключателей. Необходимые переключения осуществляются соединениями неподвижных контактов (контактных пальцев) медными или латунными перемычками, выполненными в виде сегментов главного поворотного барабана аппарата.
Имеются два способа выполнения контактных барабанов переключателей; закреплением сегментов с помощью винтов на изоляционном барабане, выполненном из изоляционного материала (дерева, гетинакса или текстолита); закреплением металлических сегментодер-жателей непосредственно на валу барабана, опрессованного изоляцией. Расположение пальцедержате.тей и пальцев относительно барабана носит различный характер.
Табл и и, а 20 барабанною типа
Показатель Т i i п 11С |) 1‘К Л К)’! <’ теля
ПР-151А ПР-151Д ПК Г- 1 6 2 П Р-730В ПШ- 2А НТК-1 53 А ПТК-153Б
Область применения .... Электровозы Моторные Вагоны метропо- Электровозы
Число пальцедержателей силовой цепи магистральные вагоны литен а промышленные
16 16 8 16 12 9 9
Ток длительный в а .... 350 400 240 270 270 350 400
Число блокировочных пальцев цепи управления . . 8 4 6 6 9 20 20
Вес в кг 70 82,5 78 80 85 80,5 90
2Ц
324
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Наиболее широкое распространение получило взаимное расположение, представленное на фиг. 63.
Переключение цепей управления осуществляется, как правило, таким же образом, как и переключение силовых цепей.
В табл. 20 приведены основные данные барабанных переключателей, применяемых на магистральном ЭПС.
В последнее время наметилась тенденция к переходу от барабанных переключателей к переключателям контакторного типа. Это
Фиг. 60. Кулачковый вал группового переключателя ПКГ-305 с литыми кулачковыми шайбами: j—зубчатое колесо привода; 2 —промежуточные шайбы; 3 — кулачковые шайбы; 4 —зубчатое колесо блокировочного барабана; 5 —вал
f08£
Сечение по ДА
Фиг. 6 1. Кулачковый вал группового переключателя ПКГ-320 с пластмассовыми кулачковыми шайбами: 1 — упорная шайба; 2 — кулачковые шайбы силовых элементов; ~ кулачковые шайбы блокировочных элементов; 4 —зубчатое колесо привода; 5 —проме-жуточные^шайбы; 6 — вал
Фиг. 63/Расположение пальцедержателей реверсора ПР-151
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
325
связано с большей приспособленностью контакторных переключателей к условиям крупносерийного производства, простотой их регулирования и большей устойчивостью в условиях эксплуатации.
Специальные контакторы
Специальные контакторы отличаются от обычных контакторов по типу привода. К ним относятся: контакторы заземления с механическим приводом, электромагнитные контакторы пусковых панелей; электромагнитные контакторы импульсного действия.
могательных машин ЭПС осуществляется при постоянном последовательно включённом в их цепь сопротивлении или же путём частичного его выведения в процессе пуска. Последний способ применяется чаще всего для мощных вспомогательных машин, имеющих редкие пуски, при этом он происходит автоматически. Существуют три основных способа автоматического выведения пусковых сопротивлений: в зависимости от времени, напряжения на коллекторе (скорости вращения машины), изменения тока при пуске машины.
Устройства для осуществления выдержки времени проще всего выполняются у контак
Фиг. 64. Контактор заземления КН-7А
Контакторы заземления носят также название короткозамыкателей; их назначение — защитить обслуживающий персонал от поражения током при входе, например, в высоковольтные камеры при поднятом пантографе путем заземления всего высоковольтного оборудования ЭПС. По условиям назначения контакторов их привод должен быть или механическим или воздушным — без участия тока управления. Контактор заземления с механическим приводом типа КН-7А показан на фиг. 64; он выполнен из основных деталей электропневматических контакторов типа ПК, дугогашения не имеет.
Привод контактора осуществляется от ротика 1 рычагом 2. Этот рычаг с приваренной к нему втулкой 3 насажен на ось 4 и закреплён на ней штифтом. На другой конец оси также насажена и заштифтована втулка 3, соединённая с поводком подвижного контакта. Поворот рычага вызывает полное замыкание главных контактов.
Контактор имеет следующие основные данные: расстояние между контактами в разомкнутом состоянии 24—27 мм; притирание 4,0 — 5,5 мм; нажатие на контакт 10—12 кг; наибольший подъём рычага привода около 58 мм; вес аппарата 7,65 кг; изоляция неподвижного контакта на 3 000 в.
Электромагнитные контакторы пусковых панелей предназначаются главным образом для пуска вспомогательных машин. Пуск вспо-
торов с электропневматическим приводом путём дросселирования впуска воздуха в цилиндр контактора, с помощью калиброванных вставок во входное отверстие цилиндра или вентиля.
При пуске, в зависимости от э. д. с. машины, обычно применяется схема, представленная на фиг. 65. Здесь в цепь машины включены
Фиг. 65. Схема автоматического выключения пуско-вых сопротивлений в зависимости от напряжения на коллекторе для вспомогательных машин
два последовательных сопротивления и /?2, причём сопротивление закорачивается контактором 2, подъёмная катушка которого включена параллельно якорю машины.
В случае схем с зависимостью от изменения тока машины (фиг. 66) закорачивание сопротивления /?2 осуществляется замыканием электромагнитного контактора типа МКП-23, кине-
326
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
магическая и магнитные схемы которого представлены на фиг. 67.
Фиг. 66. Принципиальная схема пуска вспомогательной машины с пусковой панелью ПП-ЗБ-1
Магнитопровод контактора имеет двойные воздушные зазоры А и Б, из которых зазор Б можно регулировать болтом 1. Включающая
тивление также снижаются, что изменит соотношение потоков, протекающих через зазор Б и сердечник.
Притяжение якоря 2 сопровождается замыканием контактов 5, которые шунтируют сопротивление /?2 и катушки В.
Прекращение питания катушки В исключает повторное отпадание якоря 2 при последующих толчках тока.
Для того чтобы предотвратить замыкание контактора в момент первичного толчка тока при включении, контактор снабжён устройством для выдержки времени. Этим устройством является массивное замкнутое кольцо Д (см. фиг. 66 и 67).
В результате этих свойств контактора изменение тока и потока проходит по зависимости, показанной на фиг. 68.
Контактор МКП-23 имеет следующие основные данные: расстояние между контактами при разомкнутом контакторе 11 —14 мм, притирание контактов 4,5—6,5 мм, начальное нажатие контактов 0,6—1,2 кг, конечное на-
Фпг. 67. Схема контактора МКП-23
катушка В (см. фиг. 66 и 67) работает только при пуске, закорачиваясь далее контактом контактора. Удерживающая катушка У, создавая поток, согласный с потоком катушки В, остаётся включённой в продолжение всего периода работы машины. Сердечник этой катушки полый; внутри его помещён якорь 2, который может перемещаться в направляющей латунной втулке 5. Для замыкания контактов необходимо, чтобы якорь притянулся к верхнему ярму магнитной системы 4. Это произойдёт в том случае, когда поток в зазоре А значительно больше потока в зазоре Б . Изменение соотношения потоков может иметь место за счёт насыщения тела полого сердечника 6 катушки У.
Индукция в зазоре Б возрастает при насыщении полого сердечника 6, т. е. при высоких НС катушек, так как в этом случае сердечник имеет значительное магнитное сопротивление и большая часть магнитных силовых линий пойдёт через зазор Б. Перемещение якоря 2 вверх будет иметь место в том случае, когда ток катушек и их НС снижается. При этом насыщение сердечника и его магнитное сопро-
жатие контактов 1,0—1,8 кг, воздушный зазор А якоря при разомкнутом контакторе
Фиг. 68. Диаграмма пуска вспомогательной машины с контактором МКП-23
10,5—11,5 мм, при замкнутом контакторе 2,5—4,0 мм, регулировка срабатывания ксн-тактора в пределах 25—50 а.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
327
Блокировочные контакты аппаратов и блокировки
Назначением блокировок является обеспечение правильной последовательности работы отдельных аппаратов системы управления и предотвращение нарушения этой последовательности при различных режимах работы ЭПС. Электрические блокировки осу-
тора. Она состоит из неподвижных контактных пальцев 27, укреплённых на фибровом или текстолитовом держателе 28.
Подвижная часть блокировки состоит из изоляционной колодки 29 и медных контактных пластин (сегментов) 30. Пластины врезаются в тело колодки так, что их контактная поверхность находиться в одной плоскости с её поверхностью. Колодка укреплена
Фиг. 69. Принцип действия электрических блокировок: tz—нормально разомкнутая блокировка; б — нормально замкнутая блокировка
ществляются вспомогательными контактами аппаратов. По характеру назначения в схемах управления блокировки подразделяются: на нормально разомкнутые (прямые), или включающие замыкаемые при включении аппарата и нормально замкнутые (обратные), или выключающие, т. е. размыкающиеся при включении аппарата. Принцип действия блокировок обоих типов показан на фиг. 69.
Классификация основных видов электрических блокировок приведена в табл. 21.
На фиг. 36 дана блокировка скользящего типа Б-1 электропиевматического контак-
та б л п ц а 21
Классификация основных видов электрических блокировок
Конструкция блониродки Обозначения 6 схема!
Прямая норма льна разомкнутая (замыкается при включении аппарата) Обратная нормально замкнутая (размыкается при Включении аппарата) Смешенная или комбиниро -ванна я
Сколнзяшая (пальиевая) о О BD
Мостиковая или дисковая о о О о
Контакторная (в виде контакторного элемента кулачкового сипа) ^>ILo Под&итясной. контакт OiSfa'HtHoO. контакт
Все прочие конструкции, с одним разрывом о
С пневматическим приводом О О
па рычажном держателе 31, имеющем возможность поворачиваться на оси 32. Поворот рычага осуществляется в зависимости от выхода штока пневматического привода контактора, с которым он связан тягой 19. Блокировки этого типа особенно удобны для аппаратов, имеющих поступательное перемещение деталей подвижной системы.
Блокировка типа Б-1 имеет следующие основные данные: допустимое напряжение на блок-контактах до 150 в; длительный ток при применении стальных контактных пальцев 5 а; при применении бронзовых пальцев с медными контактными сухарями — 20 а; наибольший ток при напряжении 125 в — 1,5 а; притирание 2—3 мм-, нажатие контакта 1,0—2,5 кг.
Па фиг. 70 представлена мостиковая блокировка типа Б-9. Здесь 1—кронштейн неподвижных контактов с держателями контактов 2, укреплёнными на изоляционных колодках 3. Сами контакты 4 представляют собой серебряные пластинки, припаянные к держателям 2.
Держатель 6 контактного мостика подвижного контакта с помощью штифта 5, пружины 7 и шайбы 8 упруго прикреплён к кронштейну 9, связанному с подвижной системой аппарата. Па конце изоляционного держателя 6 приклёпан контактный мостик 10 с припаянными к нему серебряными контактными пластинами 11.
Блокировки этого типа особенно удобны в тех случаях, когда они связаны с аппаратами, имеющими поворотные детали подвижной системы.
Блокировка Б-9 имеет следующие основные данные: наибольшее напряжение 150 в; наибольший ток при напряжении 125 в и индуктивности в цепи 1,5 а; расстояние между подвижным и неподвижным контактами в разомкнутом состоянии при односторонней блокировке 16 мм; расстояние между подвижным и неподвижным контактами в разомкнутом состоянии при двусторонней блокировке 11 мм; притирание 5 мм; нажатие замкнутых контактов 0,15—0,25 кг.
t . На фиг. 71 показана многоконтактная мостиковая блокировка типа БД-9А быстродействующего автоматического выключателя. Она имеет четыре пары блокировочных неподвижных контактов, держатели которых ле
328
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
вые 3 и правые 4 собраны и закреплены винтами 1 на изоляционном основании 2. Неподвижные контакты 5 в виде латунных угольников прикреплены к держателям винтами и гайками 7. Цепь неподвижных контактов замыкается контактными мостиками 6, состоящими каждый из латунной пластинки 15, запрессованной в изоляционный диск 16.
К концам пластинки 15 приклёпаны цилиндрические контакты 17. Контактные мостики 6 собираются на блокировочной стальной оси 12, причём их проворачивание на оси невозможно, так как оси и отверстию мостика придана прямоугольная форма. В зависимости от схемы мостики располагаются или над держателями контактов 3 и 4 (контакты а, б, в)
Фиг. 70. Блокировка типа Б-9
или под ними (контакт г). Ось 12 закреплена шарнирно к основанию 2 с помощью проушин 8 и тяг 9, соединённых валиками 10 и И. Правильная фиксация мостиков 6 и притирание контактов 17 осуществляются за счёт применения пружин 13, которые с одной стороны опираются на мостики 6, а с другой посредством шайб и втулок упоров — в шплинты 14 ося 12. Ось 12 с помощью регулировочных гаек 18 связана с подвижной частью аппарата.
Блокировка имеет следующие основные характеристики: рабочее напряжение 50 в; длительный ток на пару контактов 2 с; притирание контактов 4,5—5,5 мм; расстояние от неподвижного контакта до подвижного в разомкнутом состоянии 5,5—6,5 мм.
Контакторные блокировки в виде контакторных элементов применяются почти исключительно в аппаратах с групповыми приводами.
Наряду с механическими и воздушными блокировками электрические блокировки довольно широко используются в качестве за
щитных устройств безопасности, препятствующих непроизвольному попаданию под высокое напряжение. В этих случаях блокировки связываются с дверями или щитами высоковольт-
Фиг. 71. Блокировка типа БД-9А быстродейст-вукщего автоматического выключателя
Фиг. 72. Блокировка двери высоковольтной камеры типа Б-22-01
ных камер, лестницами на крыши ЭПС, кожухами высоковольтной аппаратуры и т. д.
В качестве примера на фиг. 72 представлена блокировка типа Б-22-01 высоковольтной камеры. Чугунный корпус 1 закрыт крышкой 12; из него выступает ось 2. Под действием
электрическая аппаратура
329
пружины 4, упирающейся в кольцо 3, подвижная колодка 5 отжимается в крайнее правое положение. При этом контактные пальцы 7, установленные на деревянном пальцедержа-теле 6, попарно замыкаются перемычками колодки 5. Размыкание цепей происходит в том случае, когда при открывании двери высоковольтной камеры осуществляется нажатие на ролик 9, укреплённый на оси 10 двуплечего рычага 8. Рычаг поворачивается на оси 11, преодолевая давление пружины 4. Конец рычага нажимает на конец оси 2 и смещает её вместе с колодкой 5 влево, разомкнув цепь управления.
РЕЛЕ
Реле, являющиеся аппаратами косвенного действия, находят широкое применение в системах управления ЭПС, преимущественно выполняя функции защиты и автоматизации процессов управления. При всём разнообразии реле и видов их применения возможно их подразделение по назначению, принципу действия и конструкции.
По назначению реле можно подразделить на защитные, регулирующие, сигнальные, промежуточные (блокировочные).
По принципу действия различают реле токовые (максимальные и минимальные), потенциальные (максимальные и минимальные), дифференциальные, тепловые, комбинированные.
Классификация по конструкции в основном определяется характером привода подвижной системы реле. Может быть установлено три основных типа привода реле, применяемых на ЭПС, которые показаны на фиг. 73.
Фиг. 73. Типы приводов реле
Здесь а — электромагнитное реле, действие которого основывается на притяжении стального якоря 1 к сердечнику 2 магнитным потоком, создаваемым катушкой 3; б — электро
динамическое реле, действие которого ос новано на взаимодействии магнитных потоков двух катушек 1 и 2, из них: одна (катушка/) неподвижна, а другая (катушка 2) установлена
Фиг. 74. Схемы магнитных систем электромагнитных реле: 1 — магнитное ярмо; 2 — катушка; 3—сердечник;
4— якорь; 5 — блокировочные контакты
на подвижном диамагнитном якоре 3; в — тепловое, биметаллическое реле, основанное на деформации (изгибе) биметаллической пластинки, нагреваемой протекающим рабочим током.
Особенно широкое распространение имеют электромагнитные реле —• наиболее простые и устойчивые в работе. Существует большое разнообразие конструктивных исполнений этих реле, отличающихся в части устройства магнитной системы.
Схемы различных систем электромагнитных реле приведены на фиг. 74. Здесь на схеме а представлен тип электромагнитного реле с поворотным якорем, наиболее распространённый в тяговой аппаратуре. Наибольший угол поворота якоря обычно не превышает 10—15°. Реле этого типа отличаются простой конструкцией и достаточно устойчивы в работе. На схеме б дано реле также с поворотным якорем, но на значительно больший угол (до 60—903). Такая система менее устойчива и используется преимущественно для дифференциальных и регулирующих реле. На схеме в представлено плунжерное реле с замкнутой магнитной системой, а на схеме г — плунжерное реле с разомкнутой магнитной системой. Реле этого типа применяются в установках ЭПС довольно часто. При этом система реле схемы в предусматривается преимущественно в тех случаях, когда требуется замедленное действие аппарата. Наоборот, система схемы г, обладающая минимальной магнитной инерцией, особенно удобна в том случае, когда требуется кратковременно повторное действие реле, чему может препятствовать магнитная инерция системы.
Выбором конструкций можно предусмотреть определенную выдержку времени в ра
330
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
боте реле. Повышение скорости достигается обычно за счёт снижения механической и магнитной инерции системы, а также устранением в ней элементов трения.
Наилучшие данные в этом отношении имеют электродинамические реле и электромагнитные реле плунжерного типа с разомкнутой магнитной системой (не имеющие стального ярма). Вместе с тем реле этих типов требуют обычно большой НС для приведения в действие. Сочетание различных факторов магнитной инерции, определяемой индуктивностью цепи катушки и вихревыми токами массивной части реле, трением в шарнирах и инерцией масс могут сильно изменять характеристики реле. Выявить эти процессы удобнее всего из диаграммы включения и выключения реле.
Рассматривая процесс включения и выключения для потенциального реле, можно в равной мере перенести основные выводы и на токовое реле.
Предполагая, что индуктивность реле С — постоянная величина, возможно определить изменение тока i по времени при включении реле:
/ __ й/\
i = L).
Здесь е — основание натуральных логарифмов;
R — омическое сопротивление катушки реле;
I — установившаяся величина тока:
где U — напряжение, приложенное к зажимам катушки.
Время t, по истечении которого будет достигнут ток срабатывания реле 1ер, возможно определить из приведённого выше уравнения, подставив вместо i:
I. 1
R
L
Отношение , имеющее размерность времени, носит название постоянной времени реле:
£ _
Отношение у— = к является коэффициен-' ср
том запаса тока по срабатыванию.
Обозначив через собственное время срабатывания реле, т. е. время, необходимое с момента начала срабатывания реле до момента замыкания контактов, и учитывая через дополнительную постоянную времени тв;/г задерживающее влияние вихревых токов в магнитной системе реле, получим окончательно время включения реле 1ЯКЛ равным
(вкл = (^ + ^в«х) 1п ,7^1 +
Процесс выключения реле связан со следующей зависимостью изменения тока по времени:
__ « + i = le L ,
где, кроме определённых ранее величин, гк — электрическое сопротивление контакта, осуществляющего размыкание.
Движение якоря начнётся при токе 1отп.
Время с начала размыкания цепи до начала отпадания якоря tomn можно определить из следующего соотношения;
L I
*отп — О Д_ г 'п Г
Л 1 к J отп
Полное время выключения (дык с учётом влияния вихревых токов и собственного времени выключения якоря t\ будет определяться
( L \ I
+ + T««Jln/om„ +
В большинстве случаев можно считать.
что размыкание цепи катушки реле протекает
мгновенно.
При этом отношение
Я + гк
практически равно 0. Соответственно время выключения будет равно
'сык 1п Тотп
Анализ уравнения для (вкл и особенно для тоык показывает, что для снижения (вкл или (выкл имеются следующие основные пути:
1) снижение постоянной времени вихревых токов твид. применением сердечников, набранных из листов электротехнической стали. В некоторых случаях применяются системы без магнитных сердечников;
L
2) снижение т, т. е. , при снижении индуктивности катушек реле;
3) снижение собственного времени срабатывания ft и за счёт уменьшения масс подвижной системы, сил трения в сочленениях и т. д. Выводы, полученные здесь для потенциального реле, могут быть почти полностью распространены и на все другие виды реле.
В зависимости от назначения реле в ряде случаев необходимо замедленное их действие. На фиг. 75 приведены два способа такого замедления
Способ а предусматривает, наряду с массивным стальным сердечником реле, применение специальной обмотки (демпферного кольца Т). Кольцо, имеющее вид массивного замкнутого витка, обладает большой индуктивностью LT и ничтожным омическим сопротивлением R7. Отсюда постоянная времени
Lr
~т витка получается относительно высокой. Вызывая повышение магнитной инерции системы реле, короткозамкнутый виток затягивает процесс его срабатывания за счёт магнитных связей с основной обмоткой.
Для этого случая
I
Чмк ~ ("7- + 1п Т~ + *1-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
331
Выдержка времени в реле этого типа не превышает долей секунды.
Способ б предусматривает применение в качестве замедляющего устройства для реле плунжерного типа — воздушного демпфера, состоящего из цилиндра 1 с точно пригнанным к нему поршнем 2, механически связан-
Фиг. 75. Устройства
выдержки времени реле
ным с якорем реле 3. Вход воздуха под поршень 2 и выход его из верхней камеры цилиндра 1 может осуществляться только через калиброванное отверстие О в поршне. Собственное время или будет определяться скоростью истечения воздуха через это отверстие.
В тепловых реле время выдержки устанавливается обычно за счёт определённой теплоёмкости биметаллического рабочего элемента.
Принципы работы электромагнитного привода реле подобны принципам приводов контакторов, рассмотренных ранее. Однако механизм реле имеет некоторые особенности.
На фиг. 76 представлены кривые намагничивания реле при непритяпутом и притянутом якоре. Включение реле сопровождается нарастанием НС до величины AWlt соответствующей моменту начала перемещения якоря по кривой намагничивания «выкл.». При этом магнитный поток достигнет определённого значения Ф1г а накопленная магнитная энергия будет
Ф,
ЛЛ1 = 0,1 j AWdD.
‘ о
Графически эта энергия может быть выражена площадью заштрихованной фигуры ОБ Бу.
Перемещение якоря, начавшееся при НС — /HFj, будет продолжаться до того момента, пока НС не достигнет величины AW2, но уже по кривой намагничивания «включ.». Реализованная при этом магнитная энергия Ам выразится:
Фа
АМг = 0,1 f
Ф,
определяясь площадью фигуры ОББг— ОВВ1.
Запас магнитной энергии Ам , накопленной в системе по завершении процесса включения,
можно охарактеризовать площадью фигуры ОВуВ, выражающейся зависимостью:
Ф.
Ам =0,1 [ А^СЗФ. JHj ’ J
0
Включение реле сопровождалось1; накоплением магнитной энергии Ам -ф- Ам , причём в конце процесса включения эта энергия достигает величины Ам^. Очевидно, остальная часть энергии Адв превращена в механическую энергию движения (преодоление сил трения в механизме), т. е.
А ля = А ы -ф- А „ — А ,, . ио Му 1 Ма Ма
Так как элементарное усилие Г, действующее на якорь на протяжении элемента длины воздушного зазора 8, будет определяться элементарным изменением энергии в воздушном зазоре dA&, то
F 8тг dS у А )
Магнитная проводимость X в основном зависит от магнитной цепи и формы воздушного зазора, однако при небольших зазорах 8, плоских полюсах и якоре можно достаточно точно величину проводимости выразить следующим образом:
где S — сечение воздушного зазора. Тогда
___'/2
F " Sr.S “981 г'
aw2
Фиг. 76. Кривые намагничивания реле
Коэффициент 981 дан для перевода силы в систему CGS.
Условия подверженности тряске и другие особенности работы на подвижном составе заставляют применять реле с мощными магнитными системами, обеспечивающими высокие значения запасов магнитной и механической энергии. В связи с этим реле, как правило, не обладают высокой чувствительностью.
Регулировка уставки защитных релг осуществляется изменением натяжения пружины
332
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
или величины воздушного зазора. После регулировки защитные реле пломбируются.
Электродинамические реле применяются преимущественно в качестве регулирующих для регуляторов напряжения, а иногда и для реле автоматического пуска. Тепловые реле применяются преимущественно для автоматического регулирования работы установок электрического отопления и иногда для защиты вспомогательных машин.
За последнее время имеется стремление к унификации реле не только на ЭПС, но и •с промышленной аппаратурой.
Реле перегрузки
Реле перегрузки являются максимальными токовыми реле и выполняются на ЭПС как с восстанавливающим механизмом, так и без него. Основные данные их приведены в табл. 22.
Характерным реле перегрузки силовых щепей электровозов является простейшее реле мгновенного действия, без восстанавливающего механизма типа РП-1А, представленное на фиг. 77.
Магнитная система реле состоит из ярма 3, сердечника 2 и якоря 4. Катушка I выполнена из голой меди прямоугольного сечения. Якорь 4 оттягивается от сердечника пружиной 5, поворачиваясь на шарнире 9. При при-
тяжении к сердечнику якорь преодолевает усилие пружины, регулируемое винтом 10. Конец якоря соединён изоляционной тягой 6 с контактами 7 мостикового типа. Контакты
Фиг. 77. Реле перегрузки РП-1А
Таблица 22
Данные реле перегрузки
Т и г р л е
— __ — — CN —
Пок азатель РП-1 А-1 РП-5Б- РП-5В- РП-5Д- 1 РМ-16Е РП-ЗБ- РП-5А РП-5Е- РП-5Н РП-5К РП-14А
Область применения Катушка выключающего механизма: число витков . 4.75 лектро 40 30 зы 19,75 40 2,5 м 6,5 оторные 2,5 вагонь 5,5 I 150 40 132 Вагоны метрополитена 509
Ток длительный в а ... Пределы регулировки в а . . . Напряжение номинальное в в 220 400—700 3 000 30 30—75 3 000 60 60—150 3 000 30 30—75 3 000 500 850— 1 800 1 500 359 330— 700 1 500 200 400— 1 000 3 000 150 200—500 3 000 8 8—20 3 000 . 14 30—75 3 000 450 700—1 500 825
Контакты (шт.): нормально замкнутые . . нормально разомкнутые . . . 1 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1
Ток длительный контакта в а . Катушка восстановления: число витков . сопротивление в ом (отклонение 4-8 -5%) Минимальный ток восстановления реле в а ... . Вес реле в кг . . 0,4 при напряжении 600 в 1 2 900 21,5 1,05 8,8 1 2 900 21,5 1,05 8,8 1 2 900 21,5 1,05 5,6 0,4—0,5 2 200 G4 0,4 0,4—0,5 2 200 64 0,4 1 2 900 21,5 1,05 6,7 I 2 ^00 21,5 1,05 6,7 1 1 2 900 21,5 1,05 5,8 0,3 3 400 122 0,25
2 при напряжении 50-1 25 в 4,5 2 900 21,5 1,05 5.6
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
333
укреплены на ярме 3 с помощью изолирующей колодки 11, выполненной из пропитанного дерева. При устранении перегрузки реле самовосстанавливается. Имевшее место срабатывание реле отмечается отпаданием сигнального индикатора 8. Контакты имеют расстояние в разомкнутом состоянии 6,25 мм и притирание 4,75 мм.
Широко распространённым типом реле перегрузки с механизмом восстановления является реле типа РП-5. Оно применяется как в силовых цепях (моторвагоны), так и во вспомогательных (электровозы и моторвагоны). Конструкция реле представлена на фиг. 78 Токовая катушка 1 включается последовательно в защищаемую цепь. При превышении тока уставки сердечник 3, противодействуя пружине 12, притягивает якорь 2. Поворачиваясь на оси 6, якорь роликом 4, находящимся на его конце, ударяет по выступу защёлки 5, также поворачивающейся относительно оси 6. Преодолевая давление пружины 8, защёлка отходит вниз, в результате чего конец рычага 7 срывается с нижнего уступа защёлки и переходит в положение, представленное на эскизе сплошными линиями. При этом на рычаг 7 действует сила веса связанной с ним изоляционной тяги 9 якоря И восстанавливающей системы. Снижение тока в катушке 1 до пределов ниже тока уставки не вызывает восстановления реле. Для этого необходимо изменить положение рычага 7. Восстановление осуществляется возбуждением катушки 10, притягивающей якорь 11 и возвращающей рычаг 7 изоляционной тягой 9 в исходное положение.
Реле имеет необходимое число блокировочных контактов 13—16, связанных с якорем восстанавливающей катушки 10. Уставка реле осуществляется регулировочным винтом. Контакты имеют следующие основные данные: наименьшее расстояние при разомкнутом положении 3 мм, притирание наименьшее 2,5 мм, нажатие контактов 0,3—0,4 кг.
Реле перегрузки РП-14А-3 вагонов типа Г Московского метрополитена, сходное с ним ио конструкции реле РП-ЗБ-2 моторваго-нов Сд и ряд других характерны ударным действием якоря на блокировочные контакты. Устройство реле РП-14А-3 показано на фиг. 79. Две магнитные системы — собственно реле перегрузки с одной последовательной катушкой 7 и реле заземления с двумя параллельными катушками 16 — действуют на одну систему контактов. Магнитопровод реле 1 представляет собой Г-образную стальную отливку, скреплённую с сердечником 2. Стальной литой якорь 3, поворачиваясь на оси 4, замыкает магнитную цепь. При этом ему противодействует регулировочная пружина 6. Расположение пружины относительно оси 4 таково, что при начавшемся повороте якоря сопротивление пружины быстро падает. Это обеспечивает ударное действие концевой изоляционной колодки 5 на механизм блокировок. Силовая катушка 7 выполнена из полосовой меди и укреплена своими концами к шпилькам 8, являющимся одновременно и зажимами в электрической цепи.
Блокировочный механизм укреплён на пластмассовом изоляторе 9 и имеет блок-кон-такты 10 мостикового типа с серебряными
контактными пластинками. При .срабатывании любого из двух реле его колодка 5 ударяет по рычагу 11, осуществляя необходимое переключение блок-контактов. Одновременно! механизм блокировки запирается в этом поло-
жении якорем 12 катушки восстановления 14, который отжимается своей пружиной 13. После срабатывания реле блок-контакты восстанавливаются в исходное положение при кратковременном возбуждении катушки 14. Притяжение якоря 12 освобождает рычаг 11, и блокировки восстанавливаются пружиной 15.
Расстояние между разомкнутыми контактами реле 4,0—6,0 мм, притирание контактов 2—3 мм, нажатие 0,2 кг, ток контактов 0,3 а.
334
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 79. Реле перегрузки РП-14А-3
Наименьший ток действия катушки заземления — 6,5 а и катушки восстановления — 1,5 а.
Потенциальные реле
Потенциальныереле(реле напряжения) подразделяются на реле максимального (повышенного) и реле минимального (пониженного) напряжения; последние известны также под названием нулевых реле.
В табл. 23 приведены основные данные реле напряжения ЭПС, а в табл. 24 — типовых реле, преимущественно используемых в качестве реле напряжения.
На фиг. 80 приведено реле типа Р-5, которое используется на магистральных электровозах в качестве реле минимального напряжения. Реле имеет магнитную систему, состоящую из ярма 1, кагушки 2 и якоря 6'. Магнитная система и контакты реле- установлены на изоляционной плите 3 из пропитанного асбоцемента. Блокировочные контакты 4 и пружина 7, оттягивающие якорь, укреплены в стойках 8, которые представляют собой специальные болты с высокими четырёхгранными головками. Контактные винты 4, а также контактная пластинка якоря 10 имеют припаянные серебряные контакты. Контактная пластина якоря 10, кроме того, выполнена с притирающей пружиной 9. Реле минимального напряжения имеют упорный винт 11, регулирующий положение подвижного контакта и якоря 6 относительно сердечника магнитной системы 1 в непритянутом состоянии. Для того чтобы предотвратить магнитное прилипание якоря к сердечнику, между ними во включённом состоянии создаётся воздушный зазор за счёт упора в сердечник головки штифта притирающей пружины 9. Ток к якорю подводится через гибкий провод 5.
На ЭПС в качестве потенциальных промежуточных и вспомогательных находят широкое распространение реле типа Р-3000 и Р-3150, выполняемые па базе типовых про
мышленных аппаратов. Конструкция их ясна из общего вида, представленного на фиг. 81. В отличие от реле типа Р-5 магнитная система здесь располагается в плоскости, перпендикулярной к поверхности установочной панели.
Фиг. 80. Реле минимального напряжения Р-5
Ярмо имеет Г-образную форму и замыкает магнитную цепь через цилиндрический сердечник и пластинчатый якорь. Особенностью реле является ножевая опора якоря, дающая ему возможность при небольшой величине силы трения правильно устанавливаться от-
электрическая аппаратура
335
Реле напряжения
Таблица 23
Показатель Тип реле
PH-2A-2 РН-2В-1 РН-2Д-5 РН-165Б-1 j РН-165Г-4
Область применения Вагоны метро Моторные вагоны серии Сд
Назначение Реле нулевое высокого напряжения Роле нулевое низкого напряжения Реле нулевое
Число витков 15 0IKI 17 0(Ю 17 000 17 000
Сопротивление катушки в ом ,.„„+8% 690_до „„+8% 92/ до/ 927±4? 927141
Гок, при котором реле включается, в а 0,105 0,091 0,0634-0,081 0,0634-0,081
» » » » выключается » » Напряжение, при котором реле вклю- 0,042—0,046 0,0256->0,0284 0,0294-0,037 0,0274-0,036
чается, в в Напряжение, при котором реле выклю- 450 (в контактном рельсе) 80 564-79,5 564-79,5
чается, в в Число нормально замкнутых блок- 2644-290 (в контактном рельсе) 42-.-46 25,54-37,2 244-35,9
контактов Число нормально разомкнутых бло- 1 •) 1 —
кировочных контактов - 1 2 2
Фиг. 81. Реле типа Р-3100: /--мостиковый контакт; 2- упорный винт якоря; 3 — якорь; -/--магнитное ярмо: 5 — сердечник: !>' — катушка; 7—регулировочная пружина; 5—неподвижные блокировочные контакты
Таблица 24
Типовые реле
Г и п реле
П оказатель Р-4 Р-4А Р-4Е Р-5 Р-О Р-10 Р-18 Р-26
(Область применения .... Назначение Электрово з на два напряжения Применено на панели типа ПР- 13А, вместе с реле Р-18 в качестве реле перехода с одного напряжения на Другое Элекч Реле ми-нимальи о-го напряжения 'ровоз Реле макси ма явного напряжения Электров Применено вместе с реле Р-4А и Р-4Е как реле перехода оз на два иапр Применено вместе с реле Р- 4 на панели ПР-13 как реле перехода яжения Заменяет реле Р-4
336
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Показатель Тип реле
Р-4 Р-4А Р-4Е Р-5 р-6 Р-10 Р-18 Р-26
Напряжение номинальное в в 600 600 600 600 60Э 600
Минимальное число ампервитков для срабатывания 9504-1 150 850 — 1 150 0504-1 150 900-?1 150 £50М 150 950-М 150
Отношение ампер-витков выключения к ампер-виткам включения (коэффициент возврата) .... 0,55 4-0,65 0,55 4-0,65 0,554-0,65 0,55-гО, 65 0,554-0,65 0,554-0,65
Ток блок-контактов максимально допустимый в а (при индуктивной нагрузке) 1 1 1 1 1 1
Напряжение блок-коитак-тов максимально допустимое в в 125 125 125 125 125 125
Вес (без панели) в кг ... 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9
Таблица 25
Типовые реле Р-3000
Показатель Тип реле
Р-31 00А Р-3100 Р-3102 (РН-1500 в схеме) Р-3102 (РН-3000 в схеме) Р-3150
Область применения Моторвагон Ср Вагоны метро Г Моторвагоны СР Вагоны метро Г
Назначение Промежуточное реле, ручной пуск, динамотор Реле времени (выдержка 0,5 сек.) Реле напряжения Реле авто* матиче -ского управления
Число витков катушки .... 5 650 1 1 00'850 21 000 21 000 5 650
Сопротивление катушки в ом . 162 9,9-31,5 (удерживающий) 2 570 2 570 162
Ток включения реле в а ... . Число нормально замкнутых 0,17 0,8 подъёмной катушки 0,17 удерживающей катушки 0,020 0,055 0,17
контактов Число нормально разомкнутых 1 1 — 1 1
контактов 14-2 —- 1 —
Напряжение на контакт в в . . 125 600 125 125 600
Ток контактов длительный в а 20 — 20 20 —
Нажатие контактов в кг . . . . 0,3-0,36 0,3—0,4 0,3-0,36 0,3-0,36 0,2
Раствор контактов в мм . . . . 6-8 1-3 6-8 6-8 4,5-5,0
Притирание контактов в мм 2-3 (нормально разомкнутый) 1-3 2-3 2-3 0,8-1,0
носительно неподвижной магнитной системы. Блокировочные контакты, обычно мостикового типа, выполняются как обратными (нормально замкнутыми), так н прямыми (нормально разомкнутыми).
Данные реле типа Р-3000 представлены в табл. 25.
Реле типов РН-2 и РН-165 работают по принципу быстрого изменения величины давления якоря, в зависимости от угла его поворота. Это достигается соответствующим расположением поворота якоря и креплением пружины. Нулевое реле вагонов метрополитена Г типа РН-2Д-5 по конструкции сходно с реле перегрузки РП-14 и подобных ему типов. Реле не требует восстановления.
Реле автоматического пуска
Реле автоматического пуска (реле ускорения) предусматриваются как для автоматизации процессов пуска, так и торможения и ра-
ботают по принципу минимальных токовых реле.
Конструкция и схема реле этого типа в значительной степени зависят от аппаратов, осуществляющих непосредственные переключения в силовой цепи. Часто на реле ускорения кроме прямых функций, возлагается ряд дополнительных (ручной пуск, повышение чёткости работы привода и др.), что сильно усложняет их конструкцию.
Основные данные реле ускорения ЭПС приведены в табл. 26.
Наибольшее распространение в настоящее время на ЭПС имеют реле ускорения Р-40 электромагнитного типа с замкнутой магнитной системой. Снижение инертности реле достигается главным образом за счёт применения специальной подъёмной катушки, дающей дополнительный поток для притяжения якоря.
Подъёмная катушка выключается блокировкой группового контроллера и якорь удерживается лишь токовой катушкой. На фиг. 82
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
337
Основные данные реле ускорения
Таблица 2&
Показатель Тип реле
РУ-ЗБ Р-40А-2 P-40A-I Р-40Б Р-674
Область применения Назначение Конструкция реле Уставка в а Длительный ток в а Число блок-контактов за минутых Вагоны метро Б Реле у Плунжерная 510—560 600 2 Вагоны 'коренн я 250—500 275 0 метро Г Реле торможения Электро 340—480 275 0 Вагоны С-,э Реле у и а г н и т н 165—175 100 1 Вагоны Сд. зкорения я 220—440 275 3
разомкн утых Ток контакта в а . . О 1 1 0,3 1 0,3 0 1,5 0 1
представлено реле ускорения Р-40Б моторного вагона Ср . Магнитная система его состоит из сердечника 1, стальных стоек 2 и 3, кронштейна 4, якоря 5.Якорь сильно развит по длй-не с тем, чтобы обеспечить требуемый зазор для контактов 6 при небольшом угле поворота. Снижению трения якоря способствует применение призматической опоры в кронштейне 4. Контактный болт б якоря может осу-
Фнг. 82. Реле ускорения Р-40Б
Такое же устройство и у реле торможения, Р-40А-1. Разница в том, что у него одна силовая катушка и две подъёмные, из которых; одна связана с авторежимом. Путём вычитания НС авторежимной катушки из общей НС авторежим (в зависимости от заполнения вагона пассажирами) изменяет уставку реле.
Кроме данных, приведённых в табл. 26, реле типа Р-40 имеют характеристики, указанные в табл. 27.
Реле ускорения типа Р-674 имеет сложную электромагнитную систему, предназначенную для управления несколькими контактами. Оно (фиг. 83) является по существу комбинацией двух реле: реле ускорения с замкнутой магнитной системой, токовой катушкой Т, подъёмной катушкой П и якорем Я и реле ручного пуска с Ш-образной магнитной системой, двумя якорями а и б и двумя катушками: р — ручного пуска ну — удерживающей .
При токе в цепи тяговых двигателей, превышающем ток уставки, якорь Я притянут к сердечнику и основной контакт реле К остаётся разомкнутым. Применение ручного, пуска вызывает притяжение якоря а и замыкание его контакта на якорь >7. Якорь б удер-
щесгвлять контакт как с контактным бол-юм 7, ввёрнутым в кронштейн 8, так и с упорной пластиной 9. Контактные поверхности имеют серебряные напайки. Якорь оттягивается от стойки пружиной 10, натяжение которой регулируется винтом 11. Магнитная система реле возбуждается тремя катушками: 12, 13 и 14; из них катушка 12 обтекается током тяговых двигателей, катушка 13 (подъёмная) питается от цепи управления и катушка 14 (регулировочная) служит для изменения тока уставки реле.
Реле ускорения типа Р-40А-2 вагонов метрополитена имеет аналогичную конструкцию и отличается от описанного тем, что контакт его нормально разомкнутый, а из трёх сатушек две включены в цепи тяговых двигателей, а одна является подъёмной.
12 Том 9
Таблица 27'
Данные по реле Р-4 0
I । Показатель Тип Р-40А-2 реле Р-40А-1
Расстояние между разомкнутыми контактами в мм 3-8 3—8
Нажатие контактов в кг 0,1 0,1
Ток силовой катушки при отключении контактов реле и обесточенной подъёмной п авторежимной катушках в с/ 400 480
Минимальный ток подъёмной катушки прн замыкании реле без силовой катушки в а 0,63 0,68
Число витков силовой катушки 2x2,5 5
Число витков подъёмной катушки 1 650 1 650
Сопротивление подъёмной катушки прн 20°С в ом . 23,4 23,4
Число витков авторежимной катушки 3 400
Сопротивление авторежимной катушки в ом . . . . — 755 t "i
338
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
живающей катушки в это время не притянут магнитной системой, а поэтому контакт б замкнут. Замыкание контакта а вызывает питание вентиля ВК.В группового контроллера через контакты а и б, что сопровождается переходом группового контроллера на следующую позицию. При переходе возбуждается катушка у, которая, притягивая свой якорь, размыкает контакт б. Магнитный поток, создаваемый катушкой р, частично ответвляется в магнитную систему катушки у; он недостаточен для того, чтобы притянуть якорь б, но достаточен для удержания его в притянутом состоянии.
Фиг. 83. Схема реле Р-674А
Основная магнитная система якоря >7 работает так же, как и в реле ускорения типа Р-40. Первоначально якорь Я не притянут к магнитной системе, создавая цепь питания катушке ВКВ от провода 1 через блокировку группового контроллера 1-1 А, контакт реле ускорения К- При повороте привода группового контроллера на угол, равный приблизительно 1/6 угла между соседними позициями замыканием блокировки 2D-2F, последовательно с катушкой ВЦВ включается подъёмная катушка П, что обеспечивает притяжение якоря Я к своему сердечнику, а следовательно, размыкание контакта К- Прекращение питания этих катушек не вызовет отпадания якоря Я и замыкания его контакта К- Эго произойдёт лишь после снижения тока в цепи тяго-говых двигателей до величины уставки реле. Токовая катушка имеет 7,5 витка шинной меди, подъёмная — 870 витков медной проволоки диаметром 0,59 мм, катушка ручного пуска— 5 350 витков медной проволоки диаметром 0,27 мм и удерживающая катушка — 1 320 витков проволоки диаметром 0,44 мм. Регулировка реле в основном производится изменением натяжения пружин.
Промежуточные реле
Промежуточные реле применяются в тех случаях, когда стремятся упростить конструкцию основного реле, например ускорения, с тем, чтобы освободить его от дополнительных функций, как-то: по ручному пуску, переход-
Для сопротивлений типа Г1П.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
339
Основные характеристики реостатного пуска
Таблица 29
,1 1 Характер пуска Напряжение сети Рс Напряжение на тяговом двигателе Uк
~Uc UK-0,5Uc
Число группировок двигателей .... ! Число параллельных цепей последней 3 ' 4 ! 4 2 3 3
। группировки т ............ 1 Коэффициент потерь в реостатах (от- 4 1 1 : | 8 3 4
ношение потерь к потерям при пуске без переключения двигателей) кп . 0,375 1 0.33 1 0,34 0,50 0,333 0,375
К. п. д. пуска в % 73 75 1 74,4 67 75 73
Примечание. Данные табл. 29 относятся к пуску без возбуждения двигателей в качестве пусковых ступеней.
применения регулирования
иым режимам и т. д. Промежуточные реле просты по конструкции и существенно от типовых реле не отличаются.
СОПРОТИВЛЕНИЯ
Сопротивления применяются на ЭПС в силовых цепях (пусковые, тормозные, шунтирующие, переходные и др.), во вспомогательных высоковольтных цепях (пусковые и постоянные сопротивления вспомогательных машин, постоянные сопротивления в цепях аппаратов защиты и др.) и в низковольтных цепях управления (регулировочные сопротивления, шунтовые и др.).
Классификация основных видов сопротивлений ЭПС приведена в табл. 28.
Литые чугунные сопротивления имеют широкое распространение в силовых цепях электровозов и моторных вагонов, преимущественно в качестве пусковых и тормозных сопротивлений.
Определение необходимой мощности сопротивлений и их подбор производятся на основе электрического, а также теплового расчётов.
Ориентировочно расчётная мощность, выделяемая в пусковых сопротивлениях (реостатах), может быть предварительно определена по отношению
°^кпис !ср т
Здесь Iср — средний пусковой ток двигателя;
т—число параллельных цепей двигателей при последней их группировке;
кп — коэффициент потерь в реостатах (табл. 29);
ки— коэффициент использования реостатов (табл. 30).
Номинальная мощность, выделяемая в комплекте сопротивлений Pv, может быть определена из соотношения:
Рр = S 12O3 Re 10 ~3 = S Рс кет.
Здесь —длительный ток сопротивления (при рабочей его температуре);
—величина сопротивления секции (при температуре 25С’С); Рс— номинальная мощность одного элемента сопротивлений.
Таблица 30
Коэффициент использования реостатов
I (
Назначение подвижного состава
Коэффициент использования реостатов ки
Электровозы с реостатным торможением .........................
Электровозы без реостатного торможения ......................
Моторвагоны с реостатным торможением .......................
Моторвагоны без реостатного торможения ......................
0,6-0,7
0,5—0,6
0,7—0,8
0,5—0,7
Наиболее распространённые формы литых элементов сопротивлений представлены на фиг. 84. Основные характеристики чугунных элементов, применяемых на отечественном ЭПС магистральной тяги, приведены в табл. 31. Элементы с условными номерами 1 и 2 преимущественно используются на вагонах; остальные — па электровозах.
Таблица 31
Основные характеристики элементов чугунных сопротивлений
| Форма эле-| мента по | фиг. 84 Вес элемента Условный I № элемента Сопротивление элемента в ом при 25°С Длительный ток в а при 450°С Длительная мощность в вт
в 1,69 1 0,01 135 182
в 1,27 2 0,02 ПО 241
а 1,51 6') 0,0044 220 213
а 1,32 (И 0,0057 190 206
а 1,24 62 (1,0075 160 192
б 1,27 63 0,0095 140 186
1,32 64 0,0145 120 209
б 1,12 65 0,0215 95 193
б 1,01 66 0,0325 72 168
б 1,00 67 0,0495 60 178
б 1,15 68 0,060 50 150
а — 80 0,0088 220 426
а — 81 0,0114 190 412
а — 82 0,0150 160 394
22*
340
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
На фиг. 85 представлены тепловые характеристики / — f(t) для основных элементов сопротивлений.
Элементы сопротивлений собираются в специальных каркасах — ящиках. Конструкция ящика сопротивления типа СЖ-1Б показана на фиг. 86. Чугунные элементы 1 набраны на металлические шпильки 2, от ко-
Фиг. 84. Чугунные элементы сопротивлений^
дая низкой стоимостью самих элементов, имеют ряд существенных недостатков. К ним относятся: низкая температура допустимого перегрева (450°С), хрупкость, непостоянство суммарного сопротивления за счёт влияния контактных поверхностей элементов и силы
Фиг. 85. Тепловые характеристики чугунных влементов сопротивления типа ОК
торых изолированы втулками из теплостойкого миканита 3. Шпильки с помощью гаек 7 соединяют комплект набранных сопротивлений между стальными боковыми рамами 4. Изоляция шпилек от боковых рам осуществляется как втулками 3, так и слюдяными шайбами 5.
Для компенсации тепловых деформаций комплекта между боковыми рамами и элементами устанавливаются пружинные шайбы 9.
Необходимые электрические соединения между элементами осуществляются установкой между ними слюдяных или металлических шайб. Подобным же образом присоединяются и медные выводные пластины 6. Для предохранения элементов от замыкания на землю весь ящик крепится к раме вагона или каркасу электровоза через миканитовые втулки и изоляторы 8, рассчитанные на полное напряжение.
В табл. 32 приведены основные данные ящиков с чугунными элементами сопротивлений.
Чугунные элементы сопротивления, обла-
их взаимного нажатия, высокий вес, высокая стоимость изоляционных деталей и др.
Фиг, 86: Ящик сопротивлений СЖ.-1Б
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
341
Таблица 32
Ящики с чугунными элементами сопротивлений
Тип ЯЩИК а
Показатель СЖ-1А СЖ,-1 Б СЖ-2Б СЮ-2М СЖ-6А СЖ-7А СЖ-7Б ; СЖ-8А СЖ-9А СЖ-25
Напряжение (без подвесных изоляторов) в в . . 550 550 550 550 550 550 550 550
Число элементов в ящике .... 98 80 26 60 96 104 60 80
Условные номера применяемых элементов . . . 60—68 60—68 1 и 2 60—68 60—68 60—68 60—68 60—68
Мощность ящика в квт 21,0—14,7 17,0-12,0 4,7—6,25 12,8—9,0 20,4—14,4 22,0—15,8 12,8—9,0 17.0—12,0
Вес ящика в кг . 148 124 50 97 145 156 98 125
В связи с этим в последнее время наблюдается стремление к переходу на сопротивления из других материалов.
В зарубежной практике применяются фех-ралевые сопротивления, набираемые на подобие чугунных из отдельных штампованных элементов.
Фиг. 87. Элемент фехралевого сопротивления типа КФ
В отечественном тяговом аппаратострое-нии такая конструкция не получила развития в связи с тем, что ей присущи недостатки чугунных сопротивлений. Отечественная техника базируется преимущественно на применении ленточных фехралевых сопротивлений. Наиболее широкое применение для большой мощности имеют сопротивления типа КФ> основные данные которых приведены в табл. 33.
На фиг. 87 представлена конструкция этого элемента. Фехралевая лента 1 намотана в виде спирали на ребро на фарфоровые или стеатитовые гребёнчатые изоляторы 2, которые в свою очередь пазами установлены на стальном держателе 3. К концам фехралевой ленты припаяны твёрдым сплавом или приварены выводные соединительные медные пластины 4. Ящик фехралевых сопротивлений типа КФ показан на фиг. 88.
В соответствии со схемой сопротивлений элементы соединяются между собой медными шинами, которые крепятся к выводным пластинам болтами. Изоляция элементов рассчитана на напряжение 500—600 в. Кроме того, ящик подвешивается на изоляторах, рассчитанных на полное напряжение контактной сети.
Сходную конструкцию с сопротивлениями КФ имеют сопротивления СЛ, отличающиеся преимущественно формой спирали (овал). Основные данные этих сопротивлений приведены в табл. 34.
Хотя фехраль и допускает перегревы до 650—700°С, элементы КФ и СЛ рассчитаны на работу с перегревом не свыше 450°С, так как более высокая температура опасна для окружающего оборудования.
Для меньших токов применяются сопротивления с намоткой ленты плашмя.
Своеобразным видом являются сопротивления типа ПП, применяемые в цепях вспомогательных машин электровозов. Устройство этих сопротивлений показано на фиг. 89. Сопротивление собирается на стальной трубе 1, покрытой изоляцией 8. Торцы трубы закрыты изоляционными пробками 6. На трубе, между зажимными хомутами 9, которые являются одновременно выводными зажимами, расположены витками шайбы 2 и 3, выполненные по винтовой образующей. В винтовую канавку, образуемую этими шайбами, заложена спираль ленточного сопротивления 4. Она дополнительно закрепляется кручёным асбестовым шнуром 5, который проходит внутри спирали. Для предохранения витков спирали от замы-
Фиг. 88. Ящик с элементами фехралевых сопро-тивлений типа КФ
кания между ними дополнительно проложены изоляционные спиральные шайбы 7. Секции сопротивлений крепятся зажимными хомутами на стальном установочном каркасе.
При меньшнх мощностях (150—200 вт) применяются проволочные сопротивления, намотанные на фарфоровый сердечник
342
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Основные данные элементов сопротивлений типа КФ
со со
сз Sf к ч ю
сз Н
Мощность элементов в вт при 350°С и длина в мм 290; 920 аз/ a viHawaire ээа цнн1гоц 2,3 2,7 2,0 2,5 2,0 2,5 2,0 1,8
Обмотка 1 23/ а 1ЧХНЭ1Г ээа цннгсоц 1.2 1,6 0,9 1,4 1,3 1,4 0,9 0,7
vr а П1НЭ1Г цонАо _вни1гЦ* 3,2 4,3 4,3 6.0 6,7 8,0 7,8 8,0
аоя -хиа о1гэиь to O 1Д сч — СП Т_^-(^СЧСЧСОСОС’2
wo а вхнэгоэ1Г€ эинэггяихобпоэ 0,077 0,102 0,155 0,23 0,32 0,42 0,60 0,84
Ехнэкэи'е бд[ СЧ t» СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ сч
520; 1 820 I 23/ Я В1НЭ1ЧЭ1Г6 оая ипн1гоц 3,9 4,55 3,15 4,3 4,0 4,25 3,15 2,85
Обмотка | гз/ а НХНЭ1Г ээа инн1Гоц 2,6 3,2 1,8 3,0 2,7 2,9 1.8
w а НХНЭ1Г flOHtfO BHUirtf 7 8,5 8,5 12,8 14 16,4 16,1 16,4
аоя -хин OlfOIlh CN СС СО и? i О О О 13
wo а вхиэмэгге ЭИНЭУЗИХОбПОЭ 0,165 (1,205 0,303 0,49 0,67 0,85 1,23 1,70
ЕХНЭМЭ1Г6 •—«04сотГ|ОёС;г—со
600; 2 150 1 23/ Я ВХНЭМЭ1Г6 ЭЭЯ У1ЧН1ГОЦ 4,4 i 5,2 3,5 4,8 4, 1 4,7 3,6
1 Обмотка 23/ a нхнаи* эая ’унисон — со oi LC —< С”' О1 Г— СО ГО 04 СО СО СО О) •—<
w a I4J нэп1 HOHVO EHHLfti 8,3 10,1 10,1 15,1 16,5 14,2 19 19,2
аояхия оеэиь 31 38 38 69 62 76 75
wo я EiHawaire эинэиаихосНоэ 0,2 0,21 0,363 0,57 0,79 1,00 1,45 2,09
EiHawaire оК СЧ СО 10 CD Г- СО
п а мох HiqHqiraxHifV 103 95 77 62 52 47 39 33
ww а лещ 17 14 14 8,5 8,5 7 7 7
| Обмотка XHsir оахэоьи1го>1 СЧ СЧ 04 0-1 — 04 —•
ww а 1ЧХНЭ1С PHIliWOj, сеююе-ю- *—•
ww а мхнэи* внисШш
Таблица 34
Основные данные элементов сопротивления типа СЛ
№ элемента Сопротивление при 20°C в ом Число витков Вес ленты в кг и и « Q У С й Длительный ток при 350°С в а
1 0,336 40 3,3 5,01 72,5
2 0,408 40 2,58 4,29 66,5
3 0,488 40 2,17 3,88 61,0
4 0,580 40 2,04 3,75 55,5
5 0,694 48 2,45 4,16 50,5
6 0,811 48 1,98 3,69 46,5
7 1,025 61 2,52 4,23 42,5
8 1,245 61 1,96 3,67 39,0
9 1,550 76 2,42 4,13 34,4
10 1,810 61 1,34 3,05 31,5
И 2,260 76 1,67 3,38 27,5
12 2,755 76 1,30 3,03 25,0
13 0,144 20 2,04 3,75 112,0
14 0,166 23 2,34 4,05 101,5
15 0,193 23 1,90 3,61 93,0
16 0,252 30 2,46 4,17 85,5
17 0,306 30 1,77 3,48 77,0
18 3,520 75 0,94 2,65 22,6
19 4^640 75 0,70 2,41 19,7
20 6,840 75 0,41 2,12 16,8
(типы СР и СРО). Чтобы правильно распределить проволоку и предотвратить замыкание её витков, на сердечнике сделаны бороздки в виде резьбы с постоянным шагом.
Допустимая величина перегревов сопротивлений этого типа снижена до 250°С, так как-иначе могут возникать опасные термические перенапряжения фарфора. Конструкция элемента сопротивления этого типа ясна из фиг. 90. Элемент имеет передвигающийся зажим (хомут), регулирующий величину сопротивления.
При меньшей мощности (50—75 вт) применяются трубчатые сопротивления типа ТС или ПЭ. Они представляют собой фарфоровую
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
343
или стеатитовую трубку, на которой намотана константановая или нихромовая проволока. Концы проволоки припаяны к установочным лапкам, являющимся одновременно электри-
Поэтому такие вставки применяются при нагрузках, носящих более постоянный характер, преимущественно для защиты от коротких замыканий.
Фиг. 90. Элементы сопротивления СР
ческими зажимами. После намотки поверхность трубки заливают эмалью, в связи с чем она в состоянии выдержать температуру до 250—310°С.
С 1954 г. трубки типа ТС промышленность не выпускает; взамен их начат выпуск трубчатых сопротивлений типа ПЭ по ГОСТ 6513—53.
ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
1 Плавкие предохранители являются простейшими приборами защиты от коротких замыканий и перегрузок. Их работа подразделяется на процессы нагревания, расплавления металлической вставки и гашения дуги, возникшей при разрыве цепи.
На фиг. 91 представлены характеристики сгорания предохранителей. Кривая а соответствует плавкой вставке, имеющей меньшее поперечное сечение и меньшую теплоёмкость, чем вставка, соответствующая характеристике б.
Получение необходимой характеристики вставки возможно как за счёт выбора её формы, так и за счёт применения специальных заполнителей, повышающих общую теплоёмкость предохранителя. Обе кривые в зоне малых токов асимптотически приближаются к предельному значению тока сгорания, являющемуся одновременно и предельным рабочим током / р. макс При токе, соответствующем номинальному току защиты, имеет место время (мин, которое может быть одинаковым для плавких вставок обоих типов (кривые а и б). Работа предохранителя со вставкой типа а будет более чёткой, чем со вставкой типа б. Однако они более подвержены изменению характеристик в результате высоких перегревов, не вызывающих расплавления, но усиливающих окисление расплавляющейся перемычки.
Вставки б более пригодны для защиты цепей, подверженных частым толчкам тока, отключать которые нет необходимости.
Вопрос дугогашения имеет решающее значение для работы плавкого предохранителя и определяет его конструкцию. Особое значение имеет дугогашение для предохранителей высоковольтных цепей.
Фиг. 91. Характеристики плавких предохранителей
Длительное время сгорания предохранителя и тяжёлые условия дугогашения препятствуют их применению для защиты силовых цепей электровозов.
Классификация тяговых предохранителей приведена в табл. 35.
Па фиг. 92 представлен предохранитель с роговым дугогашением типа ГЛП-1650, предназначенный для защиты силовой цепи моторных вагонов Сд ; его длительный ток 700 а и ток сгорания в течение 25 сек. — 900 а.
344
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 35
Плавкие предохранители, применяемые на ЭПС
Тип предохранителя Ток номинальный I в а Напряжение предельное U с в в Область применения
Предохранители с роговым дугогашением . . • 500—700 1 500 С иловая цепь
Герметический предохранитель с расширительным дугогаше-ннем 400—500 3 000 моторвагонов сд Силовая цепь
Предохранители с магнитным дугогашением . 800—1 000 825 моторвагонов ср Силовая цепь
Расширительные предохранители стреляющего типа 70—100 3 000 моторвагонов метро Вспомога-
| Засыпные герме-j тические предо-1 хранители . . . 70—100 3 000 тельные цепи электровозов и моторваго-нов Вспомога-
Трубчатые предохранители . . . До 100 50—110 тельные цепи электровозов и моторвагонов Цепи управ-
ления электровозов и моторвагонов
На фиг. 93 представлен главный предохранитель типа ЯП-22А-2 моторных вагонов серии Ср . Предохранитель герметического рас-
ч шт.
Фиг. 92. Предохранитель с роговым дугогашением ГЛП-1650: 1 — плавкая вставка; 2 — дугогасительные рога; «? —изолятор; 4 — призма. Материал плавкой вставки, показанной на эскизе: фольга нз красной медн
ширительного действия; его основные харак-теристики приведены в табл. 36.
Таблица 36
Основные характеристики предохранителей ЯП-22А
Показатель Напряжение
3 000/ 1 500 в 3 000 в
Тип вставки ЯП-22А-2 ЯП-22А-1
Материал вставки Олово Олово
Диаметр » в мм 12,5 9,5
Длительный ток в а Сопротивление 400 200
вставки в ом ... 0,00006±15%
Оловянная вставка 3, обмотанная асбестовой лентой 4, посредством латунных втулок 2 впаяна между двумя кусками гибкого медного кабеля 1 с наконечниками 6. Вставка заключена в фибровую трубку 5 и помещается внутри герметического корпуса, составлен-
Фнг. 93. Главный предохранитель типа (ЯП-22А-2 моторных вагонов серии СР
пого из двух стальных расширительных камер 7, закрытых с торцов крышками 8. В средней части находятся: толстостенная фибровая трубка 9, внешнее фибровое кольцо, покровная изоляция, состоящая из гетинаксо-вой гильзы или обмотки киперной лентой с многократной лакировкой. Весь предохранитель закрепляется болтами на изолированной доске 10.
При сгорании вставки 3 дугообразование сопровождается выделением большого количества газов в трубках 5 и 9, что вызывает выталкивание ими концов гибких кабелей / из трубок. Наряду с удлинением дуги это сопровождается быстрым охлаждением газов за счёт их расширения в массивных металлических камерах; удлинение дуги и деионизация газов способствуют быстрому её гашению.
Предохранитель типа ЯП-13 с электромагнитным дугогашением (для вагонов Московского метрополитена) показан на фиг. 94. Он рассчитан на длительный ток 700 а. Вставка состоит из двух полос медной фольги толщиной по 0,2 мм и шириной 50 мм. В середине вставок выполнено отверстие, диаметром 14 мм. Вставка 1 закрепляется между клеммо-выми зажимами 2. Последовательно в силовую цепь включены две катушки магнитного дугогашения 3. Поток дугогашения создаётся между щеками 4 в изоляционном корпусе предохранителя, армированном внутри огне-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
345
Фиг. 94. Предохранитель с магнитным дугогашением типа ЯП-13
стойкими асбоцементными пластинами. Выхлоп предохранителя направлен вниз, что очень важно в условиях ограниченных габаритов тоннеля метрополитена.
На фиг. 95 представлен предохранитель ЯП-47 стреляющего расширительного типа,
4>иг. 95. Расширительный предохранитель стреляющего типа ЯП-4 7
защищающий вспомогательные цепи моторных вагонов серии Ср ; он рассчитан иа напряжение 3 000 в и ток 60 а. Предохранитель выполнен в стальном защитном кожухе, предназначенном для установки под кузовом вагона. Плавкая вставка 1 устанавливается 1 держателях 4 и 5, укреплённых на фарфоро-5ых изоляторах 6, которые смонтированы на кбоцементной панели 2. Нижним концом )ставка упирается в выхлопную изоляцион-,ую трубку 7, направляющую газы и пламя а пределы ящика. В верхнем держателе 4 имеется специальный болт 3, плотно прижигающий вставку к выхлопному патрубку. 1ри сгорании медного проводника во взрыв-ой камере возникает высокое давление,
вследствие чего остатки проводника выбрасываются «выстрелом» из трубки. Этим быстро увеличивается длина дуги, что способствует её гашению. Недостатком предохранителей этого типа является большое количество выделяющихся при сгорании ионизированных зов и пламени.
Вставка засыпного типа фиг. 96. Проволока из меди тер пала помещается в гетинаксовую или фарфоровую трубку, засыпанную кварцевым песком или мраморной крошкой. Трубка герметизирована путём заполнения её концов гипсом и постановки металлических контактных колпачков.
Процесс дугогашения осуществляется внутри трубки без выделения ионизированных газов и пламени. Дуга гасится частично вследствие повышения давления в зоне её образования, частично же за счёт того, что она засыпается изолирующим материалом.
Упрощённой разновидностью таких предохранителей являются трубчатые предохранители в низковольтных цепях управления. При низком напряжении условия дугогашения значительно облегчаются, что даёт возможность не предусматривать плотной герметизации труб-
ки предохранителя. Вполне достаточно применение мраморной или меловой крошки.
В табл. 37 и 38 приведены данные о вставках низковольтных и высоковольтных плавких предохранителей стреляющего и засыпного типов.
представлена или другого
ip
Фиг. 96. Схема высоковольтной вставки предохранителя засып -кого типа: / — плавкая вставка; 2 — гетинак-совая трубка; 5—корпус контакта; “/ — колпачок; 5 —картонная шайба; 5 —гипс; 7 — асбестовая шайба;# — кварцевый песок
Г?
га-
на ма-
346
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 37
Медные вставки высоковольтных плавких предохранителей стреляющего и засыпного типов
Номинальный ток в а Плавкая вставка, размеры (сечение) в мм Тип предохранителя Конструкция
6 0 0,35 ДПО-4А Стреляющий
11 0 0,47 ДПО-4А »
32 0 0,72 ДПО-4А
40 0 0,51x5 ДПО-1 »
10 0 0,3 —- Засыпной
25 0 0,3x2 —, »
35 0 0,3x3 — »
Таблица 38
Вставки низковольтных плавких предохранителей
Номинальный ток в а Плавкая вставка Наполнитель
Размеры (сечение) в мм Количество Материал
5 0 0,19 1 Медь Меловая крошка
6 0 0,21 1 » То же
10 0 0,29 1 » »
15 0 0,35 1 » »
20 0 0,44 1 » Мраморная или меловая крошка
25 0 0,53 1 То же
30 0 0,35 2 » »
40 0 0,7 1 » »
45 0 0,25 3 » »
45 0 0,82 1 » »
45 0,3x10 1 Цинк »
50 0 0,53 2 Медь »
80 0,3x10 2 Цинк Мраморная крошка
РАЗЪЕДИНИТЕЛИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
К этой группе аппаратов относятся: разъединители силовых цепей электровозов (главные разъединители); разъединители силовых цепей моторных вагонов; разъединители силовой цепи вагонов метрополитена; разъединители вспомогательных цепей электровозов; от-ключатели моторов, предназначенные как для отсоединения неисправных тяговых двигателей от силовой цепи (преимущественно электровозные), так и для переключения схемы на аварийный режим;
Фиг. 97. Главный разъеди- разъединители цепей китель типа ГВ-1 управления (моторвагонов); комбинированные разъединители цепей управления и цепей тяговых двигателей (вагоны метрополитена).
В табл. 39 приведены основные данные разъединителей и отключателей подвижного состава.
У разъединителя ГВ-1 (фиг. 97) нож 1 пружинно закреплён в щеках среднего держателя. Он имеет два положения, при которых замыкается или со щеками верхнего держателя 2 или со щеками нижнего держателя.
Фиг. 98. Разъединитель крышевого типа РК моторвагонов
Держатели закреплены на стальной планке 3, опрессованной изоляцией. Для переключения служит изоляционная штанга 4. На фиг. 98 показан крышевой разъединитель типа РК-В среднем положении нож этого разъединителя заземляет силовую цепь вагона. Его переключение осуществляется специальной штангой с земли. Примером подвагонного разъединителя является разъединитель ГВ-10Г. Нож 1 разъединителя ГВ-10Г (фиг. 99) закреплён в контактных щеках 2 и
Фиг. 99. Главный разъединитель ГВ-1ОГ-1
охватывает контакт 3. Он приводится в действие через скобу 4 и изоляционную планку 5 валиком 6. Поворот валика может быть’осу ществлён только с помощью съёмной ревер сивной рукоятки контроллера машиниста Фасонный колпачок 7 даёт возможность уста навливать и снимать рукоятку только в фикси рованных положениях разъединителя. Разъе динитель установлен с помощью изоляцион ной панели 8 в защитном кожухе 9.
На фиг. 100 показан многополюсный отклк чатель тяговых двигателей моторвагоног представляющий собой два двухпозиционны шестиполюсных рубильника. Каждый нож
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
347
Раз ьсдинители
с помощью контактных щёк-шпилек 3, дистанционных фарфоровых изоляторов 4 и изоляционных бакелитовых втулок 5 укреплён на общей асбоцементной панели 1. Концы ножей соединены между собой общими шпильками &
Фиг. 10 0. Отключатель'тяговых двигателей ОМ-20А-1
с изоляционными трубками 7, дистанционными фарфоровыми изоляторами 8 и шайбами 9.
Отключатель располагается под кузовом вагона в общем кожухе с другими аппаратами.
Фиг. 101. Разъединитель цепей управления и моторов РУМ-1 1 А
Разъединители управления выполняются, как правило, барабанного типа с пальцевыми контактами.
На фиг. 101 представлен разъединитель, управления вагонов метрополитена.
ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
К электропневматическим аппаратам цепей управления относятся: регуляторы давления, электропневматические аппараты управления пантографами и песочницами (клапаны пантографа и песочниц), аппараты взаимной блокировки системы электрического управления ЭПС и системы пневматического тормоза,.
348
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
электропневматические вентили аппаратов и аппараты электрического управления тормозом.
Регуляторы давления
Регуляторы давления имеют назначением .автоматическое управление электродвигателями компрессоров в зависимости от давления сжатого воздуха в главных резервуарах ЭПС. В функции регулятора давления входит включение электродвигателя при снижении давления в резервуарах ниже установленной величины и выключение двигателя при достижении давления установленной величины. Работа регулятора в значительной степени зависит от величины разницы давлений (перепада), на которую регулируется аппарат. Обычно величина перепада давления принимается 1,5—2,0 кг! см?.
Наиболее распространённым на отечественном ЭПС является регулятор типа АК-6, общий вид которого показан па фиг. 102. Регулятор состоит из цилиндра 1, нижнее окно которого закрыто резиновой диафрагмой 2. Диафрагма является опорой для диска 3 со штоком 4. Диск находится под давлением пружины 5. Регулировка нажатия пружины возможна за счёт ввёртывания и вывёртывания двух регулировочных винтов 6. Подвижной контакт 7 укреплён на изоляторе 8 с помощью пружины. Изолятор в свою очередь закреплён на стальном рычаге 9, конец которого упирается вырезами в два призматических упора 10.
При замкнутом контакте рычаг 9 под влиянием двух пружин 11 упирается уступами Б в верхнюю крышку цилиндра. Концы этих пружин связаны с одной стороны с рычагом 9, а с другой — с промежуточным рычагом 12,
Фиг. 102. Регулятор давления АК-6А
•вращающимся на валике 13. Это положение соответствует схеме а (фиг. 103).
При повышении давления в главных резервуарах диск 3, сжимая пружину 5, перемещается вверх, поднимая шток 4. Конец штока поворачивает внутренний рычаг 15 относительно валика 13. С помощью валика 16 рычаг 15 поворачивает промежуточный рычаг 12, .поднимая левые точки опоры пружины 11.
Импульсное размыкание контакта 7 будет после того, как левые точки В опоры пружины 11 перейдут вверх через линию, соединяющую ось вращения рычага 9 с точкой опоры пружины 11.
Угол поворота рычага 9 при этом ограничивается его упором в валик 17 стойки 18 (схема б, фиг. 103).
Фиг. 103. Кинематическая схема регулятора давления АК-6А
Понижение давления в главных резервуарах сопровождается опусканием диска 3 и штока 4 под действием пружины 5. Этим вызывается перемещение точки В вниз. Как только эта точка переместится ниже осевой линии, соединяющей точку Г с точкой О поворота рычага 9, произойдёт мгновенное замыкание контактов 7 (схема в, фиг. 103).
Так как при разомкнутых контактах правая точка опоры пружин 11 находится выше, чем при замкнутых контактах, система будет проходить «мёртвую» точку прн более низко1г положении диска 3, т. е. при меньшем давле нии, чем давление, соответствующее режим} выключения.
Изменение величины перепада давлени! может быть осуществлено перестановкой ва лика 17 в другое отверстие стойки 18.
Сжатый воздух подводится к регулятор; давления через отверстие А.
Ниже приведены основные технически данные регулятора давления АК-6А:
Длительный ток в а................. з
расстояние между разомкнутыми контактами в мм............... 9—1 1
Притирание контактов в мм . . . 2,5—3,5 Ширина контактов в мм ....... 12
Нажатие контактов в кг .....1,5—2,5
Раствор контактов в мм ...... 9—15 Пределы регулирования в кг 1см* . 7—10
Давление воздуха при размыкании
контактов в кг/см* ........ 7,8—8,2 То же прн замыкании контактов
в кг/см* .............. 6,3—6,7 Вес в кг .............. 8
Эти данные приведены для регулирован! на вагонах метро. На электровозах ВЛ2;
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
349
регулировка осуществляется в пределах давления 9—о,з кг!см2 при перепаде 1,754-4-2,15 кг!см2.
Клапаны пантографов и песочниц
Когда объём цилиндра пневматического аппарата велик или имеет значительный расход воздуха, обычные электропневматические вентили не в состоянии компенсировать расход воздуха. В этих случаях применяются специальные электропневматические клапаны.
Клапаны пантографа по характеру включения электромагнитных катушек подразделяются на клапаны непрерывного действия и импульсного. На электровозах в связи с наличием блокировок дверей высоковольтных камере пантох’рафами преимущественно применяются клапаны непрерывного действия. Клапаны же пантографов моторных вагонов выполняются импульсного действия.
На фиг. 104 показан клапан пантографа непрерывного действия. Корпус 1 пневматической части клапана имеет три камеры; А, Б и В. Сверху он закрыт пробкой 2 и снизу — крышкой 3. Камера А постоянно сообщается с источником сжатого воздуха, камера Б — с: цилиндром пантографа, камера В — с атмосферой. В камере В имеется поршень 5, отжимаемый пружинами 6 к крышке 3.
Между камерами А и В находится золотник 8, который нормально под давлением пружины 7 и сжатого воздуха разобщает эти камеры
Золотник 9 между камерами Б и В также разобщает эти камеры. Когда под поршень поступает сжатый воздух от электропневмати-ческого вентиля 4, поршень прижимает клапан 9 к своему седлу. При этом стебель золот-
Фш. 1 04/Клапан пантографа типа КЛП-53А
ника 9, упираясь в стебель золотника 8, поднимает его над своим седлом, обеспечивая сообщение камеры Б с камерой А. Сообщение камер Б и В осуществляется через отверстия с большим сечением, давая возможность воздуху быстро выходить из цилиндра пантографа.
Наоборот, сообщение камер А и Б выполнено через отверстие малого сечения, что<за-держивает подачу воздуха в цилиндр пантографа, вызывая замедление его подъёма.
При невозбуждённой катушке вентиля сжатый воздух из-под поршня выходит в атмосферу. Поршень под давлением пружины опускается в своё нижнее положение, соединяя цилиндр пантографа с атмосферой.
Фиг. 105. Клапан пантографа импульспог° действие типа КЛП-52В
Ещё проще конструкция клапанов песочниц, работающих также по принципу непрерывного действия. В этом случае используются обычные электропневматические вентили, с держателями, обеспечивающими возможность их установки и присоединения труб.
На фиг. 105 представлен клапан пантографа импульсного действия типа КЛП-52В. Клапан представляет собой трёхходовой кран}/ с приводом от воздушного цилиндра 2. Камеры А и Б цилиндра соединены каналами с двумя электропневматпческими вентилями 3 и 4 включающего типа. Возбуждение одного из. вентилей вызовет перемещение поршня 5 и связанного с ним штока 6 в одно из крайних положений. При этом вилка штока своими роликами будет поворачивать пробку крана в одно из положений, показанных в правом нижнем углу рисунка. В дальнейшем клапан удерживается в установленном положении без подачи сжатого воздуха в цилиндр. Для контроля работы аппарата предусмотрена также возможность переключения его крана вручную с помощью съёмной реверсивной рукоятки контроллера машиниста.
Клапан КЛП-52В имеет следующие основные технические данные: диаметр поршня
350
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
45 мм, ход поршня 70 мм, угол поворота съёмной рукоятки 90°; рабочее давление воздуха 5 кг/см2, наименьшее давление воздуха 3,2 кг/см2, тип вентиля ВВ2, наименьший ток срабатывания вентиля (при давлении 5 кг/см2) •0,07 а.
РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Классификация основных видов регуляторов напряжения ЭПС приведена в табл. 40.
Таблица 40
Основные данные регуляторов напряжения
Показатель Типы регулятора напряжения
дисковый вибрационный
Область применения Электровозь ваг и моторные оны
Система привода . . Типовые обозначе- Соленоидный с вращающимся коммутатором Электродинамический
НИЯ Номинальное напряжение, поддерживаемое регулято- СРН-1В CPH-3D СРН-2 СРН-7
ром, в в ...... 50 50
Наиболее распространёнными из них на отечественном ЭПС в настоящее время являются вибрационные регуляторы с угольными контактами и электродинамической системой, схема которых показана на фиг. 106.
•Фиг. 10G. Принципиальная схема вибрационного регулятора типа СРН-2
Регулирование возбуждения генератора осуществляется изменением сопротивления в цепи обмотки параллельного возбуждения. При этом возможны три следующих соединения в схеме:
а) последовательно с обмоткой возбуждения включено сопротивление Rlt при котором ток возбуждения
U — L — dt 1вмакс~ Pj + rg °’
б) последовательно с обмоткой возбуждения включены сопротивления Rr и /?4, что соответствует току возбуждения
Ur — L 1‘‘ г_______dt
в средн R^ 4- 1
в) последовательно с сбмоткой возбуждения включены сопротивления Rv и А’4 и обмотка зашунтирована сопротивлением Р2. При этом ток возбуждения is будет
U г — L dl-
. _ г dt п
1“ мин ~
Ri + 9
Движущей системой регулятора является электродинамическое реле напряжения, катушки которого, неподвижная 1 и подвижная 2, последовательно с сопротивлением Rs включены на напряжение Ur. Якорь реле 3 при низком напряжении U г пружиной 6 поворачивается таким образом, что подвижной угольный контакт 5 замыкается с неподвижным контактом 4. При этом устанавливается соединение а усиления возбуждения. При повышении напряжения Uг катушка 1 втягивается магнитной системой, состоящей из ярма 7 и сердечника 8. Подвижной контакт 5 при этом выйдет из соприкосновения с неподвижным 4 или 4 А. В этом случае установится соединение б. Подобным же образом дальнейшее повышение напряжения Ur вызовет соединение контакта 5 с неподвижным контактом 4А, установив соединение в. Применение электродинамической системы, обладающей малой инерцией и малой массой подвижной части якоря, приводит к тому, что в процессе регулирования подвижной контакт начинает вибрировать, то соприкасаясь с одним из неподвижных контактов, то размыкая это соединение. Колебания осуществляются с малыми амплитудами, но высокой частотой, в результате чего точность регулирования при номинальном напряжении 50 в лежит в пределах около 1 в.
Регулятор характеризуется величинами размыкаемого напряжения Uк, размыкаемого тока 1К и мощностью потерь Р на контактах. Так, например, при вибрации у контакта 4 ток I будет равен
Up Rt
‘к (Ri + гв) (гк 4- Т?4) 4- rK Rt
Здесь гк — переменное сопротивление угольного контакта.
Соответственно при вибрации у неподвижного контакта 4А ток iK будет
.______________________________
1к {Кг 4- гк + г в) (R1 + Kt) +
1
+ 'в(Я2+'к) °'
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
351
Наибольшее напряжение Uк будет при замыкании на контакт 4:
Ur Rt
U^-R11^cP- R^Ri+r, в'
При замыкании на контакт 4А это напряжение будет
иг гв
ик = гв ‘вср = R^+~R1+7в в-
Мощность Р может быть определена путём условной замены переменного сопротивления вибрирующего контакта гк постоянным эквивалентным сопротивлением 7?э. Соответствующий эквивалентный ток i будет при токе возбуждения
. _ . ___«4 _
Rt + R, а
и эквивалентное напряжение С'э
иэ~1эгэ-1в R,+R3 в-
Соответственно мощность потерь Р равна
Р = из‘э==‘в -ДА>э)2' вт'
Так как ток 1в изменяется в пределах от i до z' , a R. —от бесконечности до “ср вмакс 3
нуля, мощность Р изменяется от 0 до максимума и снова снижается до 0.
Величины сопротивлений Rlt Rz, Rt подбираются в зависимости от данных системы возбуждения регулируемой машины.
Фиг. 107. Характеристики регулятора СРП-2 с генератором ДГ-4055, приводимом во вращение динамотором ДК-601
На фиг. 107 изображены характеристики вибрационного регулятора СРН-2 в виде зависимостей iK, Uк и Р от тока возбуждения i . Работа регулятора в сильной степени зависит от качества контактных углей — их однородности и величины контактного сопротивления.
Практически величину контактного сопротивления не удаётся довести до величины ниже гк = 1 ом.
Дисковые регуляторы напряжения имеют ряд конструктивных недостатков, в результате которых в отечественной промышленности они с производства сняты. К недостаткам относятся: наличие вращающихся узлов, изнашивающихся в эксплуатации, громоздкость и возможность заеданий в электромагнитном приводе, инертность подвижных частей и др.
Действие угольного регулятора основывается на принципе изменения сопротивления угольных деталей в зависимости от давления между ними.
ИНДУКТИВНЫЕ ШУНТЫ
Индуктивные шунты (индуктивные сопротивления) применяются для устранения неправильного перераспределения тока между цепями обмоток возбуждения и шунтовых сопротивлений при неустановившихся режимах, когда двигатели работают при ослабленном поле. Величина индуктивности шунта Ьш может быть определена при заданном значении коэффициента регулирования возбуждения р из следующего соотношения:
L = L
'-ш ]__р >
где La — индуктивность шунтируемой обмотки возбуждения тягового двигателя.
При нескольких ступенях ослабления поля один и тот же индуктивный шунт можно применять в тех случаях, когда разница в значениях коэффициентов регулирования возбуждения не превышает
< 0,25-0,3.
В этом случае величина необходимой индуктивности шунта может быть вычислена из соотношения
^макс ^мия ~ L°'
Практически приемлемые основные данные индуктивных шунтов получаются при использовании следующего уравнения для их определен ия:
SM
~ (0,5 4- 0,7) Wep^~.
Здесь и W8— числа витков обмотки шунта и катушки возбуждения двигателя;
р—число пар полюсов двигателя;
5-и и — поперечные сечения сердечников главного полюса двигателя и сердечника шунта.
Желательное точное соответствие характеристик намагничивания тягового двигателя и индуктивного шунта практически недостижимо. В связи с этим индуктивные шунты обычно выполняются с регулируемым воздушным зазором, причём их поток, определяющий приведённую индуктивность Фш, регулируется в соответствии с магнитной характеристикой двигателя Ф$ (фиг. 108).
352
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Величина Iнам для электровозов и^мотор-
вагонов, где предусматривается длительная
Фиг. 108. Магнитные характеристики индуктивного шунта и двигателя
работа на ослабленном поле, принимается обычно
Iном ~ ^оо*
Флг. 109. Магнитные характеристики индуктивных шунтов ИШ-5 и ИШ-6
Для электровозов и моторвагонов, у которых ослабление поля используется лишь кратковременно
Iном ~ ч>
здесь /qq и 1ч — длительный и часовой ток двигателя.
Основные данные некоторых индуктивных шунтов, применяемых на ЭПС, приведены в табл. 41. Магнитные характеристики шунтов ИШ-5 и ИШ-6 показаны на фиг. 109. Магнитопровод индуктивного шунта представляет собой сердечник нз листовой стали с воздушным зазором в средней части. Катушки шунта аналогичны по своей конструкции полюсным катушкам тяговых двигателей.
КОНТРОЛЛЕРЫ УПРАВЛЕНИЯ
Контроллеры управления (контроллеры машиниста) являются основными аппаратами, с помощью которых машинист осуществляет как непосредственное, так н дистанционное управление процессами движения подвижного состава.
Рукоятки и кнопки контроллеров, с помощью которых осуществляются переключения, сблокированы между собой так, чтобы исключить ошибки при управлении локомотивом.
Схема механизма контроллера и его конструкция зависят от применяемой системы управления ЭПС. При неавтоматических системах управления контроллеры многопозиционные (контроллеры машиниста электровозов) имеют, как правило, 3—4 рукоятки управления. При применении автоматических систем управления контроллеры, как правило, не имеют большого числа позиций. Невелико также число контактных пальцев или контакторных элементов, производящих переключения в самом контроллере машиниста. Число рукояток в этом случае обычно не превышает двух.
Контроллеры неавтоматических систем
Контроллеры неавтоматических систем управления (электровозные), как правило, имеют четыре барабана: реверсивный стремя положениями; главный с 20—40-а позициями; тормозной с 10—20-ю позициями; селективный с тремя положениями (типы КМЭ-2, КМЭ-4 и др.).
Ранее контроллеры выполнялись преимущественно барабанного типа с контактными пальцами, в настоящее время — кулачковые с контакторными элементами. Это снизило габариты аппаратов и повысило чёткость их
Основные данные индуктивных шунтов
Таблица 41
Показатель Тип шунта
ИШ-2В ИШ-5 ИШ-6 ИШ-340
Используется для двигателей Длительный ток шунта в а Сопротивление при 20°С в ом ......... Число витков Вес в кг ..................... ДК-103 35 0,189 175 274 ДПЭ-4 00 70 0,0577 144 185 ДПЭ-400 70 0,112 2x94 328 ДПЭ-340 85 0,07 179 260
электрическая аппаратура
353
работы. Так, например, контроллер КМЭ-2 (пальцевый) весит 260 кг, а контроллер КМЭ-12А (кулачковый) — 170 кг.
Контроллер управления КЭ-4Б электровоза ВЛ22м, обобщающий данные и других контроллеров барабанно-кулачкового типа, имеет четыре вала. Главный кулачковый вал управляет основными переключениями в силовой цепи при двигательном режиме; реверсивный вал предназначен для управления реверсором; вал тормозного барабана — для регулирования возбуждения тяговых двигателей при двигательном режиме и для регулирования возбуждения возбудителя при рекуперативном торможении, селективный вал — для получения необходимой схемы соединения якорей тяговых машин при рекуперативном торможении.
Все валы имеют несъёмные рукоятки, за исключением реверсивного, рукоятка которого может быть снята и установлена только при нулевом положении вала. Рукоятки имеют следующую блокировку между собой.
1. Для предотвращения возможности поворота реверсора под током и с тем, чтобы запереть контроллер недействующего поста управления рукоятки главного и тормозного валов не могут быть повёрнуты при снятой реверсивной рукоятке. Их можно повернуть лишь после того, как реверсивный вал поставлен в одно из положений — «вперёд» или «назад». Наоборот, реверсивная рукоятка не может быть сдвинута с места, пока главная и тормозная рукоятки не будут установлены в исходное положение.
2. Для предупреждения возможности применения ослабления поля на реостатных позициях тормозную рукоятку можно поставить в положение ослабления поля лишь в том случае, если главная рукоятка находится на одной из ходовых позиций (16, 27 или 36-я). Перевод главной рукоятки с 16-й и 27-й позиций на следующую также исключён в том случае, если тормозная рукоятка находится в одном из положений ослабления поля. При обратном движении главной рукоятки из основных ходовых позиций тормозная рукоятка автоматически переходит е позиций ослабления поля па нулевую
3. Селективная рукоятка ис может быть переведена из какого-либо своего положения, t ели тормозная рукоятка находится на одной из тормозных позиций.
4. Чтобы не применять рекуперацию при не введённых предварительно сопротивлениях, тормозную рукоятку можно перевести в тормозное положение только после постановки ктавпой рукоятки на 1-ю позицию.
5. Для обеспечения правильной сборки схемы при рекуперативном торможении главная рукоятка не может быть переведена далее 16-й позиции в том случае, если тормозная рукоятка находится в одном из 15 тормозных положений
Механизм блокировки главного, тормозного и реверсивного барабанов представлен на фиг. ПО. Действие его осуществляется следующим образом.
На валу 1 имеется звезда 2, блокирующая реверсивный вал и имеющая три впадины. Под действием пружины 3 к звезде роликом 5 прижимается трёхплечий рычаг 4. На осталь-
23 Том 9
пых двух плечах этого рычага вместо ролика имеются выступы 6, находящиеся в плоскостях блокировочной шайбы 7 тормозного барабана и шайбы 8 главного вала.
Когда реверсивная рукоятка находится в нулевом положении, ролик 5 западает в мелкую впадину на звезде 2, а выступы 6 рычага 4 западают ь вырезы на шайбах 7 и 8. Этим пред-
Фнг. 1 1 0. Механическая блокировка между главным, тормозным и реверсивным валами контроллера машиниста
отвращается возможность поворота главного и тормозного валов. При постановке реверсивной рукоятки в положение «вперёд» или «назад» ролик 5 западает в глубокую впадину звезды 2. При этом под действием пружины 3 рычаг 4 поворачивается так, что выступы 6 выходят из вырезов блокировочных шайб 7 и 8, освобождая тормозной и главный валы (показано условным пунктиром)- Эти валы таким образом могут быть повёрнуты. Их поворот препятствует постановке реверсивной рукоятки в нулевое положение, так как выступы 6 рычага 4 упрутся в образующие шайб 7 п 8, не давая возможности рслику 5 выйти из глубокой впадины звезды 2.
Фиг. 1 И. Механизм фиксации рукоятки контроллера машиниста
Как главная, так и тормозная рукоятки обеспечивают фиксацию позиций. Схема механизма фиксации рукоятки контроллера представлена на фиг. 111. Зуб 1 фиксации позиций входит во впадины фиксирующего сектора 2 на всех промежуточных реостатных позициях. При переходе с позиции на позицию необходимо отжимать фиксатор 3. Фиксация на ходовых позициях осуществляется уже не зубом 2, а фиксатором 6, западающим в выемки на внутренней стороне фиксирующего сектора 2. В этом случае необходимо для перехода на дальнейшие позиции нажать кнопку 4. Оба фиксирующих устройства приводятся в действие пружиной 7, а собираются затяжкой гайки 5.
Главная и реверсивная части контроллера выполнены кулачковой конструкции, а тор
354
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
мозная и селективная — барабанной Расположение основных валов внутри корпуса контроллера ясно из фиг. 112.
Фиг. 112. Поперечный разрез контроллера КЭ-4: / — главный вал; 2 — кулачковые шайбы главного вала; <? —контакторный элемент КЭ-30; 4 — стойка контакторных элементов главного вала; 5 —тормоз-нойг*вал; 6 — сегментодержатели тормозного вала;
7—контактные пальцы тормозного вала
Основные данные контактов контакторного элемента КЭ-30 контроллера управления типа КМЭ-4 приведены в табл. 42.
Развёртка кулачковых шайб главного барабана показана на фиг. 114.
Таблица 42
Данные контактов контакторного элемента контроллера управления типа КМЭ-4
Контакторные элементы главного| кулачкового вала
Контакторные элементы реверсивного барабана . . . .
Пальцы тормозного барабана .........
Пальцы селективного барабана ....
Данные электровозных контроллеров без автоматического управления сходны с приведёнными для контроллера КМЭ-4Б.
Контроллеры автоматических систем
Контроллеры автоматических систем управления (моторвагонов) конструктивно проще контроллеров неавтоматического управления; они также могут быть барабанного и кулачкового типов. По принципу действия эти контроллеры подразделяются на две основные разновидности — с рукояткой управления и с кнопочным управлением.
В первом случае управление осуществляется поворотом рукоятки контроллера, так же как и в контроллерах неавтоматических систем (контроллеры типов КВ-6, КВ-9В и ряд других). Как правило, контроллеры этого типа имеют две рукоятки: съёмную —
реверсивную и несъёмную — главную. Контроллеры второго типа (КВ-2А) обычно выполняются с одной съёмной рукояткой, с помощью которой заблаговременно устанавливается положение, соответствующее определённому соединению тяговых двигателей, направлению движения, а иногда и величине ускорения при пуске. Постановка съёмной рукоятки в необходимое положение не сопровождается пуском до тех пор, пока машинист не нажмёт специальную пусковую кнопку контроллера
Контроллеры управления автоматических систем обычно снабжаются рукоятками безопасности; их назначение — автоматическое размыкание силовой цепи и торможение поезда пневматическим тормозом при потере бдительности машинистом.
На фиг. 113 представлен механизм устройства безопасности контроллера управления КВ-6Б.
Рукоятка управления 1 под воздействием пружины 10 отжимается вверх, поворачиваясь относительно валика 9. Нажатие на рукоятку вызывает отжатие пружиной 2 защёлки 3. При этом защёлка будет отжимать вал вниз, сжимая пружину 7, упирающуюся в муфту 6, которая связывает верхнюю часть барабана 8 (подвижную) с нижней (неподвижной в осевом направлении). Для передачи поворотов в муфте нижний конец вала закреплён скользящей шпонкой 13. В свою очередь верхний вал скреплён с основанием рукоятки скользящей шпонкой 11. Таким образом поворот основания рукоятки относительно крышки контроллера 5 будет передаваться главному валу 8
При нажатии рукоятки муфта удерживает ролик 12 рычага 20 в отжатом относительно оси 18 положении. При этом пружина 16 сжимается. При потере бдительности и отпускании рукоятки 1 на какой-нибудь из ходовых позиций муфта 6 освобождает ролик 12. Под воздействием пружины 16 размыкается перемычка 15 контактов 19, через которые питается цепь управления. Одновременно подвижной
Фиг. 114. Развёртка кулачковых шайб главного вала контроллера управления КМЭ-4Б
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
со Сл СП
356
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
состав тормозится нажатием на золотник клапана 14, соединённого с тормозной магистралью 17. При опускании рукоятки 1 штифт 4 размыкает защёлку 3, что и даёт возможность муфте подняться вверх.
Такое устройство механизма, требуя от машиниста первоначально приложения усилия около 12 кг для сжатия пружины 7, в дальнейшем, после срабатывания защёлка 3 разгружает его от этого усилия, требуя преодоления лишь усилия пружины 10, равного 2—3 кг.
Контроллер машиниста КВ-2 вагонов типов А и Б метрополитена имеет 15 кулачковых элементов, из которых 6 с дугогашением для высокого напряжения. Главный вал имеет 9 положений (нулевое, подготовительное, пять положений хода вперёд, два положения хода назад). Номинальное напряжение 825 в.
Контроллер машиниста КВ-6 вагонов серий Сд и Ср имеет 10 пальцев на главном барабане и 6 на реверсивном. Главный вал имеет 7 положений. Номинальное напряжение 50 в.
ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
Выключатели применяются для включения и выключения тока в цепях катушек аппаратов управления ЭПС.
Выключатели цепей управления могут быть подразделены на два типа: главные выключатели управления (обычно называемые выключателями управления или выключателями тока управления) и кнопочные выключатели.
Главные выключатели управления
Главные выключатели управления, как правило, предусматривают возможность включения и выключения питания цепей управления с поста машиниста. Такое выключение сопровождается размыканием в цепи управления тока величиной до 50—70 а. В некоторых случаях выключатель выполняется одновременно и в качестве аппарата, восстанавливающего защиту при её срабатывании. Отдельные выключатели выполняются со съёмными блокирующими рукоятками. В большинстве
случаев выключатели управления совмещаются в одном корпусе с плавкими предохранителями питания цепей управления.
Основные данные выключателей управления приведены в табл. 43.
В качестве примера на фиг. 115 приведён широко распространённый включатель управления ВУ-7В, применяемый на электровозах и моторвагонах. Все основные его де-
тали — корпус 1, дугогасительная камера У, дио корпуса 5, крышка 6, ручка замыкающего рычага 2 — выполнены из пластмассы, л Выключатель совмещён с плавким предохранителем 4. Неподвижный контакт 7 пружинного типа, что при наличии защёлки 8 обес
Выключатели и переключатели цепей управления
Таблица 4 3
Показатель Тип выключателя
ВУ-7А ВУ-7В ВУ-1 00-50 ВУ-2В П-2А
Область применения Напряжение в в Электровоз и моторный вагон 50 Электровоз 50 Электровоз и моторный вагон 50 Элект 600 2’50 ровоз 50
Ток длительный в а 30 30 100 25 “зо - 5
Дугогашеиие Ток предохранителя в а ... . Вес в кг Число фиксированных положений Ду гогасител 45 2 ьная камера От 5 до 45 2 2 Нет 45 2 Дугогасительная катушка Без предо 2 3 Нет хранителя 0,6 1 (2 не фиксирован них)
электрическая аппаратура
357
печивает надёжность фиксации положений выключателя.
На фиг. 116 показано устройство выключатся управления типа ВУ-220 с импульсным включающим механизмом. Выключатели это
Фиг. 116. Выключатель управления типа ВУ-220
го типа в последнее время находят всё боль-.тисе применение. Плавкий предохранитель устанавливается у выключателей ВУ-220 вне корпуса.
Кнопочные выключатели
Кнопочными выключателями производится управление пантографами, вспомогательными машинами, управление освещением, отоплением и другие операции. Отдельные кнопки । р\ппируются в кнопочные выключатели, тдобиые с точки зрения монтажа и обслуживания.
В кнопочных выключателях устапавлива-
югся также плавкие предохранители соответствующих цепей управления.
Иногда кнопочные выключатели выполняются в виде набора малых автоматических выключателей, осуществляющих, кроме функции ручного включения соответствующих цепей, их максимальную и тепловую защиту.
К
Для предотвращения самопроизвольного включения па недействующем посту управления некоторые кнопочные выключатели снабжаются блокирующими механическими запорами. В этом случае для включения кнопок необходимо выключатель предварительно «отпереть» специальной съёмной рукояткой.
Основные данные кнопочных выключателей, применяемых на ЭПС, приведены в табл. 44.
Па фиг. 117 представлены поперечные разрезы кнопочных выключателей пальце
вого типа. Выключатель, изображённый на схеме а, сделан с пружинным возвращающим устройством 7 и запирающим механизмом 2.
Он находится во включённом состоя-
выключателей
Фиг. 1 1 7. Устройство кнопочных
пальцевого типа
min до тех пор, пока осуществляется нажатие на его кнопку. Выключатель на схеме б не имеет возвращающей пружины. Позиции включения и выключения фиксируются канавками на колодке переключения кнопки 3, в которые западают сухари контактных пальцев. В корпусе кнопочного выключателя размеща-
Таблица 44
коночные выключатели
11. мзлеи КУ-2 КУ-4А Т I! II КУ-711 В Ы К л ю я К У-1 615 я КУ-25Л КУ-34А КУ-35А
К.У-9А ; КУ-1 (> А
Область применения ЭлСК1ровоз Моторпый вагон Электро- 1 воз и моторный вагон 1 М о т о р и ы Й в агон Электровоз и моторный вагон
Число кнопок 9, из них: 1 большая с возвратом и 8 м а л ы х 5, из них 3 с возвратом 12 1 I Одна с возвратом 5 (из них 2 с возвратом) <> 12
Чвело предохранителей — 8 12 1 I 9 — — — 12
Замок Есть на все кнопки Нет Есть Нет 1 Нет Нет 1 Есть на все кнопки Есть Нет
Вес в кг 9,5 12,5 5 ->3.3 19 I 5 4,2 12,3
358
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА.
ются также плавкие предохранители цепей управления 4.
В последнее время широко применяются кнопочные выключатели импульсного вклю-
Фиг. 118. Кнопочный выключатель импульсного действия:
1 —рукоятка; 2— корпус выключателя; 3 — крышка; 4 — открывающаяся часть крышки; 5—деревянная планка; 6 — контакты для предохранителя; 7 - подвижный контакт; в—неподвижный контакт; 9—деревянная планка; 10—пружина; 11- шарнирный болт; 12—гибкий проводник
чения. Устройство такого кнопочного выключателя представлено на фиг. 118. j м
Фиг. 119. Выключатель типа ВУ-213
На фиг. 119 в качестве примера приведён маломощный высоковольтный выключатель типа ВУ-213, применяемый на вагонах Московского метрополитена серий Г и Д.
Основными элементами выключателя являются контактный мостик 1 с серебряными контактами, с помощью которого могут замыкаться и размыкаться неподвижные контакты 2 в корпусе 4. Контактный мостик приводится в действие рукояткой 3 и связанной с ней рычажной системой. Все основные детали кнопки, кроме токоведущих частей, выполнены из пластмассы. В зависимости от назначения выключатели выполняются импульсного или постоянного действия.
ПЕЧИ И ОБОГРЕВАТЕЛИ
Отопление постов управления и пассажирских помещений ЭПС производится с помощью отдельных электрических печей. Применение центральной калориферной системы электрического отопления для моторвагонного подвижного состава носит пока лишь опытный характер.
Наиболее широкое распространение имеют электропечи с трубчатыми нагревательными элементами типа ПЭТ (фиг. 120), представляющие собой стальные бесшовные тонкостенные трубки, внутри которых помещена нагревательная спираль из фехралевой проволоки. Всё свободное пространство внутри трубки заполнено уплотнённым кварцевым песком, служащим как для повышения теплоёмкости нагревательного элемента, так и для повышения поверхности теплоотдачи и защиты проволочной спирали от непосредственного контакт с воздухом. Печи ПЭТ, предназначенные для установки на ЭПС, рассчитаны на поминальное напряжение от корпуса 3 000 в при напряжении па зажимах 750 в. Номинальная мощность печи около 1 квт при токе 1,33 а и сопротивлении 566 ом.
Каждая печь состоит из восьми нагревательных элементов, соединённых последовательно, закреплённых на изоляторах из жароупорного фарфора в кожухе из перфорированной листовой стали Гарантированная продолжительность работы элемента не ниже 600 час.
Применяются также и печи СЖ-4 (фиг. 121), которые в настоящее время не изготовляются. Нагревательные элементы 7 выполняются в виде пластинки 3 из жароупорного миканита с намотанной на ней проволочной спиралью 4. В качестве материала спирали, наряду с фех-ралем, применялся также нихром и никелин Миканитовая пластина с обмоткой проволокой снаружи также покрыта полосками жароупорного миканита и весь элемент опрессован оболочкой из листовой стали.
Печь имеет четыре последовательно соединённых нагревательных элемента. Элементы 1 закреплены в гнёздах фарфоровых изоляторов-держателей 2 Соединения между ними выполнены перемычками 5, а выводы сделаны на клеммы 6 внутренней фарфоровой панели. Доступ к этим зажимам легко осуществим при снятии крышки 7.
Номинальная мощность этих печей около 1 квт при напряжении на зажимах 750 в. Печи должны выдерживать испытательное напряжение 7 000 в между кожухом и одним из зажимов. Сопротивление их изоляции должно быть не менее 1 мгом как в холодном, так и в горячем состоянии. Температура нагрева кожуха не допускается выше 1 (-(УС при
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
359
Фиг, 120. Электропечь гшы ПЭГ
- ?0G
Фиг. 121. Электропечь типа С/К-4
360
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
предельном напряжении в контактной сети. Кожухи (корпуса) электрических печей должны заземляться даже в тех случаях, когда они устанавливаются непосредственно на металлических деталях кузова электровоза или мотор-вагона.
Па постах управления устанавливаются иногда специальные печи с обогревательными шкафами для подогрева нищи локомотивной бригаде. Их конструкция, кроме специальной камеры обогрева, ничем существенно не отличается от устройства печей ПЭТ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Аккумуляторные батареи ЭПС магистральной тяги необходимы для питания цепей управления током низкого напряжения (50 в), сигнализации и частично освещения. Аккумуляторные батареи, как правило, не рассчитываются на непрерывную параллельную работу с генераторами управления и используются лишь в тех случаях, когда генератор не работает. Лишь на некоторых видах специального ЭПС (маневровые и рудничные электровозы малой мощности и пр.) аккумуляторы применяются для питания силовых цепей: для питания тяговых двигателей, возбуждения тяговых машин при электрическом торможении и пр. Преимущественное распространение на ЭПС магистральной тяги имеют кислотные аккумуляторы. На метрополитене ц на электровозе Н8 применяются щелочные аккумуляторы. Данные для аккумуляторных батарей, наиболее пригодных для электроподвижного
Фиг. 122. Xарактеристика разряда аккумуляторной батарея ЭЛ-30
сосщва, приведены в табл. 45. На фиг. 122 изображена характеристика разряда аккумуляторной батареи ЭП-80. Характерной особенностью как свинцовых, так и щелочных аккумуляторов является быстрое падение ёмкости с повышениел! тока разряда.
РАСЧЁТ КАТУШЕК ТЯГОВОЙ АППАРАТУРЫ
Основным исходным фактором, определяющим поток, для возбуждения которого предназначена катушка, является её намагничивающая сила AW, поэтому при расчёте катушки исходят, как правило, из заданной величины /111/. Наибольшая возможная величина НС при заданном размере окна для размещения катушки (фиг. 123) может быть определена следующим образом:
'Г а б л и ц а 4 5
Аккумуляторные батареи
I
। Электровозы
’ и моторва-гоны
80
22 + 2 резервные
45—55
48
15
Назначение ........
Ёмкость номинальная в ............
Число элементов в батарее ..........
Номинальное напряжение батарей в в Номинальный ток разряда в а . . . .
Максимальный зарядный ток в а . .
ЭП-80
НКИ-45 НЖН-45
Вагоны метро
45
56
73—84
5,65
11,25
......1 Лb (2b ++) кшп
Л1Г = h у------------------ампер-витков.
Здесь р — допустимая удельная мощность потерь, отнесённая к единице площади боковой поверхности катушки, принимаемая при проволочных катушках 0,1-;-0,15, а при шинных катушках с зазорами между витками 0,2-8-0,25 вт/дм2 "С;
~ — допустимая температура длительного перегрева поверхности катушки, с изоляцией класса А, принимаемая 45 — 55’С;
— удельная электрическая проводимость проводника обмотки, равная для меди в нагретом состоянии 48 м/ом мл2;
к11СП-—коэффициент использования обмоточного пространства:
_ W q Wq
где W — число витков обмотки;
q—поперечное сечение проводника в .ши2;
S—обмоточное пространство в л.и2, равное bh.
(Определение касп приводится ниже).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
361
В некоторых случаях для определения возможной НС катушки более удобна следующая формула:
AW = у--------j---ампер-витков,
। де Р — мощность потерь катушки в вт;
1ср— средняя длина витка катушки в м.
Для цилиндрических катушек
lcp = n(d + Ь) . Ю~3,
где d— внутренний диаметр катушки.
По известной величине НС и напряжению на зажимах катушки возможно определить её ток:
__~AW4cp _ Ъ) • 10~3
•5 Т С Кисп 7 bhlj кисп
Необходимое число витков п при известных / и AW может быть определено из соотношения:
W7 = —-— витков.
Соответственно может быть найдено и значение поперечного сечения проводника q, а следовательно, и его геометрические размеры:
3&исп о 7 г - ММ~.
Принимаемые значения удельной мощности потерь, отнесённой к поверхности катушки, обычно обеспечивают соответствие получаемых плотностей тока в обмотке Д i х е гановленным нормам, однако рекомендуется проводить проверку, чтобы плотность тока в обмотке не превышала допустимых пределов, приведённых в табл. 46.
T а б л н ц а -16
Допустимые плотности тока в катушках тяговой аппаратуры
Назначение
катушк и
Конструкция!
Допустимая плотность то ка длительная в и!мм-
I I
Катушки электро- | Проволочные пневматических вен- ) многовитко-чилеП ! вые
Катушки подъём- ! То жс иые и дугогаситель-' пые контакторов и | ।
реле ,
'Jo же 1 Шинные
Катушки подвиж- ! Проволочные! ные электродинами-1маловитковые, ческих реле ; j
I
2,0—3,2
Щ5-4.О ।
6,0— 8, Г)
В тех случаях, когда недостаточно выяснены размеры магнитопровода и необходимо хотя бы предварительное определение размеров обмоточного пространства, весьма удобно применение следующей формулы:
-л = дСД--- ММН
Д 1КцСП
В дальнейшем данные, полученные расчётом по допустимой плотности тока Д i, обязательно должны контролироваться уточняющим расчётом, базирующимся на величине удельной мощности потерь р.
Во всех приводимых выше выражениях исключительное значение имеет коэффициент использования обмоточного пространства кисп, определяющийся как характером изоляции проводников, применяемых для выполнения катушек, так и особенностями их конструктивного исполнения.
В табл. 47 представлена классификация проводов, а в табл. 48 — данные проводов с эмалевой изоляцией, используемых для намотки катушек аппаратуры.
Таблица 47
Провода обмоточные
.Марка провода Тип изоляции
лвоо лвдо ПБ ИБО ПБД ПБОО ПЬБО ПДА ПОД ншо ншд и 1Ш1КД ПЭЛБО ПЭЛБД иэлшо н 11ЭЛШКО ПЭ.ЧШД и пэлшкд Провод гибкий, скрученный из не* скольких медных проволок, проваль-цованный в прямоугольную форму, изолированный одним слоем хлопчатобумажной обмотки и оплёткой* Провод гибкий, вальцованный, изолирован двумя слоями хлопчатобумажной обмотки и оплёткой Пров од, изолированный нескольк и-мп слоями обмотки из кабельной бумаги Провод, изолированный одним слоем хлопчатобумажной обмотки Провод, изолированный двумя слоями хлопчатобумажной обмотки Провод, изолированный одним слоем хлопчатобумажной обмотки и одним слоем хлопчатобумажной оплётки Провод, изолированный несколькими слоями ленты из кабельной бумаги и несилошным слоем обмотки из хлопчатобумажной пряжи Провод с дельта-асбестовой изоляцией Провод, изолированный двумя слоями обмо1ки стскло-волокиа Провод, изолированный одним слоем шёлковой обмотки Провода, изолированные двумя слоями шёлковой обмотки или шёлка капрон Провод, изолированный эмалью и одним слоем хлопчатобумажной об-МОТК II Провод, изолированный эмалью и двумя слоями хлопчатобумажной об-МО 1 КН Провода, изолированные эмалью и одним слоем обмотки из шёлка или шёлка капрон Провода, изолированные эмалью и двх'мя слоями обмотки из шёлка или шётка капрон
Примем а и и е. Провода марок ПВО, ПБД, 11БОО, НВЬО, ПОД, ПДА изготовляются из круглого и прямоугольного сечений, а остальных марок -лишь круглого сечения.
Следует отметить, что в катушках тяговой аппаратуры преимущественное распространение находят провода марки ПЭЛ, ПБД, ПЭЛБО, хотя имеют применение также провода е изоляцией других марок, в зависимо-
362
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Провода обмоточные с эмалевой изоляцией
Таблица 48
Марка провода Название Область применения -т ' Диаметр в мм ; по меди
ПЭЛ Проволока эмалированная лакостойкая Для намотки катушек. Наибольшая допустимая температура 100—1 05°С 0.02—2,44
ПЭЛУ Проволока эмалированная лакостойкая с утолщенной изоляцией Для намотки катушек. Наибольшая допустимая температура 1 0()°С 0,05—2,41 1
ПЭТ Проволока эмалированная нагревостойкая и лакостойкая То же с обмоткой стеклянным волокном. Наибольшая допустимая температура 125°С 0,38—2,41 1
ПЭВ-1 ПЭВ-2 Проволока эмалированная,высокопрочная, однослойная То же двуслойная Для намотки катушек, где требуется высокая механическая прочность изоляции при малых габаритах. Длительно допускаемая максимальная температура 125 + ±5°С То же 0,(12—2,41 ; 0,07—2,44
Примечание. Эмалированная проволока размером от 0,05 до 2,44 мм выпускается по ГОСТ 2773- 5 1, тоньше 0,05 мм— по особым техническим условиям.
сти от конкретных условий работы той пли иной катушки.
Коэффициент использования пространства кисп зависит от следующих основных факторов: формы проводника; толщины изоляции; плотности укладки обмотки; размеров покровной изоляции и каркасов; монтажных, установочных зазоров между катушкой и деталями, ограничивающими обмоточное пространство.
На фиг. 124 представлена схема катушек аппаратов с указанием использования обмоточного пространства, величина которого определяется зависимостью
S = hb мм2.
Фиг. 124. Схема катушек аппаратов на магнитопроводе
Лишь площадь,заштрихованная перекрёстной штриховкой, занята непосредственно обмоткой. В свою очередь и эта площадь не вся заполняется. В сечении а X а расположено па проводников, имеющих общее сечение naq.
п„ q
Отношение = к3 носит название коэффициента заполн°ния пространства обмоткой. Этот коэффициент к3 может быть вычислен из геометрических соотношений для провод
ников прямоугольного сечения. При проводниках круглого сечения вследствие сильного влияния качества намотки точно вычислить значения к3 затруднительно, на основании лишь геометрических соотношений. С достаточной точностью в этом случае величина к3 может быть определена на основе следующего выражения:
rf __
к.< = с zp I'M
Здесь ч— коэффициент точности укладки витков, зависящей от способа намотки; при ручной намотке он равен 0,8— 0,85, при станочной —0,9—0,92;
(I— диаметр голого провода в мм\ С — постоянная, зависящая от марки изоляции провода, имеющая следующие значения:
Изоляция
»
>
»
•>
»
марки ПВО
» ПБД в ПШО » пшд » ПЭЛ » ПЭЛБО
» ПЭЛБД
С = 0,3
С = 0,0
С 0,03'
С 0,1 s
С 0,0 0
С = 0,3 > С = 0,6s
Вычисления коэффициента использования обмоточного пространства возможно производить точнее всего на основе соотношения
Кцсп — ~ $
В тех случаях, когда основные параме/ры катушки неизвестны, предварительное значение кисп может быть определено исходя из величины К3:
К lien " где ку—коэффициент установки, определяющий влияние потерь обмоточного пространства на установочные детали и зазоры.
Величина /д, находится в прямой зависимости от номинального напряжения UH, к которому подключается катушка. Значения ку для рационально выполненных конструкций приведены в табл. 49.
Как правило, кцсп для проволочных катушек нс превышает 0,5—0,67.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
363
Таблица 49
Величина коэффициента установки ки
Напряжение UH в До 11 0 До 1 000 До 2 000 До 4 000
.... 0,93—0,88 0,85—11,8 0,8—0,75 0,8—0,72
НОРМЫ НА ИЗОЛЯЦИЮ ТЯГОВОЙ АППАРАТУРЫ
Изоляционные качества аппаратуры определяются запасом прочности электродуго-вому перекрытию по поверхности изоляции между токонесущими деталями с различными потенциалами или условиями пробоя изоляции по толщине.
Прочность изоляции тяговых аппаратов обычно обусловливается испытательным пробивным напряжением, которое аппарат должен выдержать в течение 1 мин. при частоте 50 пер/сек.
Номинальное на пряже- Испытатель-ние аппаратов в в ное напряжс вне в в
До 125 .................. sm
Выше 125 до 500 ......... 2 U 4- 1 ООО
500 » 3 000 включи-
тельно ................2,25 U 4-2 000
Для предохранения от повреждения изоляции в тяговых аппаратах, имеющих ограниченные габариты, находящихся под высоким линейным напряжением, атмосферным воздействием и подвергающихся запылению, необходимо применять высококачественные изоляционные материалы и предусматривать тщательную технологическую обработку изоляции (опрессовку, полировку поверхности и т. п.).
Загрязпяемость поверхностей аппаратуры может повлечь возникновение скользящих разрядов, обжигающих поверхность изоляции, способствующих дальнейшему повторению этих явлений уже при меньшей степени запыления. Поэтому правильный выбор величины изоляционных поверхностей имеет решающее значение.
Ионизация окружающего пространства в аппаратных камерах, снижающая диэлектрическую прочность воздуха, требует учёта этого явления при определении расстояния между контактами и токонесущими деталями аппаратов.
При выборе конструктивных размеров аппаратуры по соображениям надёжности изоляции принимаются следующие понятия: электрический зазор — кратчайшее расстояние по воздуху между токонесущими ча-‘тямн с разными потенциалами, в которых цюисходит разрыв контактов или может воз-ткнуть непроизвольный переброс электри-1еской дуги*
расстояние утечки — кратчайшее расстоя-ие по поверхности твёрдой изоляции, находятся между двумя взаимно изолированными оконесущими деталями различного потенциа-а, по которому может возникнуть скользящий уговой разряд (перекрытие).
Расстояние по поверхности, необходимое по условиям надёжности работы аппарата, зависит от очень большого числа факторов. Основные из них следующие: материал изоляции, качество поверхности, влагостойкость и гигроскопичность, дугостойкость, расположение изоляционной поверхности, доступность. её для очистки, воздухообмен на поверхности изоляции. Всё это приводит к большому разнообразию в системах нормативов при опенке изоляционных качеств деталей тяговой аппаратуры.
На фиг. 125 приведены кривые для определения электрических зазоров и расстояний утечки принимаемых заводами отечественного тягового анпаратостроения. Здесь кривая 1 — электрический зазор в пространстве, закрытом от проникания влаги и грязи и изолированном от воздействия электрической дуги (отсутствие коитаклов, размыкающих силовые или вспомогательные цепи). Кривая 2 — минимальное расстояние утечки (по поверхности изоляции) при вертикальном расположении изоляционной поверхности для частей аппаратов цепей управления и вспомогательных цепей (междувагониые соединения, коннекторы, клем-мовыс коробки), закрытых от попадания влаги и грязи и изолированных от действия электрической дуги. Кривая 3— минимальное расстояние утечки по горизонтальной поверхности изоляции для частей аппаратов цепей управления и вспомогательных цепей, закрытых от попадания влаги и грязи, а также изолированных от действия электрической дуги (то же, что кривая 2, по для горизонтальных поверхностей). Кривая 4 — наименьшее расстояние утечки по вертикальной поверхности изоляции для частей аппаратов силовых цепей, закрытых от попадания влаги и грязи, а также изолированных от действия электрической дуги при условии защиты цепей плавкими предохранителями, автоматическими выключателями, линейными контакторами (между-вагонные соединения, шунты измерительных приборов, конвекторы, клеммовые коробки, реле при отсутствии искрения контактов и пр.). Кривая Г) — наименьшее расстояние утечки по вертикальной поверхности изоляции для частей аппаратов силовых цепей, закрытых от попадания влаги и пыли, находящихся вблизи мест дугообразования, при условии защиты цепей предохранителями, автоматическими выключателями, линейными контакторами (силовые и вспомогательные контакторы, групповые переключатели, отключатели двигателей, реверсоры). Эта же кривая служит и для случаев, подобных кривой 4, но при горизонтальном расположении изоляционных поверхностей. Кривая 6 — наименьшее расстояние утечки по вертикальной поверхности
364
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
изоляции для частей аппаратов, силовых цепей, закрытых от попадания влаги и пыли, находящихся вблизи мест образования электрической дуги и имеющих назначением защиту всей системы путём размыкания цепи главного тока (быстродействующие выключатели, автоматические выключатели, линейные кон-
Кривые фиг. 126 носят также ориентировочный характер. От них могут быть допущены некоторые отклонения в том случае, если известны условия загрязнения проводов (защищённое или открытое расположение, расположение под кузовом или на крыше подвижного состава и т. д.).
Фиг. 125. Кривые для определения электрических зазоров и расстояний утечки для деталей тяговой аппаратуры
такгоры, главные предохранители и др.). Эта же кривая служит и для случаев, подобных кривой 5, но при горизонтальном расположении изоляционных поверхностей. Кривая 7 — наименьшее расстояние утечки по горизонтальной поверхности изоляции для частей аппаратов силовых цепей, закрытых от попадания влаги и пыли, находящихся вблизи мест образования электрической дуги и предназначенных для защиты всей системы путём размыкания цепи главного тока (то же, что и для кривой 6, но при горизонтальном расположении изоляции).
Следует иметь в виду, что расстояния и зазоры, устанавливаемые приведёнными кривыми, носят лишь ориентировочный характер и должны уточняться в зависимости от конкретных условий работы изоляционных деталей.
В кривых фиг. 126 предста влены величины расстояний утечки по поверхности изоляции проводов и резиновых рукавов в зависимости от номинального напряжения. Кривая / — наименьшее расстояние утечки по вертикальной поверхности провода или шланга, имеющего чистую поверхность резины или поверхность, образовавшуюся в результате специальной пропитки или покраски покровной оплётки при расположении их в закрытом помещении. Кривая 2 — то же, что и кривая 1, для горизонтальной поверхности шланга или провода. Кривая 3 — то же, что и для кривой /, но для вертикальной поверхности на открытом воздухе. Кривая 4 — то же, что и для кривой 1, но при горизонтальном расположении на открытом воздухе.
В качестве примера несколько иного подхода к оценке величин изоляционных зазоров ниже приводится система зазоров, устанавливаемая для тяговой аппаратуры нормами VDE, в которой введены следующие подразделения в зависимости от условий применения аппа-
Фиг. 126. Кривые для определения расстояний утечки для^проводов и изоляционных шлангов
ратов и их конструкции: группа Л — для лёгких условий работы; группа С — для средних условий работы; группа Т — для тяжёлых условий работы.
Устройства группы Л предназначаются к применению в помещениях с нормальной запылённостью и влажностью. При этом защит ные средства предотвращают возможност! сильного воздействия пыли и влаги н; внутренние части.
Примером этой группы являются цоколг и патроны электроламп, мелкая аппаратур
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
365
Таблица 50
Величины расстояний утечки и электрических зазоров, рекомендуемых для тягового электрооборудования (в мм)
1 Номинальное напря- жение в в । Расстояние утечки для групп градации а Расстояние утечки для групп градации б Электрический зазор
Постоян-1 ный ток Переменный ток л с Т Л С Т л с Т
1 60 60 1,5 2 3 2 3 4 1 2 3
। 110 125 2 3 4 3 4 6 2 3 4
44(1 380 3 4 6 4 6 10 3 4 6
1 600 500 4 6 10 6 10 14 4 6 8 !
I 800 750 6 10 14 10 14 20 6 8 10 1
I 1 200 1 000 10 14 20 14 20 28 8 10 14 1
1 1 500 1 500 14 20 28 20 28 36 10 14 20
2 200 2 000 20 28 36 28 3ti 50 14 20 28 ।
। 3 000 3 000 28 36 5(1 36 50 70 20 28 36 i
1 — 6 ооо — 70 90 — 90 125 — 50 60 |
в кабинах машиниста и пассажирских помещениях ЭПС.
Устройства группы С предназначаются к применению в пыльных и влажных помещениях, но обладают вместе с тем защищённым исполнением.
Примером этой группы является основная электротяговая аппаратура в кабинах управления, в вентилируемых высоковольтных камерах и машинных отделениях ЭПС в тех случаях, когда аппарат имеет прямую защиту от пыли и влаги.
Устройства группы Т предназначаются к применению на ЭПС в условиях образования проводящей металлической пыли и сильного воздействия влаги (особенно талой воды). Примером этой группы является крышевое электрооборудование всех видов электроподвижного состава и электрооборудование, располагаемое под кузовом.
Величина расстояния утечки (от поверхности изоляции) зависит не только от мате
риала изоляционной детали и качества её поверхности, но в определённых случаях и от характера расположения этой поверхности. Так, меньшие величины расстояний (градация а) придаются в случаях применения керамических материалов любого исполнения, стекла, слюды и миканита, эбонита, фасонных деталей из пластмассы, гетинакса и текстолита с точно горизонтальным или вертикальным расположением.
Увеличенные расстояния (градация б) придаются для изоляционных деталей из мрамора при любом расположении деталей из пластмассы, текстолита и гетинакса при наклонном расположении изоляционных поверхностей.
В табл. 50 приведены данные расстояний утечки и электрических зазоров, которые не относятся к изоляционным деталям, работающим на открытом воздухе, где они должны завышаться и приниматься в соответствии с данными испытаний изоляторов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Электрические схемы отображают связи между тяговыми двигателями и аппаратами, обеспечивающие выполнение операций, необходимых для управления электроподвиж-иым составом, питания собственных нужд и защиты электрооборудования.
Электрические схемы подразделяются па схемы силовых цепей, схемы цепей управления, схемы вспомогательных цепей и схемы шщиты.
СХЕМЫ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ
Силовые схемы должны обеспечивать следующие функции:
1) соединение системы с контактной сетью и ходовыми рельсами;
2) изменение направления движения локомотива;
3) переключение секций пусковых и тормозных сопротивлений;
4) переход с одного соединения тяговых двигателей на другое;
5) регулирование возбуждения тяговых двигателей;
(>) переключение па тяговый режим и режим электрического торможения;
7) защиту двигателей, аппаратов и цепей схемы от коротких замыканий, перегрузок, перенапряжений и других ненормальных режимов, которые могут вызвать порчу электрического оборудования;
8) обеспечение работы системы при выключении части тяговых двигателей (аварийный режим).
Силовая схема должна обеспечивать эти функции при минимальном количестве переключающих и особенно дугогасящих аппаратов и соединительных проводов к ним.
На построение силовой схемы наибольшее влияние оказывают:
1) количество тяговых двигателей и нх группировка в схеме;
2) выбор схемы пуско-тормозных сопротивлений;
3) система электрического торможения и способ перехода на режим торможения;
4) способ перехода с одного соединения тяговых двигателей на другое.
Схема пусковых и тормозных сопротивле
366
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ний должна иметь по возможности наибольшее число ступеней для получения плавного пуска и электроторможения и одновременно обеспечивать максимальное количество комбинаций из секций пусковых и тормозных сопротивлений, что позволяет получить наибольшее число ступеней при минимальном количестве контакторов.
Для лучшего использования пусковые и тормозные сопротивления обычно делятся на группы, а в пределах одной группы — на секции. Число групп обычно выбирают равным наибольшему числу параллельных цепей тяговых двигателей.
При аварийном режиме па зажимах тяговых двигателей, работающих в разных условиях, напряжение должно быть одинаковым.
При составлении схем должна быть предусмотрена надёжная защита цепей во всех режимах работы двигателей, машин и аппаратов.
Силовые схемы электровозов серии ВЛ22М
Часть электровозов серии ВЛ22М имеет оборудование для рекуперации электроэнергии при тормозном режиме. Часть электровозов этой серии режима электрического торможения нс имеет. В обоих случаях электровозы имеют по шесть тяговых двигателей. На тяговом режиме предусмотрено три соединения: последовательное С, при котором все шесть двигателей соединяются последовательно; последовательно-параллельное СП, при котором двигатели соединяются по три последовательно в две параллельные группы; параллельное П, при котором образуется три параллельные группы с двумя двигателями в каждой.
На каждой группировке двигателей возможно применение двух ступеней ослабления поля возбуждения. Таким образом, общее количество экономических скоростей равно девяти.
Процесс пуска осуществляется переводом главной рукоятки контроллера машпппега
по его позициям. На последовательном соединении двигателей предусмотрено 15 реостатных и одна ходовая позиция; на последовательно-параллельном — 10 реостатных и одна ходовая и на параллельном — 8 реостатных и одна ходовая позиция. На каждом ходовом положении возможны ещё две позиции с ослабленным полем.
Схема электровоза с рекуперацией имеет 15 тормозных позиций. Она приведена на фиг. 1.
Работа схемы на тяговом режиме. Последовательное соединение двигателей (первая маневровая позиция) соответствует постановке съёмной реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положение «Вперёд» или «Назад» и главной рукоятки в первое положение. При этом:
1) тормозной переключатель должен находиться в положении двигательного режима;
2) реверсор устанавливается в положение, соответствующее направлению движения («Вперёд» или «Назад»);
3) включается индивидуальный контактор 54 (первая группа пусковых сопротивлений);
4) включаются индивидуальные контакторы 40, 42, 46, 47 (соединяя последовательно три группы сопротивлений);
5) групповой переключатель находится в исходном первом положении и его контакторные элементы 1, 4, 7, 9, 12 и 17 замкнуты.
При этом все шесть тяговых двигателей и три группы пусковых сопротивлений вкл о-чаются последовательно в одну цепь.
На дальнейших пятнадцати позициях происходит последовательное выведение пусковых сопротивлений переключением и закорачиванием их секций индивидуальными контакторами в соответствии с табл. 1.
На 16-й позиции все пусковые сопротивления выведены и двигатели работают при полном поле. На этой позиции могут быть осуществлены обе ступени ослабления поля. Первая ступень ОП-1 —замыканием когыак-
Фпг. 1. Силовая схема электровоза ВЛ22М с рекуперативным торможением
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
367
горов 27, 28, 29, 30, вторая ступень ОП-2 — замыканием контакторов 31, 32, 33, 34.
Переход на последовательно-параллельное соединение производится переводом главной рукоятки контроллера машиниста с 16-й па 17-ю позицию и осуществляется шунтированием тяговых двигателей 4, 5, 6 сопротивлением Раа-Рп.
Перегруппировку двигателей производит групповой переключатель, причём различают следующие положения перехода:
I положение перехода — размыкаются индивидуальные контакторы 38, 39, 41, 43, 45, 47, 48 и 53, чем вводится вновь часть пусковых сопротивлений;
II положение перехода — замыкается кон-।акторный элемент 15 группового переключателя, в результате чего тяговые двигатели 4 5, 6 замыкаются на переходное сопротивление Pso'P 811
III положение перехода — размыкаются контакторные элементы группового переключателя 1 и 17, размыкающие цепь тяговых двигателей 4, 5, 6;
замыкаются на 17-й позиции контакторные элементы 2, 14, 18 группового переключателя. Контакторы 2 и 18 подключают тяговые двигатели 5, 6, 4 параллельно двигателям 1, 2, 3. Контакторный элемент 14 закорачивает сопротивление T'so-T’si-
Окончание перехода сопровождается замыканием индивидуального контактора 36, который включает уравнительную перемычку между обеими параллельными цепями двига-:елей.
На позиции 17-й цепь тока до быстродействующего выключателя сохраняется такой же, как и на 1-й позиции. От быстродействующего выключателя цепь разделяется на две параллельные ветви: первая — через замкнутый контактор 54, первую группу пусковых сопротивлений Рц-Ры, замкнутый контак-iop 49 и далее к уравнительному соединению, которое осуществляется контактором 36.
Вторая ветвь составляется от быстродействующего выключателя через замкнутые кон-।акторы 55 и 46, вторую группу сопротивлений P^-Pzi, контакторы 42 и 40, третью । руппу сопротивлений Pzr-Pzi и к уравнительному соединению.
От уравнительного соединения цепь тока разветвляется вновь по двум параллельным ветвям. Первая из них включает: якоря 1, 4 и 3 двигателей и обмотки возбуждения двигавшей 3, 1 и 2, подходя к заземлительной шине. Во вторую цепь входят якоря двигателей 5, 5 л 4 и соответственно их обмотки возбуждения 4. 5 и 6 и далее шина заземления.
Па последующих позициях по 27-ю включительно происходит постепенное выведение пусковых сопротивлений в соответствии с табл. I. На позиции 27-й все сопротивления выведены и двигатели работают на полном поле при последовательно-параллельном соединении. На этой позиции также может быть применено ослабление поля двумя ступенями ОП-1 и ОП-2.
Переход на параллельное соединение производится переводом главной рукоятки контроллера машиниста с позиции 27-й на позицию 28-ю. Перегруппировку двигателей про
изводит групповой переключатель, причём имеют место следующие переключения;
IV положение перехода — размыкаются индивидуальные контакторы 38, 39, 41, 42, 43, 44, 45, 48, 50, 53, вводя все пусковые сопротивления, за исключением Р^-Р^,
V положение перехода — замыкаются контакторные элементы 6 и 10 группового переключателя. Контакторный элемент 6 замыкает тяговый двигатель 3 на переходное сопротивление Рйа-Ра1. Контактор 10 замыкает двигатель 4 на сопротивление перехода Р82-Раз;
VI положение перехода — размыкаются контакторные элементы группового переключателя 4, 7, 9, 12, 15 и размыкаются цепи двигателей 3 и 4, которые замещаются сопротивлениями Р85-Р84 и Р82-Р8з;
на 28-й позиции замыкаются контакторные элементы группового переключателя: 3, S, 13, 16, соединяя двигатели 3 и 4 последовательно и подключая их параллельно двум другим группам, составленным из двигателей 1, 2 и 5, 6. Одновременно замыкаются контакторные элементы 5 и 11, закорачивая переходные сопротивления Psi-PS5 и Paz-Paz.
Переход заканчивается замыканием индивидуального контактора 37, соединяющего вместе с контактором 36 все три группы сопротивлений параллельно. До быстродействующего выключателя цепь сохраняется той же, что и на предыдущих позициях. Далее цепи тока разделяются на три параллельные ветви.
Первая из них включает первую группу сопротивлений Р1г-Р1е, якоря двигателей 5 и 6, их обмотки возбуждения 5 и 6, подходя к заземлительной шине.
Вторая ветвь включает вторую группу сопротивлений Р21-Р23, якоря двигателей 3 и 4, обмотку возбуждения двигателя 4, соединённую контакторным элементом 13 с обмоткой возбуждения двигателя 3, и далее через контакторный элемент 3 подходит к заземлительной шине.
Третья ветвь включает; третью группу сопротивлений Рп — l’zi, якоря двигателей 1 и 2, их обмотки возбуждения 1 и 2 и далее также подходит к заземлительной шипе.
Все три параллельные ветви за пусковыми сопротивлениями имеют уравнительные соединения, образованные замкнутыми контакторами 37 и 36.
При переходе на дальнейшие позиции, включая 36-ю, происходит постепенное выведение сопротивлений. На 36-й позиции все пусковые сопротивления полностью выведены и двигатели работают на характеристиках полного поля. Так же как и при предыдущих соединениях первая ступень ослабления поля осуществляется па позиции 36-й замыканием контакторов 27, 28, 29, 30, вторая ступень — замыканием контакторов 31, 32, 33, 34.
Пусковая диаграмма электровоза ВЛ22М при последовательном, последовательно-параллельном и параллельном соединениях тяговых двигателей приведена на фнг. 2.
Тяговый режим при частично отключённых тяговых двигателях (аварийный). Повреждённый двигатель или группа двигателей выводятся из схемы отключателями ОМ1-2, ОМ-3, ОМ-4, ОМ5-6, представляющими собой двухполюсные рубильники.
368
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Последовательность замыкания контакторов электровоза
S S Соединение Позиции Контакторы группового пере
двигате-
о Он лей 1 2 о’ | 4 5 6 7 8 5 Ю J J 12
1 1 4 7 9 12
2 1 — — 4 7 9 12
3 1 — — 4 — — 7 .— 9 — 12
4 1 — 4 — — 7 9 — 12
и 5 1 — — 4 — — 7 — 9 —— 12
6 1 — — 4 — — 7 — 9 — 12
о 7 1 — — 4 — — 7 9 — — 12
X X 8 1 — — 4 — — 7 __ 9 —- 12
ч 9 1 — — 4 — — 7 __ 9 —__ 12
CJ 10 1 —. — 4 — 7 — 9 12
11 1 — — 4 __ — 7 9 __ 12 '
о 12 1 — 4 __ ___ 7 9 12
о 13 1 — — 4 — — 7 9 —— 12
ч 14 1 —— —— 4 — — 7 9 12
о 15 I —. 4 — 7 9 — 12
С 16 1 — — 4 — — 7 — 9 — — 12
ОП-1 1 4 7 9 12
ОП-2 1 — — 4 — — 7 9 — — 12
Переход I II 1 I — 4 4 — 7 7 — 9 9 — 12 12
III — — — 4 — 7 — 9 — 12
17
— 2 4 — — 7 __ 9 12
18 — 2 4 — 7 9 12
сэ ' — 19 — о —. 4 —— 7 9 12
о 20 — 2 4 — — 7 9 12
X о 21 — 2 4 — — 7 9 - 12
к d х — 2 — 4 — — 7 — 9 — — 12
< л е; 23 —— — 4 — — 7 — 9 12
X CJ с К Ч 24 2 — 4 4 — — 7 9 9 — 12 12
гЗ ч а G) я С - 26 27 — - — 4 4 — — ; - 9 9 — — 12 12
С ОП-1 о 1 - 4 _ i 7 9 4 r>
ОП-2 1 - 2 1 - 4 — — 7 9 — Г2
Переход IV V' - 2 — 4 4 — 6 7 7 — 9 9 10 — 12 12
VI — 2 — — — 6 — — 10 — —
28 2 3 5 6 8 10 11
29 — 2 3 — 5 6 — 8 10 11
о о Ji 31 . 2 3 3 __ — 5 (> 6 — 8 8 10 10 H 11 i _
— 32 — 2 3 — 5 « — 8 10 11 1 _
33 — о 3 — 6 8 10 11
CJ с; 34 35 — о 3 - 5 8 8 10 11
|> 2 3 5 8 10 11
X Q. 36 — 2 3 — 5 6 8 — 10 11 1 -
а ОП-1 2 3 3 8 i 10 11
ОП-2 — 2 3 — 1 6 1 1 8 i 10 1 11 -
1 1 — 4 7 9 12
1 — 4 — — 7 9 ' 12
О 3 1 -— 4 —. 7 __ 9 -- 13
CJ 4 1 — 4 — — 7 9 г-’
о 1 — 4 — ,— 7 9 12
X 6 1 — 4 — 7 9 12
<У 7 1 — — 4 — —- 7 9 12
8 1 — .— 4 — — 7 9 12
S3 и 9 1 — 4 — — 7 — 9 12
х о к( 10 1 — — 4 — — 7 9 12
m о S а> |> 11 12 1 1 — 4 4 — —- 7 7 — 9 9 — — 12 12
сх О о С 3 — — 4 — 7 — 9 12
р-н 14 1 — — 4 — —— 7 — 9 12
15 1 — — 4 — 7 9 12
16 1 — — 4 — — 7 — 9 — - 12
СП 16 — 2 — 4 — — 7 1 9 I — i — 12
п 16 — 2 3 — 5 6 — 8 — 10 11
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
369
Таблица 1 серии ВЛ22М с рекуперативным торможением
ключателя Индивидуальные контакторы
13 14 15 16 17 | ,8 19 i 20 1 21 22 | 23 1 i 24 27 28 29
17 -
— — 17 - .— — — —
— — — 17 — _ -
— — 17 -- -- —
—• — 17 — — — —
— - — 17 — .
- — — 17 — — - - - — —.
— — __ — 17 - — - — — - —
— — — 17 — — — — — — —
— — — — 17 —• — — — — — — — —
— — — 17 — — — — — — — — — —
— — —- — 17 — — — - - — — — —- — —
— — — — 17 —- — — — — — —- — —
—, — — — 17 — — -— .— — —. — —.
— — — — 17 — — — — — — — — —— —
— — — — 17 — — — — — — — — —
— 17 _ - 27 28 29
— 17 — — — — — 27 28 29
— — 17 __
— 15 -— 17 — — — — — — — —* —
- — 15 — — — — — — — — -— —
14 15 . 18
— 14 15 — 18 — , ——
— 14 15 — 18
- 14 15 — — 18 — .— — — — — — —
— - 14 15 .—- 18 - —
— 14 15 — — 18 — — — — — — — —
— 14 15 — — 18 — — — — — — — — —
— 14 15 — — 18 — •— — — — — — — —
—- 14 15 — — 18 — .— — .— — — —• —-
— 14 15 — — 18 — . __ .
— 14 15 — — 18 — — — — — — — — —
14 15 18 27 28 29
— 14 15 — 18 — — — — 27 28 29
14 15 18 -
14 15 —. 18 —— __
14 15 — — 18 -- -- — —
13 14 16 18
1 13 14 16 18 .— —
13 14 — 16 — 18 — — -- — -— - — - — .—
13 14 -— 16 — 18 - - - — .— — —
13 14 — 16 - 18 — . — .— — —
13 14 —. 16 18 —
13 14 — 16 — 18 — .— . __ —
13 14 — 16 — 18 — — — -- — — — —
13 14 — 16 — 18 .— - — .— — — •—
13 14 16 18 - 27 28 29
13 14 — !8 - -- — — 27 28 29
17 19 21 ОО
17 — 19 —- 21 ‘22 — — —. — —
— — ... 17 —- 19 .—- 21 22 — — — — ,—
— — 17 —. 19 — 21 22 — — —. —
... 17 —. 19 — 21 22 — —- — — —
.—„ -- - 17 -—. 19 —— 21 22 — — — —
- — —. 17 — 19 — 21 22 — — __ —
- —. — 17 — 19 21 22 — —• — .— —
- - - —- — 17 — 19 21 22 -— — —
- -— — — 17 — 19 21 22 .— — _— —
— — — 17 .—- 19 — 21 22 — — —
— — — 17 —— 19 — 21 22 — — —
— — — 17 — 19 — 21 22 — — —
— — 17 — 19 . 21 22 — —- — —
— — — 17 — 19 —— 21 22 — — — •г —»
— - — 17 — 19 21 22 — — — — —
— 14 15 18 19 - - 22 0;7 — —
и 14 — 16 — 18 19 21) — 23 24 — —
24 Том 9
Тормозной Т я г о в ы й Режим
Д О □ Последовательное С Параллельное П Переход Последовательнопараллельное СП Переход Последовательное С Соединение двигателей
S о ОП-1 ОП-2 QOCOCOCOQOCOCCICKO О'. Ст -U СО КО — С tO со г-по 1-ПО 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 I 1! III ОП-1 ОП-2 1 2 3 4 6 7 8 9 10 , 11 12 13 14 15 16 Позиции ।
1 1 II Ш 1 Н Ш И i 1 СлО С5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 со 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I ос 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 Индивидуальные
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I II й| 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 s 1 11 1 II 1 1 1 1 1 1 1 I 1 S 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I с»
1 1 II 1 1 1 И II II 1 1 1 1 1 S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 SI Il 1 I 1 J II I 1 1 1 1 1 SI ESI 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 КЗ
1 1 И 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 ES 1 I 1 1 1 1 1 1 1 I 1 Й1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 И 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 I n 1 1 Со
1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 М 1 1 1 “ 1 1 1 1 Г, II 1 1 1 1 1 £ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I I i । । : 1 1 : I I । ; ; ; । Сэ
1J CI W И W Ш W С С С 5: С С С <Х С; OOOOOOOfflOClOft С?;?; С; л Со W СП <75 35 7> 05 W со <35 35 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 , 1 1 1 1 1 । । । । । । । । ; । । । I । । । 36 37
у 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 М 1 1 ООООСОООСОСОСОСООО 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 ! ( । । । । । । । । i i i i i i i
। 38 39 ос Й&Й&111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СО СО СО со □ogl 1 1 1 1 1 1 1 1 1 со СО So СО 1 1 J 1 1 1 J } J 1 1 1 СО со SESESESI <1111111111 Со
с 1 1 1 1 1 ёёёё! 1 1 1 1 1 СО со О У5 ®11oSl111 1 1 1 со со to to <О 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 о <5 gl 1 1 1 1gggg1 1 1 1 I 1 со
£ О 40 К) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 5 о ссзссоосо 1 1 1 ОС 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Й о SooBoooBccoocooo
£ £ 1|11|11| ££ ££££1|||| ££ ££££1111111 1 1 1 ей £й£:£:££й] 1 I 1 1 1 1 1 1 Сс
13 ГО Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й 1 1 1 1 1 1 i U i 1 1 ! й й 42 42 42 1 42 42 ; 42 42 42 42 42 42 Й Й Й Й Й 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 КЗ
I i
I
I
i
i i
i
I
370 ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Продолжение Величины сопротивлений по позициям в ом 30,789 19,529 14,979 12,049 10,369 8,919 7,589 6,339 5,235 | 4,228 3,326 , 2,532 1,773 1,047 0,381 0,000 000'0 000'0 1 I 1 4,050 2,950 2,590 2,160 1,785 1,430 1,140 0,777 0,486 0,221 0,000 000*0 000'0 1 I 1 1,560 1,293 1,010 0,790 0,593 0,381 0,281 0,166 0,000 0,000 0,000 19,529 19,529 14,979 12,049 10,369 8,919 7,589 6,339 5,235 4,228 2,532 2,532 1,773 1,047 ! 0,381 । 0,000 1 8 8
СО LQ 1 II ! ! 1 1 1 1 1 : 1 I 1 ч 1 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 IS co CO LQ Ю CO CO CO LQ LQ LQ co to to co co co to co to LQLQLQIOIOIQLQIQIO IQ 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 IS IQ to IQ
1 ч и 1 II II 1 и 1 IS LQ IQ LQ LQ IQ LQ IQ LQ ю IQ ЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮ1О IQIQIQLQlQIQlQiQIQlqiq IQ IQ LQ Ю ww to iQLQlQlQlQLQlOtQlQ ЮЮЮ1ОЮЮЮЮЮ LQ LQ io IQ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 IB IQ IQ Ю * O1
2> 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 i 54 54 54 54 Stoto 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 to LQ wwS lqiqiqlqiqiqiqiqiq tQlOl_OiQu?U*)lQiQS5:u“)LQLQlQSlO IQ S
Hill £££ IN! 1 1 1 1 1 1 838 i i i i в 38 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 8 co c*5 1 1 1 1 I 333 1 1 1 1 1 BBS CO IQ LQ
! 1 8ЙВЙ 1 Ч Ч Ч 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СМСМСМСМСМСМСМСМСМСМ 1 LQiQLQIQiqlQlQIQlQIQ О О CM 04 QI CM CM CM | j 04 CM CM CM CM CM IQ LQ 1 1ЙЙ8Й 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
*--2 1 LQ LQ LQ IQ to LO LQ 1 1 1 IQ lq lq IQ LQ IQ IQ I?.SZ LQ ю ю lq ю ю 1 1 1 LQ IQ ЙЕ IQ LQ IO LQ IQ IQ 1 I | 1 IQ LQ LQ LQ IQ LQ
§ JL ч Ч 4 13888888 ] ; 1 1 1 1 1 Illi 1883888 О LQ 1 1 1 1 18388888 S3 1 1 1 1 1 1 13338888 1 1 1 1
** 1444411114? g> g> g> g> g> g> g> g> g> g-- g> eft 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 g>
1 ' 1 1 II 1 4 I CO CO 1 1 1 i i i i i i i ms 00 1 1 ’ 1 1 1 155553 co so 1 1 1 1 1 I I I I 1333555 co 00
47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 1 1 1 i i i i i i i i i i i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tp 3
с© 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 i te> «= to « co tQCOti_tOCC<£>tOtgtOcoco 46 46 46 46 46 46 46 46 46 ;O<Q | 46 46 , 46 । 46 , 46 1 46 1 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 co s
1 1 1 I tp LQ I I 1 45 45 55 45 45 45 45 45 45 IQ IQ 1 1 1 1 1 1 LQ LQ LQ to IQ IQ 1 1 1 *?• ’Г Tj- LQ *r Illi LQ. LQ LQ LQ LQ LQ LQ LQ LQ tQ IQ Mr to
о 111331141111155 1 1 1 1 333 1 1 1 13 1 1 1331 1 1 1 | | | | 15? 3
а «3 о * 3> 4 4 1 4 I 53555555 1 i i i - 43 I 43 43 ! 43 43 43 1 , 1 ! I 1 1 1 1 23?^ “ 3“ I I 1 } f | f leoeocQccieciecicoco 3 cP
372
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНО11 СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
и
60
45
4 О
35
30
25
20
И
10
5
О
о too 150 200 250 зоо ззо ио oso зоо !с
Фиг. 2. Пусковая диаграмма электровоза ВЛ22М
За счёт блокировок отключателя работа электровоза при отключённой части двигателей возможна лишь с 17-й позиции контроллера машиниста.
При отключённых двигателях 1, 2, 3 цепь тока следующая: пантографы 126 или 127, быстродействующий выключатель, контактор 54, сопротивления Рц—Р1г, —Р15, Р22— Р21, P3i—Рц, контактор 36 н контакторный элемент 18 группового переключателя, якоря двигателей 5, 6 и 4', далее, обмотки возбуждения двигателей 4, 5 и 6 и заземлительная шина.
Подобно этому цепь составляется при отключении группы двигателей 5 и 6 или двигателя 4.
Перевод рукоятки контроллера с 17-й позиции па последующие вызывает постепенное выведение пусковых сопротивлений, причём замыкания контакторов будут происходить так, как указано в табл. 1 для последовательно-параллельного соединения двигателей, за исключением того, что контакторы 49 и 55 не включаются. Все сопротивления выводятся на 27-й позиции, на которой электровоз работает при одной группе из трёх последовательно соединённых тяговых двигателей. На этой позиции возможно применение ослабления поля ОП-1 и ОП-2.
В случае, если отключены двигатели 1 и 2, возможно получение параллельного соединения двух групп двигателей. При переводе
рукоятки контроллера с 27-й на 28-ю позицию от быстродействующего выключателя цепь тока разделяется на две параллельные ветви.
Первая ветвь: пусковое сопротивление Рн—Pi2, Рц — Ри, якоря двигателей 5 и 6, их обмотки возбуждения 5 и 6, заземлительная шина.
Вторая ветвь: пусковые сопротивления Р31—Р31, контактор 37 якоря двигателей 3 и 4, обмотки возбуждения двигателей 4 и 3, заземлительная шина.
Подобным же образом схема собирается при отключении группы 5 и 6 двигателей. В этом случае параллельные группы составляются из двигателей 3, 4 и 1, 2. При отключении одного из двигателей 3 или 4 в параллельные группы на 28-й позиции входят двигатели 5, 6 и 1, 2.
Перевод рукоятки с позиции 28-й в 36-ю сопровождается последовательным выводом пусковых сопротивлений.
На 36-й позиции все сопротивления замкнуты и работа двигателей проходит по автоматическим характеристикам. На этой позиции возможно применение ослабления поля ОП-1 и ОП-2.
При отключении двигателей 1, 2 и 3 или 4, 5 и 6 на позициях 17—27-й будут включены последовательно три двигателя, а на позициях 28—36-й только два, что совершенно недостаточно. В этом случае разрешается езда
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
373
только до 27-й позиции. Езда при одновременном отключении двигателей 3 и 4; 1-2 и 4; 5-6' и 3; 1-2 и 5-6 не допускается.
Не допускается также применение рекуперативного торможения при работе двигателей по аварийной схеме.
Режим рекуперативного торможения. При рекуперативном торможении возможны три соединения групп двигателей: параллельное соединение якорей, последовательно-параллельное соединение якорей и последовательное соединение якорей (см. фиг. 37, стр. 47).
Необходимое соединение осуществляется установкой селективной рукоятки контроллера машиниста в соответствующее положение.
При всех этих соединениях якоря подключаются к сети через регулируемые сопротивления, в качестве которых используются пусковые. В цепи якорей включаются стабилизирующие сопротивления, а в цепи обмоток возбуждения — мотор-генератор (возбудитель) для их питания.
Процесс торможения регулируется перестановкой с позиции 1-й по позицию 15-ю рукоятки тормозного барабана контроллера, что изменяет режим работы возбудителя и, следовательно, ток обмоток возбуждения тяговых двигателей.
Переход с тягового на тормозной режим осуществляется в такой последовательности:
1) запускается мотор-генератор;
2) двигатели отключаются от контактной сети;
3) контакторами 19, 20, 21, 22, 23, 24 включаются стабилизирующие сопротивления;
4) тормозной переключатель устанавливается в положение торможения, присоединяя цепи обмоток возбуждения к возбудителю;
5) групповой переключатель устанавливается в положение, выбранное на контроллере машиниста;
6) тяговые двигатели присоединяются последовательно с сопротивлениями к контактной сети замыканием контакторов 54, 47, 46, 42, 40;
7) возбуждение возбудителя рекуперации устанавливается таким, чтобы ток в цепи якорей приблизился к нулю. После этого выводятся пусковые сопротивления;
8) устанавливается такой режим’'возбуждения возбудителя, который даёт нужный тормозной эффект.
При параллельном соединении якорей цепь тока составляется следующим образом: пантограф 126 или 127, быстродействующий выключатель; последовательно соединённые три группы пусковых сопротивлений; далее цепь разветвляется на три параллельные ветви.
Первая ветвь включает якоря двигате-leii 5 и 6, за которыми цепь разветвляется. В одной из её ветвей стабилизирующие сопро-гивления —Р82 и Р63—Р84> соединённые
с заземлительной шиной. В другой ветви обмотки возбуждения двигателей 5 и 6, контакты Т3— Т3 тормозного переключателя, возбудитель, так же соединённый с шиной заземления.
Вторая ветвь включает якоря двигателей 3 и 4, за которыми цепь разветвляется.
В одной из её ветвей стабилизирующие сопротивления Р65— Р6в и Р67—Р68, заземлительная шина. В другой (от точки Ш3) обмотки возбуждения двигателя 4 и двигателя 3, контакты Т3 - Т3 тормозного переключателя, якорь возбудителя и шипа заземления.
Третья ветвь включает якоря тяговых двигателей 1 и 2, за которыми цепь разветвляется. В одной из её ветвей стабилизирующие сопротивления Рв9—Р70 и Р71—Р72 и заземлительная шина. В другой ветви обмотки возбуждения двигателей ! и 2, контакты Т3—Т3 тормозного переключателя, возбудитель, заземлительная шина.
При последовательно-параллельном соединении якорей цепь тока до уравнительного контактора 36 составляется так же, как и при параллельном их соединении. Далее цепь составляется по двум параллельным ветвям.
Первая ветвь включает якоря двигателей 5, 6 и 4, за которыми цепь разветвляется. В одной из её ветвей стабилизирующие сопротивления Р33—Рм и P3i—Рвз и земля. В другой ветви (от контакта Ш3) обмотки возбуждения двигателей 5 и 6, контакты Т3—Т3 тормозного переключателя, возбудитель, заземлительная шина.
Вторая ветвь включает якоря двигателей 1, 2 и 3, за которыми цепь разветвляется. В одной из её ветвей стабилизирующие сопротивления Р33—Р70 и Р71—Р72 и заземлительная шина. В другой ветви (от контакторного элемента 14) обмотки возбуждения двигателей 3, 1 и 2, контакты Т3—Т3 тормозного переключателя, возбудитель, заземлительная шина.
При последовательном соединении якорей цепь тока до выхода из пусковых сопротивлений такая же, как и при предыдущих группировках. Далее цепь составляется из шести последовательно соединённых якорей тяговых двигателей 1, 2, 3, 5, 6 и 4. За ними идут параллельные ветви.
Первая ветвь: контактор 19, стабилизирующие сопротивления Р33—Рее и Р37—Рвз, заземлительная шина. Вторая ветвь: контакторы 21 и 22, стабилизирующее сопротивление Рез—Р70, заземлительная шина. К контакту шунта амперметра Г 3 обмотки возбуждения присоединены двумя параллельными ветвями. Первая ветвь: обметки возбуждения двигателей 4, 5 и 6, контакты Т2—Т3 тормозного переключателя, возбудитель и шина заземлен ия.
Вторая ветвь: обмотки возбуждения двигателей 3, 1 и 2, контакты Те—Т3 тормозного переключателя, возбудитель, заземлительная шина.
Силовая схема электровоза ВЛ22М без электрического торможения (фиг. 3) значительно упрощена по сравнению со схемой электровоза ВЛ22М , оборудованного рекуперативным торможением. Последовательность замыкания контакторов к ней указана в табл. 2.
Основные отличия этой схемы от рекуперативной сводятся к следующему:
а) переход с одного на другое соединение двигателей осуществляется коротким замыканием, а не шунтированием двигателей;
б) обмотки возбуждения тяговых двига-
Параллельное П Переход Последовательно-параллельное СП Переход Последовательное C Соединение двигателей Последовательность замыкания контакторов электро
ОП-1 ОП-2 28 29 30 31 32 33 34 35 36 I П III IV г-ио r-uo tOtOtOtOtOtOtOtO»-1^ — •4©01rf4©t0i-‘00©4 I II III IV OO ©©4^©tO>-0©«MO>Cn^WtO»- Позиции
•— — — — — — — — .-и- —— “* — —————— — — — — — — — — — - _ ———————————————— Индивидуальные
tO tO to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to to
W © ©©©©©©©©OJ w w w co w w ©•©©©©©©©w©© © © © © © © “ II II N II II 1 1 II 1 Сс
Ф* J4 44 44 44 44 Jx J4 44 44 44 44 44 44 J4 Ф* 44
Сл СЛ Слслслслслслслслсл © © © © © © © 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Illi 1 1 II1IIII II II II II 1 Си
о© ©©©©©©©Ci© © © © © ГОГО ©©©©©©©©©©© © © © © ©© © © ©©©©©©©©©©©©©© ©>
-j -а 1 1 1 INI -J «О 1 1 1 1 Illi -J-J 1 1 1 1 1 1 1
СО 00 co 1 1 1 1 COCO I I Illi © © © © OD 1 1 1 1 I 1 I 1 Illi © © © © i 2 1 1 1 !©©©©©! 1 1 Оо
to to ©©©1 1 1 1 1 1 INI © © © © © © © 1 1 1 1 1 1 1111 © © coco-o^ol II 1 II 1 1 II 1
© © OO 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 о © ©©©11111111 Illi ОС SSSel11111111111 10 | 11
XX ‘ 1-> — — — 1 _•>—• — — — — | III 1 I I5555 i i Illi — — 555 1 I 1 55 55 55 55 55 55: || 1 1
to to 12 12 12 12 12 III to to to I 1 1 1 X X X to to to to to to to io to to X X 1 1 IXtoXXXl 1XXI 1-0
w w ©©©©©©©©© ©©© w © w ©W©WWWW©©© 1 Illi © © 5555555 1 1 1 SEES 1 1 X
XX SE5E5I111 1 I 1 1 XX XXSE^I Illi Illi X X 5555555511II1111 X
СП СЛ 551111111 Illi III Illi 1© © 55111111111 Illi СЛ СЛ X X сл сл © сл 1 I 1 ! 1 1 i ! i |
© © © 1 1 © © X © 1 1 ©© © 1 !©©©©©! 1 1 1111 ©© roll 1 1 1 II 1 55551 1 1 5
XX 17 17 17 17 17 17 17 17 XX 5555555555 1 Illi XX — •— — _* — — _. — — — — — — — |
© 00 GO 00 GO CO | I 1 | I 1 1 I 1 © © © © © © ! 1 1 ! 1 I 1 1111 © © © © © co © © © ©co oo 1 1 1 i 1 I Оо
© © H I ! i Ш 1 1 [ II © © 1 I I 1 1 1 1 1 1 1 1 II II — — N.I II I I II II II 1 I! Ч>
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПО1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
375
Таблиц! 2
возов серии ВЛ22М без электрического торможения_______________________________________
> ®
Контакторы группового
контакторы переключателя 2 Ю Е © ~ s Л11
5 о с «
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Ч С<с к <у Б я к
Ш S 9 И
28 32 35 37 39 27,18
. — — 28 32 — — 35 — 37 39 — 18,9
—. 28 32 — — 35 — 37 — 39 — 13,9
— — 28 32 — — 35 37 — 39 11,2
28 32 — — 35 37 — 39 __ 9,67
—. 28 — 32 — — 35 37 39 8,2
— — 28 —. — 32 — — 35 . 37 — 39 — 6,8
— — 28 — —. 32 — — 35 37 — 39 5,8
— — — 28 — 32 — 35 — 37 — 39 4,85
— — — 28 —. 32 — 35 — 37 — 39 —— 3,9
. —. — — 28 —. 32 — — 35 — 37 — 39 — 2,894
. — — — 28 —. — 32 — — 35 — 37 39 — 1,979
— — — 28 — — — 32 — — 35 — 37 39 — 1,409
__ — 28 — — 32 —. — 35 — 37 __ 39 0,828
__ — . — — 28 — 32 — 35 37 — 39 — 0,394
— — — — — 28 — — — 32 — — 35 — 37 — 39 — 0,000
20 21 22 28 ол 35 37 39 0,000
20 21 22 23 24 25 26 — 28 — — i 32 — — 35 — 37 — 39 0,000
28 32 35 37 39
—. — 28 — — 32 33 — 35 — 37 .— 39 — ——
— — — 28 —• — — 33 — 35 — 37 — —
— — — — — — 28 - 30 31 — 33 — 35 — 37 — — 40 —
___ 28 30 31 33 35 37 40 3,76
— — 28 — 30 31 — 33 — 35 37 40 2,72
__ — —• — 28 . 30 31 — 33 35 —— 37 — — 40 2,44
— — — 28 30 31 —. 33 — 35 —— 37 — .— 40 2,02
— —. 28 . 30 31 -— 33 — 35 37 — 40 1,68
—— — 28 — 30 31 — 33 35 37 — — 40 1,32
_ - - - — —. — 28 30 31 33 — 35 — 37 — 40 1,01
— —- — 28 — 30 31 — 33 — 35 37 — 40 0,744
- _ - — — 28 — 30 31 — 33 — 35 — 37 — .— 40 0,41
— — — — 28 30 31 33 35 — 37 — — 40 0,217
— — — — -- — - — 28 — 30 31 — 33 — 35 — 37 — 40 0,000
20 21 22 28 30 31 33 35 37 40 0,000
20 21 22 23 24 25 26 — 28 — 30 31 — 33 — 35 — 37 — — 40 0,000
28 — 30 31 33 35 37 40
— — 27 28 30 31 —— 33 35 36 37 40 —
— — 27 __ 30 31 — — — — 36 37 — — 40 -—
— — — 27 — 2!) — 32 — 34 — 36 — 38 —. 40 —
29 32 34 36 38 40 1,65
27 29 .42 34 — 36 — 38 40 1,19
27 29 32 34 — 36 38 — 40 0,86
27 29 32 34 — 36 — 38 — 40 0,7
27 29 . 32 34 — 36 38 — 40 0,508
27 29 32 __ 34 — 36 — 38 — 40 0,43
27 29 32 __ 34 — 36 — 38 — 40 0,259
27 29 32 __ 34 — 36 — 38 — 40 0,143
— — — — — — 27 — 29 — — 34 — 36 — 38 — 40 0,000
20 21 22 27 29 32 - 34 36 38 40 0,000
20 21 22 23 24 25 26 27 — 29 — — 32 — 34 — 36 — 38 — j 40 0,000- 1
376
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
телей включаются в цепи не после всех якорей, а непосредственно за якорями своей группы;
в) часть переключений групп сопротивлений осуществляется не индивидуальными контакторами, а контакторными элементами группового переключателя (37, 38, 39, 40);
г) отсутствует тормозное оборудование: мотор-генератор рекуперации, стабилизирующие сопротивления и т. д.
Схема силовой цепи восьмиосного электровоза Н81
На электровозе Н8 тяговые двигатели, на тяговом режиме соединяются последовательно (С), образуя одну группу; последовательно-параллельно (СП), образуя две параллельно соединённые группы из четырёх двигателей в каждой; параллельно (П), образуя четыре параллельные группы с двумя двигателями в каждой.
На каждом соединении двигателей возможно применение четырёх ступеней ослабления поля возбуждения (коэффициенты ослабления поля равны 75, 55, 43 и 36%).
Таким образом, общее количество экономических скоростей электровоза равно 15.
На рекуперативном торможении тяговые двигатели имеют также три соединения: последовательное, последовательно-параллельное и параллельное, причём на электровозе Н8 в отличие от электровоза ВЛ22“, с целью уменьшения мощности мотор-генераторов применена новая схема рекуперативного торможения, разработанная инженерами Б. Н Тихменевым и Г. В. Птициным. Особенность этой схемы—отсутствие стабилизирующих сопротивлений.
Противокомпаундная характеристика тяговых двигателей, необходимая для электрической устойчивости при торможении, получается с нераторов, которые имеют
встречно включённые, последовательные обмотки возбуждения, находящиеся в силовой цепи якорей тяговых двигателей.
Равномерное распределение тока на последовательно-параллельном соединении достигается применением для обмоток возбуждения двигателей каждой параллельной цепи отдельных генераторов, имеющих свои последовательные обмотки в соответствующих цепях якорей тяговых двигателей. На параллельном соединении равномерное распределение тока осуществляется с помощью схемы циклического соединения обмоток возбуждения тяговых двигателей.
Отсутствие в схеме рекуперативного торможения стабилизирующих сопротивлений позволяет существенно уменьшить мощность, габариты и вес мотор-генераторов (преобразователей). У электровоза ВЛ22М отношение мощности генератора мотор-генератора к мощ-57 000 ности тяговых двигателей составляет-----=
2 400 = 23,75 вт/квт, а у восьмиосного электро-2 22 000 воза всего---------= 10,5 вт/квт, т. е.
4 200 меньше в два с лишним раза.
Соединение схемы рекуперативного торможения производится автоматически, с по-
рекуперативном помощью ге-независимые и
т.
1 Написано инж. В. К. Калинин ы м.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
377
мощью реле рекуперации, когда при наборе тормозного контроллера или увеличении скорости движения поезда электродвижущая сила тяговых двигателей становится равной или достаточно близкой к напряжению в контактной сети. На восьмиосном электровозе применено дифференциальное реле, действующее на отключение быстродействующего выключателя при электрических перебросах или замыканиях на землю в цепи тяговых двигателей и пусковых сопротивлений. Такая защита, обладающая значительными преимуществами, необходима при применении электрических схем, в которых обмотки возбуждения отдельных тяговых двигателей включаются до обмоток якорей.
Для каждого тягового двигателя применены дифференциальные сигнальные реле (без блокировок), которые с помощью специальных флажков позволяют определить в схеме место замыкания на землю.
Срабатывание реле перегрузок при недопустимом увеличении тока тяговых двигателей воздействует не на отключение быстродействующего выключателя, как на электровозах ВЛ22“ , а на введение в цепь двигателей пусковых сопротивлений.
При рекуперативном торможении сраба-швание реле перегрузок или реле максимального напряжения воздействует также не на отключение быстродействующего выключателя, а на увеличение сопротивления в цепи обмоток независимого возбуждения генераторов (преобразователей), приводящее к уменьшению электродвижущих сил тяговых двигателей и уменьшению напряжения.
На восьмиосных электровозах для каждой пары тяговых двигателей применены реле боксования, которые подают машинисту световой сигнал о нарушении сцепления колёс с рельсами. Это реле при рекуперативном торможении, кроме подачи светового сигнала, автоматически действует на токи возбуждения и рекуперации, уменьшая их, и этим снижает тормозную силу электровоза.
Для уменьшения количества низковольтных и высоковольтных проводов, идущих из одного кузова в другой, на электровозе установлено по два реверсора, тормозных переключателя и отключателя тяговых двигателей. Эти аппараты установлены по одному в каждой половине кузова.
Кроме того, на электровозе применено три i рупповых переключателя, каждый на два положения. Исходное положение групповых переключателей соответствует последова-1ельному соединению тяговых двигателей. Нулевой групповой переключатель КСПО, расположенный в первой половине кузова, переключает тяговые двигатели на последовательно-параллельное соединение. Первый и второй групповые переключатели КСП1 и КСПН переключают тяговые двигатели в соответствующих половинах кузова электровоза на параллельное соединение.
Действие силовой цепи на тяговом режиме1. Для приведения электровоза в движение необходимо поднять пантограф 45-1 или 45-2 (фиг. 4), пустить вспомогательные машины,
1 Описание схемы дано применительно к опиг-ному электровозу Н8-010.
включить быстродействующий выключатель 51 и установить селективно-реверсивную рукоятку контроллера машиниста в положение «Вперёд» или «Назад», а главную рукоятку на 1-ю позицию. При этом реверсоры устанавливаются в положение «Вперёд» или «Назад» и включаются индивидуальные контакторы 3-1, 4-1, 3-2 и 4-2, тормозные переключатели находятся в положении тягового режима, а групповые переключатели — в положении, соответствующем последовательному соединению тяговык двигателей, при котором замкнуты их контакторные элементы (контакторы) 22-1,25-1, 32-0, 22-2 н 25-2. После замыкания этих контакторов все тяговые двигатели включаются последовательно и присоединяются к контактному проводу через введённые полностью пусковые сопротивления. При этом образуется следующая электрическая цепь: пантограф, главный разъединитель 47, быстродействующий выключатель 51, дифференциальное реле 52, индивидуальные контакторы 3-1, 4-1, группа пусковых сопротивлений Р1—Р4, контактор 22-1 группового переключателя КСП1, группа пусковых сопротивлений Р5—Р8, катушка реле перегрузки РП1-2, нож ОМ1 отключателя тяговых двигателей, якорь двигателя 1, контактор Т4-1 тормозного переключателя, контактор Р1 реверсора, обмотка возбуждения двигателя 1, контактор РР1 реверсора, нож 0М1 отключателя тяговых двигателей, контактор Т7-1 тормозного переключателя, нож 0М2 отключателя тяговых двигателей, контактор Р2 реверсора, обмотка возбуждения двигателя II, контакторы РР2 и Т2-1 реверсора и тормозного переключателя, якорь двигателя II, нож 0М2, контактор 25-1 группового переключателя, катушка реле перегрузки РПЗ-4, нож ОМЗ отключателя тяговых двигателей, якорь двигателя III, контакторы Т14-1 и РЗ тормозного переключателя и реверсора, обмотка возбуждения двигателя III, контактор РРЗ реверсора, иож ОМЗ отключателя двигателей, контактор Т17-1 тормозного переключателя, нож 0М4 отключателя двигателей, контактор Р4 реверсора, обмотка возбуждения двигателя IV, контактор РР4 реверсора, шунт 67-1 амперметра 69-1, контактор Т12-1 тормозного переключателя, якорь двигателя IV, нож 0М4 отключателя двигателей, шунт68-1 амперметра70-/, контактор Т19-1 тормозного переключателя, контактор 32-0 группового переключателя КСПО, индивидуальные контакторы 3-2, 4-2, группа пусковых сопротивлений Р23—Р26, контактор 22-2 группового переключателя, группа пусковых сопротивлений Р27—РЗО, катушка реле перегрузки РП5-6, нож ОМ5 отключателя двигателей, якорь двигателя V, контакторы Т4-2 и Р5 тормозного переключателя и реверсора, обмотка возбуждения двигателя V, контактор РР5 реверсора, нож ОМ5 отключателя двигателей, контактор Т7-2, нож ОМ6 отключателя двигателей, контактор Р6 реверсора, обмотка возбуждения двигателя VI, контакторы РР6 и Т2-2 реверсора и тормозного переключателя, якорь двигателя VI, нож ОМ6 отключателя двигателей, контактор 25-2 группового переключателя, катушка реле перегрузки РП7-8, нож ОМ7 отключателя двигателей, якорь двигателя VII, контакторы Т14-2 и Р7 тормозного переключа
378
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
теля и реверсора, обмотка возбуждения двигателя VII, контактор РР7 реверсора, нож ОМ7 отключателя двигателей, контактор Т17-2 тормозного переключателя, нож ОМ8 отключателя двигателей, контактор Р8 реверса, обмотка возбуждения двигателя VIII, контактор РР8 реверсора, шунт 67-2 амперметра 69-2, контактор Т12-2 тормозного переключателя, якорь двигателя VIII, нож 0М8, шунт 68-2 амперметра 70-2, контактор Т19-2 тормозного переключателя и земля через дифференциальное реле 52 и счётчик электрической энергии 106.
Прохождение тока в силовой цепи тяговых двигателей на 1-й позиции контроллера машиниста показано стрелками на упрощённой принципиальной схеме, приведённой на фиг. 5.
Для разгона электровоза на последовательном соединении имеется 15 реостатных позиций, которые получаются при перемещении главной рукоятки контроллера машиниста с нулевой по 15-ю позицию и замыкании индивидуальных контакторов согласно табл. 3. Схемы включений секций пусковых сопротивлений на каждой реостатной позиции поясняются табл. 4. Условные обозначения секций, принятые в таблице, приведены на фиг. 6.
На 16-й позиции главной рукоятки контроллера все пусковые сопротивления закорочены и напряжение на зажимах каждого двигателя равно 3 000 : 8 = 375 в.
При переводе главной рукоятки контроллера машиниста на 17-ю позицию происходит переход на последовательно-параллельное соединение двигателей методом шунтирования двигателей на сопротивление.
Переход начинается выключением индивидуальных контакторов 7-1, 10-1, 11-1, 5-2, 7-2, 10-2 (фиг. 7), которые вводят в цепь двигателей секции пусковых сопротивлений Р2— Р4, Р7—Р8, Р24—Р26, Р28—Р30, соединённых последовательно (I переходное положение), затем начинает поворачиваться кулачковый вал группового переключателя КСПО, обеспечивая включение и выключение соответствующих контакторов. На II переходном положении включаются контакторы 30-0 и 31-0 (фиг. 8); контактор 31-0 шунтирует группу тяговых двигателей 7, II, 111 и IV секциями пусковых сопротивлений Р2—Р4, Р7—Р8, что ограничивает ток генераторного режима в цепи зашунтированных двигателей.
На III переходном положении выключается контактор 32-0 (фиг. 9), вызывающий размыкание зашунтированной цепи тяговых двигателей I, II, III и IV. Далее, на IV переходном положении включаются контакторы 33-0, 34-0, 36-0 (фиг. 10), которые подсоединяют двигатели I, II, III и /V к цепи, и выключается индивидуальный контактор 12-1. Выключением контактора 12-1 вводятся в цепь тяговых двигателей I, II, III и IV секции пусковых сопротивлений Р5-Р7.
На V переходном положении включается контактор 29-0, который подготовляет цепь для работы на параллельном соединении при рекуперативном торможении (так как групповой переключатель КСПО заканчивает переход во II положение на 17-й позиции). На 17-й позиции групповой переключатель КСПО
заканчивает переход в положение последовательно-параллельного соединения, после чего включается индивидуальный уравнительный контактор 37-2 (фнг. 11), создающий уравнительное соединение между двумя параллельными цепями тяговых двигателей.
На 17-й позиции ток от быстродействующего выключателя 51 проходит: дифференциальное реле 52, индивидуальные контакторы 2-1 и 1-1 (см. фиг. 4), группу пусковых сопротивлений Р2—Р4, контактор 22-1 группового переключателя КСП1, группу пусковых сопротивлений Р5—Р8, и параллельно этому пути ток от дифференциального реле 52 проходит контактор 31-0 группового переключателя, индивидуальные контакторы 3-2 и 4-2, группу сопротивлений Р24—Р26, контактор 22-2 группового переключателя, группу сопротивлений Р28—Р30. Этн параллельные цепи замкнуты уравнительным контактором 377-2.
Далее ток идёт двумя параллельными цепями:
1) реле перегрузки РП1-2, нож ОМ1, якорь двигателя I, контакторы Т4-1 и Р1, обмотка возбуждения двигателя /, контактор РР1, ножОМ1, контактор Т7-1, нож ОМ2, контактор Р2, обмотка возбуждения двигателя II, контакторы РР2 и Т2-1, якорь двигателя II, нож ОМ2, контактор 25-1 группового переключателя, реле перегрузки РПЗ-4. нож ОМЗ, якорь двигателя III, контакторы Т14-1 и РЗ, обмотка возбуждения двигателя III, контактор РРЗ, нож ОМЗ, контактор ТГ7-1, нож ОМ4, контактор Р4, обмотка возбуждения двигателя IV, контактор РР4. шунт амперметра, контактор Т12-1, якорь двигателя IV, нож ОМ4, шунт амперметра, контактор TI9-1, контакторы 33-0, 34-0 и 36-0 группового переключателя КСПО и земля через дифференциальное реле 52 и счётчик электрической энергии 106;
2) реле перегрузки РП5-6, нож ОМ5, якорь двигателя V, контакторы Т4-2 и Р5, обмотка возбуждения двигателя V, контактор РР5, нож ОМ5, контактор Т7-2, нож ОМ6, контактор Р6, обмотка возбуждения двигателя VI, контакторы РР6 и Т2-2, якорь двигателя VI, нож ОМ6, контактор 25-2 группового переключателя, реле перегрузки РП7-8, нож ОМ7, якорь двигателя VII, контактор Т14-2 и Р7, обмотка возбуждения двигателя VII, контактор РР7, нож ОМ7, контактор Т17-2, нож ОМ8, контактор Р8, обмотка возбуждения двигателя VIII, контактор РР8, шунт амперметра, контактор Т12-2, якорь двигателя VIII, нож ОМ8, шунт амперметра, контактор Т19-2 и земля по цепи двигателей I, II, III и IV.
Дальнейшим переводом главной рукоятки контроллера машиниста с 17-й по 27-ю позицию осуществляется включение и выключение индивидуальных реостатных контакторов в соответствии с табл. 3.
Схема включений секций пусковых сопротивлений на каждой реостатной позиции поясняется табл. 4 и фиг. 8.
На 27-й позиции все пусковые сопротивления закорочены, выключен уравнительный контактор 37-2 и напряжение на зажимах каждого двигателя равно 3 000 : 4 = 750 в.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
379
Фиг. 5. Прохождение тока в силовой цепи тяговых двигателей на 1-й позиции восьмиосного электровоза Н8
величина, сопротивле ний. секций в ом
а «
б = 1,36
б = 1,23
г = 5, оо д = 1,36 е ^t,i9 Ж & 2,16
3 -1,04 и = 0,53 К -6,90 Л ~0,8О И = 0,80
Фиг. 6. Схема пусковых сопротивлений восьмиосного электровоза Н8
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Фиг. 7. Прохождение тока в силовой цепи на I положении при переходе с последовательного на последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей восьмиосного электровоза Н8
Фиг. 8. Прохождение тока в силовой цепи на с последовательного на последовательно-параллельное восьмиосного электровоза
[II положении при переходе соединение тяговых двигателей
Н8
Тормозной
3^0 Параллельное
— ~ ооо ^?§ggggggSg|g!S
-1 1 * >-*—1 •—Ч-* b-k-UMi-Mh-HH-
1 1 W tct-c м м to ююи tc t-ot-j to
сс сс со COCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCO
.£.4^ 4^4^^4^4^4^4^4^4^4i4^4ibfc.4s.
1 1 1 <л-.1ао,о,о,о,о,о,1 || M
35 35 35 3535313535) J ] 35 35 3. 3. 35 i
1,- 7 -| 7 8 ЧЧЧЧ-J-J Mil Illi 1 J | 1 lacasooocococococoo
;S5S5£E 1 1 1 1 1 1 1
И 11— - - 11 - 4 -I ' ' ’uj ч —I - 11 — - - -u 12 —; -— 12I -1 -z i5l = i = 1; Z-N 11 i2i * : 1 и 12. * 1 » 111 121 * ’ II'
1 ' ! • *1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1
, । SS «II 1 i 1 1 1 1 , M _ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , 1
С! ! SSSggSSMStgMgg
S' 1 ' 24 24 24 21 21 21 24 24 21 24 24 24 24 24
йй 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
й 1 1 'gSSSS.isSSMggKSS
S 1 1 ssssssssssssss
Й!3 1 ggSSSSgSMSSSSg
gg 1 gggggggggsaggg
COCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCO
1 1 g 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M 1 1
_ЙЙ 1 ’’«g?«W«8888Bg$?S
g^xggggggggggg
gg ! SggggggggggggK
I 1 1 1 1 1
Тяговый
Переход Последовательно-параллельное
I II III IV V
1 1 1 1 1 I I 1 1 1 1 M M M 11 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 м м M 1 м M
COCO COCO Co c*i Co co Co Co co co Co co co Co co co Co
-t-
1 1 1 I 1 слслслслслслслслслслсл] j I 1
_M 1 1 1 с-, от ел o'. 35 [ [ [ | ст. m а с» a o:
ч и -J -J -м -m -j -м -m 1 1 j I I 1
ОС CC CC CC CC __00 “ “ “00 II M M II 1
1. I 10 10 10 10 10| 10 10 10 10 10
_M.1_ 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11
1 J_LJ _l 12 12 12 12 12. 12 !2| Zl Z _ [
Illi 1 * * * * M M M । 1 ! 1
1 ! ! • * ’ M M M M M
Illi 1 • • M 1 M M M M M
Mil »M M M II M M M
'ills
s ss 1 M M M MM M M M
sgi ' 1 Мм M II 1 M M II I
1 1 ass sssssssasgggss.s
gill1 M 1 1 M M M 1 M II
gill M M MM II M II II
SSSSSSSgSSSgggg
ggggg ggggggggggggggg
co co co co co co co co co co co co CO CO co
M 1 M M M M M M 1 M M
gggSS cococococococococococococococo Co CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO Co co co So
^££g CO CO CO CO CO co co co co co co co co co co
_gggg§L ggggggggggggggg
мм II
Режим
Переход . Последовательное Соединение 1
П HI IV V 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 П Ы 14 15 16 on-1 on-11 ОП-Ш on-iv Позиции
Mill 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 II II M II M 1 Индивидуальные контакторы §
M M 1 1 1 1 1 II 11 II 11 11 1 M II 1 1 ко Первая половина кузова Таблица 3 зательность замыканий контакторов восьмиосного электровоза Н8
CO CO Co CO CC COCOCOCOCCCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCO | Co
ДАААДДАДДДДС.С.ДДАДААА [ •A.
MM 1 1 1 1 1 1 M 1 II 1 1 Cm
3 3 3. 3. 3. 35 35 35 C5 3. 35 35 | j ( | 35 35 35 35 35 35 35 | । ’ 05
Mill M II 1 1 M M M N
'MM 1 1 1 II 1 1 M M M M II M II Co
MM cocccccccc"! i i 111 i 11' ~X.
MM! — «——I । ^2^2^22-' 1
to ГЗ Г7 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12,' 12 12 12
'Mill • » » • 1 MM 1 M M II M 1 1 1 13, 213 14. 214
M ' ; * * * M 1 M M I M , ) , . ' м
'II' » • M M M M M M . M M 1 ' 15, 215
MM M *11 M M M M M M M M M 16, 216
sssss sssissssssssssssssssss Ko Контакторы группового переключателя КСП1
MM' 1 II 1 M M M M МММ M M 1 Co
Mill M II 1 M II II M M M M M ‘k
ssggs “gggSSggggSSSggSSSggS Cm
M M 1 M M M II M II 11 M M 1 M Q>
МММ I 1 M II 1 1 M M MM 1 1 MM M
gl M M II M M ' 1 M 1 I! MM M 1 Контакторы группового переключателя кспо
gggg 1 M M II II M M MM M II M c-b
““““ I M M M M M M M M M M 1 'io
I 1 i gg йёёёёкёйёёйёёйёёеёййё Co
ggl 1 1 M M M M M M M 1 M M II Co to
gg 1 1 1 1 M M II M M MM II M M 1 Co
gg 1 1 I M M M M M M M M M MM S6 37
1 M I I 1 NM I II II II M M II 1 II
I
I
I
I I
I
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
£
382
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Продолжение
Вторая половина кузова
1 Контакторы Величина Величина
я Индивидуальные контакторы группового пере- пусковых сопротив-
X CD Позиции ключателя КСПП сопротив- лений ослабле-
X 1 <o леиий НИЯ поля
* ЕС CD о 1 1 1 2 i 4 s 6 7 8 10 и 12 CM 22 23 24 25 26 27 В ом в ом
CU О s
0 1 - - 3 4 - — - -- — — — - - 22 22 — 25 25 — 25,47 —
2 — — 3 4 — 6 — — — — — — — 22 — — 25 18,57
3 — — 3 4 — 6 —. — — — — — — — — 22 — — 25 — — 13,57 .
4 — — 3 4 —- 6 — — — - — — — — — 22 — 25 — 10,13
J <U 5 — — 3 4 — 6 — — 1] .— — — — — 22 — — 25 — 7,97
6 — 3 4 .— 6 — — 11 — — — — — 22 25 6,61
из 7 , — — 3 4 — 6 — — —— и 12 — — — — 22 — — 25 5,57
CD 8 — — 3 4 — 6 —. — — 11 12 — — — — 22 —. —. 25 4,61
9 — — 3 4 5 6 — — — 11 12 — — — -— 22 — 25 3,81 .
S3 1() — —. 3 4 5 — —. — — 11 12 — — — — 22 — — 25 3,075 .
ЕС 11 — — 3 4 5 — — — — 11 12 — — 22 — — 25 2,365
о R 12 — — 3 4 5 — — 10 11 12 — — — 22 — 25 1,835
о 13 — — A 4 5 — — — 1C 11 — — — — — 22 25 1,28 .
14 — — 3 4 5 — — 10 11 —. — — — — 22 — — 25 0,8
15 — —— 3 4 5 .—, 7 — 10 11 — - — — — — 22 — 25 0,378
16 — — 3 4 5 6 7 — 10 11 —— — — — 22 — — 25 0,00
ОП-1 — — 3 4 5 6 7 — 10 11 — * — — — 22 — — 25 0,00 0,285
ОПП — — 3 4 5 6 7 10 11 —. * * — , 22 — 25 0,00 0,077
ОП-Ш — — 3 4 5 6 7 10 11 .— * * * 22 — 25 __ 0,00 0,022
on-iv — — 3 4 о 6 7 — 10 11 — * • * * 22 — — 25 — — 0,00 0,00
ЕС
О I — — 3 4 — 6 — — — n — — — — 22 — __ 25 — —
CD II — 3 4 — 6 11 22 25 __
CD III — 3 4 6 . 11 . 22 25
с IV — — 3 4 — 6 — — 11 22 25 __
V — — 3 4 — 6 — — — 11 — — — — 22 — — 25 — — —
ы й 17 3 4 6 11 22 25 2,29
S3 18 — — 3 4 — 6 — 11 — — — 22 — 25 1,91
19 — — 3 4 — 6 11 — — — 22 — __- 25 1,65
о х О 20 — — 3 4 —- 6 11 12 — — — 22 25 1,315
J3 о 21 — — 3 4 — 6 —. — — 11 12 —. — — 22 — — 25 1,145
CD из 22 — — 3 4 — 6 — —, — — 12 — — - — 22 — — 25 — 0,964
к t" Ч cd (D 23 — — 3 4 5 6 — .— — — 12 — — — — 22 — — 25 0,757
н S3 ч о ч ЕС «J 24 25 — 3 3 4 4 5 5 10 10 — 12 12 . — 22 22 — 25 25 ... 0,538 0,334 —
26 — — 3 4 h 6 7 — 10 — 12 — — — — 22 — — 25 0,186
2 с 27 — — 3 4 Ji 6 7 8 10 11 12 — — — — 22 — — 25 0,00
ОП-I — — 3 4 5 6 7 8 10 11 12 * — — — 22 — __ 25 0,00 0,285
ОП-11 — — 3 4 R 6 7 8 10 11 12 * —. 22 .— 25 0,00 0,077
ОП-III — — 3 4 R 6 7 8 10 11 12 * • ♦ — 22 — 25 0,00 0,022
on-iv — — 3 4 5 6 7 8 10 11 12 * * * » 22 — — 25 — — 0,00 0,00
ЕС
о I — — 3 4 8 — 22 — 25
о II — 3 4 8 - — — — — — — 25
Я. о> III — .— 3 4 8 , — - 23 25 .
с IV — — 3 4 — — — 8 —. — . — — 23 —
V — — 3 4 — — __ 8 — — — — — — — — 23 24 — 26 27 — —
28 1 2 3 4 8 - 23 24 26 27 1,463 .
29 1 2 3 4 — — — 8 — — — — — — — — 33 24 — 26 27 0,986
30 1 2 3 4 — — — 8 — — — — — — — 23 24 — 26 27 0,816
<D 1 О 31 1 9 3 4 — — — 8 — 11 — — — __ — — 23 24 26 27 0,627
; я 32 1 9 3 4 — 6 — 8 — 11 — — .— — — — 23 24 — 26 27 0,475
е; 33 1 2 3 4 —— 6 — 8 11 — — — — 23 24 26 27 0,348
CD 34 1 2 3 4 — 6 — 8 — 11 12 — — — 23 24 —— 26 27 0,242
е; 35 1 2 3 4 5 — 8 —. 12 — — .— 23 24 26 27 0,173
cd 36 1 2 3 4 5 — 7 8 10 — 12 — .— —— — 23 24 26 27 0,102
cd 37 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 — —- , 23 24 26 27 0,00 __
с on-1 1 2 3 4 5 6 7 — 10 11 12 * — — .— 23 24 26 27 0,00 0,285
ОП-П 1 2 3 4 5 6 7 — 10 11 12 * — — 23 24 26 27 0,00 0,077
ОП-1П 1 2 3 4 5 6 7 — 10 11 12 * * • — 2c 24 26 27 0,00 0,022
on-iv 1 2 3 4 5 6 7 — 10 11 12 * ♦ « ♦ — 2c 24 — 26 27 0,00 0,00
ГО
о« S О с 1 — 3 4 6 7 10 11 22 25 0,00
О. х СП 1 — — 3 4 — 6 7 — 10 11 - 22 _ — 25 0,00
н п 1 1 2 3 4 — 6 7 8 10 11 __ — — — 23 24 -- 26 27 0,00 —
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
383
Таблица 4
Соединения секций пусковых сопротивлений иа реостатных позициях
Соединение Пози- Соединение секций Величина сопротив-
двигателей ции а 1 в г д | е | ж | з | « । к л 1 м левый в ом
1 | а + б 4- в 4- г + д 4- e 4- Ж 1 3 г- « + к 4- Л 4- м 25,47
а + б + в 4- г + d e 4- Ж 1- 3 + и 4- Л 4- м 18,57
3 а и. б -1- в 4- д 4- e 4- ж + 3 -Г и + Л + м. 13,57
4 б + в + д + e 4- ж -Г 3 + и + Л + м 10,13
5 б + в 4- д + e 4 3 + и 4- Л 4- м 7,97
<и о 6 в + д 4- e 3 4- и 4- Л 4- м 6,61
ж л а> 7 в 4- д -r e и + Л 4- м 5,57
сч м о 8 в e 4- и + Л + м 4,61
ф о 9 в 4- e 4- и 4- м 3,81
С 10 (а II б II в) I- e 4- и 4- м 3,075
11 (а II б II в) + (г II д II e) 4- 11 4- м. 2,365
12 (а II б 11 0) + (г II д li e) 4- м 1,835
13 (г И д II e) 4- м 1,28
14 м 0,8
15 к II Л II м 0,378
17 [а 4- б + в + d 4 <-) II (3 4- и 4- Л + м) 2,29
ф о 18 (6 + в 4- д 4- e) II (3 + и + л 4- м) 1,91
А Ф 19 (в 4- d + e) II (з 4- и 4 Л 4- м) 1,65
Ч СО Р. со 20 (0 + d 4- e) II (и -F Л м) 1,315
С О S 21 (в 4- e) il (и + Л -г м} 1,145
А р; ф 22 [(а II б II в) -b e] II (и + Л + м) 0,964
«О М О 23 [(а II б II в) 4- e] II (« + м) 0,757
ф 24 [(а II б II в) + (г II d II «)] II [(ж II 3 II «) 4- JW] 0,538
о С 25 г II d II e II [(Ж I! 3 0 «) + м] 0,334
26 г 11 d II e II ж II 3 II и 0,186
28 (а + б + в) II (г 4- d 4- e) II (Ж -1- 3 4- и) II (к 4- Л 4- м) 1,463
29 (а + б + в) 11 (d 4- e) II (ж + 3 4- и) II (к 4- Л 4- м) 0,986
30 (б + в) и (d + e) II (ж + 3 + и) II (к + Л 4- м) 0,816
ьиое .31 (б 4* в) II (a 4 <’) II (3 4- id) II (к 4- Л 4- м) 0,627
ф г- 32 (б 4* О) II <d 4- £) II (3 4- «) II (л м) 0,475
арал 33 в й e 1 (3 + и) II (.1 4- м) 0,348
С 34 в II e II и II (Л 4- м) 0,242
35 а II б II в 11 e 11 и II м) 0,173
36 а II б в в и г 1 d 11 e II d II 3 II 11 II к » л II м 0,102
384
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 10. Прохождение тока в силовой цепи на IV положении при переходе с последовательного на последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей восьмиосного электровоза Н8
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
385
Фиг. И. Прохождение тока в силовой цепи тяговых двигателей на 17-й позиции восьмисотого электровоза Н8
Фиг. 12. Прохождение тока в силовой цепи на I положении при переходе с последовательно-параллельного на параллельное соединение тяговых двигателей восьмиосного электровоза Н8
25 Том 9
386
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Выключение уравнительного контактора 37-2 на 27-й позиции вызывает выравнивание тока в обходных цепях групп пусковых сопротивлений, что уменьшает нагревание реостатных контакторов 6-1, 7-1, 10-1, 11-1, 6-2, 7-2, 10-2, 11-2 и линейных контакторов 3-1, 4-1, 3-2, 4-2. Включение контактора 37-2 на реостатных позициях необходимо для выравнивания тока в параллельных цепях тяговых двигателей.
Для подготовки силовой цепи к переходу на параллельное соединение на 27-й позиции включаются уравнительные контакторы 8-1 и 8-2 (см. фиг. 4), которые дублируют обходные цепи секций сопротивлений Р5-Р8 и Р27-Р30.
При переводе главной рукоятки контроллера машиниста на 28-ю позицию происходит переход на параллельное соединение методом шунтирования двигателей па сопротивление.
На I переходном положении выключаются индивидуальные контакторы 5-1, 6-1, 7-1, 10-1, 11-1, 5-2, 6-2, 7-2, 10-2, 11-2, 12-2 (фиг. 12), которые вводят в цепь двигателей секции пусковых сопротивлений Р1—Р4 и Р23—Р26 и включается уравнительный контактор 37-2. Введение сопротивления (общее сопротивление равно 3,98 о.и) в цепь двигателей вызывает уменьшение в них тока и снижение силы тяги у всех осей электровоза.
Затем начинают поворачиваться кулачковые валы групповых переключателей КСП1, и КСПП, обеспечивая включение и выключение соответствующих контакторов.
На II переходном положении выключаются контакторы 22-1 и 22-2 (фиг. 13), которые размыкают секции сопротивлений Р5-Р8 и Р27-Р30. На III переходном положении замыкаются контакторы 23-1 и 23-2, которые шунтируют двигатели I, II и V, VI на специально предусмотренные для этого шунтирующие сопротивления Р81-Р82 и Р83-Р84 (по 2,01 ом каждое). Это сопровождается некоторым увеличением тока в двигателях III, IV и VII, VIII и силы тяги их осей. Токи в зашунтированных двигателях 1, II и V, VI, вызванные противоэлектродвижущими силами, теперь уже зависят от внутренних сопротивлений обмоток и падения напряжения в сопротивлениях Р81-Р82 и Р83-Р84. Эти токи быстро спадают до нуля, меняют направление и за счёт размагничивания двигателей стремятся к нулевым значениям. Кратковременно, когда по двигателям I, II и V, VI протекают токи обратного направления, они работают в генераторном режиме и на их осях развивается тормозная сила от реостатного торможения. Шунтирующие сопротивления Р81-Р82 и Р83-Р84 несколько уменьшают величину генераторного тока, а следовательно, и величину тормозной силы, чем достигается большая плавность при переключении двигателей.
На IV переходном положении выключаются контакторы 25-1 и 25-2, вызывающие размыкание зашунтированных цепей двигателей I, II и V, VI (фиг. 14). Далее в процессе вращения кулачковых валов групповых переключателей на V переходном положении включаются контакторы 24-1, 26-1, 27-1, 24-2, 26-2, 27-2 (фиг. 15). Контакторы 24-1 и 24-2 закорачивают шунтирующие сопротивления Р81-Р82 и Р83-Р84 в цепях двигателей III,
IV и VII, VIII, а контакторы 26-1, 27-1, 26-2 и 27-2 подсоединяют двигатели I, II и V, VI к цепи параллельно двигателям III, IV и VII, VIII.
На 28-й позиции после перехода групповых переключателей в положение параллельного соединения включаются индивидуальные контакторы 2-1, 1-1, 2-2 и 1-2 (фиг. 16), которые подсоединяют группы пусковых сопротивлений Р5-Р8 и Р27-Р30 параллельно группам сопротивлений Р1-Р4 и Р23-Р26. Общее сопротивление уменьшается до 1,463 ом.
На 28-й позиции ток от быстродействующего выключателя проходит по четырем параллельным цепям пусковых сопротивлений: индивидуальные контакторы 2-1, 1-2, группу пусковых сопротивлений Р5-Р8-, индивидуальные контакторы 3-1, 4-1, группу пусковых сопротивлений Р1-Р4-, контактор 30-0 группового переключателя КСПО, индивидуальные контакторы 2-2, 1-2, группу пусковых сопротивлений Р27-Р30 и контактор 31-0 группового переключателя КСПО, индивидуальные контакторы 3-2, 4-2, группу пусковых сопротивлений Р23-Р26. Далее ток идёт по четырем параллельным цепям тяговых двигателей (см. фиг. 4):
1) реле перегрузки РП1-2, нож ОМ1, якорь двигателя I, контакторы Т4-1 и Р1, обмотка возбуждения двигателя I, контактор РР1, нож ОМ1, контактор Т7-1, нож ОМ2, контактор Р2, обмотка возбуждения двигателя II, контакторы РР2 и Т2-1, якорь двигателя II, ножи ОМ2 и ОМ 1-2, контакторы 26-1 и 27-1 группового переключателя, контактор Т9-1 и земля через дифференциальное реле 52 и счётчик электрической энергии 106:
2) нож ОМЗ-4, контакторы 23-1 и 24-1 группового переключателя, нож ОМЗ-4, реле перегрузки РПЗ-4, нож ОМЗ, якорь двигателя III, контакторы Т14-1 и РЗ, обмотка возбуждения двигателя III, контактор РРЗ, нож ОМЗ, контактор Т17-1, нож ОМ4, контактор Р4, обмотка возбуждения двигателя IV, контактор РР4, шунт амперметра, контактор Т12-1, якорь двигателя IV, нож ОМ4, шунт амперметра, контактор Т19-1, контакторы 33-0, 34-0 и 36-0 группового переключателя и земля по цепи двигателей I, II:
3) реле перегрузки РП5-6, нож ОМ5, якорь двигателя V, контакторы Т4-2 и Р5, обмотка возбуждения двигателя V, контактор РР5, нож ОМ5, контактор Т7-2, нож ОМ6, контактор Р6, обмотка возбуждения двигателя VI, контакторы РР6 и Т2-2, якорь двигателя VI, ножи ОМ6 и ОМ5-6, контакторы 26-2 и 27-2 группового переключателя, контактор Т9-2 и земля по цепи двигателей I, II:
4) нож ОМ7-8, контакторы 23-2 и 24-2, нож ОМ7-8, реле перегрузки РП7-8, нож ОМ7, якорь двигателя VII, контакторы Т14-2 и Р7, обмотка возбуждения двигателя VII, контактор РР7, нож ОМ7, контактор Т17-2, нож ОМ8, контактор Р8, обмотка возбуждения двигателя VIII, контактор РР8, шунг амперметра, контактор Т12-2, якорь двигателя VIII. нож ОМ8, шунт амперметра, контактор Т19-2 и земля по цепи двигателей I, II.
Дальнейшим переводом главной рукоятки контроллера машиниста с 28-й по 37-ю позицию осуществляется включение и выключение индивидуальных реостатных контакторов
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
387
Фиг. 13. Прохождение тока в силовой цепи на III положении при переходе с последовательно-параллельного на параллельное соединение тяговых двигателей восьмиосного электровоза 118
восьмиосного электровоза 118
25*
388
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 15. Прохождение тока в силовой цепи на V положении при переходе с поел едовательно-параллельного на параллельное соединение тяговых двигателей восьмиосиого электровоза Н8
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
389
в соответствии с табл. 3. Схемы включений секций пусковых сопротивлений на каждой реостатной позиции поясняются табл. 4 и фиг. 8.
На 37-й позиции все пусковые сопротивления закорочены, выключены уравнительные контакторы 8-1, 8-2 и 37-2 и напряжение на зажимах каждого двигателя равно 3 000:2 — = = 1 500 в.
Таким образом, 16-я, 27-я и 37-я позиции являются ходовыми. Кроме того, на каждой из этих позиций может быть произведено ослабление поля двигателей четырьмя ступенями, что даёт ещё двенадцать дополнительных ходовых позиций. При включении индивидуальных контакторов 13-1, 213-1, 13-2, 213-2 (см. фиг. 4), подключающих к обмоткам возбуждения двигателей группы сопротивлений P9-PI2, Р15-Р18, Р31—Р34 и Р37—Р40 и индуктивные шунты 71-1, 72-1, 71-2 и 72-2, ослабляется ноток до 75% (1-я ступень ослабления—ОП-1), при включении контакторов 14-1, 214-1,
14-2, 214-2, замыкающих сопротивления Р9-Р10, Р15-Р16, Р31-Р32, Р37-Р38—ПР 55% (2-я ступень ослабления — ОП-П)', при включении контакторов 15-1, 215-1, 15-2, 215-2, замыкающих сопротивления Р10-Р11,Р16-Р17, P32-P33, Р38-Р39, — до 43% (3-я ступень ослабления — ОП-III), а при включении контакторов 16-1, 216-1, 16-2, 216-2, замыкающих сопротивления Р11-Р12, Р17-Р18, P33-P34, Р39-Р40, в цепях остаются только индуктивные шунты и ослабляется поток до 36% (4-я ступень ослабления поля —OII-IV).
Действие силовой цепи на тяговом режиме при отключённом тяговом двигателе. При повреждении какого-либо тягового двига-1сля он отключается соответствующими но
Фиг. 17. Прохождение тока в силовой цепи на III положении при переходное последовательного на последовательно-параллельное соединение! тяговых двигателей: а— при отключении двигателя III-
б —при отключении двигателя VIII
жами отключателя двигателей. Иногда двигатель отключают и из-за неисправности колёсной пары. В отличие от электровозов других серий предыдущих выпусков действие силовой цепи восьмиосного электровоза Н8 при отклю
чении двигателя начинается с 1-й позиции; при этом на последовательном соединении работают семь двигателей, последовательно-параллельном и параллельном — по шести двигателей.
Фиг. 18. Прохождение тока в силовой цепи на III положении при переходе с последовательно-параллельного на параллельное соединение тяговых двигателей: а — при отключении двигателя III;
б при отключении двигателя VIII
Действие силовой цепи при переходах с последовательного иа последовательно-параллельное и с последовательно-параллельного на параллельное соединение зависит от номера отключённого двигателя. Так, например, при отключении одного из двигателей 1, II, 111 или /V при переходе с последовательного на последовательно-параллельное соединение закорачивается двигатель VI контактором 0-2 аварийного режима (фиг. 17, а); если же отключён один из двигателей V, VI, VII или VIII, то закорачивается двигатель // контактором 0-1 (фиг. 17, б). Необходимость закорачивания двигателей VI или II вытекает из условия равномерности распределения нагрузок в параллельных цепях тяговых двигателей, образующихся после перехода. При переходе с последовательно-параллельного на параллельное соединение и отключении двигателя III (фиг. 18, а) или IV шунтируется сопротивлением Р81-Р82 соответственно двигатель IV или III, а не двигатели I и II, как это имеет место при обычном режиме; если отключён двигатель VII или VIII (фиг. 18, б), шунтируется сопротивлением Р83-Р84 соответственно двигатель VIII или VII, а не двигатели V и VI. Сделано это для того, чтобы исключить ненормальное повышение напряжения и на пешунтироваиных двигателях.
Изменения в шунтировании двигателей осуществляются ножами ОМЗ-4 или ОМ5-6 (см. фиг. 4) отключателя двигателей.
Включение двигателей под напряжение 3 000 в при параллельном соединении предотвращается, гак как каждая аварийная/группа двигателей при этом разомкнута ножами ОМ1-2, ОМ5-6, ОМЗ-4 или ОМ7-8 или со стороны земли (для двигателей I, II, V или VI)
390
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
или со стороны пусковых сопротивлений (для двигателей III, IV, VII или VIII).
Конструкция отключателя двигателей выполнена таким образом, что отключить, например, двигатель III можно в том случае, если предварительно отключены ножи ОМЗ-4, т. е. ножи ОМЗ могут быть отключены, если отключены ножи ОМЗ-4. Такая конструкция отключателя предотвращает ошибки при отключении двигателей.
При отключении двух и более двигателей работа электровоза на тяговом режиме осуществляется при последовательном соединении тяговых двигателей. На других соединениях тяговых двигателей работать нежелательно, так как это может привести к недопустимым повышениям напряжения на коллекторах и перегрузкам. Применение ослабления поля и рекуперативного торможения при аварийном режиме не допускается.
Для того чтобы иметь возможность применить ослабление поля на аварийном режиме, необходимо для обмотки возбуждения каждого тягового двигателя предусмотреть самостоятельные шунтирующие цепи, что требует увеличения количества контакторов ослабления поля в два раза.
Действие силовой цепи при рекуперативном торможении. Для перехода на рекуперативное торможение вначале пускаются мотор-генераторы (возбудители), затем в зависимости от скорости движения электровоза реверсивноселективной рукояткой выбирают схему соединения тяговых двигателей.
Диапазон скоростей рекуперативного торможения зависит от напряжения в контактной сети. При напряжении в контактной сети 3 000 в и скорости 45—90 км/час применяют параллельное, при скорости 23—50 км/час— последовательно-параллельное и при скорости 12—30 км/час — последовательное соединение тяговых двигателей.
Параллельное соединение. При нулевом положении главной рукоятки и установке реверсивно-селективной рукоятки в положение «Вперед П», а тормозной — на подготовительную позицию 02 включаются контакторы 8-1, 8-2 (см. фиг. 4) и групповые переключатели переходят: КСПО в последовательно-параллельное положение, а КСП1 и КСПН — в параллельное, которые соединяют группы тяговых двигателей параллельно. Одновременно с переходом групповых переключателей КСП1 и КСПН в параллельное положение переключаются тормозные переключатели с тягового режима на тормозной. После этого главная рукоятка переводится на 1-ю позицию и включается электромагнитный контактор 74, и на обмотки независимого возбуждения Н4-НН4 генераторов ПГ1 и ПГ2 подаётся напряжение через полностью введённые сопротивления rl-rl4 (см. фиг. 36).
В результате прохождения тока по обмоткам возбуждения Н4-НН4 (см. фиг. 4) появляется магнитный поток и э. д. с. генераторов ПГ1 и ПГ2, что вызывает ток в обмотках возбуждения тяговых двигателей. У тяговых двигателей появляются магнитный поток и э. д. с., которая вызывает прохождение тока через группу пусковых сопротивлений Р1-Р4, добавочное сопротивление Р73-Р74 и двигательную катушку реле рекуперации 62.
Реле рекуперации 62 имеет катушки сетевую и двигательную, которые включены так, что их магнитные потоки направлены встречно.
Схема рекуперативного торможения рассчитана так, что при установке тормозной рукоятки на позиции 02 тяговые двигатели имеют минимальную э. д. с., а обмотки реле рекуперации 62 — большую разность ампервитков. Благодаря этому якорь реле 62 притянут, блокировка в цепи катушек вентилей линейных контакторов разомкнута и они не включены.
Для того чтобы якорь реле рекуперации отпал и замкнулась блокировка, необходимо, чтобы э. д. с. двух тяговых двигателей была больше или равна напряжению контактной сети.
Следовательно, пока тормозная рукоятка находится на позиции 02, включение линейных контакторов не произойдёт, хотя схема полностью собрана и готова к рекуперации. Схема рекуперации восьмиосного электровоза коренным образом отличается от схем электровозов ВЛ22м , ВЛ22, Сс, С и позволяет машинисту весьма просто осуществить рекуперацию, так как подготовляемые операции можно проделать ещё на выбеге, а торможение начать тогда, когда оно необходимо, оперируя при этом одной лишь тормозной рукояткой.
Перемещение тормозной рукоятки на 1-ю и последующие позиции приводит к уменьшению сопротивления в цепи обмоток Н4-НН4, а следовательно, к увеличению э. д. с. генераторов ПГ1 и ПГ2 и тяговых двигателей, срабатыванию реле рекуперации 62, включению линейных контакторов и отдаче электроэнергии в контактную сеть. На 1-й позиции главной рукоятки будут включены контакторы согласно табл. 3. Прохождение тока в силовой цепи на 1-й позиции главной рукоятки контроллера при рекуперативном торможении и параллельном соединении тяговых двигателей показано на фиг. 19.
Как видно из фиг. 19, обмотки возбуждения двигателей каждой половины электровоза питаются раздельно от своих генераторов ПГ1 и ПГ2 и соединены по циклической (перекрёстной) схеме. Например, в первой половине электровоза обмотки возбуждения двигателей II и 111 образуют одну параллельную ветвь, а обмотки возбуждения двигателей I и IV другую параллельную ветвь, т. е. в каждую параллельную ветвь включены обмотки возбуждения тех двигателей, якоря которых находятся в различных цепях. В каждой параллельной цепи якорей двигателей находится уравнительное сопротивление (Р45-Р43, Р44-Р43А, Р48-Р46 или Р47-Р46 по 0,15 ом каждое) и противо-компаундные обмотки генератора ПГ1 или ПГ2.
В отличие от первого опытного электровоза Н8-001 на электровозах Н8 последующих выпусков противокомпаундные обмотки каждого генератора ПГ1 и ПГ2 включаются раздельно в цепи якорей каждой пары тяговых двигателей.
Токи рекуперации, проходящие по этим обмоткам, создают ампер-витки, направленные против ампер-витков обмотки независимого возбуждения. За счёт этого тяговые двигатели искусственно получают противо-
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
391
компаундную характеристику, необходимую для устойчивой работы рекуперативного торможения.
Кроме того, действие указанных обмоток приводит к сглаживанию толчков тока и тормозной силы при изменениях напряжения в контактной сети. Например, в результате прекращения тяги другого вблизи идущего электровоза напряжение в контактной сети
электровоза достигается регулировкой э. д. с. генераторов ПГ1 и ПГ2 с помощью потенциометра Р180-Р185-Р181, воздействующего на соотношение токов /н1 и I 2 в обмотках независимого возбуждения.
Токи iHi и 1н2 в обмотках независимого возбуждения регулируются тормозной рукояткой контроллера.
Ф*иг. 19. Прохождение тока в силовой цени при рекуперативном торможении и параллельном соединении тяговых двигателей
увеличилось. Это должно было бы привести к резкому уменьшению тока рекуперации и тормозной силы. Однако при уменьшении тока рекуперации за счёт уменьшения ампер-витков противокомпаундных обмоток генераторов ПГ1 и ПГ2 увеличиваются их магнитный поток и э. д. с. Это приводит к росту тока возбуждения, магнитного потока и э. д. с. 1ЯГОВЫХ двигателей. Увеличение э. д. с. тяговых двигателей препятствует сильному уменьшению тока рекуперации и тормозной силы.
Аналогично при уменьшении напряжения в контактной сети действие противокомпаундных обмоток генераторов ПГ1 и Г1Г2 направлено на предотвращение сильного увеличения тока рекуперации и тормозной силы.
Равномерное распределение токов возбуж-тепия и рекуперации между группами тяговых двигателей первой и второй половины
Правильное распределение токов рекуперации между параллельными цепями тяговых двигателей каждой половины электровоза осуществляется благодаря применению циклической схемы включения обмоток возбуждения тяговых двигателей. Допустим, например, что за счёт расхождения характеристик э. д. с. тяговых двигателей / и II несколько меньше, чем э. д. с. двигателей III к IV. При отсутствии в схеме выравнивающего действия эго привело бы к тому, что ток 1\_2 был бы меньше тока /3_4 . В рассматриваемой схеме, когда ток 13_4 стремится стать больше тока 11_„, падение напряжения в уравнительном сопротивлении, включенном между точкой А и землей, будет уменьшаться, а в таком же сопротивлении, включенном между точкой 13 и землей, — увеличиваться. В ре
392
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
зультате потенциал точки А относительно земли будет возрастать быстрее потенциала точки Б. Это вызовет протекание уравнительного тока от точки А через параллельные цепи обмоток возбуждения тяговых двигателей к точке Б. Уравнительный ток в обмотках возбуждения двигателей I и II, как видно из фиг. 19, совпадает с основным током, а в обмотках двигателей III и IV направлен навстречу основному току. Такое
При передвижении тормозной рукоятки на вышестоящие позиции увеличивается э. д. с. тяговых двигателей, ток рекуперации 1р и тормозная сила. При неизменном напряжении в контактной сети каждой позиции тормозной рукоятки и скорости соответствуют определённые величины рекуперативного тока и тормозной силы.
Например, при напряжении в контактной сети 3 300 в и скорости 70 км/час на 7-й пози-
Фиг. 20. Прохождение тока в силовой цепи при рекуперативном торможении и последовательнопараллельном соединении тяговых .двигателей
изменение токов возбуждения приводит к увеличению э. д. с. двигателей I и II и тока I ,_2 и уменьшению э. д. с. двигателей III и 1 V и тока /3_4-
Таким образом, при некотором значении уравнительных токов в обмотках возбуждения уравниваются токи рекуперации в обоих параллельных цепях тяговых двигателей данной половины электровоза. Циклическая схема включения обмоток возбуждения также выравнивает токи в параллельных цепях тяговых двигателей при юзе. Например, если проскальзывает I или II ось, то уменьшение э. д. с. и токов рекуперации двигателей этих осей, как было указано выше для случая расхождения характеристик, приводит к выравниванию токов в параллельных цепях тяговых двигателей.
ции тормозной рукоятки и параллельном соединении двигателей ток рекуперации составляет 360 а, а тормозная сила 26 800 кг.
Для обеспечения нормальной коммутации тяговых двигателей ток рекуперации 1р не должен превышать ток возбуждения 1в более чем в 2,8 раза, т. е. < 2,8.
I в
При рекуперативном торможении, начиная с 6-й позиции тормозной рукоятки, повышается скорость вращения электродвигателей мотор-генераторов путём ослабления поля возбуждения, что соответственно увеличивает мощность мотор-генераторов.
Указанные мероприятия позволили значительно улучшить использование мощности электровоза в режиме рекуперативного торможения.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
393
Как видно из фиг. 19, на параллельном соединении включены контакторы 27-1 и 27-2 групповых переключателей. Эти контакторы необходимы для двухкратного разрыва цепи и дают возможность непосредственно подключать к точке А уравнительное соединение.
Для повышения устойчивости действия схемы обмотки независимого возбуждения генераторов соединены последовательно.
Для выключения рекуперативного тормо-
чатели КСП! и КСПН остаются в своём первоначальном положении.
После установки главной рукоятки на 1-ю позицию перемещают тормозную рукоятку на 1-ю и последующие позиции, пока не сработает реле рекуперации. Затем включаются контакторы согласно табл. 3.
Прохождение тока в силовой цепи на 1-й позиции главной рукоятки, при рекуперативном торможении и последовательно-параллельном соединении показано на фиг. 20.
Фиг. 21. Прохождение тока в силовой цепи при рекуперативном торможении и последовательном соединении тяговых двигателей
.-кения тормозная рукоятка постепенно передвигается на нижестоящие позиции, пока ток рекуперации не станет близким к нулю. После этого перемещаются на пулевые позиции сначала главная, а затем тормозная рукоятка.
По с л ед ов ат ел ь н о-п араллель-11 ое соединение. Для перехода на тормозной режим при последовательно-параллельной соединении реверсивно-селективная рукоятка устанавливается в положение «Вперёд С/7», а тормозная — на позицию 02.
При этом происходит соединение схемы рекуперативного торможения в таком же порядке, как и при параллельном соединении, за исключением того, что групповые переклю-
Действие схемы аналогично схеме при параллельном соединении, с той лишь разницей, что отсутствует циклическая стабилизация тока рекуперации в параллельных цепях тяговых двигателей.
Выравнивание токов рекуперации в параллельных цепях тяговых двигателей осуществляется за счет применения отдельных генераторов преобразователей для питания обмоток в< збуждения каждой цепи двигателей, а также за счет регулировки э. д. с. этих генераторов потенциометром Р180-Р185-Р181.
Последовательное соединение. Переход на рекуперативное торможение при последовательном соединении осуществляется
394
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
таким же порядком, как это было разобрано выше для параллельного и последовательнопараллельного соединения двигателей. При этом реверсивно-селективная рукоятка устанавливается в положение «Вперёд С».
Последовательность включения контакторов на 1-й позиции при рекуперативном торможении и последовательном соединении тяговых двигателей приведена в табл. 3, а прохождение тока показано на фиг. 21.
Силовые схемы электросекций Ср и С§
Моторвагонные секции серии С₽ имеют две схемы: для работы на двух напряжениях контактной сети 1 500 или 3 000 в (Ср) и одном напряжении 3 000 в (С^)
Обе схемы включают в себя по четыре тяговых двигателя и не предусматривают режима электрического торможения.
Двигатели секции, предназначенной для работы при 1 500 и 3 000 в при напряжении в контактной сети 1 500 в во время пуска, имеют последовательно-параллельное и затем параллельное соединение. Переход с одного соединения на другое осуществляется по схеме моста. При напряжении контактной сети 3 000 в двигатели соединяются последовательно и затем последовательно-параллельно. Такую же группировку двигателей имеет и схема, рассчитанная на работу при напряжении только 3 000 в.
Переключение групп двигателей на одно или другое напряжение выполняется двухпозиционным переключателем напряжения ПН, управление которым осуществляется из кабины машиниста и находится под контролем реле напряжения (см. фиг. 55 стр. 431).
На каждой группировке двигателей на секциях С₽ возможно применение одной ступени ослабления поля возбуждения, а на секциях Ср — двух. Общее количество экономических скоростей равно трём.
Процесс разгона может осуществляться автоматически, под контролем реле ускорения, и переводом главной рукоятки контроллера машиниста по его позициям («ручной пуск»).
Схема допускает «аварийный» режим работы при двух отключённых тяговых двигателях.
Контакторы, выводящие ступени сопротивления, имеют групповой привод.
Схема на два напряжения. Режим 3 000 в — последовательное соединение двигателей, первая маневровая позиция соответствует постановке съёмной реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положение «Вперёд» или «Назад» и главной рукоятки на I положение. При этом:
1) переключатель напряжения должен быть в положении Н-3 и его контакты НЗ и Н4 замкнуты, а контакты Н1, Н2, Н5 и Н6 разомкнуты;
2) реверсор устанавливается в положение, соответствующее направлению движения;
3) реостатный контроллер находится в исходном I положении;
4) включаются индивидуальные линейные контакторы JIKJ—ЛК.4.
При переводе главной рукоятки контроллера машиниста на II положение следующие
позиции последовательного соединения двигателей получаются выведением реостатным контроллером секций пусковых сопротивлений в соответствии с таблицей замыкания (фиг. 22). При достижении реостатным контроллером 7-й позиции все пусковые сопротивления выведены и двигатели работают при полном поле. Эта позиция не является ходовой, так как реостатный контроллер переходит на 8-ю позицию. На 8-й позиции замыкаются контакторы Ш1-Ш4, которые параллельно обмоткам возбуждения двигателей включают индуктивные шунты и сопротивления, дающие ослабление поля на 53%.
Переход на последовательно-параллельное соединение двигателей производится переводом главной рукоятки контроллера машиниста из II в III положение.
При этом замыкаются контакторы параллельного соединения П1, П2, НЗ, П4, размыкаются контакторы шунтировки поля Ш1 и Ш4 и мостовые контакторы Ml, М2. Силовая цепь после ЛК.4 составляется из двух параллельных ветвей.
Первая включает якорь и обмотку возбуждения двигателя 1 и сопротивления Р1-Р4. Вторая цепь включает пусковые сопротивления Р5-Р8 и двигатель 2. Через контакторы Н4-НЗ цепь первой группы двигателей соединяется последовательно с цепью второй группы, разветвляясь на две параллельные ветви после контактора НЗ- Одна из этих параллельных цепей включает двигатель 3 и пусковые сопротивления Р9-Р12. Вторая ветвь включает пусковые сопротивления Р13-Р16 и двигатель 4.
С 9-й по 15-ю позиции реостатного контроллера его контакторами постепенно выводятся секции пусковых сопротивлений. 15-я позиция является ходовой параллельного соединения двигателей.
Переход на режим ослабления поля осуществляется переводом главной рукоятки контроллера машиниста в IV положение. При этом замыкаются контакторы Ш1-Ш4, осуществляя ослабление поля.
Режим 1 500 в. Силовые цепи при работе на напряжении 1 500 в составляются подобным же образом, как и при напряжении 3 000 в, но при разомкнутых контакторах НЗ, Н4 и замкнутых Н1, Н2, Н5 и Н6.
Группы тяговых двигателей 1-2 и 3-4 сих пусковыми сопротивлениями оказываются соединёнными параллельно. Последовательность работы схемы точно такая же, как и при напряжении 3 000 в.
Пусковые диаграммы для обоих случаев приведены на фиг. 23а и 236.
В связи с переключениями, необходимыми для работы на двух напряжениях, реверсирование тяговых двигателей осуществляется раздельным переключением их обмоток воз буждения. Аварийное отключение двигателей осуществляется попарно 1-3 и 2-4 двумя шестиполюсными переключателями, отдельные участки схемы при этом замещаются перемычками.
Режим работы при аварийной схеме на напряжении 3 000 в возможен только при последовательном соединении оставшихся тяговых двигателях, а при напряжении 1 500 в только при параллельном соединении. При
/< вспомогательной цепи
Подвижный нонтакт'Неподвижный контакт
i
I
I
Таблица замыканий контакторов
Щ
Г1-Х±
8.832
6, 624 4^416
3,124 1,84
0,82__________
ХвдвЗая полное, поле
ХоСоЧая осппбленние мн*
' CoupUf' iiUH.'itet а сымв \иииб
вязг}________
б’?56 ‘ зр?н
L 3JJ "' 6S6
1,34 -.0.92
Нитш иоле ---yvVuUdft---- ос/юбленнок поле
□ □□ ЯП
-I •
\ь\еТч
:зр?к ~,Q_
Vine '
-©-I L©-
Н1 но
01b
рзв'ви
-^иип P36V
J to>
ш/ 11
•©! *-с— ± Bf2 I
ни
013
L0-0J Цзч
Н5 Н6'
4,416
2 208
~2,208
OJZ^. 0Л2_
1-0-1 Цр>
022
014
I
I
фиг. 22. Силовая схеуа моторного Barona'C^ (на два напряжения 3 000/1 500 в)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 395
396
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Фиг. 23а. Пусковая диаграмма электросекции СР (режим 1 500 а)
Фиг. 236. Пусковая диа грамма электросекции С*5 (режим 3 000 а)
этом выход на автоматическую характеристику происходит на 7-й позиции реостатного контроллера (полное поле) и 8-й позиции (ослабленное поле). Переход на 7-ю позицию при аварийной схеме по времени примерно соответствует переходу реостатного контроллера на 15-ю позицию с нормальной работой схемы.
Схема силовой цепи электросекции С3 (фиг. 24) значительно проще схемы па два
напряжения. Основное) отличие её в следующем:
а) отсутствует переключатель на два напряжения;
б) осуществляется одновременное попарное реверсирование тяговых двигателей, переключением их обмоток возбуждения;
в) имеется дополнительная ступень ослабления поля 72% (позиции 10-я и 17-я);
Фиг. 24. Силовая схема моторного вагона С?
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
397
г) осуществляется попарное аварийное отключение двигателей целыми группами 1-2 и 3-4-,
Пусковая диаграмма электросекции СР показана на фиг. 25, а порядок замыкания контакторов — в помещённой ниже таблице.
Таблица замыкания контакторов на электросекции
Силовые схемы вагонов метрополитена
Вагоны типа А и Б. Схема включает четыре тяговых двигателя, электрического торможения как рабочего не предусматривает.
Двигатели во время пуска имеют последовательно-параллельное соединение, а затем — параллельное соединение. Переход с одной
группировки на другую осуществляется по схеме моста.
Ослабление поля предусмотрено лишь при параллельном соединении двигателей. Общее количество экономических скоростей равно трём. Процесс разгона осуществляется автоматически под контролем реле ускорения (фиг. 26).
Работа с частью отключённых тяговых двигателей схемой не предусмотрена.
Все контакторы силовой схемы индивидуальные.
Силовые схемы вагонов типа А и Б полностью одинаковые. Первая маневровая позиция соответствует постановке рукоятки контроллера машиниста в I положение — «Вперёд» или «Назад» с последующим включением кнопки управления контроллера машиниста. При этом:
1) реверсор устанавливается в положение, соответствующее направлению движения;
2) включаются контакторы LB1, 1R и 12.
При переводе рукоятки контроллера машиниста во II положение и нажатии кнопки управления следующие позиции последовательно-параллельного соединения двигателей получаются выведением секций пусковых сопротивлений включением контакторов в соответствии с таблицей, помещенной на стр. 398. При включении контактора / на 9-й позиции все пусковые сопротивления выведены и двигатели работают на характеристике полного поля. Эта позиция является ходовой.
Переход на параллельное соединение двигателей производится переводом рукоятки контроллера машиниста из II в III положение с последующим нажатием кнопки управления. При этом замыкаются контакторы LB2 и G. Мостовой контактор / размыкается. Силовая цепь после главного предохранителя составится из двух параллельных ветвей. Первая включает: контактор LB1, два параллельно соединённых тяговых двигателя 1 и 3, пусковые сопротивления Р6—РЮ. Вторая включает: контактор LB2, ступени пусковых сопротивлений Р1—Р5 и два параллельно соединённых тяговых двигателя 2 и 4.
При этой группировке так же под контролем реле ускорения в цепях двигателей выводятся пусковые сопротивления. На 14-й позиции двигатели работают по характеристике полного поля. Эта позиция является ходовой.
Переход на позицию ослабленного поля осуществляется переводом рукоятки контроллера в IV положение и нажатием кнопки управления. Ослабление поля до 67% осуществляется секционированием обмоток возбуждения двигателей контактами переключателя шунтировки поля.
Пусковая диаграмма приведена на фиг. 27. Вследствиетого, что включение первых четырёх контакторов, выводящих пусковые сопротивления, замедленно, первые позиции пуска осуществляются хронометрически, без контроля реле ускорения.
При положении контроллера машиниста на «Ход назад» — возможно получение только последовательно-параллельного соединения двигателей.
В случае, если движение вагона происходит «Вперёд», а рукоятка контроллера маши-
598
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 26. Силовая схема вагонов метрополитена типа А и Б
циста будет установлена в положение «Назад», в контурах двигателей первой группы (1 и 3) и второй группы (2 и 4) возникнет электроторможение. В каждом контуре оба двигателя первоначально в течение доли секунды работают как генераторы. Затем один из них «опрокидывается», переходя в тяговый режим. Момент опрокидывания сопровождается резким повышением тока в контурах, вызывающим оплавление контактов реверсора и круговой огонь по коллектору. В дальнейшем процесс электроторможения протекает спокойно. Применение электроторможения на этих вагонах не допускается. Для разрыва цепей контуров групп тяговых двигателей при транспортировке вагонов за 1 и 2 якорями установлены контакты РУМ (РВ1 и РВ2).
Вагоны типа Г и Д имеют по четыре тяговых двигателя. В качестве рабочего предусматривается электрическое (реостатное) торможение.
На тяговом режиме группы двигателей имеют два соединения: последовательное и параллельное. Переход с одного соединения
Таблица замыкания контакторов на вагонах типа А и Б
групп двигателей на другое осуществляется по схеме моста.
Процессы пуска и электрического торможения автоматизированы и происходят под контролем реле ускорения и реле торможения. Переключения пусковых сопротивлений на тяговом и тормозном режимах производятся контакторными элементами группового реостатного контроллера (РК). Ослабление поля тяговых двигателей на вагонах типа Г осуществляется также реостатным контроллером, а на вагонах типа Д — индивидуальными
Фиг. 27. Пусковая диаграмма вагонов метрополитена типа А и Б
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 300
400
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
контакторами. При пуске на последовательном соединении кулачковый вал РК вагонов типа Г проходит 12 позиций в направлении от 1-й к 12-й; после перехода двигателей на параллельное соединение вращается в обратном направлении от 12-й к 1-й позиции; при реостатном торможении вал вращается от 1-й к 12-й позиции. Контакторные элементы РК, находящиеся в первой и второй группах тяговых двигателей, включаются не одновременно, а поочерёдно, что обеспечивает большую плавность пуска поезда.
На вагонах типа Д при пуске на последовательном соединении кулачковый вал проходит 13 позиций. При пуске на параллельном — с позиции 13-й па позицию 20-ю.
При реостатном торможении реостатный контроллер проходит те же 20 позиций.
При тяговом режиме переход с последовательного соединения на параллельное на вагонах типа Г осуществляется тремя контакторными элементами П1, П2, ПЗ группового переходного переключателя, а на вагонах типа Д — двумя контакторными элементами П1 и П2 реостатного контроллера и индивидуальным контактором М.
Переход с тягового режима на тормозной и обратно в обоих случаях осуществляется при помощи группового тормозного переключателя, а изменение направления движения — контакторными элементами реверсора. Линейные контакторы в обеих схемах с индивидуальными приводами. Особенностью схем этих вагонов является то, что на тормозном режиме якоря первой группы двигателей соединены последовательно с обмотками возбуждения второй группы двигателей, а якоря второй группы с обмотками первой группы. Благодаря этому нагрузки обеих групп автоматически выравниваются, что обеспечивает необходимую устойчивость системы при тормозном режиме. Кроме того, при переходе с тягового режима на тормозной и обратно не требуется реверсирования обмоток возбуждения.
На тормозном режиме точки силовой цепи между якорями / и 3 двигателей на вагоне типа Г и между якорями 2 и 4 двигателей на вагоне типа Д через контакторный элемент тормозного переключателя и катушку реле заземления соединяются с землёй. Благодаря этому ни в одной точке схемы потенциал
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
401
Фиг. 30. Силовая схема вагонов метропо.
26 Том 9
402
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
по отношению к земле не может подняться выше напряжения одного якоря. Реле заземления защищает силовую цепь на тормозном режиме от токов утечки, превышающих 4,5 а, посредством воздействия на реле перегрузки.
Тяговый режим. Первая маневровая позиция соответствует постановке съёмной рукоятки контроллера машиниста на положение «Вперёд» или «Назад», а главной — на I положение «хода» (схема вагонов типа Г — фиг. 28 и схема вагонов типа Д — фиг. 30). При этом:
Фиг. 31. Пусковая диаграмма вагонов метрополитена типа Д
1) тормозной переключатель ТП устанавливается в положение двигательного режима;
2) реверсор устанавливается в положение, соответствующее направлению движения;
3) переходной переключатель ПП (вагон типа Г) устанавливается в положение, соответствующее последовательному соединению двигателей;
4) реостатный контроллер РК находится в исходном I положении;
5) включаются индивидуальные контакторы ЛК2, ЛК1, Л КЗ (вагоны типа Г) и контакторы ЛК1, ЛКЗ, М и ЛК2 (вагоны типа Д).
При этом двигатели работают с ослабленным полем возбуждения. При переводе главной рукоятки контроллера машиниста во II положение следующие позиции последовательного соединения двигателей получаются выведением секций пусковых сопротивлений контакторными элементами реостатного контроллера.
На вагонах типа Г на позиции 2-й реостатного контроллера осуществляется первая ступень усиления поля посредством включения контакторных элементов Р13 и Р16 и выключения Р12 и Р15. Обмотки 3 и 2 двигателей вводятся в цепь полностью, а обмотки 1 и 4
двигателей остаются включёнными частично. На позиции 3-й производится вторая ступень усиления поля посредством включения контакторных элементов Р14 и Р17 и выключения Р13 и Р16. В результате все обмотки возбуждения оказываются включёнными полностью и двигатели имеют наибольшее возбуждение до 23 позиций включительно.
Схема построена так, что выключение контакторных элементов реостатного контроллера Р1—РН и Р14 и Р17 осуществляется без разрыва тока; контакторы Р12, Р13, Р15 и Р16 выполнены с дугогашением и, выключаясь, разрывают ток, обусловленный индуктивностью обмоток возбуждения.
На позиции 12-й все секции сопротивлений полностью закорочены, двигатели выходят на автоматическую характеристику при последовательном соединении. Позиция 12а является ходовой.
На вагонах типа Д при II положении главной рукоятки контроллера машиниста реостатный контроллер переходит последовательно с 1-й на 13-ю позицию, которая и является ходовой для этой группировки двигателей. Со 2-й позиции двигатели работают с полным полем возбуждения. Ослабление поля осуществляется вновь на позициях 12-й и 13-й.
Переход на параллельное соединение групп двигателей производится переводом рукоятки контроллера машиниста из II в III положение. При этом в схеме вагонов типа Г контакторные элементы П1 и ПЗ переходного переключателя замыкаются, а . П2 — отключается.
В результате обе группы тяговых двигателей оказываются включёнными параллельно, причём в цепь каждой группы двигателей введены сопротивления.
В дальнейшем РК начинает вращаться в обратном направлении, при этом последовательность включений и выключений его контакторных элементов обратна тому, что было при последовательном соединении (зеркальное отражение).
На позиции 21-й все секции сопротивлений полностью закорочены, двигатели выходят на автоматическую характеристику, имея максимальное или полное возбуждение. Позиции 22-я и 23-я подобны 21-й, за исключением того, что на 22-й размыкается контакторный элемент Р8, а на 23-й —Р6.
На позиции 24-й производится первая ступень ослабления поля, а на позиции 25-й — вторая. 25-я позиция является основной ходовой позицией.
В схеме вагонов типа Д при установке главной рукоятки контроллера машиниста в III положение реостатный контроллер переходит с 13-й позиции на 14-ю. При этом включаются контакторные элементы П1 и П2 и отключаются контакторы Ш1 и Ш2. На 15-й позиции отключается контактор М, чем осуществляется параллельное соединение групп двигателей.
В дальнейшем до 18-й позиции выводятся секции пусковых сопротивлений, а на 19-й и 20-й позициях производится двукратное ослабление возбуждения двигателей. Позиция 20-я является окончательной ходовой позицией.
Пусковая диаграмма двигателей вагонов типа Г дана на фиг. 29, а двигателей вагонов типа Д — на фиг. 31.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
403
Фиг. 33. Тормозная диаграмма вагонов метро» политена типа Д
вагонов метрополитена типа Г
Тормозной режим. Для получения электрического реостатного торможения главная рукоятка контроллера машиниста устанавливается в положение «Тормоз 1» или «Тормоз 2».
При переходе с двигательного режима на тормозной происходит выключение линейных контакторов. Затем тормозной переключатель устанавливается в положение «Тормоз», реостатный контроллер — на 1-ю позицию, а переходной переключатель (в схеме вагонов типа Г) — на позицию «Последовательно». При этом вся силовая цепь отсоединяется от питающей сети как со стороны третьего рельса, так и со стороны земли. Процесс торможения начинается с момента включения линейных контакторов.
При установке рукоятки контроллера машиниста в положение «Тормоз 2» реостатный контроллер, вращаясь, выводит соответствующие секции сопротивлений. Реостатное торможение происходит обычно автоматически под контролем реле торможения, однако возможно и неавтоматическое (ручное) торможение. Для его осуществления главная рукоятка контроллера машиниста последовательно переставляется из положения «Тормоз 1» в положение «Тормоз 1А» и обратно.
В отличие от тягового режима в силовую цепь дополнительно включено одно невыключа-емое сопротивление ТС в схеме вагона типа Г и
26*
404
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
Р14 в схеме вагона типа Д. Когда реостатный контроллер приходит на последнюю позицию тормозного режима это сопротивление остаётся единственным во всей цепи.
Силовая схема вагонов типа Г и Д на тормозном режиме представляет собой две параллельно включённые группы машин, работающих в генераторном режиме на общую нагрузку — реостаты.
Тормозная диаграмма вагона типа Г представлена на фиг. 32 и вагона типа—Д на фиг. 33.
СХЕМЫ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
Требования и принципы построения
Через схемы управления осуществляется дистанционное воздействие на аппараты силовых цепей и обеспечивается их правильное взаимодействие. Схемы управления должны соответствовать следующим требованиям:
1) действия машиниста при управлении ЭПС должны быть простыми и сводиться к выполнению возможно меньшего числа операций. Механические блокировки между рукоятками и кнопками управления должны исключать возможность ошибочной последовательности их применения;
2) если при переводе рукоятки контроллера машиниста с одной позиции на другую должно действовать несколько аппаратов, то правильная последовательность их работы должна обеспечиваться их собственными блокировками;
3) отказ от работы отдельных аппаратов не должен вызывать: опасного нарушения режима работы ЭПС, например, самопроизвольного движения в противоположную сторону, тягового режима вместо тормозного, «самохода» и т. д.; неправильных соединений в силовой цепи, опасных для тяговых двигателей и аппаратов, короткого замыкания цепей.
Для обеспечения надёжности работы необходимо введение дополнительных блокировок аппаратов. При разработке схемы цепей управления учитывается возможность возникновения одновременно лишь одной неисправности — совпадение нескольких неисправностей считается маловероятным. В тех случаях, когда неисправность не вызывает опасного нарушения режима работы, не грозит повреждением и может привести лишь к временной перегрузке системы или её части, дополнительные блокировки, как правило, не вводятся в предположении, что такие перегрузки отключаются аппаратами общей защиты;
4) должна быть исключена возможность разрыва мощности аппаратами, не предназначенными для таких отключений и не имеющими дугогашения, — реверсоры, тормозные переключатели и ряд других;
5) соединение силовой цепи с контактной сетью, а также включение двигателей на режим электрического торможения должно осуществляться лишь после того, как соберётся вся силовая схема, включая пусковые сопротивления. До перехода на рекуперативный режим должен быть включён возбудитель рекуперации;
6) должно предотвращаться опасное для заклинивания колёс одновременное применение электрического и воздушного тормозов;
7) должна полностью исключаться воз
можность возникновения вредных контуров и обходных соединений, которые могут вызвать неправильное действие силовых аппаратов как на отдельно взятом локомотиве, так и при их работе по системе многих единиц.
При управлении по системе многих единиц работа автоматики пуска или торможения иа каждой единице ЭПС должна проходить независимо от других, таким образом, чтобы обеспечивать правильное распределение нагрузок между локомотивами. Вместе с этим схема должна обеспечивать обязательный выход на естественные безреостатные характеристики двигателей для всех локомотивов;
8) переход на работу по аварийной схеме с отключёнными двигателями в тех случаях, когда он требует изменения порядка действий силовых аппаратов, должен производиться при условии автоматического изменения схемы управления блокировочными устройствами от-ключателей двигателей. Как правило, должна предусматриваться возможность параллельной работы ЭПС с отключёнными двигателями и с нормальной схемой;
9) при отключении аппаратов защиты схема управления должна допускать их восстановление только при отсутствии тока в силовой цепи;
10) схема независимо от положения ЭПС в процессе движения должна допускать постановку рукоятки контроллера машиниста на любое положение непосредственно из нулевого. Процесс пуска или торможения должен при этом происходить со степенью плавности, практически не зависящей от скорости перестановки рукоятки контроллера управления.
Хотя для систем автоматического управления не всегда обязательна возможность обратного перехода с высших ступеней на низшие, однако постановка рукоятки на низшие позиции не должна сопровождаться размыканием силовой цепи.
Перевод рукоятки контроллера машиниста с тормозного на нулевое положение должен подготовлять систему к переходу на исходную позицию двигательного режима.
При применении системы автоматического управления для локомотивов, работающих с поездами различного веса (электровозы), машинисту должна предоставляться возможность менять основную регулировку автоматики: пусковой или тормозной ток, тяговое или тормозное усилие при работе системы без перерыва режима движения;
11) схема управления должна быть по возможности простой и содержать наименьшее количество блокировок, особенно электрических;
12) при неавтоматических системах управления следует предусматривать, чтобы при резком передвижении рукоятки контроллера машиниста положение аппаратов силовой цепи приходило в соответствие с конечной позицией, на которую поставлена рукоятка. При этом, хотя и может быть допущено некоторое нарушение обычной последовательности в работе аппаратов, должна быть полностью исключена возможность возникновения коротких замыканий и разрывов силовой цепи, которые не возникают при нормальном темпе передвижения рукоятки. Для электровозов должна
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
405
быть предусмотрена возможность обратного перехода с высших позиций иа низшие при двигательном режиме и с низших на высшие — при тормозном.
Схемы управления электровозов ВЛ22М
Питание цепей управления осуществляется от одного или двух генераторов тока управления. Кроме того, имеется аккумуляторная батарея ёмкостью около 80 ампер-часов.
Поддержание постоянного напряжения на зажимах генератора управления на уровне 50 в осуществляется с помощью регулятора напряжения, включённого в цепь обмотки возбуждения каждой машины.
Все электроаппараты управления генераторами и зарядкой аккумуляторной батареи собраны на распределительном щите РЩ-31 или щите ПУ-ЗА.
При нормальном режиме работы аккумуляторная батарея находится непрерывно в состоянии подзарядки. Работа батареи на разряд возможна лишь при отключении обоих генераторов или кратковременно в момент приведения электровоза в действие. При падении напряжения на зажимах генератора ниже 48 в возможны случаи параллельной работы генератора и батареи.
Для периодической зарядки батареи повышенным напряжением на щите предусмотрен рубильник усиленной зарядки. При размыкании этого рубильника в цепь катушек регуляторов напряжения вводятся добавочные сопротивления. Этим вызывается изменение режима работы регулятора и повышение напряжения генераторов управления.
Непосредственно от распределительного щита через плавкие предохранители питаются: выключатели управления в кабинах; освещение машинного помещения электровоза; освещение высоковольтной камеры; лампа освещения щитка; управление вспомогательными цепями и обмотка независимого возбуждения мотор-генератора рекуперации; штепсельная розетка в кабине; кнопки управления пантографами.
Управление быстродействующими выключателями БВ. Для включения БВ на кнопочном выключателе 100 и 101 имеется по две кнопки: «Быстродействующий выключатель» и «Восстановление БВ» (см. фиг. 36).
Питание к кнопке «Быстродействующий выключатель» подводится от выключателя управления.
При включении этой кнопки подаётся питание к кнопке «Восстановление БВ» и, кроме того, через кнопку «Быстродействующий выключатель», удерживающей катушке БВ, в цепи которой имеются блокировки, всех реле перегрузки РП тяговых двигателей, реле максимального напряжения РМН и реле перегрузки мотор-генератора рекуперации 82. Между удерживающей катушкой и землёй при тяговом режиме включена блокировка ТК тормозного переключателя.
При тормозном режиме, когда эта блокировка размыкается, в цепь введены прямая блокировка контактора 63, включающего мотор-генератор рекуперации, и две блокировки АВУ, обеспечивающие правильное взаимодей
ствие электрического и воздушного тормо. жения.
Для включения БВ необходимо, кроме возбуждения удерживающей катушки, кратковременно возбудить и катушку электропнев-матического клапана восстановления БВ, которая получает питание при нажатии на кнопку «Восстановление БВ» через блокировочный контакт контроллера машиниста, в цепи проводов 29—29А (29Б), замкнутый в нулевом положении главной рукоятки контроллера. Кнопка «Восстановление БВ» импульсного действия. При включении ВВ замыкается его блокировка в цепи проводов 50-50М, включая красные сигнальные лампы в кабинах электровоза.
Блокировки в цепи удерживающей катушки Б В имеют следующее назначение:
а) блокировки РП1-2, РПЗ-4, РП5-6 разрывают цепь удерживающей катушки при перегрузках в соответствующих группах двигателей;
б) блокировка РМН разрывает цепь удерживающей катушки при повышении напряжения в контактной сети свыше 3 750 в;
в) блокировка реле перегрузки 82 разрывает цепь при перегрузках и коротком замыкании мотор-генератора рекуперации;
г) блокировка контактора 63 обеспечивает включение БВ лишь после замыкания контактора мотор-генератора;
д) блокировка АВУ в проводе 50Ж-50И разрывает цепь при повышенном давлении в тормозном цилиндре сверх 1,8—2,0 атм в момент одновременного применения рекуперативного и воздушного вспомогательного тормоза;
е) блокировка ТК-М служит для выключения действия блокировок АВУ и контактора 63 при тяговом режиме;
ж) блокировка АВУ в проводах 50Н разрывает цепь удерживающей катушки при применении экстренного воздушного торможения.
Цепи управления при работе на тяговом режиме начнут собираться после включения выключателя управления 105(106) (фиг. 34), постановки реверсивной рукоятки контроллера машиниста в одно из положений «Вперёд» или «Назад» и главной рукоятки на 1-ю позицию. При этом произойдут следующие переключения, соответствующие последовательному соединению тяговых двигателей:
а) замыкаются контакторные элементы контроллера машиниста: 1, 5, 10, 49, Н1
(Н2), G. Напряжение по проводу Hl (Н2), поступает ко всем контакторным элементам, за исключением 29, 14, 49 и 6;
б) групповой переключатель находится в положении последовательного соединения, так как катушки его привода не возбуждены. При этом замкнуты лишь его блокировки КСП-С и КСП-С-СП;
в) катушка ТК.-М тормозного переключателя получает питание от провода 10. В нулевом положении рукоятки тормозного барабана, а также на положениях 80П-1 и ОП-2 провод 16 замыкается с контакторным элементом G главного барабана контроллера, замкнутом лишь на 1-й позиции. На двигательном оежиме контактор 19 должен быть разомкнут, а его блокировка 16Б-16А-16\ должна быть замкнута, что обеспечивает питание катушки ТК-М и переключение тоцмозного пере
4С6
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
ключателя в двигательный режим. Этим вызывается размыкание всех блокировок ТК-Т и замыкание блокировок Т’К’-М;
г) от провода 10 через контакты реверсивного барабана контроллера машиниста 10-0 или 10-8 питаются соответствующие катушки реверсора. Реверсор устанавливается в нужное положение.
От провода 8 (0) через блокировку реверсора ВП получает питание катушка контактора 54, имеющая в своей цепи блокировки БВ, ТК-М, контактора 19 и далее такую же цепь, как и для питания катушки ТК.-М. Этим вызывается включение контактора 54, сопровождающееся замыканием его блокировок в цепях проводов: 49-G, 7B-G и 1В-8Б, через которые для невозможности включения силовой схемы на каких-либо других позициях, кроме 1-й, проходит цепь заземления большинства реостатных контакторов;
д) от провода 1 через замкнутую блокировку КСП-С, 1-1А и блокировку ОМ, 1А-1Б получает питание катушка контактора 47, имеющая после блокировки контактора 54 такую же цепь, как и катушка контактора 54;
е) от провода 5 питается катушка контактора 42. Её обратный провод соединён с землёй через блокировку К.СП-С-СП, 5А-1В и далее так же, как катушка контактора 47;
ж) от провода 10 через блокировку ОМ 10-10А питаются катушки контакторов 40 и 46. Их дальнейшая цепь составляется так же, как и цепь контактора 47.
При замыкании контакторов 47, 42, 40 и 46 устанавливается 1-я позиция последовательного соединения.
Замыкание контактора 40 сопровождается включением его блокировок в цепях проводов бД-G, 6E-G, 28Б-28Г. Первые две блокировки имеют то же назначение, что и блокировки контактора 54. Блокировка в проводах 28Б-28Г не даёт возможности замкнуться контактору 79, включающему обмотку независимого возбуждения возбудителя при рекуперативном торможении до того, как установится последовательное соединение пусковых сопротивлений.
Дальнейшее перемещение главной рукоятки контроллера до 16-й позиции вызывает включение в цепь тока управления катушек контакторов в соответствии с табл. 1. В цепи катушек контакторов, группирующих сопротивления (со стороны земли), и катушки ТК-М, начиная со 2-й позиции контроллера, включаются блокировка контактора 54 и контакторный элемент 49 контроллера машиниста. В цепи катушек реостатных контакторов (кроме 51 и 52) включены блокировки контакторов 37, 42, 45.
Контактор 43 включён через блокировку контактора 45. Такая взаимная связь цепей управления контакторов обеспечивает введение сопротивлений при переходе с одного соединения тяговых двигателей на другое (16—17-й позиций и 27—28-й позиций), а также правильную последовательность размыканий при обратном движении рукоятки контроллера машиниста.
На позиции 16-й замыкается контакторный элемент 6 контроллера машиниста. От провода 6 получают питание катушки контакторов' 49 м.55.
Включение контактора 49 вызывает размыкание его блокировки в проводах 6-6А и замыкание другой его блокировки в цепи проводов 10-6А.
В момент перехода с 16-й на 17-ю позицию контакторный элемент 1 контроллера машиниста размыкается, прекращая питание провода 1, что вызывает отключение контактора 47 и размыкание его блокировки в цепи проводов 6-6В. Одновременно происходит замыкание блокировки этого контактора в цеп и, проводов 6А-6В.
Таким образом, питание катушек контакторов 49 и 55 переводится с провода 6 на провод 10. За счёт такого взаимного блокирования контакторов 49, 55 и 47 обеспечивается правильная последовательность пересоеди-нения групп сопротивлений одновременно с переключением группового переключателя,осуществляющего перегруппировку тяговых- двигателей .
На 16-й позиции главной рукоятки возможно применение ступеней ОП-1 и ОП-2 ослабления поля путём постановки в соответствующие положения тормозной рукоятки контроллера машиниста. Когда рукоятка поставлена в положение ОП-1, напряжение по проводу 27 подводится к катушке контактора 27. Так как от электропневматического вентиля контактора 27 воздух поступает в цилиндры контакторов 28, 29 и 30, то все; эти контакторы замыкаются одновременно. При постановке тормозной рукоятки в положение ОП-2 напряжение по проводу 26 через блокировку замкнутого контактора 27 подводится к катушке контактора 34, вентиль которого одновременно подаёт сжатый воздух также в цилиндры контакторов 31, 32 и 33. , ,
Для перехода на последовательно-параллельное соединение необходима постановка тормозной рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение и перестановка главной рукоятки с позиции 16-й в позицию 17-ю. При этом размыкаются все контакторы ослабления поля и происходят следующие переключения:
а) прекращается питание катушек всех реостатных контакторов, за исключением контакторов 44 и 51; )
б) размыкается контактор 47, соединяющий последовательно первую группу сопротивлений с остальными двумя;
в) по замыкании контакторного элемента 2 контроллера машиниста по проводу 2 получают питание две включающие катушки II и III группового переключателя и одна выключающая катушка IV, что вызывает его переход во II положение, соответствующее последовательно-параллельному соединению двигателей. При этом размыкаются блокировки К.СП-С и замыкаются блокировки КСП-СП и КСП-СП-П;
г) от провода 4 через блокировку КСП-СП-П, 4-4А получает питание катушка контактора 36.
Перемещение главной рукоятки контроллера машиниста с 17-й позиций до 27-й, сопровождается последовательным выведением пусковых сопротивлений путём замыкания контакторов, как показано в табл. 1.
На 27-й позиции, кроме реостатных контакторов, от провода 7 включается контактор
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
407
56 по следующей цепи; провод 7, блокировки ТК-М, 7-7А и 7А-7Б, катушка контактора, блокировка контактора 54, 7B-G и земля.
Кроме того, от этого же провода получают питание две катушки группового переключателя (включающая и выключающая) по следующей цепи: провод 7, блокировка ТК-М, 7-7А, блокировка КСП-СП, 7А-ЗА, катушки группового переключателя и земля.
На 27-й позиции с помощью тормозной рукоятки могут быть осуществлены две позиции ослабления поля. Соедииеиия при этом такие же, что и иа 16-й позиции.
Для перехода на параллельное соединение двигателей необходим перевод главной рукоятки контроллера машиниста с 27-й позиции в 28-ю. При этом:
а) прекращается питание катушек всех реостатных контакторов, сопровождающееся их размыканием, за исключением контакторов 51 и 52;
б) прекращается питание провода 5, что вызывает размыкание контактора 42, соединяющего последовательно вторую и третью группы пусковых сопротивлений;
в) прекращается питание провода 2, что прерывает питание II, III и IV катушек группового переключателя. Однако 7 и IV катушки будут питаться от провода 7, что вызывает его поворот в положение, соответствующее параллельному соединению тяговых двигателей. При этом разомкнутся блокировки КСП-С-СП и КСП-СП и замкнутся блокировки КСП-П.
При замыкании блокировки КСП-СП, 7А-ЗА питание катушек вентилей / и IV переводится на провод 3 через блокировку КСП-П в цепи проводов З-ЗА;
г) от провода ЗА через блокировку КСП-П, ЗА-ЗБ, получит питание катушка контактора 37. Замыкание этого контактора устанавливает второе уравнительное соединение между тремя группами пусковых сопротивлений.
Поворот главной рукоятки далее до 36-й позиции сопровождается замыканием реостатных контакторов и последовательным выведением соответствующих сопротивлений согласно табл. 1.
На 36-й позиции возможно применение двух ступеней ослабления поля.
Цепи управления при рекуперативном торможении. Переход иа режим рекуперативного торможения осуществляется после предварительного пуска мотор-генератора и постановки главной и тормозной рукояток контроллера машиниста на первые позиции, а селективной рукоятки иа необходимое соединение машин.
При установке селективной рукоятки в положение «С», соответствующее последовательному соединению якорей, происходят следующие переключения:
а) от провода 10 главного барабана напряжение подводится к пальцу 10 тормозного барабана контроллера машиниста, затем к проводу 28 и через контакты селективного барабана к проводам 30 и 32;
б) от провода 28, через блокировку ОМ, 28-28Б получает питание катушка контактора 19, в цепи которой имеется блокировка БВ, 28H-G.
Замыкание контактора 19 осуществляет
включение двух групп стабилизирующих сопротивлений: Р65-Р6в и РцтРкА
в) от проводов 32 и 30 получают питание катушки контакторов 21 и 22. К жтактором 22 включается стабилизирующее сопротивление Ры-Р1а. Контактор 21 соединяет обмотки возбуждения тяговых машин в две группы;
г) включение контактора 19 сопровождается замыканием его блокировки 28-28А и размыканием блокировки 16-16 А-16Б. Через блокировку 28-28А получает питание катушка тормозного переключателя ТК-Т, вызывая его переход в положение рекуперативного торможения, что сопровождается размыканием блокировок ТК-М и замыканием блокировок ТК-Т;
д) от проводов 8 (0) через блокировку реверсора 8-8А (0-8А) получает питание катушка контактора 54, имеющая в своей цепи блокировки БВ, 8Б-16В; ТК-Т, 16В-15Г; ОМ, 15В-15Г; контакторов 21 и 22, 15А-15В и 15-15А; контакты тормозного барабана контроллера машиниста и контакторный элемент G главного барабана. Контактор 54 остаётся включённым при всех рекуперативных соединениях.
Так как контакторы 21 и 22 включены не на всех рекуперативных соединениях, то в случае размыкания их блокировок в цепи катушки контактора 54 катушка шунтируется блокировками КСП-СП или КСП-П последовательно с блокировкой контактора 24;
е) после замыкания контактора 54 от проводов 1, 5 и 10 включаются катушки контакторов 36, 40, 42, 46, 47, обеспечивающие последовательное соединение пусковых сопротивлений. Включение их осуществляется точно так же, как и при двигательном режиме. Так как при режиме рекуперативного торможения контакторы 47 и 42 должны быть включены на всех соединениях якорей тяговых машин, блокировки группового контактора в цепях их катушек КСП-С, 1-1А и КСП-С-СП, 5А-1В зашуптированы блокировками ТК-Т. Катушка контактора 36 включается от провода 1 через блокировку ТК-Т, 1-4А;
ж) включение контактора 40 сопровождается замыканием его блокировок 28Б-28Г и возбуждением катушки контактора 79 (питание обмотки независимого возбуждения возбудителя);
з) от провода 10 через блокировку ТК-Т, 10-11 получает питание катушка реостатного контактора 51.
На этом заканчивается сборка схемы рекуперативного торможения. Главная рукоятка контроллера машиниста постепенно переводится иа 16-ю позицию, вследствие чего получают питание провод 6 и катушки контакторов 49 и 55. Включение контактора 49, сопровождающееся замыканием его блокировки 10-10Б, обеспечивает питание катушки контактора 56. Все эти переключения осуществляются так же, как и при двигательном режиме.
Тормозным барабаном контроллера машиниста производится регулирование возбуждения мотор-генератора изменением сопротивлений реостата 80 и 81.
На 3-й позиции тормозного барабана получает питание провод 26, от которого через блокировки контактора 27, 26-26Б и БВ,
408
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
26Б-26В возбуждается катушка вентиля регенерации 121.
При рекуперативном торможении на последовательнопараллельном соединении якорей тяговых машин цепи управления те же, что при последовательном соединении, за исключением следующего.
Рукоятка селективного барабана переводится в положение «СП», что вызывает прекращение питания провода 32 и одновременное включение провода 2.
Прекращение питания провода 32 и, следовательно, катушки контактора 21 вызывает размыкание этого контактора, что сопровождается замыканием его обратной блокировки 28Б-28В и питанием через неё катушки контактора 23.
От провода 2 устанавливается питание (как и при двигательном режиме) катушек II, III, IV группового переключателя и он переходит в положение, соответствующее последовательно-параллельному соединению.
Управление режимом торможения в этом случае осуществляется также последовательным переводом главной рукоятки контроллера из 1-й в 16-ю позицию и перестановкой по позициям рукоятки тормозного барабана.
Рекуперативное торможение при параллельном соединении якорей осуществляется установкой рукоятки селективного барабана в положение «П». При этом происходят следующие изменения.
Прекращается питание провода 2 и, следовательно, катушек вентилей II, III, IV группового переключателя. Прекращается также питание провода 30 и включается провод 31, от которого через замкнутую блокировку ТК.-Т, 31-3A получают питание I и IV катушки группового переключателя. Это вызывает его переход в положение параллельного соединения и замыкание блокировки 31А-28Д, что даёт питание катушкам контакторов 20 и 24 от провода 31. Контакторы 20 и 24 замыкаются, включая стабилизирующие сопротивления Р61-Рв2. Р^-Рцц, Рц-Рц и PefPia- Управление режимом осуществляется, как и при предыдущих соединениях.
Цепи управления при аварийном режиме. Отключение какого-либо тягового двигателя или группы двигателей сопровождается размыканием блокировок ОМ в цепях проводов 1А-1Б, 6В-6Г, 6А-6Б, 10А-10 и замыканием блокировок в цепях проводов 4А-10А и 10А-1Б. При этом происходят следующие изменения включения контакторов при двигательном режиме:
а) контактор 47 включается с 17-й позиции главной рукоятки контроллера машиниста от провода 4 через блокировки ДСП-СП-П, 4-4А,ОМ, 4А-10А и 10А-1Б и остаётся замкнутым до 36-й позиции;
б) катушка контактора 55 питания не получает, так как её цепь размыкается блокировкой ОМ, 6В-6Г;
в) питание катушек контакторов 40 и 46 начинается только с 17-й позиции от провода 4 через блокировки К.СП-СП-П, 4-4А и ОМ, 4А-10А. На позициях с 1-й по 16-ю силовая цепь этими контакторами разорвана;
г) катушка контактора 49 получает питание с 28-й позиции, когда замкнута блокировка ДСП-П, 6А-6Б.
При перемещении главной рукоятки с 17-й на 28-ю позицию происходит замыкание реостатных контакторов согласно табл. 1. Переход на параллельное соединение двигателей происходит так же, как при нормальной работе схемы, лишь пусковые сопротивления группируются в две параллельные цепи. Средняя группа сопротивлений на 28-й позиции и далее выключена.
Схема управления электровоза ВЛ22м без электрического торможения дана на фиг. 35. В связи с отсутствием рекуперативного торможения схема управления значительно проще. В частности, сокращается значительное число блокировок контакторов.
Схема управления восьмиосного электровоза Н8*
Питание цепей управления. Цепи управления, подобно электровозу ВЛ22М , питаются от двух генераторов управления типа ДК-405К, а когда они не работают,—от аккумуляторной батареи типа 40-НЦН-100 ёмкостью 100 а-ч.
Питание цепей управления осуществляется через выключатели управления 79 (80) (фиг. 36) типа ВУ221, установленные по одному в каждой кабине управления, и плавкие предохранители, смонтированные на панели управления типа ПУ-ЗА-1.
Управление генераторами тока и зарядкой аккумуляторной батареи на восьмиосном электровозе принципиально ничем не отличается от электровоза ВЛ22м .
Управление быстродействующим выключателем БВ1 цепи тяговых двигателей. Включением выключателя управления 79 (80) напряжение по проводу Hl (Н2) подаётся к кнопкам «Песок» выключателя 201 (202), БВ1 выключателя 81 (82) и контактам контакторов главного и реверсивного валов контроллера машиниста.
При включении кнопки БВ1 от провода 348 через добавочное сопротивление 300 ом в цепи проводов 348-347 получают питание низковольтная катушка дифференциального реле 52 и катушка вентиля «Возврат БВ1ъ. Однако добавочное сопротивление настолько ограничивает ток в этих катушках, что дифференциальное реле и вентиль «Возврат БВЬ не могут сработать. Благодаря этому блокировка 52 в проводах Н65-Н66 остаётся разомкнутой. При нажатии кнопки «Возврат БВ1ъ напряжение 50 в от кнопки БВ1 по проводу Н27 (Н28) через контактор контроллера машиниста, замкнутый только на нулевой позиции, и провод 347 подаётся на катушки вентиля «Возврат БВ1ъ и дифференциального реле 52.
Так как при включении кнопки «Возврат БВ1ъ добавочное сопротивление в проводах 348-347 закорачивается, катушки дифференциального реле 52 и вентиля «Возврат БВ1-»
* Написано инж. В. К. Калининым.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
409
получают форсировку. Дифференциальное реле срабатывает, замыкается блокировка 52 в проводах Н65-Н66 и подаётся напряжение на удерживающую катушку БВ1 при тяговом режиме по цепи: провод Э48, блокировка тормозного переключателя ТК1-М, провод Н65, блокировка 52, провод Н66, удерживающая катушка БВ1 и земля. Возбуждается удерживающая катушка БВ1.
Одновременно с возбуждением удерживающей катушки БВ1 и форсировки возбуждения катушки вентиля «Возврат БВ1ъ осуществляется сближение якоря быстродействующего выключателя с его сердечником.
После прекращения нажатия кнопки «Возврат БВ1» она под воздействием пружины возвращается в первоначальное положение и в цепь катушек дифференциального реле 52 и вентиля «Возврат БВ1» вводится снова добавочное сопротивление 300 ом и уменьшается их ток. Однако уменьшенное значение тока в катушке дифференциального реле 52 является достаточным для удержания его якоря в притянутом положении, при котором блокировка 52 в проводах Н65-Н66 остаётся замкнутой.
При уменьшении тока в катушке вентиля «Возврат Б В Г» якорь его не в состоянии удержаться в притянутом состоянии и возвращается в первоначальное положение. При этом цилиндр привода сообщается с атмосферой, включается быстродействующий выключатель БВ1 (замыкаются главные контакты), замыкаются все блокировки БВ1 и на панелях измерительных приборов в кабинах управления загораются сигнальные лампы БВ1.
Параллельно блокировкам Tfcl-M и 52 и удерживающей катушке БВ1 подключено разрядное сопротивление Р136-Р137.
При рекуперативном торможении блокировка TKJ-M разомкнута и в цепь удерживающей катушки БВ1 вводятся блокировки быстродействующего выключателя БВ2, автоматических выключателей управления (АВУ) ИЗ и 89 и контакторов 40-2 и 40-1. Назначение этих блокировок такое же, как и блокировки АВУ123, АВУ124 и 63 электровоза ВЛ22М е рекуперативным торможением.
Дифференциальное реле 52 (типа Д-4) отрегулировано так, что при токе небаланса более 100 а и напряжении 50 в на катушке с добавочным сопротивлением якорь отпадает и размыкаются блокировки 52 в проводах Н65-Н66. Размыкание блокировки 52 вызывает разрыв цепи удерживающей катушки БВ1 и отключение быстродействующего выключателя.
Управление при тяговом режиме. Прямое перемещение главной рукоятки контроллера. Для приведения электровоза в движение реверсивноселективная рукоятка контроллера машиниста ставится в положение «Вперёд Mi> или «Назад М», после чего главная рукоятка переводится на 1-ю позицию. При этом замыкаются контакторы главного вала контроллера в цепи проводов Э0, Н1(Н2), пятого сверху, Э8, Э23 и Э24 и контакторы реверсивно-селективного вала (если рукоятка находится, например, в положении «Вперёд М») в цепи проводов Э1 (Э2), ЭЗ и Э6.
От провода П1 (112) получают питание про
вода Э8, Э23 и Э24 главного вала и провода Э1 (Э2), ЭЗ и Э6 реверсивно-селективного вала контроллера. Провод Э0 соединяется с землёй через верхний контактор главного вала контроллера и контактор тормозного вала, замкнутый на нулевой позиции. От провода Э1 (Э2) возбуждаются катушки вентилей реверсоров вперёд ВП1 и ВПП; от провода ЭЗ — катушки вентилей тягового режима тормозных переключателей TKJ-M и ТКП-М; от провода Э23 через блокировку второго группового переключателя КСПП-С-СП и провод К29 напряжение подаётся к катушкам вентилей контакторов 6-2, 6-1, 11-2 и 5-1; от провода Э24 через блокировку тормозного переключателя ТКП-М и провод КЗО возбуждаются катушки вентилей возврат реле перегрузок 65-1, 66-1, 65-2, 66-2 и реле максимального напряжения 64.
После поворачивания реверсоров в положение «Вперёд» и тормозных переключателей в положение тягового режима и замыкания блокировок ВПП, ВП1 и TKI-M от провода Э1 создаётся цепь тока: блокировка реверсоров ВПП и ВП1, провод ИЗ, блокировка тормозного переключателя TKI-M, провод Н4, блокировка быстродействующего выключателя БВ1 и провод КЗ. Далее идёт ток по двум направлениям:
1) катушка вентиля сдвоенных контакторов 3-1 и 4-1 и земля через блокировку TKI-M, провод Кб, блокировку ТК1-М, провод П7, блокировки КСПО-С, КСП1-С-СП, КСПП-С-СП, провод ЭО и контакторы главного и тормозного валов, замкнутые на первой позиции главной рукоятки и нулевой позиции тормозной рукоятки;
2) катушка вентиля сдвоенных контакторов 3-2 и 4-2 и земля по цепи провода Кб.
Включаются линейные контакторы 3-1, 4-1, 3-2 и 4-2, которые завершают образование замкнутой силовой цепи на 1-й позиции при последовательном соеди,нении тяговых двигателей, так как с 1-й по 16-ю позицию ни одна из катушек вентилей групповых переключателей не возбуждена и они находятся в исходном положении, при котором замкнуты их контакторы 22-1, 25-1, 32-0, 22-2 и 25-2 (см. фиг. 5).
После включения контактора 4-1 и замыкания всех его блокировок, через блокировку 4-1 в проводах H7-G (см. фиг. 36) от провода 117 образуется вторая цепь земли катушек вентилей сдвоенных контакторов 3-1, 4-1 и 3-2, 4-2. Эта блокировка контактора 4-1 требует от машиниста некоторой задержки главной рукоятки контроллера на 1-й позиции, чтобы обеспечить правильную очерёдность срабатывания аппаратов и предотвратить перевод главной рукоятки на следующие позиции при незаконченном ещё процессе включения аппаратов.
После включения контактора 4-1 и восстановления реле перегрузок от провода Э6 через блокировки групповых контакторов КСПО-С, КСП1-С-СП и КСПП-С-СП, провод К18, блокировки реле перегрузок тяговых двигателей 66-2, 65-2, 66-1 и 65-1, провод ИЗО, блокировку 4-1 и провод К27 подаётся напряжение к катушкам вентилей контакторов 11-1, 12-1, 12-2, 5-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2.
410
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Катушки вентилей этих контакторов не возбуждены, так как разомкнуты их цепи со стороны земли.
На 2-й позиции контроллера размыкаются контакторы в цепи проводов Э0 и Э24 и замыкается контактор в цепи провода ЭИ. Контактор Э0 прерывает начальное соединение с землёй катушек вентилей сдвоенных контакторов 3-1, 4-1 и 3-2, 4-2. Контактор Э24 разрывает цепь питания катушек возврат реле перегрузок 65-1, 66-1, 65-2, 66-2 и реле максимального напряжения 64. Замкнувшийся контактор в цепи провода ЭИ соединяет с землёй катушку вентиля контактора 6-2, которая находится под напряжением от провода Э23. Контактор 6-2 включается и закорачивает секцию пусковых сопротивлений Р23-Р24 (см. фиг. 4). Пусковое сопротивление уменьшается на 6,9 ом и становится равным 18,57 ом.
На каждой последующей позиции со 2-й по 16-ю производится уменьшение пускового сопротивления как за счёт закорачивания его секций, так и соединения некоторых из них в параллельные цепи.
Порядок действия схемы при разгоне электровоза можно проследить по табл. 3.
В процессе разгона, когда напряжение на тяговых двигателях и введённом в их цепь пусковом сопротивлении второй половины электровоза станет больше 1 900 в, срабатывает реле пониженного напряжения 63. Блокировка этого реле в цепи проводов К18-К40 (см. фиг. 36) замкнёт цепь тока сигнальных ламп, указывающих машинисту на правильное действие схемы.
На 16-й позиции замыкаются контакторы главного вала контроллера в цепи проводов Э9 и ЭИ. Контактор провода Э9 замыкает цепь катушки вентиля контактора 12-1 со стороны земли, которая находится под напряжением от провода Э6. Контактор 12-1 включается и закорачивает секции пусковых сопротивлений Р5—Р7 (см. фиг. 4). Контактор провода ЭИ замыкает цепь катушки, вентиля контактора 6-2 со стороны земли, которая находится под напряжением от провода Э23. При включении контактора 6-2 закорачивается последняя группа пусковых сопротивлений Р23—Р26.
При переводе главной рукоятки на 17-ю позицию осуществляется переход на последовательно-параллельное соединение. При этом происходит размыкание контакторами главного вала контроллера цепи проводов пятого сверху Э13, Э18, Э19, Э20, Э21, Э22 и выключение реостатных контакторов 7-1, 10-1, 11-1, 5-2, 7-2, 10-2 (см. фиг. 7) и замыкание цепи проводов Э5, Э7 и Э24 (см. фиг. 36). Размыкание цепи провода пятого сверху прекращает питание провода Э6, что приводит к погасанию сигнальных ламп реле пониженного напряжения. Выключением реостатных контакторов вводятся в цепь тяговых двигателей пусковые сопротивления.
От провода Э7 получают питание катушки двух вентилей нулевого группового переключателя КСП-0. Однако кулачковый вал группового переключателя не может сразу же начать вращаться, так как для входа сжатого воздуха в цилиндр привода, через включающий вентиль и для выхода воздуха из противо
положного цилиндра через выключающий вентиль необходимо некоторое время и, кроме этого, кулачковый вал группового переключателя должен развить необходимое угловое ускорение. Поэтому индивидуальные реостатные контакторы успевают выключиться и ввести в цепь тяговых двигателей часть пусковых сопротивлений. После перехода нулевого группового переключателя в положение последовательно-параллельного соединения размыкаются его блокировки К.СПО-С и замыкаются все блокировки КСПО-СП и кспо-сп-п.
При замыкании блокировки КСПО-СП-П в проводах Э5-НИ снова через провод К27 подаётся напряжение к катушкам вентилей контакторов 11-1, 12-1, 12-2, 5-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2 и восстанавливается питание сигнальных ламп реле пониженного напряжения 63.
От провода Э24, так же как на 1-й позиции, через блокировку ТКИ-М и провод КЗО возбуждаются катушки вентилей возврат реле перегрузки 65-1, 66-1, 65-2, 66-2 и реле максимального напряжения 64. Это предусмотрено для возможности восстановления их в случае срабатывания на позициях 17—27-й.
На позициях с 17-й по 26-ю включительно происходит реостатный пуск электровоза на последовательно-параллельном соединении тяговых двигателей. При этом осуществляется включение и выключение реостатных контакторов в соответствии с развёрткой кулачковых шайб главного вала контроллера (табл. 3).
На 27-й позиции замыкаются контакторы контроллера в цепи проводов ЭЮ, Э12 и Э14. От провода ЭЮ получают питание катушки вентилей контакторов 8-1 и 8-2. Эти контакторы включаются и дублируют обходные цепи секций сопротивлений Р5—Р8 и Р27—РЗО, подготовляя их для работы на параллельном соединении. Контакторы проводов Э12 и Э14 соединяют катушки вентилей контакторов 6-1 и 11-2 с землёй. Контакторы 6-1 и 11-2 включаются и закорачивают группы пусковых сопротивлений Р23—Р26 и Р27—РЗО.
При переводе главной рукоятки на 28-ю позицию происходит переход на параллельное соединение. При этом контакторами главного вала контроллера размыкаются цепи проводов Э5, ЭИ, Э12, Э13, Э14, Э16, Э17, Э18, Э19, Э20, Э21, Э22, Э23.
Размыкание цепи проводов приводит к прекращению питания сигнальных ламп реле пониженного напряжения и выключению реостатных контакторов 5-1, 6-1, 7-1, 10-1, 11-1, 5-2, 6-2, 7-2, 10-2, 11-2, 12-2, которые закорачивали все секции пусковых сопротивлений.
Этим выключением реостатных контакторов подготовляются пусковые сопротивления для работы на реостатных позициях параллельного соединения и вводятся секции сопротивлений Р1—Р4 и Р23—Р26 (см. фиг. 12) в цепи тяговых двигателей. На 28-й позиции замыкаются контакторы в цепи проводов Э4 и Э24 (см. фиг. 36). От провода Э4 возбуждаются катушки вентилей первого и второго групповых переключателей КСП1 и КСПИ по цепи: провод Э4, нормально замкнутые блокировки контакторов аварийного режима 0-1 и 0-2, провод Н26, блокировки контакто
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
411
ров 8-1 и 8-2, провод К16, катушки вентилей групповых переключателей и земля. Несмотря на возбуждение катушек вентилей, контакторы первого и второго групповых переключателей, так же как и нулевого группового переключателя, при переходе с 16-й на 17-ю позицию начинают переключаться после небольшой выдержки времени. За счёт этого фиксируется 1-е переходное положение.
От провода Э24, так же как на 1-й и 17-й позициях, возбуждаются катушки вентилей возврат реле перегрузки и реле максимального напряжения 64.
После перехода групповых переключателей КСП1 и К.СПН в положение параллельного соединения тяговых двигателей размыкаются все их блокировки КСП1-СП и КСПП-СП и замыкаются блокировки КСП1-П и КСПН-П. После замыкания этих блокировок подаётся напряжение от провода Э4 к проводам _/\/7 и К29, с которыми соединены катушки вентилей всех реостатных контакторов.
Одновременно от провода Э4 восстанавливается питание сигнальных ламп реле пониженного напряжения. Эти лампы гаснут в начале и загораются в конце переключения тяговых двигателей, указывая машинисту на правильную работу аппаратов и схемы.
На 29-й позиции замыкается контактор в цепи провода Э12, соединяя с землёй цепь катушки вентиля контактора 6-1. Контактор включается и закорачивает секцию сопротивления Р1—Р2, чем уменьшается общее пусковое сопротивление до 0,986 ом.
При перемещении главной рукоятки с 29-й на последующие позиции происходит закорачивание секций пусковых сопротивлений и соединение их в параллельные цепи, что приводит к дальнейшему уменьшению пускового сопротивления согласно табл. 3.
На 34-й позиции в результате соединения провода Э16 с землёй включается контактор 12-2, блокировка которого в цепи проводов Э11-Н220 создаёт второй путь земли для катушки вентиля контактора 6-2. Поэтому на следующей, 35-й, позиции размыкание контактора в цепи провода ЭИ, прерывающего первую цепь земли катушки вентиля контактора 6-2. не приводит к его выключению. Этот контактор выключается лишь в результате замыкания контактора в цепи провода Э18, после того, когда включится контактор 5-2 и своей блокировкой в цепи проводов Н220-Н25 прервёт вторую цепь земли катушки вентиля контактора 6-2. Таким образом, при переходе с 34-й на 35-ю позицию контактор 6-2 выключается только после включения контактора 5-2. Это сделано для того, чтобы в случае замедленного включения контактора 5-2 не могло бы произойти временное увеличение пускового сопротивления за счёт введения в его параллельную цепь секции реостата Р23-Р24 (при выключении контактора 6-2 до включения контактора 5-2).
На 37-й позиции замыкаются контакторы в цепи проводов ЭИ, Э12, Э13 и Э14 и соединяются катушки вентилей реостатных контакторов 6-2, 6-1, 11-1 и 11-2 с землёй и выключается контактор в цепи провода ЭЮ. Контакторы 6-2, 6-1, 11-1 и 11-2 включаются и полностью закорачивают пусковые сопро-.явления в цепи тяговых двигателей, а урав
нительные контакторы 8-1, 8-2 и 37-2 выключаются. Для сохранения цепи питания катушек вентилей групповых переключателей КСП1 и К.СП1I от провода Э4 после выключения на 37-й позиции контакторов 8-1 и 8-2 их блокировки в цепи проводов Н26 и К16 на 36-й позиции шунтируются блокировкой контактора 7-1.
Управление ослаблением поля тяговых двигателей. При установке тормозной рукоятки (от себя) на первую ступень ослабления поля ОП-1 замыкается контактор тормозного вала в цепи провода Э31 и подаётся напряжение на катушки вентилей сдвоенных контакторов 13-1, 213-1 и 13-2, 213-2 через блокировки отклю-чателей двигателей OMI и OM.II. Контакторы включаются и подключают соединённые последовательно сопротивление шунтировки поля и обмотку индуктивного шунта параллельно обмоткам возбуждения каждой пары тяговых двигателей. При установке тормозной рукоятки на ступени ослабления поля ОП-Н, 0П-III и ОП-IV замыкаются контакторы соответственно в цепи проводов ЭЗО, Э29 и Э28 и возбуждаются катушки вентилей сдвоенных контакторов 14-1, 214-1 и 14-2, 214-2', 15-1, 215-1 и 15-2, 215-2 и 16-1, 216-1 и 16-2, 216-2.
Обратное перемещение главной рукоятки. Индивидуальные контакторы и групповые переключатели имеют разнос время срабатывания, поэтому, чтобы обеспечить при обратном перемещении главной рукоятки строгую последовательность включения и выключения контакторов, в схему управления вводится ряд блокировок.
При перемещении рукоятки контроллера от 37-й до 28-й позиции включаются и выключаются только индивидуальные контакторы, поэтому специальных блокировок обратного перехода в схеме не предусмотрено.
При переходе с 28-й на 27-ю позицию сначала должны установиться в положение последовательно-параллельного соединения первый и второй групповые переключатели, а затем для закорачивания пусковых сопротивлений должны включиться индивидуальные контакторы. Для обеспечения этой последовательности срабатывания аппаратов в схеме предусмотрены блокировки: КСП1-С-СП
в цепи проводов H11-KJ9 и КСП11-С-СП в цепи проводов К19-К18 и Э23-К.29. Эти блокировки обеспечивают замыкание цепи тока катушек вентилей индивидуальных реостатных контакторов (от проводов Э5 и Э23) только после того, когда с помощью групповых переключателей закончится переключение тяговых двигателей на последовательно-параллельное соединение.
При отсутствии в схеме указанных блокировок индивидуальные контакторы, имеющие малое время срабатывания, включились бы до переключения групповых переключателей, т. е. тогда, когда тяговые двигатели были соединены ещё параллельно, на некоторое время образовалась бы 37-я позиция. Естественно, что это привело бы к недопустимым броскам тока двигателей и силы тяги электровоза.
Для предотвращения разрыва цепи тяговых двигателей/-// и V-VI контакторами 8-1 и 8-2 при переходе с 28-й на 26-ю или нижестоящие позиции, минуя 27-ю позицию, в цепи катушки вентилей указанных контакторов>
412
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
предусмотрены параллельно соединённые блокировки групповых переключателей КСП1-П и КСПП-П. Эти блокировки дают возможность выключиться контакторам 8-1 и 8-2 только после того, когда в процессе переключения тяговых двигателей включатся контакторы групповых переключателей 22-1 и 22-2. Размыкание цепи тяговых двигателей является недопустимым как по непригодности для этого одного контактора (8-1 или 8-2), так и по причине прекращения силы тяги частью двигателей.
При переходе с 17-й на 16-ю позицию задержку включения индивидуальных контакторов до окончания переключения тяговых двигателей на последовательное соединение осуществляет блокировка нулевого группового контактора КСПО-С в цепи проводов Э6-Н11.
При быстром сбрасывании рукоятки контроллера с позиций 37—28-й на позиции 16— 1-ю с целью задержки переключения нулевого группового переключателя до установки первого и второго групповых переключателей в положение последовательно-параллельного соединения в схеме предусмотрена блокировка контактора 8-2, которая соединяет находящийся под напряжением с 1-й по 37-ю позицию провод Э8 с катушками вентилей нулевого группового переключателя. При этом катушка вентиля контактора 8-2 питается от того же провода ЭЗ через параллельно соединённые блокировки КСП1-П и КСПН-П, которые размыкаются лишь в самом конце переключения первого и второго групповых переключателей в положение последовательнопараллельного соединения тяговых двигателей.
Управление при отключённом тяговом двигателе. При отключении ножами отключателя двигателей какого-либо тягового двигателя действие схемы цепи управления с 1-й по 16-ю позицию не изменяется.
Действие цепи управления при переходах с последовательного на последовательно-параллельное и с последовательно-параллельного на параллельное соединение тяговых двигателей зависит от номера отключённого двигателя. Так, например, при отключении одного из двигателей I, II, III или IV (т. е. двигателей первой половины кузова) и переходе с 16-й на 17-ю позицию после поворачивания кулачкового вала группового переключателя КСПО в положение последовательно-параллельного соединения тяговых двигателей и замыкания блокировок КСПО-СП образуется следующая цепь тока: контактор контроллера в цепи провода Э23, блокировка группового контактора КСПО-СП-П в проводах Э23-Н20, провод Н20, блокировка отключателя двигателей OMI, провод КП, блокировка отключателя двигателей OMII, провод Н21, катушка вентиля контактора 0-2 аварийного режима, провод Н221, блокировка второго группового контактора КСПП-С-СП и земля. Включается контактор 0-2, который закорачивает тяговый двигатель VI (см. фиг. 17, а), г
На позициях с 17-й по 27-ю действие схемы цепи управления не отличается от обычного режима.
При переходе с 27-й на 28-ю позицию
прекращается питание провода Э23 (см. фиг. 36) и выключается контактор 0-2, который вводит тяговый двигатель VI в цепь двигателей V, VII и VIII. С выключением контактора 0-2 замыкается его блокировка в проводах Э4-К5 и от провода Э4 подаётся напряжение на катушки вентилей первого и второго групповых переключателей. Блокировка контактора 0-2 в проводах Э4-К5 предотвращает возможность попадания двигателя V под увеличенное напряжение при закороченном двигателе VI и поворачивании групповых переключателей в положение параллельного соединения.
С 28-й по 37-ю позицию схема цепи управления действует так же, как и при обычном режиме.
Блокировки КСП1-С-СП и КСП11-С-СП (в проводах Н20-Н222 и H221-G) в цепи катушек вентилей контакторов 0-1 и 0-2 аварийного режима служат для обеспечения последовательности срабатывания контакторов во время обратного перехода с 28-й на 27-ю позицию и предотвращения ненормального повышения напряжения на двигателях I и V. которое имело бы место при закорачивании двигателей II или VI до переключения первого и второго групповых перер:лючателей в положение последовательно-параллельного соединения.
Если же отключён один из тяговых двигателей второй половины кузова, тогда замыкается блокировка отключателя двигателей OMII в проводах K12-G и при переходе с 16-й на 17-ю позицию от провода Э23 через блокировки КСПО-СП-П, КСП1-С- СП и OMI возбуждается катушка вентиля контактора 0-1 аварийного режима, что вызывает закорачивание двигателя II (см. фиг. 17, б).
Управление при рекуперативном торможении. Параллельное соединение. При переводе реверсивно-селективной рукояткой из положения «Вперёд М» в положение «Вперёд П» замыкаются контакторы реверсивно-селективного вала в цепи проводов Н1 (Н2), Э7, Э8, Э4, ЭЮ и размыкаются контакторы ЭЗ и Э6. При этом контактор в цепи провода Э1 (Э2) остаётся замкнутым. Размыкание контактора в цепи провода ЭЗ преследует цель заранее прервать питание катушек вентилей TKI-M и ТКП-М тормозных переключателей. От провода Н1 (П2) через контактор реверсивно-селективного вала напряжение подаётся на провода Э7, Э8, Э4 и ЭЮ. От провода Э7 возбуждаются катушки вентилей группового переключателя КСПО, а от провода ЭЮ — катушки вентилей контакторов 8-2 и 8-1. Контакторы 8-2 и 8-1 включаются, замыкаются их блокировки и от провода Э4, через блокировки 0-2, 0-1, 8-1 и 8-2 возбуждаются катушки вентилей групповых переключателей КСП1 и КСПП. Кулачковые валы групповых переключателей поворачиваются в следующие положения: нулевого — в последовательно-параллельное, а первого и второго — в параллельное соединение. Тяговые двигатели переключаются на параллельное соединение и замыкаются все блокировки КСПО-СП-П, КСП1-П и КСПП-П групповых переключателей. После замыкания этих блокировок от провода Э4 подаётся напряже-
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
413
ние на провод К18 и катушки вентилей TKJ-T и TKJI-T тормозных переключателей
После установки реверсивно-селективной рукоятки в положение «Вперёд П» перемещают тормозную рукоятку с нулевой на подготовительную позицию 02. При этом замыкаются контакторы тормозного вала в цепи проводов ЭЗО, Э28, Э27, Э26. Провода Э27 и Э28 получают питание, а провод Э26 соединяется с землёй. Одновременно за счёт размыкания четвёртого снизу контактора заранее прерывается цепь земли провода ЭО. После соединения провода Э26 с землёй возбуждаются катушки вентилей TK.I-T и ТКП-Т. Тормозные переключатели устанавливаются в положение тормозного режима, образовывая для тяговых двигателей каждой половины электровоза самостоятельные схемы независимого возбуждения обмоток главных полюсов от генераторов (возбудителей). Одновременно все блокировки тормозных переключателей TKJ-M и TKJI-M размыкаются, а блокировки TKJ-T и TKJI-T замыкаются. В результате замыкания блокировки в
проводах Э28-К30 возбуждаются катушки возврат реле перегрузок 65-1, 66-1, 65-2, 66-2 и реле максимального напряжения 64. Разомкнувшаяся блокировка ТЦ1-М в проводах Э48-Н65 вводит в цепь удерживающей катушки быстродействующего выключателя главной цепи БВ1 следующие замкнутые блокировки: быстродействующего выключателя вспомогательной цепи БВ2, автоматического выключателя управления (АВУ) 113 (установленного на воздухопроводе, идущем к тормозным цилиндрам второй половины электровоза), электромагнитных контакторов 40-2 и 40-1 и автоматического выключателя управления (АВУ) 89 (установленного на воздухопроводе, идущем к тормозным цилиндрам первой половины электровоза).
При установке главной рукоятки контроллера на 1-ю позицию замыкаются контакторы главного вала в цепи проводов ЭО, Hl (Н2), пятого сверху, Э8, Э23 и Э24. В результате этого образуется цепь тока: провод Hl (Н2), контакатор главного вала контроллера, контактор тормозного вала в цепи провода ЭЗО, провод ЭЗО блокировки тормозных переключателей TKJIT и TKJ-T, провод 1135, блокировка быстродействующего выключателя БВ1, провод Н36, параллельно соединённые катушки электромагнитного контактора 74 (низковольтного), промежуточных реле 103, 102 и земля. Контактор 74 включается и замыкает цепь тока обмоток независимого возбуждения генераторов (возбудителей). Путь тока при этом следующий: провод Э27, сопротивление реостата rl—г!4, провод Э46, секция реостата г14—г15, провод Н32, контактор 74, провод НЗЗ, обмотки независимого возбуждения генераторов (см. фиг. 4) и земля. Одновременно замкнувшаяся блокировка контактора 74 (в проводах К.18-Н4) подаёт напряжение от провода Э4 через провод К18 на катушки вентилей сдвоенных контакторов 3-1 и 4-1, 3-2 и 4-2, 1-1 и 2-1, 1-2 и 2-2 (см. фиг. 36). Однако катушки вентилей этих контакторов не возбуждены, так как их цепь со стороны земли разомкнута блокировкой 62 реле рекуперации в проводах Н5-Э25 и кон
тактором в цепи провода Э25 тормозного вала.
Включившиеся промежуточные реле 102 и 103 своими блокировками соединяют провода Э13, Э19, Э12, Э20 и Э14, Э21, ЭН, Э22 с проводом 1131, подготовляя цепь земли катушек вентилей контакторов 6-2, 6-1, 11-1, 11-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2.
После перевода тормозной рукоятки контроллера с позиции 02 на 1-ю позицию замыкается контактор тормозного вала в цепи провода Э25, через который в случае замкнутой блокировки реле рекуперации 62 образуется цепь земли катушек вентилей сдвоенных контакторов 3-1 и 4-1, 3-2 и 4-2, 1-1 и 2-1, 1-2 и 2-2.
Замкнувшиеся блокировки контактора 4-1 в проводах Н31 — земля и Н30-К27 приводят к включению контакторов 6-2, 6-1, 11-1, 11-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2. Таким образом,, тяговые двигатели подключаются к напряжению контактной сети и закорачиваются все секции пусковых сопротивлений. Если якорь реле рекуперации притянут под действием превалирующих ампер-витков сетевой катушки, то замыкание контактора в цепи провода Э25 на 1-й позиции тормозной рукоятки не приводит к сбору схемы рекуперативного торможения. На 1-й позиции тормозной рукоятки размыкается контактор в цепи провода Э28 и прерывается цепь питания катушек возврат реле перегрузок 65-1, 66-1, 65-2, 66-2 и реле максимального напряжения 64.
Для того чтобы собралась схема рекуперативного торможения, необходимо постепенно передвигать тормозную рукоятку на 2-ю, 3-ю и следующие позиции.
На 2-й позиции замыкается контактор в цепи провода ЭЗЗ, которым закорачивается секция сопротивления rl-r2 (2,35 ом) в цепи обмоток независимого возбуждения генераторов. За счёт возрастания тока в этих обмотках увеличивается магнитный поток и э. д. с. генераторов. Это приводит к возрастанию тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей, а следовательно, и к увеличению их магнитного потока и э. д. с. В результате возрастут ток в двигательной катушке реле рекуперации и её ампер-витки, действующие, как указывалось, против ампер-витков сетевой катушки. к
На 3-й позиции замыкаются контакторы в проводах Э34 и Э29. От провода Э29 через блокировки первого тормозного переключателя TKI-T и быстродействующего выключателя БВ1 возбуждаются катушки вентилей электрического торможения 122 и 123. Кроме этого, от провода Э29 возбуждаются катушки вентилей 15-1 и 215-1, 15-2 и 215-2 контакторов ослабления поля ОП-III. Контактором провода Э34 закорачивается секция сопротивления г2—гЗ (2,12 ом), в результате этого увеличиваются э. д. с. тяговых двигателей и ампер-витки сетевой катушки реле рекуперации 62. Принципиально то же самое происходит и на последующих позициях тормозной рукоятки.
При высокой скорости движения поезда схема рекуперативного торможения собирается на начальных позициях контроллера. Если же скорость невелика, например, около-50 км/час, то сбор схемы произойдёт на од-
414
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ной из последних позиций тормозной рукоятки.
Во всех случаях, вне зависимости от номера позиции, когда э. д. с. тяговых двигателей увеличится до значения близкого к величине напряжения в контактной сети и превалирующее действие ампер-витков сетевой катушки реле рекуперации станет настолько .незначительным, что якорь реле отпадёт и замкнётся блокировка 62 в цепи проводов Н5-Э25, сперва включаются контакторы ?-/, 3-2, 4-2, 1-2, 2-1 и 2-2, подсоединяющие пусковые сопротивления к напряжению контактной сети, а затем после замыкания блокировок контактора 4-1 закорачиваются все пусковые сопротивления контакторами 6-2, 6-1, 11-1, 11-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2.
Сбор схемы рекуперативного торможения сопровождается возникновением небольшого тормозного или тягового тока (до 50—100 а). Направление тока в обмотках якорей зависит от того, что было больше в момент включения реле рекуперации э. д. с. тяговых двигателей или напряжение в контактной сети.
При дальнейшем передвижении рукоятки тормозного контроллера на вышестоящие позиции э. д. с. тяговых двигателей, продолжает увеличиваться, а следовательно, растёт ток рекуперации и тормозная сила.
При переходе на 6-ю тормозную позицию замыкается контактор в цепи провода Э37 и возбуждается катушка контактора 75 по цепи: провод Э37, блокировка промежуточного реле 460 (катушка этого реле получит питание от провода К18 через одну из четырёх блокировок реле боксования), провод Н179, блокировки реле перегрузок 65-1 и 66-1, провод Н181, блокировка реле максимального напряжения 64, провод Н182, катушка электромагнитного контактора 75 (низковольтная), провод К15, блокировки реле перегрузок 65-2 и 66-2 и земля. Включившийся контактор 75 закорачивает секцию сопротивления г14-г15 (0,3 ом) в цепи обмоток независимого возбуждения генераторов (возбудителей) После включения контактора 75 выключается его блокировка в цепи проводов Э57-К24, которая разрывает цепь питания катушки контактора 320. Контактор 320 выключается и в цепь обмоток независимого возбуждения двигателей мотор-генераторов вводятся сопротивления Р175-Р176 и Р175-Р177. Осуществляется ослабление поля и возрастание скорости этих двигателей. Увеличивается э. д. с. генераторов (возбудителей), в результате чего возрастают токи возбуждения и рекуперации тяговых двигателей и зависящая от них тормозная сила электровоза.
Последовательно-параллельное соединение. При рекуперативном торможении на последовательно-параллельном соединении реверсивно-селективная рукояка устанавливается в положение «Вперёд СП», на котором замыкаются контакторы реверсивно-селективного вала в цепи проводов Э1 (Э2), Н1 (Н2), Э5, Э7 и Э8. Порядок сбора схемы такой же, как и при параллельном соединении. Изменение схемы управления заключается в следующем: катушки вентилей первого и второго групповых контакторов не возбуждаются (провод Э4 не получает питания), катушки вентилей ре
остатных контакторов 6-2, 6-1, 11-2, 5-1 получают питание от провода Э23 (вместо провода Э-4). катушки вентилей реостатных контакторов 11-1, 12-1, 12-2, 5-2, 10-1, 7-1, 10-2 и 7-2, сдвоенного контактора 3-1 и 4-1, 3-2 и 4-2 и тормозных переключателей TKI-T и ТКП-Т получают питание от провода Э5 через блокировки групповых переключателей КСПО-СП-П, КСП1-С-СП и кспп-с-сп.
Последовательное соединение. При рекуперативном торможении на последовательном соединении реверсивноселективная рукоятка устанавливается в положение «Вперёд С», на котором замыкаются контакторы реверсивно-селективного вала, в цепи проводов Э1 (Э2), Hl (Н2) и Э6. Порядок сбора схемы такой же, как при последовательно-параллельном и параллельном соединениях тяговых двигателей. Изменение схемы управления по сравнению со схемой последовательно-параллельного соединения сводится к следующему: катушки вентилей нулевого группового контактора КСПО не возбуждаются (провод Э7 не получает питания), катушки вентилей реостатных контакторов (соединенные с проводом К27), сдвоенных контакторов 3-1 и 4-1, 3-2 и 4-2 и тормозных переключателей получают питание от провода Э6 через блокировки групповых переключателей КСПО-С, КСП1-С-СП и КСПП-С-СП.
Кроме этого, при рекуперативном торможении на последовательном соединении катушка вентиля сдвоенного контактора 3-2, 4-2 соединяется с землёй не через блокировку реле рекуперации 62, а по цепи: блокировка нулевого группового переключателя, КСПО-С, провод Н6, блокировка первого тормозного переключателя TKI-T, провод Э26, контактор тормозного вала контроллера и земля. Таким образом, контакторы 3-2 и 4-2 включаются до срабатывания реле рекуперации на позиции тормозной рукоятки 0-2. Это необходимо для того, чтобы двигательная катушка реле рекуперации (с добавочным сопротивлением Р73-Р74) могла бы находиться под напряжением, равным сумме э. д. с. всех восьми последовательно соединённых тяговых двигателей. Следовательно, под контролем реле рекуперации на последовательном соединении находятся только сдвоенные контакторы 3-1 и 4-1.
Действие схемы управления при рекуперативном торможении на последовательном соединении такое же, как на последовательнопараллельном и параллельном соединении двигателей.
Схемы управления электросекций Ср и Ср
Питание цепей управления осуществляется от шин, смонтированных на панели управления ПУ-10А (С§) или распределительном щите РЩ (Ср). Напряжение 50 в подаётся к шинам либо от генератора постоянного тока (при замкнутом реле обратного тока), либо от аккумуляторной батареи (при включённом рубильнике и выключенном реле обратного тока), либо одновременно от генератора и аккумуляторной батареи (при замкнутом реле обратного тока и включённом рубильнике.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
415
При этом, если напряжение батареи меньше напряжения генератора, последний осуществляет также и подзаряд аккумуляторной батареи.
Плюсовая шина соединяется с секционными проводами 15 и 16, от которых через выключатель управления ВУ напряжение подводится к трём параллельным цепям (фиг. 37):
1) через предохранитель проводом В к кнопке «Восстановление РП»;
2) через предохранитель и замкнутый контакт этой кнопки на контакт блокировки безопасности контроллера машиниста проводом кв,
3) помимо предохранителя, на провод 22, который в схеме управления служит для питания подъёмных катушек реле ускорения РУ и катушек вентилей реостатного контроллера и обеспечивает переключения реостатного контроллера на 16-ю позицию после отключения контроллера машиниста и, кроме того, для питания вентилей переключателя напряжения.
От тех же проводов 15 (16), помимо ВУ, питаются сигнальные лампы: зелёные (через блокировки реле РП1 и РПЗ) и жёлтые (через блокировки реле РП2 и РП4). Эти лампы загораются при срабатывании и невосстановлении соответствующих реле.
Восстановление реле перегрузки РП осуществляется кнопкой «Восстановление РП», дающей возбуждение катушкам восстановления РП1-РП4 по поездному проводу 7. Одновременно кнопка разрывает цепь провода КВ, подводящего питание к контроллеру машиниста.
Минусовая шина соединяется с поездным проводом 30.
Питание катушек аппаратов осуществляется через контроллер машиниста, причём положительный сегмент контроллера питается по проводу КВ, а отрицательный — по проводу 30.
Цепи управления при работе на тяговом режиме начнут собираться после включения ВУ, установки съёмной реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положение «Вперёд» или «Назад» и главной рукоятки в одно из ходовых положений (фиг. 37 и 38).
I положение — маневровое. При первом положении контроллера машиниста напряжение по проводу КВ подаётся на его главный положительный сегмент. Одновременно отрицательный сегмент контроллера соединяется с проводом 30. Таким образом, обеспечивается подведение обоих полюсов тока управления к катушкам аппаратов.
Двойное размыкание питания цепей управления в контроллере предусматривается для предотвращения аварийных случаев от постороннего питания этих цепей при некоторых неисправностях.
От главного положительного сегмента по проводу 8 А получает питание соответствующий палец реверсивного барабана контроллера машиниста.
Через сегменты реверсивного барабана «Вперёд» или «Назад» по поездным проводам 11 или 12 и разъединитель управления РУМ напряжение подводится к соответствующим катушкам вентилей реверсоров
поезда. С отрицательным полюсом катушки соединяются через провод 9А, контакты РУМ, поездной провод 9, отрицательный сегмент контроллера машиниста и провод 30. Этим вызывается постановка реверсоров в необходимое положение.
От положительного сегмента контроллера получит также питание поездной провод 2, от которого через РУМ, блокировки промежуточного реле ПР1 и реле перегрузки РП1-РП4 возбуждаются катушки вентилей линейных контакторов ЛК1, ЛК2. Имеющаяся в их цепи блокировка РК1 исключает возможность повторного замыкания контакторов после хотя бы кратковременного их отключения до того, как реостатный контроллер не встанет в исходное положение. После замыкания линейных контакторов ЛКЗ и ЛК4 питание катушек ЛК1 и ЛК2 поддерживается прямой блокировкой лкз.
Замыкание контакторов ЛК1 и ЛК2 вызывает возбуждение катушек вентилей линейных контакторов ЛКЗ, ЛК4 от И или 12 проводов. От провода 11Б осуществляется питание катушки Ml-2 вентиля мостовых контакторов.
Следовательно, на первом положении контроллера машиниста оказываются включёнными все линейные и мостовые контакторы.
На этом же положении от пальца контроллера 8А поступает питание на красную сигнальную лампу, включающуюся через поездной провод 8 и обратную блокировку контактора ЛКЗ.
Кратковременная вспышка лампы при включении контролирует работу линейных контакторов. Её длительное горение сигнализирует о срабатывании защиты.
II положение — автоматический пуск при последовательном соединении тяговых двигателей. На этом положении дополнительно от положительного сегмента контроллера машиниста получает питание поездной провод 1. От этого провода через блокировку РК1-7, 9-15, контакт РУ, блокировку ЛКЗ и замкнутые контакты переключателя вентилей ПВ1 и ПВЗ получает питание вентиль реостатного контроллера PKI или РКП. Возбуждение одного из них вызывает поворот реостатного контроллера на одну ступень. Это сопровождается размыканием контакта ПВ1 при одновременном замыкании контакта ПВ2. В результате питание вентиля РК1 (или РКП) переключается с провода 1А на провод 22А, в цепи которого включена подъёмная катушка РУ. Эта катушка усиливает действие силовой катушки РУ, чем повышается чёткость работы реле. В конце поворота реостатного контроллера на новую позицию контакт переключателя вентилей вновь разомкнётся, контакт ПВ1 замкнётся и контакт ПВЗ переключится на другой вентиль. Этим подготовляется переход на следующую ступень, что будет возможно при снижении тока силовой цепи до величины, при которой замкнётся контакт РУ, 1Б-1В.
Повторные переключения таким путём проходят до тех пор, пока не будет достигнута ходовая позиция 7.
На 7-й позиции замкнётся контакт РК7, 15 в цепи регулирующей катушки РУ, что даст ей питание от провода 2А через дополни-
Фиг. 37. Схема цепей управления моторных вагонов серии СР
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Терморегулятор
_____>• , .... cJ О AAA Мп]
2ЭЛ
Контроллер мл
К!р 15Р
Красный сигнал белый сигнал
15 PL 155
Присные Верхние сигналы 15м
О О— - ---— _—. —-
^Осбещ измер, приборов______15Д
15Н Прожектор_____________________
К$асНЬ1“ нижни^ си%нал
15К Ьепый сигнал _____________
Розетка 6 кайине управления Стеклообогребатели
22______________________________
' к. Синяя сигм лампа бел мош I
------------------------1
25 Панта гр падн «X» ' — — — -------о О-
26 О а нт о гр а пущ
20 Де жури ас Вещ
П,° ПД__________
13 д _______
ЗА 2А 2
8Д
Лампы маршрута (если примем)
?2А__
Ручной-
М№29с]ррргэд_kU JUOi
I в „„ +~—\ в a
Освещение!
ОсЬещение H __________30
Фиг. 38. Схема цепей управления прицепных вагонов серии СР
Воест.РП
Л-,_______ 1
Краем сигн лампа
11 топлен net'
________гз
гОтопление)
Л---------А
^Осбещепие
ям /8д
а
шо
___________ пв (ф)
Зе аз. маршрута ОсНещениенаЬипы 5-----^НЭ-------
Отопление IIгр МИО
Ul%j\ „ Т
Отопление [гр
---------2£~- „Л п ___
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 417
418
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
тельное сопротивление. Это усиливает поток, создаваемый силовой катушкой, и вызывает снижение тока отпадания РУ до величины, требуемой при переходе на ослабленное поле. В остальном предыдущий порядок переключения РК сохраняется.
Одновременно от провода 1А получают питание катушки вентилей контакторов шунти-ровки поля Ш1-2, ШЗ-4. Переход на 8-ю позицию сопровождается размыканием контакта РК7, 15, т. е. выключением регулирующей катушки РУ. Размыкается также и контакт РК1-7, 9-15. Этим прекращается питание переключателя вентилей ПВ через контакт РУ, 1Б-1В.
Следовательно, реостатный контроллер фиксируется только на 8-й позиции, что соответствует последовательному соединению тяговых двигателей при ослабленном поле. Для получения полного поля после выхода на 8-ю позицию следует рукоятку контроллера перевести обратно в I положение, в результате чего снимается питание с провода 1.
III положение — автоматический пуск при параллельном соединении тяговых двигателей. На этом положении дополнительно от положительного сегмента контроллера машиниста получает питание поездной провод 3. От него через блокировочный контакт реостатного контроллера РК8 напряжение подводится к проводу 1Б, что определяет такую же последовательность работы схемы, как и на предыдущем положении контроллера машиниста. Именно при снижении тока в силовой цепи контактор РУ замкнётся и произойдёт переключение РК с 8-й на 9-ю позицию. При этом размыкаются контакторы ослаблении поля Ш1-2 и ШЗ-4, так как разомкнётся блокировка РК8 в цепи проводов 1И-9А. В результате размыкания блокировки РК1-8 в цепи проводов ПМ-9А прекращается питание катушек мостовых контакторов Ml и М2; вследствие замыкания контакта РК1-7, 9-15 восстанавливается питание цепи от провода 1А. Размыкание па 9-й позиции контакта РК8 в цепи проводов ЗА-1Б прекращает питание аппаратов от провода 3.
В цепи регулирующей катушки реле ускорения замыкается контакт РК9-15, что при замкнутом контакте Н 1 500 (т. е. при работе при напряжении в контактной сети 1 500 в) даст питание регулирующей катушке РУ через дополнительные сопротивления, обеспечивающие такой поток этой катушки, при котором достигается снижение тока отпадания реле на 12—15%. Это необходимо в связи с уменьшением числа переходных реостатных ступеней.
Работа привода реостатного контроллера регулируется так же, как и на предыдущем положении контроллера машиниста, до 16-й позиции, на которой размыкается блокировка РК1-7, 9-15 в цепи проводов 1А-1Б. Это вызывает прекращение поворота реостатного контроллера. На позиции 15-й вновь замкнётся блокировка РК-7, 15 в проводах 2М-9А, закоротив часть последовательного сопротивления регулирующей катушки РУ. Это вызывает уменьшение тока срабатывания РУ до величины, заданной для перехода на ослабленное поле. Однако ослабления поля не произойдёт до тех пор, пока рукоятка кон
троллера машиниста не будет поставлена на IV положение.
При переходе на 15-ю позицию РК размыкаются блокировки РК9-15 и РК7-15 в цепи регулирующей катушки РУ. Замыкается блокировка РК16 в цепи провода 5, подготовляющая переход на ослабленное поле. Кроме того, размыкается блокировка РК1-15 в цепи провода 6, что исключает возможность перехода из 16-й на 1-ю позицию РК ручным пуском.
IV положение — ослабление поля тяговых двигателей.
На этом положении отрицательный сегмент контроллера машиниста и провод 9 соединяются с поездным проводом 5, через который замыкается цепь катушек вентилей Ш1-2, ШЗ-4, питающихся от провода 1. Ослабление поля может быть снято путём обратного перевода рукоятки контроллера машиниста в III, II или I положения.
Отключение схемы. При постановке рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение прекращается питание всех поездных проводов. Это вызывает отключение линейных контакторов. От провода 22, имеющего питание помимо контроллера машиниста через блокировки реостатного контроллера РК2-15, линейного контактора ЛКЗ и переключателя вентилей ПВ1, ПВЗ напряжение подаётся на катушки вентилей PKI и РКП.
Таким образом, из всех позиций, кроме 1-й, реостатный контроллер перейдёт на 16-ю. Эта позиции, так же как и 1-я, является исходной. То же происходит при отключении любого из реле перегрузки РП или промежуточного реле РП1.
Если РК оставался на 16-й позиции, то при новом пуске вагона до включения линейных контакторов совершится его переход в 1-ю позицию. При этом питание катушки РКП осуществляется от провода 2А через замкнутую блокировку РК16.
Работа при уменьшенном ускорении. Для уменьшения тока отпадания реле ускорения РУ предусмотрено особое реле регулировки ускорения РРУ. Оно включается от кнопки «Пониженное ускорение», соединённой с проводом 8А. От кнопочного выключателя по поездному проводу 4 ток подаётся к катушке РРУ, минус которой при-ключён к проводу 9А. Блок-контакт реле РРУ включает регулировочную катушку реле ускорения на всё время пуска, снижая, таким образом, величину тока отпадания РУ.
Ручной пуск предусматривается для управления поездом помимо автоматического действия реле ускорения. Он осуществляется повторной перестановкой рукоятки контроллера машиниста между положениями 2А и ЗА. При этом предварительно должна быть включена кнопка «Ручной пуск». При постановке рукоятки контроллера в положение 2А, через кнопку «Ручной пуск» получает питание поездной провод 6, от которого возбуждается катушка первого реле ручного пуска БР1. Вследствие этого замыкается контакт реле БР1 в цепи проводов 11Б-ПЛ и через замкнутую блокировку второго реле ручного пуска БР2 получает питание катушка вентиля РК1. Этим вызывается поворот РК на одну позицию.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
419
Переход на следующую позицию осуществляется постановкой рукоятки в положение ЗА. При этом от провода 3 возбуждается катушка второго реле ручного пуска БР2. Оно переключает свой контакт БР2 в цепи провода ПЛ с провода 1Е (вентиль РК1) на провод 1Ж (вентиль РКП). Перевод рукоятки контроллера из положения 2А в ЗА и обратно сопровождается кратковременным отсоединением от питания провода 6 и катушки БР1. По восстановлении питания блокировка БР1 замыкается вновь и через контакт БР2 и провод ПК возбуждается катушка вентиля РКП, вызывая поворот РК ещё на одну позицию. Последующие соединения реле БР2 и провода ПЛ с провода 1Е на 1Ж и обратно обеспечивают перевод РК вплоть до выхода на 16-ю позицию, когда в цепи БР1 размыкается блокировка РК1-15. Для получения ослабления поля рукоятка контроллера должна быть переведена в IV положение. Параллельно блокировке РК1-15 в цепь катушки БР1 включена блокировка ЛК1, которая необходима для установки РК из 16-й на 1-ю исходную позицию при ручном пуске в случае неисправности контактов ПВ автоматического пуска.
Управление может осуществляться и с прицепного вагона, схема цепей управления которого приведена на фиг. 38.
Схема управления электросекции С^ приведена на фиг. 39 и 40. Основные принципы схемы такие же, как и в схеме моторных вагонов на два напряжения. В связи с отсутствием двух режимов работы на напряжении 3 000 и 1 500 в схема значительно упрощена.
Схемы цепей управления вагонов метрополитена типа А и Б
Питание цепей управления производится от потенциометра. На моторном вагоне высокое напряжение от токоприёмников через демпферное сопротивление, автоматический выключатель и предохранитель «Управление» подаётся на контакторный элемент контроллера машиниста, который замыкается при установке рукоятки контроллера в одно из ходовых положений. После включения кнопки управления контроллера ток через добавочное сопротивление попадает в катушку контактора управления; через контактор управления питание по поездному проводу подаётся иа потенциометры всех вагонов. Стороны низкого напряжения всех потенциометров соединены параллельно поездными проводами 8 и 9, которые подводят напряжение к контакторным элементам контроллера машиниста.
Фиг. 39. Схема цепей управления моторных вагонов серии С3
27*
420
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 40. Схема цепей управления прицепных вагонов серии С3
В зависимости от количества включённых контакторов и напряжения сети напряжение на «низкой» стороне потенциометра колеблется от 130 до 60 в. Схема управления дана на фиг. 41.
При установке рукоятки контроллера в положение I — «Вперёд» или «Назад» и включении кнопки управления напряжение подаётся на поездные провода 1 и 5 (или 4). От провода 5 (или 4) через РУМ (разъединитель управления и моторов) ток идёт к блокировочным контактам реверсора и вызывает его установку в положение, соответствующее принятому направлению движения. После этого от провода 5 А получает питание катушка линейного контактора LB1, имеющая в своей цепи блокировки нулевого реле низкого напряжения РН-2Б, нулевого реле высокого напряжения РН-2А и реле перегрузки. Одновременно от провода 5А получает питание и катушка контактора 12. От провода 1 через РУМ и блокировки LB1 и LB2 получает питание катушка контактора 1R.
II положение — автоматический пуск при последовательном соединении тяговых двигателей. На этом положении дополнительно напряжение подаётся на поездной провод 2. От провода 2 через РУМ и блокировки LB1, IR, контакты реле ускорения, LB2, 1R и RR1 возбуждается катушка контактора RR1.
Следовательно, включение контактора RR1 возможно при условии, если контакторы LB1 и IR включены, a LB2 и I — выключены. При включении контактора RR1 его блокировки переводят питание его катушки на провод 1А, т. е. помимо контактов реле ускорения.
Процесс включения контактора RR1 завершается полностью к тому времени, когда контакты реле ускорения уже успевают разомкнуться под воздействием возросшего потока силовой катушки РУ. В этот период происходит включение блокировки RR1, соединяющей провода 2е и 2f, в результате чего
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
421
Фиг. 41. Схема цепей управления вагонов метрополитена типа Л и Б
подготовляется цепь питания катушки контактора R1.
Когда в процессе разгона поезда ток силовой цепи уменьшается до величины, при которой вновь замкнётся контакт реле ускорения, происходит включение контактора R1. Процесс включения контактора R1 и всех последующих реостатных контакторов (RR2; R2\ RR3; R3-, RR4; R4) протекает точно так же, как и контактора RR1. Последним на последовательном соединении тяговых двигателей включается контактор 1, при этом размыкается его блокировка, через которую на всех предыдущих позициях заземлялись цепи катушек реостатных контакторов и контактора 1R. В результате происходит выключение указанных контакторов и в цепи тяговых 1вигателей остаются включёнными только контакторы LB1, 12 и I.
III положени е—автоматический пуск при параллельном соединении тяговых двигателей. Это положение предусмотрено лишь для движения «Вперёд». На нём напряжение дополнительно подаётся на поездной провод 3, or которого через РУМ и блокировки [, 1R, контакты реле ускорения, LB2 и IR получает питание катушка контактора G. Одновременно е этим от провода 1Д получает питание катушка контактора LB2, имеющая в своей цепи блокировки реле перегрузки.
При включении контактора LB2 его блокировочные контакторы переводят питание его катушки па провод 1А. На этот же провод переводится питание и катушки контак
тора G. Момент, когда контакторы LB2, Gul оказываются включёнными одновременно, силовая цепь собрана по схеме моста.
После замыкания контактора G его блокировка в цепи контактора I размыкается и контактор / выключается. При этом замыкается его блокировка, через которую получают землю цепи катушек реостатных контакторов. Таким образом, собирается схема параллельного соединения групп тяговых двигателей с полностью введёнными группами пусковых сопротивлений.
Поскольку силовая катушка РУ находится в цепи тяговых двигателей 2-4, последующее замыкание его контактов в процессе пуска вызывает включение контактора RR1, аналогично тому, как это происходило при последовательном соединении групп двигателей с последующим включением через его блокировку контактора R1. В результате этого ток в цепи 2 и 4 двигателей увеличивается и реле ускорения размыкает свои контакты. В дальнейшем при замыкании контактов реле ускорения точно таким же образом включаются контакторы RR2 и R2- RR3 и R3- RR4 и R4.
IV положение — ослабление поля. Па этом положении дополнительно подаётся напряжение на поездной провод 6, от которого через РУМ, блокировки контакторов G и R4 получают питание катушки вентилей переключателя шунтировки поля, имеющие в своей цепи блок-контакты реле шунтировки поля. Силовая катушка реле шунтировки включена в цепь двигателей 1 и 3. Блокировки контак
422
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
торов G и R4 обеспечивают переход на ослабленное поле только на последней позиции параллельного соединения двигателей.
При установке контроллера в положение «АВ» — напряжение подаётся на поездной провод 25, включающий вспомогательное реле. Его блок-контакты при последовательном соединении двигателей вводят в цепь провода 2 вторую блокировку РУ, работающую от второй силовой катушки с более высокой уставкой.
Схема цепей управления вагонов метрополитена типа Г
Питание цепи управления осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 70 а. Плюс батареи подаётся на поездной провод 10, которым все батареи состава соединены параллельно. От этого провода через выключатель управления ВУ напряжение подаётся на контроллер машиниста. Минус цепи управления заземлён также через контроллер машиниста.
Аккумуляторная батарея имеет постоянный подзаряд от цепей освещения вагона и мотора-компрессора. Схема управления дана на фиг. 42.
Тяговый режим. I положени е—м а-невровое. При установке реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положение «Вперёд» или «Назад», а главной — в положение I — «ход», напряжение через контакторный элемент У2 главного вала контроллера машиниста подаётся с провода 10А на провод У2 и с него через контакторные элементы контроллера на поездные провода 1 и 5М (ход «Вперёд») или 4 (ход «Назад»),
По проводу 1 ток через контакты РУМ, блокировку тормозного переключателя ТП-Т, 1А-1Ж и блокировку ЛК1 подводится к катушке вентиля ТП-М. В результате происходит поворот ТП в положение тягового режима. При этом цепь питания этой катушки разрывается, а блокировка ТП-М, 1А-1Б замыкается, давая питание через блокировки реостатного контроллера РК-О, переходного переключателя ПП-С, нулевого реле РН и реле перегрузки РП катушке вентиля линейного контактора ЛК1.
По проводу 5 ток поступает к блокировкам реверсора, что обеспечивает его установку в положение, соответствующее принятому направлению движения. После этого ток подаётся на провод 5Б и через блокировки РП и ПП-С поступает в катушки вентиля реостатного контроллера РК и вентиля ЛК2, имеющих в своей цепи блокировку ЛК1.
Одновременно получает питание катушка вентиля ПП-С, обеспечивающая установку переходного переключателя в положение, соответствующее последовательному соединению тяговых двигателей.
После включения ЛК2 ток по проводу 1Е попадает в катушку вентиля ЛКЗ.
По проводу 1Г через дополнительные сопротивления питается стоп-катушка РК, удерживающая его вал в исходном положении. Если РК не находится в нулевой позиции, то при выключенных линейных контакторах цепь его стоп-катушки разомкнута и РК возвращается в нулевую позицию.
Блокировка 5-5М автоматического выключателя автостопа обеспечивает разрыв цепи этого провода и, следовательно, отключение линейных контакторов в случае работы автостопного устройства вагона, что может быть при проезде красного сигнала. Блокировка 1Б-1Н автоматического выключателя торможения обеспечивает разрыв цепи катушки вентилей ЛК1 и ЛКЗ при торможении вагона пневматическим тормозом, если давление в тормозном цилиндре выше 1,8ши.и. Это исключает возможность заклинивания колёс при одновременном действии электрического и пневматического тормозов.
II положение — автоматический пуск при последовательном соединении двигателей. На этом положении дополнительно напряжение подаётся на поездной провод 2. От этого провода через РУМ получает питание кагушка реле РБ, имеющая в своей цепи блокировку ЛКЗ. Вследствие этого контакты РБ соединяют провод 1Т с проводом 12, шунтируя тем самым стоп-катушку РК и последняя даёт возможность реостатному контроллеру перейти на следующую позицию.
В процессе этого перехода между позициями замыкаются контакты промежуточного моста РК (1С-12), создавая цепь для возбуждения подъёмной катушки РУ. Подъёмная катушка РУ способствует притяжению якоря реле и размыканию его контактов в цепи проводов 1Т-12. Это вновь обеспечивает питание стоп-катушки РК и чёткую фиксацию ею новой позиции.
Вследствие закорачивания контактором секции пускового сопротивления ток одной из групп двигателей возрастает и якорь РУ под действием его силовой катушки может остаться притянутым, несмотря на отключение подъёмной катушки РУ. Однако уставка РУ такова, что почти все позиции вал РК проходит без задержки со стороны РУ, т. е. хронометрически. Так происходит вращение РК до позиции 12-й включительно.
Параллельно контактам РУ, РТ, РБ и РВ присоединён конденсатор, что облегчает им разрыв тока.
III положение — автоматический пуск при параллельном соединении двигателей. На этом положении дополнительно подаётся напряжение на поездной провод 3, от которого через РУМ и блокировку РК, 12А возбуждается катушка вентиля /7/7-77 и переключатель устанавливается в положение «Параллельно». При этом выключается его блокировка ПП-С, 5Г-5Д в цепи катушки вентиля РК и реостатный контроллер под действием на поршень привода сжатого воздуха получает возможность перемещаться в обратном направлении. Питание катушки вентиля ЛК2 продолжается в данном случае через блокировку нулевого реле РН, замкнувшиеся блок-контакты /7/7-77 и дополнительное сопротивление, заменяющее сопротивление катушки вентиля РК.
Замкнувшиеся блок-контакты /7/7-77, 1Ф и 12 образуют цепь постоянного питания подъёмной катушки РУ через дополнительное сопротивление. Вследствие этого ток отпадания РУ на фиксированных позициях РК снижается. Это сделано для уменьшения нагрузки тяговой сети.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
423
Фиг. 42. Схема цепей управления вагонов метрополитена типа Г
В остальном работа схемы на параллельном соединении двигателей происходит так же, как на последовательном соединении, но каждая позиция контролируется реле ускорения.
Тормозной режим. При установке главной рукоятки контроллера машиниста в положение I — «Тормоз» — получает питание поездной провод 6, по которому через РУМ и блокировки тормозного переключателя ТП-М, 6А-6Б и ЛК1 напряжение подводится к катушке вентиля ТП-Т. В результате происходит поворот ТП в положение «Тормоз». После этого ток через блокировку ТП-Т,6А-1 Б по такой же цепи, как и при двигательном режиме, подводится к катушке вентиля ЛК1.
Работа схемы аналогична работе при двига
тельном режиме. Отличием является то, что на тормозном режиме контакты 1Г-1Д нулевого реле шунтируются блокировкой ТП-Т, а контакты 5-5М автоматического выключателя автостопа шунтируются контакторным элементом контроллера машиниста.
II положение— тормоз автоматический. При установке рукоятки контроллера машиниста в положение II — «Тормоз» дополнительно напряжение подаётся на поездные провода 8 и 2. От провода 2 возбуждается катушка реле РБ. Как и на двигательном режиме, при этом блок-контакты РБ шунтируют стоп-катушку РК-
Переход РК по позициям осуществляется под контролем реле торможения РТ и реле
424
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
времени РВ. Подъёмная катушка РУ шунтируется блок-контактами ТП-Т, 1Г-1Р. Для ограничения напряжения на двигателях на первых трёх позициях РК подъёмная катушка РТ соединяется с проводом 12 через дополнительное сопротивление и блокировку РК-1, 2, 3. Ток отпадания реле при этом уменьшается. Уставка реле замедления регулируется автоматически в зависимости от нагрузки вагона. Для этой цели оно имеет катушку авторежима, которая через ползунковый контакт 6Е-6Д присоединена к реостату. Ползунок связан с механизмом авторежима, передвигающим его в зависимости от величины просадки рессор.
Реле времени, подъёмная катушка которого возбуждается только-между фиксированными позициями РК, своими контактами обеспечивает необходимую продолжительность разрыва цепи, шунтирующей стоп-катушку РК. Замедление процесса выведения сопротивлений из тормозного контура двигателей особенно важно в начале торможения.
На 11-й позиции РК замыкается блокировка РК-П, 2В-2Г, через которую получает питание катушка электромагнитного вентиля регенерации № 1, вследствие чего вступает в действие пневматический тормоз. Давление воздуха в тормозных цилиндрах при этом ниже уставки АВТ.
Если во время торможения произойдёт сброс электротормоза и отключатся линейные контакторы, от провода 8 получит питание катушка вентиля регенерации № 2. При этом электротормоз будет замещён пневматическим при полном давлении воздуха в тормозных цилиндрах.
Положение IA служит для осуществления ручного (неавтоматического) регулирования торможения. При переводе рукоятки контроллера с положения I на положение IA напряжение подаётся на поездные провода 2 и 7. От провода 7 через РУМ и дополнительное сопротивление получает питание удерживающая катушка реле времени РВ. Но она не рассчитана на размыкание контактов РВ. При возбуждении (от провода 2) катушки реле РБ замыкаются его контакты, что шунтирует стоп-катушку РК и его вал переходит с 1-й на 2-ю позицию. Между позициями возбуждается подъёмная катушка РВ. Суммарный поток подъёмной и удерживающей катушек РВ размыкает блок-контакт реле. Это создаёт питание стоп-катушке РК, что фиксирует позицию. Контакты РВ на фиксированной позиции РК удерживаются разомкнутыми потоком удерживающей катушки, несмотря на разрыв цепи подъёмной катушки РВ.
Для поворота РК в следующую позицию необходимо на короткое время перевести рукоятку контроллера машиниста в положение I и затем снова установить её в положение IA. При этом рассмотренный процесс повторится.
Схема цепей управления вагонов метрополитена типа Д
Схема цепей управления (фиг 43) по питанию, назначению поездных проводов и контроллеру машиниста аналогична схеме вагонов типа Г.
На I положении при двигательном режиме от провода 1 питается вентиль ТП-М привода тормозного переключателя и от 5 (или 4) — вентиль реверсора.
Установка тормозного переключателя в двигательный режим, если реостатный контроллер находится па 1-й позиции, сопровождается замыканием его блокировки в цепи катушек контакторов ЛК1 и М и, следовательно, выключением этих контакторов. Прямой блокировкой ЛК1 замыкается цепь катушки контактора ЛК2 в цепи провода 5, а прямой блокировкой ЛК2 — замыкается цепь катушки ЛКЗ, питающейся от провода 1.
Включение контактора ЛК2 и его блокировки 1Д-1В устанавливает для катушек ЛК1 и М питание помимо блокировки РК1. Размыкание обратной блокировки ЛКЗ, 18Б-0 сигнализирует красной лампой о завершении процесса включения силовой цепи.
На II положении рукоятки контроллера машиниста от провода 2 через блокировочные контакты РК1-И, 14-18, РУ, ЛКЗ, переключателя вентилей ПВ получают питание соответствующие вентили реостатного контроллера РК- Работа блок-контакта РУ происходит при пониженном токе тяговых двигателей, так как блокировкой РК, 2-10 на позициях со 2-й по 10-ю включена размагничивающая катушка РУ. Вентили РК возбуждаются только до 13-й позиции, так как далее цепь их питания размыкается блокировкой РК1-11 в цепи проводов 2Б-2В и РК-12, 19 в цепи проводов 2К-2В.
На III положении главной рукоятки контроллера машиниста от провода 3 через блокировку РК'13 в цепи проводов ЗА-2В вентили привода РК вновь получают питание.
На 14—15-й позициях двигатели переключаются с последовательного на параллельное соединение и переходят на работу с полным полем возбуждения, так как цепь катушки контактора М размыкается блокировкой РК1-13 в цепи проводов 1К-12, а катушек контакторов Ш1-2 — блокировкой РК, 12-13, 19-20. На 14-й позиции размыкается блокировка РК-13 в цепи провода 3 и вновь замыкается блокировка РК1-11, 14-18 в цепи провода 2, чем обеспечивается перевод питания вентилей РК с провода 3 на провод 2. Блокировки РК12-13, 19-20 в цепи проводов 1Л-1Г на позициях 19-й и 20-й вновь включают катушку контакторов ослабления поля Ш1-2. Включение этих контакторов своей прямой блокировкой 2Б-2К замыкает цепь питания вентилей РК и обеспечивает его переход на 19-ю и 20-ю позиции.
При переводе главной рукоятки контроллера машиниста в I тормозное положение от провода 6 через блокировку контактора ЛК1 возбуждается катушка вентиля ТП-Т, что переводит тормозной переключатель в положение торможения. Одновременно от того же провода через блокировки ТП-Т и РК1 восстанавливается питание катушки контактора М. От этого же провода получает питание и катушка контакторов Ш1-2, чем обеспечивается ослабление поля двигателей на первой тормозной позиции. Замыкание линейных контакторов ЛК2 и ЛКЗ происхо
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
425
дит в той же последовательности, что и при тяговом режиме.
При переводе рукоятки в положение 1Аот провода 7 возбуждается удерживающая катушка реле РВ, а одновременное включение провода 2 обеспечивает получение одного импульса тока управления для питания вентилей РК- Повторные импульсы при неавтоматическом управлении режимом торможения могут быть получены последовательными перемещениями главной рукоятки из положения I в положение IA и обратно.
При постановке рукоятки контроллера машиниста во II тормозное положение от провода 6 осуществляется возбуждение вентилей РК и автоматическое движение РК по позициям, как и при двигательном режиме. Однако за счёт реле РВ время движения системы несколько повышается. Привод РК будет работать до 20-й позиции. На 16-й позиции блокировкой РК16-20 в цепи проводов 8В-12 включается катушка вентиля ВТ-1, что приводит в действие пневматический тормоз. Катушка вентиля ВТ-2 имеет обратную блокировку контактора ЛКЗ, что обеспечивает при неисправности электрооборудования действие замещающего пневматического тормоза при полном давлении воздуха в тормозных цилиндрах.
При отключении реле перегрузки его контакты размыкают цепи катушек линейных контакторов ЛК1, ЛК2, ЛКЗ и М. Восстановление реле возможно только при нулевом положении главной рукоятки контроллера нажимом на кнопку импульсного действия «Возврат РП» в цепи проводов У4-17. При этом возбуждается катушка «Возврат РП».
При размыкании под действием защиты линейных контакторов хотя бы на одном из вагонов поезда красная сигнальная лампа при пуске не гаснет. В этом случае для определения неисправного вагона машинист нажимает кнопку «Сигнализация», подавая напряжение на поездной провод 24. При этом на неисправном вагоне через замкнутую обратную блокировку ЛКЗ возбудится специальная катушка реле заземления РЗ-2,
Так как блок-контакты реле заземления и реле перегрузки общие, то на неисправном вагоне замыкается блок-контакт в цепи зелёной сигнальной лампы (провода 10Г-0), что даёт возможность найти неисправный вагон.
СХЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
Электродвигатели вспомогательных машин (мотор-компрессоры, мотор-геиераторы, мотор-вентиляторы и др.) обычно включаются в самостоятельные цепи, не зависимые от цепей тя-1 овых двигателей. Так же включаются электропечи, разрядники, высоковольтные обогреватели и другое вспомогательное оборудование.
Каждая вспомогательная машина имеет самостоятельные включающие аппараты и в большинстве случаев самостоятельные аппараты защиты. Для смягчения толчков тока при включении вспомогательных машин, а также толчков, возникающих в результате резких изменений напряжения контактной сети,
обычно последовательно в цепь каждой машины включается постоянное активное (демпферное) сопротивление. Наличие постоянного сопротивления для крупных вспомогательных машин не исключает применения пусковых сопротивлений, автоматически выводимых по окончании пуска машины. Защита вспомогательных цепей осуществляется как индивидуальная — отдельно каждой машины, каждой группы отопления, — так и общая для всей вспомогательной высоковольтной схемы.
Двигатели вспомогательных машин обычно выполняются с последовательным возбуждением или же со смешанным возбуждением. Для предотвращения разгона последних применяют специальные ограничители скорости. Ограничители, как правило, центробежного типа и воздействуют на контактор, включающий машину или всю вспомогательную цепь.
Схемы вспомогательных цепей электровозов
Первоначальное стремление в отечественном электровозостроении применять двигатели вспомогательных машин с неполным напряжением контактной сети на каждом коллекторе привело к нарушению условий резервирования. На электровозах позднейшего исполнения (ВЛ22м) лучше оправдывает себя система двигателей вспомогательных машин, рассчитанных на полное напряжение контактной сети.
На фиг. 44 представлена принципиальная схема вспомогательных машин электровозов С и Сс. Основной особенностью системы является применение делителя напряжения (динамотора) и питание всех остальных вспомогательных машин половинным напряжением по отношению к напряжению контактной сети. При напряжении контактной сети 3 000 в коллекторы всех вспомогательных машин работают на номинальном напряжении 1 500 в.
ЗОНОЙ
Фиг. 44. Принципиальная схема вспомогательных машин электровозов С и Сс
От средней точки делителя напряжения питается мотор-генератор возбуждения (для рекуперативного торможения). Кроме того, эта точка соединена со средней точкой последовательно включённых мотор-вентиляторов. К лей же может приключаться любой из двух мотор-компраесоров. При их одновременном включении делитель напряжения выравнивает потенциал в средней точке соединения.
426
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор служебного тока приводится во вращение делителем напряжения. Кроме общего, постоянно последовательно включённого защитного сопротивления в цепи делителя напряжения, мотор-генератора, мо-
Фиг. 45. Принципиальная схема вспомогательных машин электровозов ВЛ 19
Тор-вентиляторов, —включены свои постоянные сопротивления и .пусковые панели.
Недостатками системы является тесная взаимосвязь всех вспомогательных машин, что ограничивает её аварийный резерв, а также наличие дополнительного громоздкого агрегата (делителя напряжения).
Первоначально выполненная схема вспомогательных цепей электровозов ВЛ19, пред-
ставленная на фиг. 45, характеризуется применением двухколлекторного двигателя типа ДДИ-60 для привода сдвоенного вентилятора. Этот же двигатель служит и для привода генератора служебного тока. Мотор-компрессоры рассчитаны на полное напряжение контактной сети 3 000 в.
Как вся группа вспомогательных машин, так и каждая из них в отдельности защищается постоянным последовательно включённым (демпферным) сопротивлением. Машины снабжены пусковыми панелями (на схеме не показаны).
Недостатком системы является громоздкость вентиляционного агрегата и отсутствие резервного в случае выхода его из строя.
В настоящее время система вспомогательных машин на этих электровозах переделывается по типу вспомогательных машин электровоза ВЛ22м .
Схема вспомогательных цепей электровоза ВЛ22м представлена на фиг. 46.
Электровоз имеет два мотор-вентилятора, каждый с генератором тока управления, два мотор-компрессора, один мотор-генератор возбуждения (рекуперации). Все двигатели рассчитаны на питание от напряжения контактной сети 3 000 в. Работа мотор-вентиляторов предусматривается на двух режимах; при последовательном соединении обоих двигателей (низкая скорость) и при параллельном соединении двигателей (высокая скорость).
Все вспомогательные цепи, за исключением цепи мотор-генератора возбуждения, питаются напряжением контактной сети через разъединитель вспомогательных цепей и главный предохранитель. Двигатель мотор-генератора возбуждения питается высоким напряжением через быстродействующий выключатель. Такое включение вызывается тем, что его кратковременная работа связана непосредственно с работой тяговых машин. Вместе с тем включение мощного двигателя генератора в общую цепь вспомогательных машин снизило бы надёжность защиты вспомогательных цепей предохранителем.
В схеме вспомогательных цепей электровоза ВЛ22М без электрического торможения мотор-генератор рекуперации отсутствует. В остальном схема та же.
Ч иг. 46. Схема вспомогательных цепей электровозов ВЛ22М с рекуперативным торможением
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
427
Управление вспомогательными машинами и печами осуществляется кнопочными выключателями.
Пуск и остановка компрессора осуществляются автоматически регулятором давления, контакты которого замыкаются и размыкаются в диапазоне давлений воздуха в главных резервуарах.
При отключении реле перегрузки, защищающего мотор-компрессор, оно может быть восстановлено кратковременным включением кнопки «Восстановление компрессоров».
Управление вентиляторами осуществляется с помощью кнопок: «Высокая скорость вентиляторов», «Низкая скорость вентиляторов» и «Восстановление вентиляторов». Кнопки между собой сблокированы так, что включение одной исключает возможность одновременного включения других.
При отключении реле перегрузки мотор-вентиляторов восстановление их осуществляется так же, как и компрессоров, кратковременным включением пружинной кнопки «Восстановление вентиляторов».
При отключении реле перегрузки мотор-компрессоров или мотор-вентиляторов на щитке измерительных приборов включаются соответствующие сигнальные лампы.
Пуск мотор-генератора рекуперации осуществляется кнопкой «Возбудитель», а его защита — электромагнитным реле РП-5В-1, блокировочные контакты которого включены в цепь удерживающей катушки БВ.
Электрические печи включаются кнопками «Электроотопление общая группа». Кроме того, в каждой кабине кнопкой «Электропечи Н1/Н2» включается катушка контактора, присоединяющего к напряжению контактной сети группу 1 или 2 отопления в соответствующей кабине.
Схема вспомогательных цепей восьмиосного электровоза Н8*. Схема вспомогательных
* Написано инж. В. К. К а л и н и н ы м.
цепей восьмиосного электровоза рассчитана для работы двигателей вспомогательных машин при полном напряжении контактной сети.
Вспомогательные цепи электровоза состоят из двух мотор-вентиляторов В1 и В2 (фиг. 47), каждый с генератором тока управления двух мотор-компрессоров К-/ и К-2, двух мотор-генераторов (преобразователей) П1 и П2, электрических печей 129-1 — 136-1, 129-2 — 136-2, сопротивлений для обогрева Р138-Р151, счётчика электрической энергии 106, вольтметров 60 и 61 и электропневматического клапана 191. Работа мотор-вентиляторов, так же как на электровозе ВЛ22М, предусмотрена на двух режимах: при последовательном соединении обоих двигателей (низкая скорость) и при параллельном соединении двигателей (высокая скорость). Переключение мотор-вентиляторов осуществляется переключателем мотор-вентиляторов 59.
Все вспомогательные цепи, кроме вольтметров и защитного вентиля 191, подсоединены к цепи пантографов 45-1 и 45-2 через разъединитель вспомогательных цепей 48 и быстродействующий выключатель 53.
Защита вспомогательных цепей от коротких замыканий осуществляется дифференциальным реле 54, действующим своей блокировкой на удерживающую катушку быстродействующего выключателя 53. Кроме этого, двигатели мотор-генераторов защищены от перегрузок реле перегрузки 57-1 и 57-2, срабатывание которых вызывает отключение быстродействующих выключателей. Защита от атмосферных перенапряжений производится разрядником 322.
Схемы вспомогательных цепей электросекций и вагонов метрополитена
Схемы вспомогательных цепей моторвагонных секций несколько отличаются от электровозных. При напряжении в сети до 1 500 в мотор-компрессоры включаются обычно
Фиг. 47. Схема вспомогательных цепей электровоза НВ
428
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
на полное напряжение. При напряжении в 3 000 в мотор-компрессоры питаются либо от средней точки делителя напряжения (м. в. секции серии Ср), либо от низкого напряжения, вырабатываемого генератором управления. В последнем случае напряжение генератора принимается не менее 110 в.
Защита вспомогательных цепей от коротких замыканий производится с помощью плавких предохранителей. Защита от перегрузок обеспечивается либо с помощью реле перегрузок, либо комбинированной защитой — тепловыми реле и реле перегрузки (секции Ср).
На фиг. 48 дана принципиальная схема вспомогательных цепей моторного вагона Сд . Здесь в цепи обеих вспомогательных машин постоянно включены демпферные сопротивления. Каждая цепь вспомогательной схемы защищена плавким предохранителем. Мотор-генератор типа ДМГ1500/50 имеет схему смешанного возбуждения.
политена. Для защиты от коротких замыканий и перегрузок в отдельных цепях включены
Фиг. 49. Схема вспомогательных цепей моторного вагона СР
Фиг. 48. Схема вспомогательных цепей моторного вагона Сд
плавкие вставки и общий максимальный автомат. На этих вагонах имеются лишь по одной вспомогательной машине —• мотор-компрессор МД.
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ В СИЛОВЫЕ ЦЕПИ ЭПС
Защита от атмосферных перенапряжений
Эта защита осуществляется электролитическими, тиритовыми, вилитовыми и роговыми разрядниками. На фиг. 51 представлена наиболее простая схема защиты роговым разрядником Р. Для отражения волны перенапряжения в силовую цепь последовательно включена индуктивная катушка НК.
На фиг. 49 показана схема вспомогательных цепей моторного вагона серии Ср на два напряжения 1 500/3 000 в.
При работе на напряжение 3 000 в двигатель! компрессора К приключён к средней точке делителя напряжения ДН. Цепи машин имеют против перегрузок комбинированную защиту, состоящую из реле перегрузки РПД и РПДК и тепловых реле Трг и Тр%. При кратковременных перегрузках тепловое реле не успевает отключать цепь, и это выполняет реле перегрузки при токах не менее 35 а. Пусковые токи, будучи менее этой величины, не вызывают выключения машин. При длительной перегрузке током 12 а (более 1 мин) срабатывает ТР и вводит в цепь вторую секцию РП, вследствие чего НС реле возрастает втрое и вызывает срабатывание РП. При работе на электрифицированных участках напряжением 3 000 в в цепи включено одно реле из двух — РПД. На участках 1 500 в вторая половина якоря динамотора и мотор-компрессор защищаются с помощью реле РПДК. Блокировки реле включены в цепь электромагнитных контакторов МК.1 и МК2. Цепи электропечей защищены от перегрузок РП. Цепи катушек реле напряжения PH, вольтметра и разрядника КПР включены за общей плавкой вставкой ВП и не имеют защиты от перегрузок.
На фиг. 50 приведена схема вспомогательных цепей моторных вагонов типа Г метро-
К силовой цепи
Фиг. 51. Схема защиты ЭПС роговым разрядником
Один из двух искровых промежутков разрядника зашунтирован сопротивлением ШС, служащим для ограничения тока разряда. Цепь разрядника Р должна иметь как можно меньшую индуктивность для эффективного его действия. Схема подобного рода применена на моторных вагонах Сд.
Обычная схема включения вилитовых, тиритовых, электролитических разрядников представлена на фиг. 52. Исследованиями ЦНИИ была установлена целесообразность применения для грозовой защиты на подвижном составе одновременно роговых и вилитовых разрядников. Схема, предложенная ЦНИИ, представлена на фнг. 53.
Фиг. 50. Схема вспомогательных цепей вагона метрополитена типа Г
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 429
430
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
пониженного напряжения — нулевого реле, реле минимального напряжения РПН.
Реле РПН с дополнительным сопротивлением Дс приключается непосредственно к питающей цепи ЭПС.
Реле выполняется как защитное, воздействующее на катушки аппаратов, отключающих силовую цепь, так и в качестве сигнального. Реле устанавливается обычно на срабатывание при значительном падении напряжения в контактной сети (обычно до величины, приблизительно равной половине его номинального значения). Тем самым предупреждается вредное влияние на тяговые дви-
Фиг. 52. Схема защиты разрядником:
73—разрядник; ПП—плавкий предохранитель; ГР— главный разъединитель
Фиг. 53. Схема защиты от атмосферных перенапряжений, предложенная ЦНИИ МПС: / — роговой разрядник; 2—индуктивность; ,3 — вентильный разрядник; 4 — ёмкость С
Фиг. 54. Схема включения потенциальных реле: РМН — реЛе максимального напряжения; РПН — реле пониженного напряжения; Р — сопротивление силовой цепи; ГД —тяговые двигатели; Дс — добавочное сопротивление; ЛК— линейный контактор
Защита от коммутационных напряжений и повышенного напряжения в схемах
1 500/3 000 в
Назначение защиты этого рода — предотвратить воздействие на оборудование ЭПС длительных перенапряжений, но сравнительно меньших по величине, чем грозовые. Как правило, эти повышения напряжения не носят волнового характера и защита от них осуществляется с помощью потенциальных реле, так как в этом случае вопрос безинертности защиты не играет существенной роли. Схема реле защиты от коммутационных перенапряжений представлена на фиг. 54. Реле максимального напряжения РМН с добавочным сопротивлением Дс включается в цепь параллельно тяговым двигателям. При повышении напряжения на зажимах двигателей выше пределов уставки реле контакты его размыкаются, отключая линейные контакторы, или быстродействующий выключатель. Подобная защита осуществляется, как правило, в случаях, когда ЭПС работает на линиях, где применяется рекуперативное торможение.
Другим видом защиты от коммутационных перенапряжений является применение реле
гатели внезапного повышения напряжения, которое может последовать вслед за имевшим место падением напряжения. Как правило, реле выполняются с устройствами выдержки времени (0,3—0,4 сек) для того, чтобы исключить действие кратковременных снижений напряжения, вызываемых, например, отскакиванием токоприёмника от контактного провода.
У ЭПС, предназначенного для работы на два напряжения 1 500/3 000 в, применяются специальные защитные потенциальные реле, предотвращающие возможность приключения силовой цепи к напряжению 3 000 в в том случае, если схема собрана для работы на низшем напряжении 1 500 в. Подобная схема представлена на фиг. 55. В нее входят два реле напряжения PH: на 1 500 н 3 000 в, катушки которых последовательно с дополнительным сопротивлением Дс включены па напряжение контактной сети. Промежуточное реле ПР-1 замыкает цепь подъёмной катушки линейного контактора ЛВ в том случае, когда напряжение в сети соответствует положению переключателя напряжений или когда при положении переключателя 3 000 в в контактной сети напряжение 1 500 в.
Реле ПР-1 (так же как и не показанное в
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
431
схеме реле ПР-2, включённое в цепь управления вспомогательных машин) является одновременно элементом выдержки времени. Включение реле PH обеспечивает автоматическое переключение переключателя ПН, которое возможно за счёт задержки во включе-
Фиг. 55. Схема включения’защиты реле ЭПС па два напряжения: PH—реле напряжения; Пр*1—промежуточное реле; ПН — переключатель напряжения; ДС— добавочное сопротивление; ЛВ — линейный выключатель; ГР—главный разъединитель; ПП — главный предохранитель; К.— кнопочный выключатель
нии промежуточного реле ПР. На моторных вагонах Ср реле типа РН-1500 срабатывает при напряжении около 760 е и отпадает при напряжении около 300 в. Реле типа РН-3000 срабатывает при напряжении около 1500 в и отпадает при 800в. Реле типа РН-1500, кроме того, выполняет функции нулевого реле.
Защита от коротких замыканий
Простейшим видом защиты от коротких замыканий является применение плавких предохранителей, которые служат одновременно для защиты от перегрузок. Однако такая защита не может считаться достаточной и обычно дополняется другими видами защиты (реле перегрузки, автоматические выключатели и др.). Автоматические выключатели с ручным восстановлением применяются для трамвайных вагонов и троллейбусов при сравнительно небольшой мощности и напряжении, не превышающем 1 000 е. В некоторых случаях механизм ручного восстановления заменяется механизмом дистанционного восстановления, как правило, с электромагнитным приводом. Применение автоматических выключателей при напряжении в контактной сети более 1 000 в не обеспечивает надёжного отключения тока короткого замыкания.
бинированным применением плавких предохранителей и реле перегрузки, а электровозов комбинированным применением быстродействующих выключателей и реле перегрузки. В первом случае отключение силовой цепи от контактной сети осуществляется линейными контакторами под воздействием реле перегрузки. Во втором случае — ток короткого замыкания разрывается непосредственно быстродействующим автоматическим выключателем.
Наиболее надёжной защитой от коротких замыканий является защита быстродействующими автоматическими выключателями.
Защита от перегрузок или резкого повышения тока в силовой цепи из-за нарастания внешней нагрузки или неисправности отдельных машин осуществляется преимущественно с помощью реле перегрузки. Степень надёжности защиты зависит от места повреждения и характера схемы.
Наиболее целесообразным является включение реле перегрузки в каждую параллельную цепь двигателей непосредственно перед их якорями.
Защита от перегрузок плавкими предохранителями и токовыми реле перегрузки не является достаточно надёжной при неисправностях машин, сопровождающихся утечками тока. Она действует лишь тогда, когда ток значительно возрос и неисправность развилась. Лучшие результаты в этом случае даёт дифференциальная токовая защита. Дифференциальная защита работает по принципу разности токов и разности напряжений.
Принципиальная схема защиты, основанной на принципе разности токов, представлена на фиг. 56. При нарушении равновесия, притекающего (1пр) и вытекающего (11>т) токов тяговых двигателей 1„р— = за
счёт тока утечки I ут нарушается равновесие магнитной системы дифференциального реле:
Фнг. 56. Принципиальная схема дифференциальной токовой защиты
Защита от перегрузок и дифференциальная защита
Защита от коротких замыканий цепей моторвагонов обычно осуществляется ком-
Это приводит к размыканию контактов реле и прекращению питания подъёмной катушки главного выключателя ЛК- От чувствительности реле зависит предотвращение развития начальных неисправностей.
432
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Дифференциальная токовая защита может быть применена как к двигателю в целом, так и к отдельным его обмоткам; в равной степени эта защита применима для всей силовой схемы или для любой её отдельной части.Принципиальная схема дифференциальной защиты силовой цепи электровоза представлена на фиг. 57. Конструкция дифференциального реле не требует специальных подъёмных катушек. В качестве их используются провода
Фиг. 5 7. Принципиальная схема дифференциальной защиты силовых цепей электровоза
кабельной проводки, что упрощает схему, но несколько снижает чувствительность защиты.
Принципиальные схемы защиты, основанной на принципе разности напряжений, приведены на фиг. 58. Наиболее часто такая защита применяется против боксования колёсных пар. При схеме (фиг. 58,а) подъёмная катушка реле боксования РБ питается током, определяющимся разницей напряжений:
UP6 =
2
(если не принимать во внимание ток, протекающий в катушке реле).
Так как при последовательном соединении двигателей Uк ~ Е — противо-э. д. с. — машин— существенное нарушение равенства Uк2 — U ( наступает в случае несоответствия скоростей вращения якорей, т. е. при боксо-вании одной из колёсных пар, двигатели которых соединены последовательно.
При схеме фиг. 58,6 отключение контактов реле РБ произойдёт при возникновении разницы НС катушек реле.
Rd +г
В обоих случаях блокировочные контакты реле, замыкаясь или размыкаясь, могут выполнять следующие функции:
а) отключение подъёмной или удерживающей катушки главного выключателя, сопровождающееся размыканием силовой цепи;
б) включение или выключение катушек, переключающих групповой контроллер на следующую пусковую позицию:
в) включение сигнальных ламп на постах управления.
Схема фиг. 58,6 чаще всего используется на моторных вагонах. На электровозах обычно ог
раничиваются лишь сигнализацией о возникновении боксования.
Одной из разновидностей потенциальной дифференциальной защиты является защита посредством реле рекуперации РР, приведённая на фиг. 59. Назначение этого вида защиты — предотвратить толчки тока при вклю-
Фиг. 58. Схема включения реле боксования РБ
чеиии на рекуперативный режим. При этом возможна разность напряжений
± Дб/ = Uc~ пЕ, здесь п — число последовательно включённых якорей и Е — э. д. с. каждого из них. Трёхкатушечное реле РР поляризованного типа автоматизирует как включение, так и выключение силовой схемы ЭПС.
При включении контроллера через блокировку ТКТ подаётся напряжение к поляризующей катушке ПК- НС этой катушки подобрана таким образом, что она одна не может вызвать срабатывания реле. Усиление возбуждения рекуперирующих машин повышает их э. д. с. При достижении э. д. с. по величине примерно 70% от Uc происходит включение промежуточного реле ПР, блокировка которого включает электромагнитный контактор КР. Этим контактором включается на напряжение контактной сети катушка реле ДК, поле которой направлено против поля катушки ПК при Пс>пЕ. При дальнейшем усилении возбуждения величина Дб/ уменьшается до нуля.
Затем при превышении э. д. с. рекуперирующих машин величины напряжения сети на 30—40 в изменившееся по направлению магнитное поле катушки ДК создаёт усилие, согласное с усилием катушки ПР, и вызывает срабатывание реле РР. При этом замыкаются блок-контакты, включающие подъёмную катушку главного выключателя ЛВ, вызывая его замыкание. Контактами ЛВ закорачивается катушка реле ДК. Рекуперативный ток, обтекающий катушку СК, вызывает усилие этой катуш
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
433
ки, согласное с усилием катушки ПК. Это позволяет при рекуперации удерживать РР во включённом состоянии. Реле не допускает, таким образом, броска тока при включении, защищая тяговые машины от перегрузки.
Фиг. 59. Схема включения реле рекуперации
По мере снижения э. д. с. машин, например, при уменьшении скорости, ток в катушке СК стремится к нулю. При некотором значении этого тока усилие катушки СК настолько упадёт, что усилие катушки ПР окажется недостаточным для удержания реле РР во включённом положении. Оно выключится и вызовет: размыкание главного выключателя ЛВ. Контроль срабатывания реле РР осуществляется включением и выключением его сигнальной лампы СЛ.
скоростях возможно значительное повышение напряжения, предусматривается заземление в какой-либо точке (обычно между двумя якорями) для снижения потенциала по отношению к земле (фиг. 60). В цепи заземления имеется катушка реле заземления РЗ. Ток в катушке возникает лишь в том случае, когда где-либо в цепи образуется ток утечки 1ут, вызываемый повреждением изоляции, круговым ог
Фиг. 60. Схема включения реле заземления РЗ
нём или другими неисправностями машин и аппаратов.
Возбуждение катушки реле РЗ вызывает отключение линейных контакторов ЛК и прекращение торможения.
Защита при падении уровня изоляции
В схемах реостатного торможения (вагоны ина Г и Д метрополитена), где при высоких
Защита вспомогательных цепей
Основные виды защит ы приведены ниже.
Вины зашиты вспомогательных'.цепей ЭПС
Плавкий предохранитель Максимальное реле Максимально -тепловая Дифференциальна я Скоростная Быстродействующая
принципи- альная .1 РП~^С 'у 0Д ) 1 юДа'р (дЯ *7 оо ф
день цпрадле-ния Цет> _ 1 Цепь у: м- ЮПНО’Ц Цепь управу, ления
Лс защиты Пт перегрузок От перегрузок Ос ч перегрузок ат тик ид утечки От разноса От перегрузок и короткого замыкания
воздействие Непосредствен- ное отключение Отключение контактооом Отключение контст тором Отключение контактором От клюз че ни е контактором Непосредственное отключение '
-Д щ срайа-тЛщцт 300 20сан до 0,5 сек до Лее де 0,1 сек до ОДсек до 0,00 сек | i
Гом 9
434
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ постоянного ТОКА
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
ПРИНЦИПЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ
Для размещения оборудования на электровозах используют почти всё внутреннее пространство кузова и его крышу. Пространство под кузовом обычно занято тележками, тяговыми двигателями и колёсными парами (особенно у электровозов с сочленёнными тележками).
При размещении оборудования руководствуются следующими соображениями: безопасностью обслуживания;
правильностью развески электровоза и соблюдением габаритов;
удобством съёмки и монтажа оборудования;
доступностью аппаратов, требующих периодического осмотра и ремонта в эксплуатации;
сокращением соединительных проводов, кабелей и воздухопроводов;
сокращением всех опорных конструкций для установки оборудования и упрощением конструкции кузова.
Существенное влияние па размещение оборудования оказывает расположение постов
/7 У- пост управления
Фиг. 1. Расположение постов управления электровозов: а — концевое расположение постов управления; б —промежуточное расположение постов управления; в— центральное расположение постов управления
управления и проходов между ними. Известны три основные разновидности расположения постов управления: концевое расположение (фиг. 1, а), промежуточное расположение (фиг. 1,6), центральное расположение (фиг. 1,в).
На электровозах магистральных железных дорог наиболее широкое распространение имеет концевое расположение постов управления. Электровозы с промежуточным распо-пожением применяются сравнительно редко.
Центральное расположение постов управления весьма удобно при маневровой работе. Оно широко применяется для промышленных электровозов и часто на маневровых электровозах магистральных железных дорог (во Франции и других странах). При концевом
J
ВК- высоковольтная камера
ВМ- вспомогательные машины
Фиг. 2. Принципы расположения оборудования в кузове электровоза: а — двустороннее расположение проходов: б—одностороннее расположение проходов: в — центральное расположение прохода; а — диагональное расположение проходов
расположении кабин управления на маневровых, а иногда и грузовых электровозах перед кузовом выполняются площадки (платформы), которые создают удобства перехода с электровоза на электровоз при двойной тяге и повышают безопасность обслуживающего персонала при авариях. При концевом и промежуточном расположениях постов управления большое значение для расположения оборудования имеет размещение соединительных проходов между кабинами.
При двустороннем расположении проходов (фиг. 2, а) высоковольтная камера размещается в центре кузова. Она может извлекаться из кузова и со всех сторон доступна для осмотра. Недостатками такого расположения являются: лишний вес ограждений и каркасов под установку оборудования, стеснённое расположение за счёт использования значительной полезной площади кузова под проходы. Вместе с тем такое расположение обеспечивает лучшую защиту и доступность оборудования. Близость вспомогательных машин к кабинам управления даёт возможность лучше следить за их работой по звуку, но вместе с тем шум их действует утомляюще на локомотивную бригаду.
При одностороннем расположении прохода (фиг. 2, б) обычно предусматривается совместное расположение высоковольтной аппаратуры и машин в общей камере. При этом улучшается использование площади кузова, снижается вес несущих конструкций и устройств ограждения. Такое расположение при-
расположение и монтаж оборудования
435
пято например, на электровозе ВЛ19. Недостатком этого расположения является отсутствие непосредственного доступа к вспомогательным машинам при их работе, а также |рудность выполнения правильной развески кузова при односторонней его загрузке оборудованием.
Центральное расположение прохода (фиг. 2, в) имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с предыдущими типами
тируется в двух камерах, примыкающих к кабинам управления. Этому расположению свойственно размещение вспомогательных машин посередине кузова (электровоз СК).
При всех способах размещения расположение токоприёмников, тяговых двигателей и оборудования постов управления остаётся вполне определённым. Остальное оборудование в каждом отдельном случае может располагаться более или менее произвольно, одна-
Фиг. 3. Расположение оборудования на электровозе ВЛ22 м с рекуперативным торможением: /—быстродействующий выключатель; 2-- групповой переключатель; 3 -главный разъединитель; 7— разъединитель вспомогательных цепей; 5 - ©тключатель тяговых двигателей; 6 — реверсор; 7- тормозной переключатель; 8 - переключатель вентиляторов; .9 13 электропневматические контакторы; 1-1- реле максимального напряжения; 15 - реле пониженного напряжения; 16 — реле перегрузки могор-генератора; 17 реле перегрузки мотор-вептнлятора; 18 —реле перегрузки мотор-компрессора: 19 — 21- электромагнитные контакторы; 22 -пусковая панель; 23 - электромагнитный контактор [ипа КИМ-220; 24- контактор заземления; 25 -пусковые стабилизирующие сопротивления; 26 — демпферное сопротивление; 27- демпферное сопротивление мотор-компрессора; 28 — демпферное сопротивление мотор-вентилятора; 29 — демпферное сопротивление мотор-генератора; 30 — сопротивление в цепи реле; 3 1 и 32- сопротивления регулировки поля возбуждения; 33 —добавочное сонро-гивление к вольтметру; 34- сопротивление затемнения света в кабине управления; 35—сопротивление к лобовому фонарю; зб — сопротивление переходного режима; 38 — алюминиевый разрядник: 39 -панель управления; 40— ящик с предохранителем; 41 - - соединительные зажимы; 42 — панель тунгов амперметров; 41 — штанга отключающая; 44 и 45— индуктивные шунты; 46— пневматическая блокировка; 47 — электрическая блокировка; 48, 49 it 50- кнопочные выключатели; 5/ —выклю-штсль управления; 53 -- контроллер машиниста; 54 --электропечь; 55— плафон; 56 -панель измерительных приборов; 57- буферный фонарь; 58 - - прожектор; 59- арматура освещения ходовых [истей: 60 — соединительная контактная шина; 61 коннектор; 62 - - розетка; 63- регулятор давления; 64 -- аккумуляторная батарея; 6 5— агрегат пневматики; 66—клапаны пантографов; 67 -- кран машиниста; 68 — кран вспомогательного тормоза; 69- стеклоочиститель; 70 — тифон; 7/ —свисток; ручной насос; 73 -пантограф; 74— колонка ручного тормоза; 75 электродвигатель компрессора; 76-- компрессор; 77 — электродвигатель вентилятора; 78 — tоператор управления: 79 — центробежный вентилятор; 80 мотор-генератор; 8 1 -главный резервуар; 8'2—огнетушитель; 83 — шкаф для инструмента; 84—фильтр компрессора; 85 — ящик для смазки; 86 — выхлопная камера
иаеноложения. Наряду с хорошим исполь-(ованием площади кузова (1 проход),оно позволяет обеспечить симметричную нагрузку и при небольшом весе несущих каркасов и ограждений делает всё оборудование легко доступным для осмотра и ремонта. Однако при таком расположении не представляется возможности заключить всю аппаратуру в съёмную высоковольтную камеру.
При диагональном расположении проходов (фиг. 2, г), как правило, аппаратура мон-
ко с учётом соображений, отмеченных выше.
Серьёзной задачей является защита оборудования, находящегося в кузове, а также тяговых двигателей от пыли и особенно снега, проникающих вместе с вентиляционным воздухом.
При расположении электрооборудования в кузове обеспечивается его наилучшая защита от загрязнения, в основном за счёт герметизации люков и дверей, как высоковольтной камеры, так и целиком кузова
28*
436
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Сторона Д
Фиг. 4. Расположение оборудования иа электровозе ВЛ22М бе i электрического торможения: / — быстродействующий выключатель; 2 —групповой контактор; 5 —главный разъединитель; 4 разъединитель вспомогательных цепей; 5 — отключатель моторов; 6 — реверсор; 7 —вентиль блокировочный; 8 — переключатель вентиляторов; 9—14 — электропневматические контакторы; 15 — клапан песочниц; 16 — реле перегрузки мотор-вентилятора; 18— реле перегрузки мотор-компрессора; 19—21— электромагнитные контакторы; 24 — контактор заземления; 25— пусковые сопротивления; 27--демпферные сопротивления мотор-компрессора; 28 — демпферные сопротивления мотор-вентилятора; 29- -демпферное сопротивление; 33— добавочное сопротивление к вольтметру; 34—сопротивление затемнения света в кабине; 35 — сопротивление к лобовому фонарю; 37 — сопротивления ослабления поля; 38 — алюминиевый разрядник; 39—-панель управления; 40 — ящик с предохранителем; 41 — соединительные зажимы; 42 — панель шунтовая; 43 — штанга отключающая: 44 — индуктивный шунт; 45 -индуктивный шунт; 46 — пневматическая блокировка; 47— электрическая блокировка; 48 — 50 — кнопочные выключатели; 51 — выключатель управления; 53--контроллер машиниста; 54 — электропечь; 55 — плафон; 56 — панель измерительных приборов; 57 —буферный фонарь; 58 — прожектор; 59— арматура освещения ходовых частей; 60 — соединительная контактная шина: 61 — коннектор; 62 — розетка между электровозного соединения; 63— регулятор давления; 64 — аккумуляторная батарея; 65 — агрегат пневматики: 66 — клапан пантографа; 67 — кран машиниста; 68 — кран вспомогательного тормоза; 69—стеклоочи -ститель; 70—тифон; 71—свисток; 72—-ручной насос; 73--пантограф; 74— колонка ручного тормоза; 75 — мотор компрессора; 76 — компрессор; 77 — мотор вентилятора; 78--генератор управления; 79 — центробежный вентилятор; 80- скоростемер; 81 — главный резервуар; 82 — огнетушитель; 83 — шкаф для инструмента; 84— шкаф для инвентаря; 8 5— фильтр компрессора; 86 — схема
Очень хорошие результаты даёт поддержание в кузове давления, превышающего атмосферное, нагнетанием воздуха отдельным вентилятором или от общей вентиляционной системы тяговых двигателей.
ПРИМЕРЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ
Электровоз ВЛ22М
На фиг. 3 представлено расположение оборудования на электровозе ВЛ22М с рекуперативным торможением. У электровоза ВЛ22М без рукуперативиого торможения (фиг. 4) отсутствует, например, мотор-генератор, тормозной переключатель и ряд мелких аппаратов. В обоих случаях принято двустороннее расположение проходов, образующих коридоры между боковыми стенками кузова и высоковольтной камеры, последняя и свою очередь имеет средний продольный проход.
Наличие трёх продольных проходов вызывает стеснённое двухъярусное расположение вспомогательных машин и аппаратов, так, например, мотор-компрессоры расположены над мотор-вентиляторами, контакторы в высоковольтной камере — над пусковыми сопротивлениями. Такое расположение обладает недостатком в том отношении, что при тяжёлых и частых пусках происходит сильное нагревание помещения высоковольтной камеры, усиливающее ионизацию воздуха в ней при работе электрических аппаратов.
Положительной чертой двухъярусного расположения оборудования является удобство обслуживания основных аппаратов, требующих частого ухода, расположенных во втором ярусе. Установка и снятие оборудования в. кузове электровоза предусмотрены почти исключительно через крышевые люки. Для этого крыша кузова имеет съёмные люки под пантографами (для выемки вспомогательных машин) и над высоковольтной камерой.
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
137
Фиг. о. Расположение оборудования на восьмиосном электровозе: щ—сиденье машиниста; 2— контроллер;? — щиток измерительных приборов; 4 — щиток управления; 5 — ендеиье помощника машиниста; 6— щиток с вольтметром батареи; 7— щиток управления; 8— шкаф для^ одежды; 9—сигнальный щиток локомотивной сигнализации; 10 —электрические печи; 11 — мотор-генератор; 12—двигатель компрессора; 13 —компрессор; 14—двигатель вентпляюра; 15— вентилятор; 16 —генератор-управления; 1 7 — аккумуляторная батарея (во второй половине кузова); 18 — быстродействующий выключатель цепи тяговых двигателей; 19— разъединители главной и вспомогательной* цепей; 20—электропнсвматические контакторы; 21—электромагнитные контакторы; 22—сопротивления шунти-ровки поля; 23—реле разные; 24—распределительный низковольтный щиток (во второй половине кузова); 2 5—соединительные зажимы; 26—межкузовной проход; J7-нулевой групповой контактор (во второй половине кузова—второй групповой контактор); 28— первый групповой контактор (во второй половине кузова—электропнсвматические контакторы); 29—отключатель двигателей; 30—реверсор; 31— тормозной переключатель; 32—индуктивные шунты; 33—канал для подачи охлаждающего воздуха к пусковым сопротивлениям; 3 4, 35, 36—ящики для песка
Электровоз Н8
Расположение оборудования (фиг. 5) в обоих сочлененных кузовах электровоза приблизительно одинаково. Вспомогательные машины расположены вне высоковольтной камеры со стороны поста управления. В отличие от электровоза ВЛ22« в кузове имеется сквозной проход лишь по одну сторону высоковольтной камеры. Пусковые сопротивления расположены в верхней части камеры поХвсей её ширине и снабжены принудительной вентиляцией.
Электровоз ВЛ19
Электровозы ВЛ19 выпускались с несколькими различными расположениями оборудования, однако во всех случаях оборудование располагалось с односторонним коридором между постами управления. На фиг. 6 представлено расположение оборудования на электровозе при применении в качестве двигателя для сдвоенного вентилятора динамотора ДДИ. На электровозах этой серии принято также расположение аппаратуры и вспомогательных машин в общей высоковольтной камере и в случае применения двух мотор-нептиляторов. Пусковые сопротивления двумя группами размещены в камерах под паи-юграфами и снабжены принудительной вентиляцией от вентиляционной системы охлаждения тяговых двигателей.
В связи с лучшим использованием площади кузова оборудование расположено значительно более свободно, чем на электровозах ВЛ22м. Вся основная электрическая аппаратура размещена на главном агрегатном каркасе, представляющем вертикально расположенную конструкцию. У внешней стены электровоза в высоковольтной камере имеется проход достаточной ширины для осмотра аппаратов на главном агрегате и вспомогательных машин. Установка и снятие оборудования предусмотрены в основном через кры-
шевые люки, расположенные под пантографами и в середине кузова над высоковольтной камерой.
Устранение двухъярусного расположения вспомогательных машин в сильной степени облегчает их установочные каркасы и упрощает монтаж и демонтаж машин. Недостатком является отсутствие надёжных форкамер вентиляторов. Внутри кузова и высоковольтной камеры создаётся разряжение, что способствует проникновению в них пыли и снега.
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ НА МОТОРНЫХ ВАГОНАХ
Различают три вида размещения оборудования па моторных вагонах:
подкузовное (подвагонное), расположение в высоковольтной камере внутри кузова,
смешанное расположение с подкузовной установкой части аппаратов при размещении другой части внутри кузова.
При расположении оборудования на моторных вагонах, кроме соображений, приведённых в разделе Принципы расположения оборудования на электровозах, руководствуются требованием наилучшего и максимального использования площади пола вагонов для размещения пассажиров. Поэтому, как правило, оборудование располагается под кузовом вагона, при этом условия работы электрооборудования ухудшаются.
Подкузовное расположение оборудования па раме вагона также может быть подразделено на две конструктивные разновидности, а именно: с раздельным расположением аппаратов и с камерным их размещением.
На железных дорогах Союза, включая и метрополитен, исключительное распространение имеет подкузовное расположение оборудования. Только часть оборудования, которое по роду своего назначения не может
438
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Фиг. 6. Расположение оборудования на электровозе ВЛ 19: 1 -главный разъединитель; 2 —быстродействующий выключатель; 3 — контроллер машиниста; 4 —мотор-компрессор; 5 — мотор-вентилятор; 6 — пусковые реостаты; 7 — индуктивные шунты; 8 — реверсор; 9 — тормозной переключатель; 10 — отключатель моторов; 11 — групповой контактор; /2—индивидуальные контакторы; 13 — пусковая панель; 14 — тормозной агрегат; 15 — щиток аккумуляторной батареи; 16 — разрядник; 17 — генератор управления; 18 — аккумуляторная батарея; 1 9 — предохранители вспомогательных машин; 20 — кран машиниста; '21— щиток с манометрами; 22 —щиток с измерительными приборами; 23 — кнопочный выключатель; 24 — сиденье машиниста; 25 — сиденье помощника машиниста; 26 -печи; 27—колонка между электровозного соединения; 28— лобовой фонарь; '29 — воздушные резервуары; 30 — пантограф; 31 — сопротивление шунтировки; 32 —демпферное сопротивление вспомогательных машин; 33— клапан пантографа
находиться под рамой кузова вагона, размс-щается на крыше или в особых помещениях в вагоне.
В качестве примера на фиг. 7а представлена схема раздельного подвагонного расположения оборудования на моторном вагоне серии Ср.
На фиг. 8 представлено расположение оборудования под вагоном метрополитена типа Г.
В качестве примера камерного расположения оборудования на фиг. 76 представлено такое расположение для вагона серии Ср •
МОНТАЖ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КАМЕР
Для повышения безопасности обслуживающего персонала вся высоковольтная аппаратура размещается обычно в специальных защищённых высоковольтных камерах.
Монтаж оборудования в высоковольтных камерах разделяется на индивидуальный и агрегатный или камерный. В первом случае в несъёмную высоковольтную камеру устанавливают каждый аппарат, независимо от других, с индивидуальным исполнением электропроводки к нему и подвода сжатого воздуха.
При агрегатном методе группы оборудования устанавливают на сборных щитах, каркасах или в специальных камерах вне кузова электровоза. Подбор и расположение аппаратов в отдельных агрегатах даёт возможность выполнить в них все основные электрические и пневматические соединения. Лишь минимальное количество соединений различного рода предусматривается для присоединения к другим агрегатам или к общей системе оборудования электровоза. Основным показателем рационального подбора аппаратов в агрегате является отношение числа внутренних соединений в пределах агрегата к числу внеш
них соединений агрегата с другим оборудованием. Чем выше это отношение, тем рациональнее выполнен агрегат.
Все работы, выполняемые на отдельном агрегате вне кузова электровоза при первоначальной его сборке и ремонте, обходятся в 2—2,5 раза дешевле, чем соответствующие работы в кузове. Примером агрегатного метода может служить высоковольтная камера электровоза ВЛ22М , общий вид которой представлен на фиг. 9.
Монтаж высоковольтной камеры как единого агрегата производится вне электровоза и затем она устанавливается в кузов мостовым краном.
Для выемки камеры необходимо разъединение лишь сравнительно небольшого числа проводов, кабелей и воздухопроводов. Целесообразным является также монтаж оборудования в пределах одного крупного агрегата, собранного предварительно из мелких агрегатов — панелей или камер. Существенное значение при выполнении монтажа высоковольтных камер имеет прокладка электропроводки силовых цепей и цепей управления. Обязательным является отделение во всех случаях силовой проводки высокого напряжения от проводки низкого напряжения цепей управления.
При напряжении менее 1 500 в наиболее целесообразным является выполнение шинной проводки силовой цепи. При более высоких напряжениях, а также для соединения взаимно перемещающихся элементов оборудования применяется проводка гибкими кабелями или проводами. Они прокладываются с закреплением в изолированных клицах скобами или в пучках, прибандажированных по всей длине к поддерживающим металлическим пруткам; так, например:
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
439
Фиг. 7а. Схема расположения электрического оборудования на моторном вагоне серии : 1—4 — тяговые двигатели ДК-ЮЗА; 5-динамотор ДК-601А с генератором управления ДК-405Б; 6 — мотор-компрессор (двигатель ДК-406А. компрессор Э-400); 7 — аккумуляторная батарея ЭТП-80; 8 — реостатный контроллер 11КГ-320А; 9 -пневматический переключатель ПКГ-321А; 10 — отключатель тяговых двигателей ОМ-20А; //--линейные контакторы ЛК-300В; /2 —главный разъединитель ГВ-20А; 1 з — предохранители вспомогательной цепи ЯП-47А; 14 — вспомогательные контакторы ЯК-23А; /5 —реле напряжения и перегрузки вспомогательных машин ЯР-8Б; 16 — контакторы мостовые и шунтировки поля ЯК-22А; / 7 — индуктивный шунт ИШ-2А; 18 — пусковые сопротивления КФ-ЮА; 20 —демпферные сопротивления вспомогательных машин ЯС-28Б; 2/—общие демпферные сопротивления вспомогательных цепей КФ-14А; 22 —контроллер машиниста КВ-6Б; 23 — распределительный щит РЩ-22Б; 24 — кнопочный выключатель КУ-9А; 25 — разъединитель цепи управления РУМ-7А; 26 кнопочный выключатель КУ-25А; 27--кнопочный выключатель КУ-7И; 28 — кнопочный выключатель КУ-ЮВ; 29 — сопротивление прожектора ЩС-6А; 30 — выключатель управления ВУ-7А; 31 — клапан пантографа КЛП-52В; 32 — панели сигнальных ламп; 33 — щиток измерительных приборов; 34 — регулятор давления АК-2А: 35- шунт амперметра; 36 -тирпговый разрядник КПР-ЗВ; 37 -панель с реле ПР-23А;
38 — сопротивление к вольтметру; 39 - контакторы освещения ДВ-928А; 40 — панель сигнальных ламп
Фиг. 76. Камерное рлспо южмше оборуд >вапия на моторном вагоне серии СР
Аппараты в обоих вариантах в основном одного типа, тотько некоторые тины изменены ь связи с изменением конструкции подвески аппаратов. В отличие от приведённой спецификации согласно номерам по схеме при камерном расположении аппаратуры применяются аппараты следующих типов: 18 пусковые сопротивления типа КФ-6А: /9--сопротивление шуптиоовки поля типа КФ-5; 2/—общее демпферное сопротивление вспомогательных машин ти ia КФ-4; 20 — демпферное сопротивление вспомогательных машин тина НИ-12А; 16- контакторы
мостовые и шунтировки поля типа IIK-36A: /5 - панель с разе напряжения и перегрузки вспомогательных машин типа Г1Р-32Л (одно реле PII-15A. одно- реле РП-15Б и два реле Р-3102); 14- электромагнитные контакторы вспомогательной цени тина МК-310Б; 9 -реверсоры переключатель напряжения; под № 10' показаны две ване чи ПР-31 А с реле перегрузки РП-15А
Фиг. 8. Расположение электрического оборудования под кузовом вагона типа Г метрополитена: 1 — главный разъединитель 1В-10Г: 2 главный предохранитель ЯП-13И; 3 — групповой реостатный контроллер ПКГ-754; 4 групповой тормозной переключатель и реверсор ПКГ-753;
5 —ящик е электромагнитными контакторами ЯК-411; 6 земляная коробка СК-44; 7 -силовая коробка СК-43; 8 — демпферное сопротивление автомата КФ-10; 9- аккумуляторная батарея; I
10- ящик с реле ЯР-7; 11 - групповой переходный переключатель ПКГ-755; /2--ящик с демп- .
ферным сопротивлением мотор-компрессора ЯК-6; 13- ящик с сопротивлением ЯС-25; 14 — пус- | ко-тормозиые сопротивления 1\Ф-С; 15- ящик е линейными контакторами ПК-753; 16 — коробки i
соединительных зажимов СК-8; 17 -сальник проходной CIi-1; 18 — штепсели между вагонных |
соединений ШУ-3; 19 - розетки между вагонных соединений РЗ-З; 20 — мотор-компрессор ДК-406 I
440
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
крепление голой шинной проводки (фиг. 10, а);
крепление проводов деревянными клицами (фиг. 10, б);
крепление проводов металлическими скобами с изоляционными прокладками (фиг. 10, в)',
чтобы исключалась возможность провисания и вибрации шин или проводов.
Для крепления шин на подвижном составе рекомендуется принимать расстояние между колодками крепления 250—400 мм.
Для крепления проводов и кабелей кли-
м
Фиг. S. Высоковольтная камера электровоза ВЛ22
крепление проводов и кабелей бандажиров-кой к поддерживающему стержню (фиг. 10, г).
Указанные способы крепления проводов
цами и скобами расстояние (в зависимости от сечения проводов и их расположения) рекомендуется принимать 150—300 мм.
Фиг. 10. Способы крепления проводов: т, 7—изоляционные гильзы; 2 — планка; ;/— винт; 4 —колодка изоляционная; 5, 11—установочная полоса; 6 — шины; 8.14 — провод; 9 — скоба стальная; 19 — болт; 72 — пруток стазыюй; 15 — изоляция пучка; 16—клица деревянная
и кабелей в одинаковой степени применимы при монтаже моторвагонных секций.
При постановке колодок, клиц и скоб расстояние между ними должно быть таким,
Вне пределов высоковольтных камер провода прокладываются обычно в защитных желобах или металлических трубах-кондуитах.
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
441
МОНТАЖ АППАРАТУРЫ НА ЭЛЕКТРОСЕКЦИЯХ
Монтаж аппаратуры на электросекциях выполняется в соответствии с принятым методом установки оборудования.
При рассредоточенном расположении оборудования отдельные аппараты или их группы заключают в защитные камеры (ящики), которые, как правило, подвешивают под рамой кузова на подвесных изоляторах.
Прокладка кабелей под кузовом вагона производится в металлических трубах (кондуитах) или специальных металлических желобах. Для этих целей часто используют про-< гэапство между хребтовыми балками рамы кузова или полости замкнутых и полузамкну-тьх профилей конструкции рамы кузова. Однако в ряде случаев необходимо выполнение специальных металлических желобов. При этом важное значение имеет герметичность желобов, так как проникновение в них влаги и пыли приводит к разрушению изоляции кабелей и проводов. Для создания герметичности стыки желобов выполняются с войлочными, резиновыми или иными уплотнениями.
Прокладка кабелей внутри жёлоба осуществляется обычно с креплением в деревянных концах или скобами (см. фиг. 10, би в). Вывод кабелей из желобов осуществляется в металлических трубах или в брезентовых н резиновых рукавах. В последнем случае выходы из желобов осуществляют обычно через деревянные клицы.
Таким же способом осуществляют ввод в аппарат кабеля из металлической трубы. Металлическая труба не должна соприкасаться с кожухом аппарата, изолированным от рамы кузова. При выходе из трубы кабель проходит через специальную металлическую или пластмассовую концевую гайку и через концевую резиновую втулку, предохраняющую изоляцию от повреждения кромками металлической трубы. Между трубой и кожухом аппарата на кабель обычно надевают защитный брезентовый рукав.
Изоляционные вставки в виде специаль" пых изоляторов выполняются и на трубопроводах сжатого воздуха, подходящих к изолированным аппаратам.
Монтаж высоковольтной камеры в кузове моторного вагона принципиально не отли-ч.1(тея от монтажа высоковольтных камер э н-к гровозов. Как правило, высоковольтные камеры моторных вагонов более сжаты в своих 1ибаритных размерах, чем высоковольтные камеры электровозов. В этих условиях особенно тщательно должна производиться вен-1ИЛЯЦИЯ этих камер, так как их малые размеры и ограниченная кубатура могут приводить к сильной ионизации воздуха, перекрытиям, затяжному дугообразованшо в аппара-iax и другим опасным явлениям.
Особый интерес для моторвагонного подвижного состава представляет подвагонное камерное расположение оборудования. В этом случае вся основная аппаратура размещается под рамой кузова в общих камерах. Каркас аппаратной камеры зачастую является несущей конструкцией кузова, а внешние стенки
и крышки камеры служат боковыми обтекателями кузова.
При-подвагонном камерном расположении возможно выполнение легкосъёмных камер в связи с тем, что все основные провода могут быть выполнены в пределах камеры. В этом случае, даже при высоких напряжениях (до 1 500 в включительно) выгодно шинное выполнение монтажа силовых цепей.
При камерном расположении оборудования особое внимание должно уделяться защитным блокировочным устройствам, исключающим возможность поражения высоким напряжением обслуживающего персонала.
ОБОРУДОВАНИЕ ПОСТОВ УПРАВЛЕНИЯ
На посту управления (в кабине машиниста) сосредоточено всё оборудование, необходимое для управления движением поезда. Вместе с тем на посту управления по возможности не должно быть аппаратов, детали которых могут находиться под высоким напряжением. Пост управления должен иметь удобное и просторное помещение для работы локомотивной бригады и обеспечивать хорошую видимость пути и сигналов.
Существует два основных способа расположения оборудования на посту управления— раздельное и групповое на пульте.
Примером раздельного расположения оборудования может служить пост управления на вагонах метрополитена. На фиг. 11 представлена развёртка стенок поста управления вагона типа Г Московского метрополитена. Раздельное расположение оборудования в кабинах управления электровозов представлено в разделе Примеры расположения оборудования на электровозах.
В качестве примера расположения оборудования иа пульте является пост управления электровоза Н8, где все измерительные приборы, кнопочные выключатели и ряд других аппаратов управления сконцентрированы в специальном пульте управления, расположенном вдоль лобовой стены кузова.
РАСЧЁТ РАЗВЕСКИ ОБОРУДОВАНИЯ
Современные электровозы и вагоны представляют собой тележечные конструкции с симметричным расположением опор тележек иод кузовом. Для таких видов подвижного состава условием равновесия будет равенство нулю моментов от веса оборудования относительно осей симметрии (фиг. 12):
6'1 'Т + [ 62 (— л-2)] + • • • + Gn хп — \Gx = 0, 6’1 У1 + [62 (— у2)] + ’ • + Gn Уп = ^Gy = О, где б',, 6’2 • • • О„ — вес элементов оборудования в т;
лу, аз, • - л,, — продольные расстояния от центров тяжести до середины (поперечной оси симметрии) кузова в см\
Vi, Уг • Уп—поперечные расстояния от центров тяжести до середины (продольной оси симметрии) кузова в см.
442
; ЭЛЕКТРОПОДВЮКНОЙ СОСТАВ постоянного тока
Фиг 11 Расположение электрических аппаратов в кабине машиниста вагона типа Г: контроллер машиниста КВ-9; 2 - выключатели открытия правых дверей ВУ-213А; 3 —выключатели закрытия правых дверей ВУ-21 ЗА; 4 - выключатель восстановления реле перегрузки ВУ 21 ЗА* 5—управления мотор-компрессора ВУ-213Б;6—сигнализация ВУ-2 1 ЗА; 7 —отключения освещения ВУ-213А; 8- включения освещения ВУ-213А; 9 —открытие левых дверей ВУ-213А; /,) —закрытие левых дверей ВУ-21 ЗБ; 11- управление ВУ-7; 12 - автоматический выключатель автостопа* 13— регулятор давления АК-б; 14— автоматический выключатель АВ-1; j* 5 — ящик низковольтных предохранителей ГЩ-5; 16 -ящик высоковольтных предохранителей ЯП-24; /7 —выключатель аккумуляторной батареи ДП-7; 13- дверной воздухораспределитель ДВР; /9—соединительные зажимы СК-5; 20 — разъединитель управления и моторов РУМ-8;
,-7 —линейное реле Р-6Б; 22 — дверное реле Р-4Д; 23 — панель с реле ПР-21; 29 —выключатель отопления ВУ-210; 25--выключатель аварийного освещения ВУ-7; 26 — добавочное
сопротивление ЩС-1 1; 2 7 - реле разряда Р-32; 28 — печь ПР-9; 29-плафоны аварийного освещения* 30 — левая белая фара; 31 — правая белая фара; 32— левый красный фонарь;
о,j -правый красный фонарь; 34 — лампа освещения приборов
Расчёт рекомендуется производить по форме:
условий должны иметь место следующие соотношения для развески вдоль кузова:
^G = RX + R2 + . . . т;
S Gх — R j 11 R 2 / 2-(- . . . тем.
Поперечная развеска производится точно так же, как и продольная, т. е. сумма моментов веса относительно продольной геометрической оси кузова должна равняться пулю. В качестве исходной осн 00' для расчёта продольной развески может приниматься
При несимметричном кузове и смещении опор относительно его поперечной оси, что часто бывает у моторных вагонов с односторонним расположением одного поста управ
Итрииателпны^ значения I
Фиг. 12. Схема к расчёту развески оборудования
ления в вагоне, а также в электровозах, имеющих сочленение кузова, порядок расчёта несколько изменяется. В этом случае обычно по условиям нагрузки на тележки или по другим соображениям устанавливаются величины желаемых реакций Ri и от веса оборудования на опорах (фиг. 13). Для этих
поперечная ось, проходящая через любую точку продольной оси кузова и перпендикулярная ей. Удобнее всего выбирать в качестве начала отсчета осевую линию, совпадающую с одним из концов кузова, как это представлено на расчётной схеме фиг. 13. Форма расчёта может быть сохранена той же,что и для предыдущего расчётного случая. При расчёте развески в большинстве случаев не удаётся достигнуть полного уравновешивания. Обычно имеется некоторый неуравновешенный момент: AG'.v или AGy, компенсирующийся силой трения в опорах кузова. Величина этого неуравновешенного момента ДОх и &Gy не должна
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
443
превышать 1 —1,5% от момента, возникающего при сосредоточении всей нагрузки на плече, равном половине наибольшего возможного расстояния до осей симметрии.
Величина предельного небаланса, как правило, не должна превышать у электровозов для поперечной развески 0,5—0,6 тм, а для продольной развески 1 —1,5 тм. Если не представляется возможным устранить небалансы путём перемещения оборудования, прибегают к добалластировке кузова таким образом, чтобы снизить величину момента небаланса до рекомендуемых значений.
МОНТАЖНЫЕ СХЕМЫ
Электрические схемы подразделяются па: принципиальные, принципиально-монтажные и монтажные.
Принципиальные и принципиально-монтажные схемы предназначаются преимущественно для того, чтобы показать взаимосвязь между аппаратами при работе всей системы управления.
Эти схемы не дают представления о взаимном расположении аппаратов и их контактов.
Отличительными чертами монтажных схем являются следующие:
точное соответствие соединительных контактов, указанных в схеме, действительно имеющимся в оборудовании;
соответствие взаимного расположения аппаратов в схеме фактически имеющему место на подвижном составе;
соответствие указанных в схеме проводов, фактически применяемым в системе управления.
В этих схемах отражается также и способ прокладки проводов в кондуитах, желобах, пучках.
Монтажная схема соответствующего элек-1 роподвижного состава должна давать точные данные о всех электрических соединениях, применяемых в системе управления.
Монтажная схема содержит наряду с отмеченными выше особенностями:
указание типов применяемых агрегатов, машин и аппаратов; указание марок и сечений применяемых проводов; последовательную маркировочную нумерацию проводов; указание типов или размеров монтажных труб или других деталей прокладки проводов.
В монтажной схеме указываются все аппараты, применяемые на подвижном составе, тогда как в принципиальной схеме ряд вспомогательных аппаратов может не указываться.
Принципиальные схемы, как правило, отражают все цепи системы электрооборудования подвижного состава. Монтажная схема с таким же содержанием оказалась бы громоздкой и неудобной в обращении. В связи с этим монтажные схемы, как правило, выполняются в виде узловых схем: монтажная схема силовых цепей, монтажная схема цепей управления, монтажная схема поста управления, монтажная схема цепей управления в высоковольтной камере и т. д.
Монтажная схема, наряду с технологическим процессом установки аппаратов, является основным документом для выполнения монтажа электрооборудования подвижного состава. Существенное значение имеет правильное на
именование соединительных зажимов аппаратов и маркировка соединительных проводов.
В качестве исходных номеров для проводов силовых цепей принимают обычно буквенные обозначения с цифровыми индексами (Р5, Pir ИШ-3 и т. д.). Для цепей управления обозначение проводов удобнее производить цифровой маркировкой с цифровыми же или буквенными индексами (15, 15А, 15/2 и т. д.). В этом случае за исходные обычно принимают номера поездных проводов. Цифровая и буквенная маркировка служит для обозначения местных проводов данного электровоза или вагона.
Принятая в схеме маркировка должна соответствовать маркировке, нанесённой у зажимов аппаратов, и маркировке проводов постановкой на каждом проводе в месте подхода его к зажиму аппарата специальных металлических бирок-поясков.
ОСНОВНЫЕ МОНТАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
К монтажным материалам относятся: провода; защитные устройства (трубы, фитинги и кожухи); установочные и крепёжные устройства; соединительные устройства и наконечники.
Тяжёлые условия работы проводов на подвижном составе, особенно с точки зрения тряски и резких изменений температур, вынуждают применять специальные провода повышенной гибкости и с усиленной изоляцией согласно ГОСТ 6598—53, основные марки которых указаны в табл. 1.
Таблица 1
Марка специальных проводов для электро-
подвижного состава
Характеристика
ПС I
ПС III
ПМУ |
i
ПСЭО |
пс:-)Ш
।
Одножильный с хлопчатобумажной оплёткой, пропитанной противогнилостным I составом ................
То же, что ПС, ио в резиновом шланге.............
Одножильный с усиленной резиновой изоляцией в двух оплётках, пропитанных противогнилостным составом .
16-жильный в общей оплётке, пропитанной противогнилостным составом .
16-жильный в общем резиновом шланге ........
21,3
26,о
26,3
3,33
Основные размеры проводов указанных выше марок приведены в табл. 2. В табл. 3-приведена общая толщина изоляции проводов.
Провода марок ПСЭО и ПСЭШ выпускаются только с одним числом изолированных жил, равным 16. Эти провода предназначаются в качестве поездных проводов управления. Сечение каждой жилы 2,5.и.и2. Изоляция про-
444
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 2
Основные размеры проводов, применяемых на электроподвижном составе (по ГОСТ 6598 — 53)
Сечение в -и.и2 Номинальный наружный диаметр проводов в мм
ПС-1000 ПС-3000 ПС-4000 ПСШ-3000 ПМУ-4000
1,0 4,0
1,5 4,3 6,5 9,1 8,8 —
2,5 4,8 7,0 9,6 9,3 —
4,0 5.4 7,5 10,1 9,8 13,6
6,0 5,9 8,3 10,7 10,4 14,2
10 8,5 10,2 12,6 12,3 15,9
16 10,0 11,6 14,0 13,7 17,1
25 11,7 13,3 15,3 16,4 19,3
35 13,3 14,9 16,9 18,0 21,8
43 14,7 16,3 18,8 19,4 22,8
50 15,0 16,6 19,5 19,7 23,1
70 17,3 19,4 21,4 21,6 25,0
95 20,4 21,9 23,5 25,1 27,1
120 22,4 24,0 25,6 27,2 29,2
150 24,5 26,1 27,7 29,3 —
185 27,4 28,9 30,1 32,1 —
240 31,4 32,7 33,9 35,9 ——
300 33,7 35,3 36,1 38,5 —
Таблица 3
Толщина изоляции проводов электроподвижного состава
Сечение в ммг Толщина изоляции провода в мм
ПСИ ООО ПС-3000 ПС-4000 ПМУ-4000
1 1
1,5 1 1,8 3 —
2,5 1 1,8 3 —
4 1 1,8 3 4,3
6 1 1,8 3 4,3
10 1,2 2,0 3,2 4,3
16 1,2 2,0 3,2 4,3
25 1,4 2,2 3,2 4,3
35 1,4 2,2 3,2 4,3
50 1,6 2,4 3,4 4,3
70 1,6 2,4 3,4 4,3
83 2,6 3,4 4,3
95 1,8 2,6 3,4 4,3
120 1.8 2,6 3,4 4,3
150 2,0 2,8 3,6 .—.
и выше
водов выполняется на 1 000 в для электроподвижного состава магистральных железных дорог с применением в цепях управления напряжения 50в. Для отдельных типов вагонов метрополитена, цепи управления которых питаются от контактной сети, и, следовательно, возможно возникновение более высоких напряжений, предназначен провод с изоляцией, рассчитанной на напряжение 2 000 в.
Провода электроподвижного состава предназначаются для прокладки в металлических или деревянных желобах, в пучках или в тонкостенных стальных бесшовных трубах-кондуитах. В ряде случаев с целью снижения веса применяют кондуиты из лёгких сплавов.
При прокладке проводов изгиб их не рекомендуется делать радиусом менее:
Rизгиба >' (1.5 — 2.5) d ММ,
где ^изгиба— РадиУс ДО осевой линии провода;
d—-диаметр провода с изоляцией.
При выполнении монтажа должны учитываться минимальные зазоры перекрытия по поверхности, приведённые в разделе Электрические аппараты. Провода электроподвижного состава должны выдерживать испытательные напряжения, приведённые в табл. 4.
Таблица 4
Испытательные напряжения для проводов
Толщина изоляции в мм Напряжение в в Т олгципа изоляции в мм Напряжение в в
1,0 6 000 1,4 8 000
1,2 7 000 1,6 и выше 9 000
В табл. 5 приведены основные размеры кондуитных труб, применяемых на электроподвижном составе. Для защиты от коррозии и повышения уровня изоляции кондуитные трубы перед зарядкой проводами должны быть тщательно очищены и покрашены эмалью или стойким лаком (асфальтовым). Протяжка проводов не должна вызывать повреждения внутренней окраски. Для уменьшения поверхностного трения проводов о стенки труб рекомендуется применять во время монтажа продувку труб н протирку проводов тальком.
Та б л иц а 5
Основные размеры кондуитных труб
У словный размер Наружи ый диаметр в мм Внутренний диаметр в мм Толщина стенки в мм
У2' 21,25 17,65 1,8
%' 26,75 23,15 1.8
1" 33,5 29,9 1,8
Р/г 42,25 38,45 1,9
I’/T 48 44 2,0
В табл. 6 приведены рекомендуемые размещения проводов в кондуитных трубах. Не следует, особенно при прямых кондуитах, слишком свободно размещать провода в трубе, так как это может вызывать их механическое повреждение при работе.
Для предотвращения от повреждения изоляции проводов в местах их выхода нз кондуитов острые кромки у отверстий труб должны быть разделаны под фаску. Кроме того, по концам труб навёртывают предохранительные концевые муфты.
Нормаль на концевые муфты приведена в табл. 7. Обладая скруглёнными кромками, концевая муфта препятствует повреждению изоляции проводов и уплотняет их. Ещё лучшие результаты получаются при применении удлинённых концевых муфт с резиновыми уплотняющими втулками по нормали, представленной в табл. 8. В этом случае при затяжке концевой муфты провода обжимаются
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
445
Таблица 6
Размещение проводов в кондуитных трубах
У СЛОВНЫЙ диаметр провода в мм Количество проводов, размещающихся в кондуите, диаметром Условный диа метр провода в мм Количество проводов, размещающихся в кондуите, диаметром
1 %' 1 И %" /г' 11 /а" I1/.' 1* чч
5,3 __ 22 12 7 10,7 11 9 кг —
.5 л — — 21 12 7 11,0 11 8 4 —. —
5,8 —— —. 19 10 11,3 10 8 4 — —
6,1 16 9 5 11,7 9 8 4 — —
6,4 —— 15 8 4 12,1 9 7 4 - —
6,7 13 8 4 : 12,5 8 7 3 —
7,0 28 23 12 8 4 13,0 8 7 3 —
7,3 26 21 11 7 3 13,5 8 5 3 — —
7,6 23 20 10 к 3 14,0 7 5 — — —
7,9 21 19 9 5 14,5 5 4 — — —
8,2 20 16 8 5 — 15,0 □ 4 —— •— —
8,5 20 15 8 4 16,0 .5 3 — — —
8,8 17 14 8 4 1 17,0 4 3 — — —
9,2 15 13 7 4 —. 18,0 3 — — — —
9,6 14 12 7 3 — 1 19,0 3 — — — —
10,и 13 11 3 20,0 3 —— — — —.
10,3 12 9 5 — — i 21,0 3 —
Основные размеры концевых муфт
Т а б л и ц'а \7
Диаметр трубной D h L f di R Вес 1 1ПТ. в кг
резьбы d в дюймах мм
у/' 28 13 7 3 15 1Л 0,034
Ч" 32 13 7 3 20 1,5 0,055
1* 40 16 9 4 2« 1,5 0,066
1 'т" 48 16 9 4 35 1,5 0,1)74
1у;" 55 16 9 4 41 1,3 0,106
2* 65 16 9 4 53 1,5 0,108
212W 82 18 10 4 68 1,3 (',167
Материал— Ст. 2 ГОСТ 380--50.
Основные размеры резиновых уплотняющих втулок
Эскиз муфты
I
Условный размер трубы в дюймах Диаметр трубы в мм d
jz " 21,25 13
26,75 18
1" 33,5 23
11," 42,25 28
14" 48 31
е ? ММ ь
24 28 18
20 84 25
36 И 29
15 51 37
51 -11
Таблица 8
упругой резиновой втулкой, коюрая одновременно обеспечивает уплотнение трубы, пред-01врашая проникновение в неё влаги.
Для вывода из кондуитов отдельных проводов малого диаметра особенно удобны резиновые муфты грибкового типа, которые пс требуют каких-либо дополнительных стальных деталей. Нормали грибковых муфт представ
лены в табл. 9. Соединения кондуитных труб мел-.ду собой производят обычными водо-газовыми соединительными частями нли специальными частями облегчённой конструкции.
В табл. 10 приведены основные соединительные части, рекомендуемые при сборке кондуитных труб.
446
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные размеры резиновых муфт грибкового типа
Таблица 9
Для труб D ТА 7/~ d d, h d R. b Bee 1 шт. в кг
ММ г дюймы
22 , ’Л 29 20 33 12 6 20 25 15 19,5 0,013
‘27 [ % 35 26 36 17 8,5 20 26 18 19 0,021
33 ! 1 41,5 32 38 24 12,5 20 27 21,5 18 0,030
42 1U 50,5 41 48 33 15 25 34 26 24 0,046
48 1 1У2 56,5 47 51 39 17,5 25 35 29 24 0,059
60 — 68 58,5 61 50 24 30 42 35 29 0,105
Соединительные части (фитинги) для трубопроводов (кондуитов)
Таблица 10
ГОСТ
Наименование детали или ОСТ Пример условного обозначения
а) Соединительные части из ковкого чугуна марки КЧ-40-3 ГОСТ 1215 41
Угольники прямые ОСТ 75 5 Угольник к. ч. ОСТ 755
Угольники переходные ОСТ 756 Угольник 1Ц'хГ, к. ч. ОСТ 756
Гройники прямые ОСТ 75 7 Тройник 2", к. 4. ОСТ 757
Гройники переходные ОСТ 75 8 Тройник у2"х1"> к. ч. ОСТ 758
Тройники с 2 переходами ОСТ 759 Тройник 2"х1"х1>/2", к. ч. ОСТ 759
Тройники с отводами прямые ОСТ 76 0 Тройник с отводом %", к. ч. ОСТ 760
Тройники с отводами переходные .... ОСТ 761 Тройник с отводом к. ч. ОСТ 761
Тройники фасонные ОСТ 762 Тройник фасонный 11/2" х 1/г"х 1 6". ОСТ 762
Кресты прямые ОСТ 763 Крест Г, к. ч. ОСТ 763
Кресты переходные ОСТ 764 Крест %'xl". к. ч. ОСТ 76 4
Кресты с 2 переходами ОСТ 76 5 Кресты с 2 переходами 2" х 1" х 1 у,", к. ч. ОСТ
Кресты с отводами прямые ОСТ 766 Крест с отводами >/,', к. ч. ОСТ 766
Кресты с отводами переходные ОСТ 767 Крест с отводами I’xJi", к. ч. ОСТ 767
Кресты фасонные ..... ОСТ 76 8 Крест фасонный 1 У2" х%'х 1 6 ", к. ч. ОСТ 768
Муфты прямые ОСТ 769 Муфта 1", к. ч. ОСТ 7 69
Муфты переходные ОСТ 77 0 Муфта 1'х 2", к. ч. ОСТ 770
Двойные ниппели ОСТ 771 Ниппель двойной 2", к. ч- ОСТ 771
Гайки соединительные ОСТ 772 Гайки соединительные I1//'- ОСТ 772
Футорки . ОСТ 773 Футорка 11/,"х2', к. ч. ОСТ 773
Контргайки ОСТ 774 Контргайка I1/.", к. ч. ОСТ 774
Колпаки ОСТ 775 Колпак 1”, к. ч. ОСТ 775
Пробки ОСТ 776 Пробки 1", к. ч. ОСТ 776
Седёлки ОСТ 777 Седёлки 1 х3Г, к. ч. ОСТ 777
'Тройники с 2 отводами ОСТ 3369 Тройники с 2 отводами 1" п к. ч. ОСТ 3369
б) Соединится ъные части из Ст. 3 ГОСТ 380—50
Угольники прямые ОСТ 3359 Угольник 1", сталь ОСТ 3359
Тройники прямые ОСТ 3360 Тройник 1", сталь ОСТ 3360
Тройники переходные ост 33 61 Тройник 2"х1". сталь ОСТ 3361
Кресты прямые ОСТ 3362 Крест 1", сталь ОСТ 3362
Муфты прямые ОСТ 3363 Муфта 1", сталь ОСТ 3363
Муфты переходные ОСТ 3364 Муфта 1'х2'. сталь ОСТ 3364
Ниппель ОСТ 3365 Ниппель 1", сталь ОСТ 3365
Контргайки ОСТ 3366 Контргайка 1". сталь ОСТ 3366
Отводы ОСТ 3367 Отвод 1", сталь ОСТ 3367
Сгоны ОСТ 3368 Сгон 1", сталь ОСТ 3368
Основные размеры маркировочных пластин
Наружный диаметр L 1 а b с t Вес в кг Эскиз пластины
провода в мм
От 5 » 7 ДО » 7 16 30 551 12 16 0,3 0,001 0,0014 Ж 1 —U t
20 11 4 5 1± 5 , Г
От 1 6 до 24 80} 0,0020 з
» 24 35 115) 1501 0,0070 лл • 1
45 30 16 8 9 0,5 0,0093 11
Материал — латунь листовая по ГОСТ 931—41, марки ЛС59-1 по ГОСТ 1019—47.
РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
447
Нормали на рекомендуемые маркировочные пластины представлены в табл. 11.
В табл. 12—15 приведены нормали на наиболее распространённые части, применяемые при сборке кондуитных труб.
Провода для присоединения к аппаратам снабжают наконечниками и маркируют условными номерами в соответствии с монтажной схемой.
Таблица 12
Основные размеры смотровых тройников
Основные размеры прямых муфт
Номинальный размер в дюймах Условные проходы Резьба 1 Число рёбер Р уелоиных в карл:- п Вес 1 00 шт в кг
d
1 6 Г" 26 2 10 22,16 3
1; 15 34 2 10 30,58 8,6
' 4 20 ’Г 38 о 10 37,44 12,5
1 25 1" 42 4 10) 44,85 18,5
14 32 РР 48 4 10 54,11 28,7
14 40 11Г 52 4 10 61,80 36,9
О 50 2" 50 О 10 75,62 51
Материал — ковкий чугун ГОСТ 1215-41 КЧ-40-3.
Эскиз муфты
1= и II Г к г
111 1 г
Таблица 14
Основные размеры контргаек
Номинальный размер в дюймах Резьба d И Размер под ключ в мм 3 н ом D Вес 1 шт. в кг Эскиз контргайки
1. - 4* 6 22 25, 1 20 0,014 “Л
/'2 Ц" 8 32 36,9 30 0,024 и и
% %* 1* 10 36 41,6 33 0,043 7— -d-l
1 11 46 53,1 43 0,056 д rfr
14 1 у2 114* П/Г 12 14 55 60 63,5 69,3 52 56 0,096 0,144 \А А л 17 У/ 1/ 1
2 2* 14 ,s 86,5 70 0,182 D—2
Материал —ковкий чугун ГОСТ 1215—41. марка КЧ-40-3.
448
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Таблица 15
Основные размеры прямых угольников
Материал — ковкий чугун ГОСТ 1 215 — 4 1. марка КЧ-40-3.
ЛИТЕРАТУРА
1. Журнал, Elektrische Bahnen № 1, 1953.
2. Там же, № 6, 1953.
3. Там же, № 7, 1953.
4. Там же, № 9, 1 953.
5. Там же, № 1 0, 1953.
6. Там же, № 4, 1954.
7. Там же, № 6, 1954.
8. Там же, № 10, 1954.
9. Журнал Revue Generate des Chemins de For, № 9. 1949.
10. Там же, № 3, 1953.
1 1. Там же, № 11, 1953.
12. Там же, № 12, 195 3.
13. Там же, № 1, 1955.
14. Там же, № 3, 1955.
15. Там же, № 4, 1955.
16. Я. Е. Гольдштейн и А. И. Демьянович. Вопросы прочности крупномодульных шестерён, закалённых токами высокой частоты. «Вестник машиностроения», 1950, № 1.
17. Р. С. Николаев и Е. Ф. М и х и е и к о. Новая технология изготовления тяговых зубчатых передач. «Вестник машиностроения», 1950, № 1.
18. Е. Н. Болховитинова. Повышение усталостной прочности закалённых т. в. ч. шестерён путём обработки дробью. «Вестник машиностроения», 1950, № 7.
19. Л. М. Школьник и В. П. Девяткин. Повышение прочности шестерён Дробеструйным наклёпом. «Вестник машиностроения», 1950, № 1 2.
20. И. В. Кудрявцев и Л. И. Совко. Влияние поверхностной закалки токами высокой частоты и последующей обкатки на усталостную прочность. Труды ЦНИИТМАШ, кн. 40, Машгиз, 1951.
21. Е. Т. К о т п к о в а. Повышенная долговечность крупномодульных шестерён. Академия наук СССР. Институт технико-экономической информации, тема № 14, .№ К-55-151. 1955,
22. В. А. Гавриленк о. Цилиндрическая эволь-вентная зубчатая передача. Машгиз, 1950.
23. В. Э. Смирнов, И. А. Болтовский. Кор-регирование, обеспечивающее ра в непрочность зубьев. «Расчёт и конструирование деталей машин». Сборник статей. Машгиз, 1956.
24. И. А. Б о л т о в с к и й. Коэффициент формы зуба. Журн- «Вестник машиностроения». 1953, № 8.
25. Л. Н. Решетов. Влияние износа зубьев на распределение нагрузок и выбор параметров при коррегировании. «Передачи в машиностроении», АН СССР, 1953.
26. Г. И. Скуп Ди и. Некоторые вопросы корреги-рования тяжело нагруженных шестерён. Жури. «Вестник машиностроения», 1954, № 3.
27. С. В. Рабинович. Коэффициент формы зуба с учётом силы трения и переменности напряжений для цилиндрических прямозубых коррегиро-ванных передач. «Труды Московского ордена Ленина энергетического института имени В. М. Молотова, вып. XVII, Госэнергоиздат, 1955.
28. А. И. Петрусевич. Зубчатые и червячные передачи. Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 2. Машгиз, 1 948.
29. Л. Д. Часовников. Расчет зубчатых передач. Машгиз, 1951.
30. А. А. Вайнсон. Зубчатые передачи кранов. Машгиз, 1945.
31. Спра вочиик машиностроения, т. 3, Машгиз, 1951.
32. И. А. Болтовский. К вопросу об определении коэффициента формы зуба. Журн. «Вестник машиностроения», 1950, № 4.
33. М. С. Полоцкий. Исходный и рабочий контуры зубчатой рейки. «Теория и расчёт зубчатых передач и подшипников скольжения». ЦНИИТМАШ, книга 13.
34. А. Е. Алексеев Тяговые электродвигатели, Трансжелдориздат, 195 1
35. П И. Ш л я х т о и Д. Д. Захарченко Подвижной состав электрических железных дорог, т. II. Тяговые электродвигатели и вспомогательные машины, Трансжелдориздат, 1951.
36. М. Д. Н а х о д к и и Тяговые электродвигатели постоянного тока. Труды Научно-исследовательского института электрификации железных дорог. Выпуск XII, Трансжелдориздат, 1935.
37. Инженерно-технический справочник. Подвижной состав электрических железных дорог. Выпуск I, глава I, Трансжелдориздат, 1938, стр. 1 — 138.
38. Н. Н. Сидоров Испытания тяговых электродвигателей, ч. I, изд. КУВУЧ, 1934.
39. А. Б. Иоффе Современные тяговые двигатели с точки зрения их параметров. Журнал «Электрическая тяга» № 4. 1933.
40 Советские магистральные электровозы. Машгиз, Трансжелдориздат, 1941.
4 1. В. А. Р а к о в и II. К. П о ном а ре нк о. Электровоз. Трансжелдориздат, 1956.
42. Магистральные электровозы. Альбом чертежей, т. III, «Тяговые двигатели и вспомогательные машины». Машгиз, Трансжелдориздат, 194 2.
43. Инструкция И-5025 по обслуживанию тяговых двигателей в вспомогательных машин моторвагонной секции типа СР на 1650/3300 в. Выпуск I, Министерство электропромышленности, Москва, 1951.
44. Е. Г. Б о в э. Электровоз IJ8. Трапсжелдориз дат. 1956.
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ' ПОСТОЯННОГО ТОКА
£
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
СТРУКТУРА ХОЗЯЙСТВА
В существующей структуре управление локомотивным хозяйством, в состав которого входит хозяйство электроподвижного состава, возлагается на Главное управление локомотивного хозяйства Министерства путей сообщения, службу локомотивного хозяйства управления дороги, локомотивный отдел отделения дороги и основные локомотивные депо.
Заводы, ремонтирующие локомотивы, находятся в непосредственном подчинении Главного управления локомотнворемонтными и вагоноремонтными заводами МПС.
На фиг. 1 изображена существующая в настоящее время структура управления хозяйством электроподвижного состава.
Главное управление локомотивного хозяйства МПС (ЦТ) обеспечивает оперативное и техническое руководство всеми отраслями локомотивного хозяйства на дорогах по всем видам тяги (электрической, тепловозной и паровозной); разрабатывает необходимые технические и инструктивные указания по эксплуатации и ремонту локомотивного парка, деповских устройств, работе локомотивных и комплексных бригад; составляет перепек гивные планы по наиболее рациональному размещению локомотивного парка и усилению деповского хозяйства с учётом обеспечения заданных размеров движения и весовых норм поездов; устанавливает через руководство МПС нормативы по эксплуатации и ремонту локомотивов; осуществляет руководство и контроль за внедрением новой техники и передовых методов труда.
Главное управление локомотивного хозяйства разрабатывает технические условия на постройку новых и модернизацию существующих локомотивов и через заводских инспекторов осуществляет контроль за их выполнением; составляет технические задания на проектирование новых и реконструкцию существующих депо, пунктов оборота и экипировки, рассматривает технические проекты по электрификации новых участков в области локомотивного хозяйства.
В Главном управлении локомотивного хозяйства и управлений дорог имеются приёмщики МПС и инспекторы по котлонадзору, осуществляющие технический контроль за исправным состоянием локомотивов, выпускаемых из ремонта, за точным соблюдением технологии ремонта и надзор за паровыми
29 Том 9
козлами, воздушными резервуарами на паровозах, электровозах, тепловозах и моторвагонных секциях.
Служба локомотивного хозяйства управления дороги обеспечивает на дороге выполнение всех технических и инструктивных указаний Министерства путей сообщения по работе локомотивов, деповских устройств,
Фиг. 1. Структура управления хозяйством электроподвижного состава
локомотивных комплексных бригад; организует правильное ведение локомотивного, хозяйства в пределах дороги; осуществляет всестороннее руководство производственными предприятиями, входящими в состав локомотивного хозяйства; обеспечивает контроль за выполнением производственного финансового плана локомотивных депо и заданных измерителей работы локомотивов и локомотивных бригад, а также за точным выполнение* Правил технической эксплуатации всеми работниками локомотивного хозяйства Дороги.
450
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Основное электровозное или моторвагонное депо (ТЧЭ) является самостоятельным хозрасчётным предприятием локомотивного хозяйства и должно обеспечивать бесперебойную работу устройств и приписанных к нему локомотивов, выполнение финансовых показателей плана ремонта и эксплуатационных «змернтелей работы локомотивов, создание нормальных условий работы и отдыха локо-
Электровозный парк распределяется по сериям с учётом наилучшего использования мощности электровоза и получения максимальной весовой нормы и высоких скоростей движения поездов.
На участках с напряжением в контактной сети 3 000 и 1 500 в впредь до перевода их на напряжение 3 000 в применяются электровозы иа два напряжения.
Начальник допа
Настрсшмр нмту контроль’ ноизмерителъ ных приборов
Автоматная мастерская
Столяр но--малярное отделение
Кузница
Заливочная
Сварочная
Фиг.
2. Структура основного электровозного депо
мотивных бригад и безопасность движения «осздов в пределах локомотивного хозяйства.
На фиг. 2 изображена примерная существующая структура основного электровозного депо.
ЭЛЕКТРОВОЗНЫЙ И МОТОРВАГОННЫЙ ПАРК
В зависимости от грузонапряжённости участка, профиля пути и факторов технического и экономического характера на электрифицированных участках Советского Союза применяются различные серии электровозов « моторвагонных секций, отличающихся мощностью, формулой ходовых частей, нагрузкой на ось, родом потребляемого тока и величиной напряжения на пантографе, на котором они работают.
На участках с моторвагонной тягой в зависимости от устройств пассажирских платформ, кроме этого, применяются электросек-дии с выходом на высокие илн на низкие платформы.
Моторвагонные секции распределяются по участкам, исходя из величины напряжения в контактной сети и. устройств посадочных платформ. Из-за наличия участков с напряжением в контактной сети 1 500 в, подлежащих переводу вследствие ряда экономических факторов на напряжение 3 000 в, применяются э.тектросекции на два напряжения 3 000 и I 500 в.
В период ближайших лет в парк будут введены более мощные восьмиосные электровозы Н8, шестиосные электровозы серии ВЛ23 и электровозы переменного тока, а также новые моторвагонные секции с более высокой конструктивной скоростью и скоростью на расчётном подъёме.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗНОГО ПАРКА ПО ВИДАМ РАБОТЫ И ЕГО СОСТОЯНИЮ
В зависимости от рода выполняемой работы электровозы делятся на группы: а) пассажирского движения; б) грузового движе-
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
451
имя; в) маневровые; г) передаточные и вывозные; д) хозяйственного движения; е) занятые в прочих видах движения.
ЭЛектровозы, работающие на подталкивании ,фли двойной тягой, относятся к тому виду^движения, в котором они заняты.
Пр состоянию и характеру работы электровозы4 й моторвагонные секции учитываются по следующим группам: а) инвентарный парк; б) парк в распоряжении дороги (депо); в) парк вне распоряжения дороги (депо); г) эксплуатируемый парк; д) неэксплуатируемый парк.
Все электровозы и моторвагонные секции, приписанные к данной дороге (депо), имеющие её инициалы и состоящие по балансу на её активе, составляют инвентарный парк дороги (депо). Этот парк состоит из электровозов или моторвагонных секций, находящихся как в распоряжении дороги (депо), так и вне распоряжения дороги (депо) — в командировке и аренде.
Парк в распоряжении депо отличается от инвентарного парка тем, что в него не включаются электровозы и моторвагонные секции, откомандированные в другие депо, переданные в аренду и находящиеся в запасе МПС, но зато включаются электровозы и моторвагонные секции других депо, временно прикомандированные к данному депо. Этот парк состоит из локомотивов своего инвентаря, за исключением запаса МПС и локомотивов, сданных в аренду или временно откомандированных на другие дороги (депо), а также из электровозов и моторвагонных секций, временно прикомандированных к данной дороге (депо) и не зачисленных в инвентарь дороги (депо).
Электровозы и моторвагонные секции запаса МПС, а также находящиеся в аренде \ предприятий МПС и других ведомств, или временно откомандированных на другие дороги (депо), составляют парк локомотивов вне распоряжения дороги (депо).
Все электровозы и моторвагонные секции, находящиеся в распоряжении дороги (депо), делятся на две группы: эксплуатируемый парк и неэксплуатируемый парк.
Эксплуатируемый парк состоит из электровозов или моторвагонных секций, находящихся во всех видах работы, в ожидании её под техническими операциями (приёмка, сдача, экипировка) и на контрольно-техническом осмотре.
Неэксплуатируемый п а р к составляют локомотивы, находящиеся во всех видах ремонта или ожидающие его, за исключением электровозов и моторвагонных секций, ремонтируемых в межпоездное время, а также ожидающие исключения из инвентаря, находящиеся в перемещении, в процессе приёмки и сдачи, в резерве управления дороги и депо.
ПОРЯДОК ПЕРЕЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
При постановке электровоза (моторвагонной секции) на ремонт в депо перечисление то в неисправные производится после сдачи бригадой по окончании работы (но не позже истечения времени, положенного на сдачу ц щипировку).
В случае пересылки электровоза (моторвагонной секции) в ремонт на заводы или в другие депо в рабочем состоянии перечисление его в неисправные производится с момента прибытия его к месту ремонта.
Если электровозы (моторвагонные секции) пересылаются в ремонт на завод или в другое депо в холодном состоянии, то они перечисляются в неисправные с момента сдачи локомотивной бригадой и локомотивы до прибытия на место ремонта считаются в ожидании ремонта.
Началом ремонта считается, когда электровоз или моторвагонная секция поступает на заводские пути или проходит контрольный пост депо, производящего ремонт; для локомотивов, ремонтируемых в своём депо, начало ремонта записывается в журнале дежурного по основному депо и в книге учёта готовности локомотивов.
При порче электровоза (моторвагонной секции) в пути с требованием вспомогательного локомотива (резерва) перечисление его в неисправные производится с момента требования вспомогательного локомотива. Если неисправный локомотив прибыл в депо самостоятельно, то он перечисляется в неисправные по прибытии в депо н после сдачи его локомотивной бригадой.
Электровоз или моторвагонная секция, прошедшие плановый ремонт, зачисляются в эксплуатируемый парк с момента окончания приёмки его приёмщиком МПС или с момента подписания актов (после ремонта на заводе или в друюм депо).
Перечисление электроподвижного состава в исправные после внепланового ремонта производится с момента окончания ремонта и оформления его в настольном журнале дежурного по депо.
РЕЗЕРВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Для выполнения правительственных заданий по перевозкам, обеспечения тяговыми средствами вновь электрифицированных линий и пополнения эксплуатируемого парка при увеличении размеров движения создаётся запас и резерв электроподвижного состава.
Запас и резерв электроподвижного состава состоит из запаса МПС, резерва дороги и резерва депо.
Запас МПС. Комплектование электровозов и моторвагонных секций запаса МПС производится по указанию МПС и находится в его непосредственном распоряжении. Запас МПС может быть использован для работы только по распоряжению министра путей сообщения или его заместителя, ведающего локомотивным хозяйством.
В запас МПС отставляются исправные электровозы и моторвагонные секции новой постройки или вышедшие из капитального, среднего или подъёмочного ремонта, удовлетворяющие требованиям, приведенным в табл. I; при этом допуски износа частей и деталей электровозов и моторвагонных секций не должны превышать норм, предусмотренных правилами подъёмочного ремонта.
Электровозы и моторвагонные секции, отставляемые в запас МПС, осматриваются ко
29*
452
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
миссией в составе: начальника депо, старшего машиниста локомотива, приёмщика .МПС и начальника базы.
Для хранения и текущего содержания электровозов и моторвагонных секций запаса МПС организуются специальные базы, которые приписываются к основным депо по указанию начальника дороги.
Резерв дороги. Комплектование резерва дороги электровозами и моторвагонными секциями производится по указанию начальника дороги; этот резерв может быть использован для работы только по его распоряжению. В резерв дороги отставляются исправные электровозы и моторвагонные секции, удовлетворяющие требованиям Правил технической эксплуатации, предъявляемых к поездным локомотивам.
Износ ответственных частей и деталей электроподвижного состава не должен превышать допусков, предусмотренных правилами малого периодического ремонта.
При постановке в резерв дороги электровозы и моторвагонные секции осматриваются комиссией в составе начальника депо, старшего машиниста и приёмщика МПС.
Резерв депо. В резерв депо отставляются исправные электровозы и моторвагонные секции, не требующиеся для нормальной эксплуатации. До постановки локомотивов в резерв должен быть выполнен ремонт, записанный машинистом. Этот резерв находится в распоряжении начальника отделения дороги и может быть использован для работ только по его распоряжению.
Каждый электровоз (моторвагонная секция), отставленный в запас МПС, резерв дороги или депо, снабжается сигнальными принадлежностями, инструментами, запасными частями и инвентарём согласно правилам ремонта.
Требования при постановке электровозов и моторвагонных секций в запас и резерв приведены в табл. 1.
ПОДГОТОВКА, содержание и заправка ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ЗАПАСА И РЕЗЕРВА
До постановки электроподвижного состава в запас или резерв, а также в процессе его содержания должны выполняться следующие работы:
а) при постановке электроподвижного состава в запас МПС и резерв дороги. Очищаются от грязи ходовые части и остовы электрических машин: продуваются сжатым воздухом электрические машины и аппараты; очищается кузов снаружи и внутри; открываются спускные краники и спускается воздух из пневматической системы. Все жалюзи, окна и двери плотно закрываются. Песочные ящики освобождаются от песка; отключаются главный разъединитель и разъединитель вспомогательных машин, отключате-ли тяговых двигателей и все рубильники, а ножи их смазываются техническим вазелином; осматриваются и смазываются техническим вазелином силовые контакты контакторов и реле, пальцы и сегменты реверсора, тормозного переключателя, контроллера, переключателя вентиляторов, блокировок контакторов и быстродействующего выключателя и хромированные или никелированные детали; измеряется сопротивление изоляции электрических машин, силовых цепей и аппаратов; при сопротивлении изоляции ниже допускаемой величины производится сушка. Осматривается состояние коллекторов и щёткодержателей тяговых двигателей и вспомогательных машин; заглушаются вентиляционные отверстия тяговых двигателей деревянными пробками или заклеиваются плотной бумагой и закрывается всасывающая сетка вентиляторов двигателей листовой фанерой или мешковиной; снимаются и упаковываются щётки тяговых двигателей и вспомогательных машин, которые хранятся в кабине машиниста; снимаются, консервируются и сдаются на хранение в депо или кладовую базы алюминиевые разрядники; разряжается аккумуляторная батарея слабым током до 50% ёмкости, затем сливается электролит и промываются пластины в дистиллированной воде. После этого закрываются пробки на банках и батарея хранится в сухом, тёмном и отапливаемом помещении с температурой от 8 до 30°С; через 6 месяцев аккумуляторная батарея собирается, заливается электролитом плотностью 1,260--1,270 и подзаряжается, после чего при необходимости консервируется указанным выше порядком; при постановке электровозов и моторвагонных секций в резерв дороги на срок до 3 месяцев аккумуляторная батарея заряжается до нормальной плотности электролита;
Таблица 1
Требования при постановке электровозов и моторвагонных секций
Требования при постановке в в запас и резерв Срок нахождения i Пробная обкатка
в запасе и резерве
Показатель Пробег в км от начала эксплуатации или последнего планового ремонта (капитального, среднего) в км Прокат в мм не менее не более через ка- кое время на какое расстояние в км
Электровозы Запас МПС Резерв дороги » депо Моторвагонные секции Запас МПС Резерв дороги » депо . . ОТ 1 000 до 10 000 от 1 000 до 10 000 2—3 4 2—3 5 8 час. 24 час. 12 мес. 6 » 1 0 сут. 12 мес. (» » 10 сут. 6 мес. 6 мес. = юо—зоо 100—300 i
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
453
снимаются и убираются в кабину машиниста буферные фонари, прожекторы, стеклоочистители; заправляется смазка в шариковые, роликовые и скользящего трения подшипники; смазываются трущиеся и обработанные детали и шарнирные соединения.
б) В период нахождения в запасе и резерве. Не реже одного раза в две недели подзаряжается аккумуляторная батарея, проверяется плотность электролита каждой банки; проверяется состояние внутреннего оборудования прицепных вагонов; измеряется сопротивление изоляции тяговых двигателей и вспомогательных машин и при понижении сопротивления ниже 1,5 мгом проводится сушка.
в) При выдаче из запаса и резе-р в а. Собирается, заливается электролитом, заряжается и устанавливается на электровоз нли моторвагонную секцию аккумуляторная батарея. Если аккумуляторная батарея не снималась с локомотива, то она проверяется, доливается электролитом и подзаряжается; устанав-ливаютсянаместо щётки электрических машин, алюминиевый разрядник (летом), прожектор, лобовые фонари и другие снятые детали; производится экипировка и смазка подшипников и других трущихся деталей; проверяется состояние и действие механического оборудования, электрических машин и приборов электрических цепей; проверяется состояние и действие автоматических, электропневматиче-ских и ручных тормозов н песочниц; измеряется величина сопротивления изоляции электрических машин и при необходимости производится сушка.
пересылка электровозов и моторвагонных СЕКЦИЙ
Электровозы, направляемые на ремонтные заводы или на другие дороги (депо) в ремонт или в порядке регулировки на пополнение парка, а также возвращаемые на дорогу (депо) из ремонта или выпускаемые из постройки, пересылаются одиночным порядком или сплотками. Моторвагонные секции пересылаются составами, секциями и отдельными вагонами.
При пересылке электровозов и моторва-юнных секций одиночным порядком или сплоткой в недействующем состоянии автоматические тормоза их включаются, а комбинированный кран при кране машиниста системы Казанцева или кран двойной тяги при кране машиниста системы Вестингауза перекрывается и пломбируется.
Кроме этого, до отправления в поезде должны быть выполнены следующие работы:
а) на электровозах винтовая упряжь заменяется автосцепкой; на моторвагонных секциях на крайние вагоны сцепа устанавливаются буфера;
б) пантографы прочно закрепляются в опущенном состоянии;
в) краны резервуаров управления и пантографов перекрываются и пломбируются;
г) разъединители главных и вспомогательных машин и отключатели двигателей выключаются, а ножи и клеммы их смазываются техническим вазелином;
д) предохранители аккумуляторной батареи снимаются р хранятся р кабине машиниста;
е. ) вентиляционные отверстия тяговых двигателей заглушаются;
ж) щётки и верхние щёткодержатели тя говых двигателей при пересылке на расстояние свыше 150 км снимаются и хранятся в кабине машиниста;
з) двери и окна запираются;
и) зубчатая передача осматривается и кожухи заправляются смазкой;
к) в зимнее время при следовании более 6 час. плотность электролита аккумуляторной батареи доводится до 1,26 или до 30° по Боме.
Электровоз, отправляемый в недействующем состоянии, ставится вслед за ведущим локомотивом. Моторвагонные секции с брезентовым перекрытием крыш прикрываются от паровоза одним крытым четырёхосным вагоном.
При групповой пересылке электровозов в сплотку ставится не более 5 электровозов (не считая ведущего локомотива), как правило, соединённых между собой автосцепкой; при этом продувка котла ведущего паровоза во время движения категорически запрещается. В исключительных случаях допускается постановка в сплотке не более трёх переходных двухзвенных цепей.
Маршрут пропуска негабаритных моторвагонных секций, отправляемых составами, секциями или отдельными вагонами, заблаговременно согласовывается с МПС.
Пересылаемые электровозы и моторвагонные секции сопровождаются проводниками, в обязанность которых входит наблюдение за исправным состоянием локомотивов.
Электровозы и моторвагонные секции, направляемые в ремонт или в порядке регулировки в другие депо, расположенные в пределах электрифицированного участка, пересылаются в рабочем состоянии с поездами или резервом. В этом случае пересылаемые электровозы или моторвагонные секции по участкам, не входящим в сферу обслуживания депо, к которому прикреплены локомотивы, сопровождаются проводниками, хорошо знающими расположение сигналов, путевых знаков и профиль данного участка.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ПОЕЗДОВ ЭЛЕКТРОВОЗАМИ
Электрифицированные участки делятся на тяговые плечи, по концам которых расположены основные и оборотные депо или пункты оборота.
Работа электровозов на обслуживаемых тяговых плечах в основном производится по плечевой, кольцевой и петлевой езде.
Плечевая езда. Электровоз, назначаемый для обслуживания поезда, выпускается нз основного депо и следует до оборотного, откуда возвращается обратно (фиг. 3). В этом случае приём, сдача и экипировка электровоза производятся или на станционных путях основного депо или в основном депо.
На тяговых плечах, где по условиям профиля пути не требуется экипировка электровоза после каждого оборота и бригады работают без отдыха в пункте оборота, применяется круговая езда. При данном способе езды электровоз заходит в основное депо только в том случае, когда требуется экипировка.
454
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ хозяйство И РЕМОНТ
Приёмка и сдача электровоза производятся иа станционных путях.
При круговой езде значительно сокращается простой электровоза иа станции основного депо и увеличивается время его полезной работы.
Экипировочные устройства (снабжение песком и смазкой) следует располагать на станциях основного депо, недалеко от приёмо-
Фиг. 3. Схема оборота электровозов и локомотивных бригад при плечевой езде
отправочных путей, и процесс экипировки совмещать с осмотром электровоза бригадой.
Для сокращения количества заходов электровоза на экипировку машинист должен экономно расходовать песок и применять его в пути следования только в случае необходимости для предупреждения боксования колёсных пар.
Кольцевая езда. Наиболее передовым методом эксплуатации является работа локомотивов по кольцу, при котором электровозы работают на двух тяговых плечах без захода в основное депо. В этом случае смена электровозных бригад, сдача и приёмка электровоза производятся под поездом на приёмо-отправочных путях станций основного депо за время стоянки поезда под техническими операциями (фиг. 4).
Экипировка электровозов, работающих по кольцу, производится в оборотном депо, в пункте оборота или на станции основного депо, на экипировочных устройствах, расположенных недалеко от приёмо-отправочных путей.
Экипировочные пути оборудуются смотровой канавой для осмотра электровоза и служебного ремонта.
Процесс экипировки электровоза совмещается с его осмотром, для чего набор песка и смазки рекомендуется производить специально выделенными для этой цели работниками (экипировщиками) под контролем локомотивной бригады.
Фиг. 4. Схема оборота электровозов и локомотивных бригад при кольцевой езде
При кольцевой езде в результате значительного сокращения простоя электровоза на станции основного депо и ликвидации манёвров по его перегонке достигается наилучшее использование электровоза и улучшаются условия работы станции.
Кольцевая езда применяется во всех случаях, когда основное депо обслуживает два соседних плеча электровозами одной серии.
Петлевая езда. Электровозы работают в одном направлении (на одном тяговом плече)
по принципу кольцевой езды и в другом — по системе езды ПО прикреплённым тяговым плечам, т. е. с заходом в основное депо (фиг. 5).
Фиг. 5. Схема оборота электровозов и локомотивных бригад при петлевой езде
Петлевая езда применяется в тех случаях, когда оборотные депо, пункты оборота или станционные пути основного депо не оборудованы экипировочными устройствами и смотровыми канавами и на обслуживаемом участке нельзя организовать работу электровозов по кольцу.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ МОТОРВАГОННЫМИ СЕКЦИЯМИ
Порядок работы электропоездов устанавливается графиками движения поездов и оборота секций, согласно которым поезда, обслуживаемые моторвагонной тягой, следуют по всему или по части участка.
Для повышения использования моторвагонных секций и экономии электрической энергии в часы уменьшения пассажиропотока можно отцеплять отдельные секции от поезда иа станции оборота или на промежуточных станциях в пути следования. При такой системе обслуживания поездов усложняются условия работы депо и станций в связи с увеличением маневровой работы, связанной с отцепкой и прицепкой моторвагонных секций. Поэтому к ней нужно прибегать только в случае большой необходимости и если условия работы на участке позволяют её применять.
Повышение использования моторвагонного подвижного состава и экономии электрической энергии достигается также за счёт пропуска отдельных поездов, следующих на сравнительно большое расстояние с меньшим количеством остановок для посадки и высадки пассажиров. Техническая и коммерческая скорость таких поездов значительно увеличивается.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ ЭЛЕКТРОВОЗАМИ
Пассажирские поезда, как правило, обслуживаются специально выделенными для этого электровозами. На эти электровозы назначаются опытные, технически грамотные машинисты 1-го и 2-го классов.
Для повышения среднесуточного пробега применяется смешанное обслуживание отдельными или всеми электровозами пассажирских и грузовых поездов. В этом случае, а также при недостатке машинистов 1-го и 2-го классов допускается, с разрешения начальника дороги, обслуживание пассажирских поездов, машинистами 3-го класса.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
455
ИЗМЕРИТЕЛИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Выдача электровозов под поезда
На каждую декаду на основании норм приёма и сдачи поездов, утверждённых техническим планом, и фактических грузопотоков устанавливается норма выдачи электровозов.
Кроме этого, при необходимости по фактическому подходу поездов устанавливается суточный план-задание на выдачу электровозов с отклонением в сторону увеличения или уменьшения от декадного задания.
Выдачей электровозов под грузовые поезда считается:
а) выпуск электровоза из основного депо (проход контрольного поста) или со станции основного депо для следования с грузовым поездом во главе его, второй тягой или одиночным порядком за грузовым поездом иа станцию оборотного депо, в пункт оборота или на промежуточную станцию;
б) каждое проследование электровоза через станцию основного депо при кольцевой езде;
в) отправление электровоза с поездом из пункта оборота на соседнее тяговое плечо. В этом случае выдача засчитывается по депо приписки электровоза;
г) проследование через станцию основного депо пересылаемого локомотива, если он берёт или ведёт из оборотного депо грузовой поезд.
Выдача одного электровоза под тяжеловесный грузовой поезд во всех случаях счи тается за одну единицу, а двух электровозов’ хотя бы работающих по системе многих единиц, — за две.
Отмена грузового поезда, возврат электровоза в депо с контрольного поста или со станционных путей из-за отсутствия или неготовности состава, занятости перегона, необеспеченности кондукторской бригадой и друтх причин, не зависящих от работников локомотивной службы, а также использование электровоза не по назначению считаются недобором.
Недодачей электровозов под грузовые поезда считается отмена выдачи локомотива, предусмотренной суточным планом вследствие незаконченного ремонта электровоза, недостатка локомотивных бригад, завышенного оборота и других причин, зависящих от работников локомотивной службы.
Оборот электровоза
Время, затрачиваемое электровозом на обслуживание одной пары поездов на тяговом плече (включая время простоя электровоза в основном и оборотном депо под техническими операциями, на отдых бригад и на ожидание работы), называется полным оборотом.
В полный оборот не включается время нахождения электровоза в неэксплуатируемом состоянии в основном и оборотном депо или пункте оборота.
Полный оборот электровоза в часах определяется как сумма времени его нахождения в пути и времени простоя в обоих депо или пунктах оборота и в распоряжении станции:
т -- 7Г+ + t„c час.,
vy
где Т — полный оборот в час.;
2L — двойная длина тягового плеча в км; vy — участковая скорость в км/час;
toc> — время простоя электровоза (моторвагонного электропоезда) в часах под техническими операциями, в ожидании отдыха бригад, работы и на станционных путях оборотного депо;
tor— время простоя электровоза (моторвагонного электропоезда) в часах в распоряжении станции основного депо и в основном депо под техническими операциями и в ожидания работы.
Время нахождения электровоза в распоряжении службы движения называется эксплуатационным оборотом. Эксплуатационный оборот равен времени работы электровоза от момента прохода им контрольного поста пр» выходе из основного депо до прохода контрольного поста при заходе его в основное депо и меньше полного оборота на время простоя электровоза в основном депо по техническому осмотру, экипировке и в ожидани» работы:
7’3- 7-/ос час.,
где Тэ — эксплуатационный оборот в час.;
t/)с—время простоя электровоза в час. в основном депо под техническим» операциями н в ожидании работы. Норма полного оборота электровозов определяется графиком оборота электроподвижного состава и задаётся на весь период действия графика движения поездов для каждого депо по плечам обслуживания, а также в среднем по депо по составным элементам.
Определение потребности в электроподвиж-ном составе .
Потребность в эксплуатируемом парке электровозов и моторвагонных секций опре. делится:
для электровозов
N3 = кп, для моторвагонных секций
N,, = кпр,
где к— коэффициент потребности, выражающий собой число локомотиво-суток, необходимое для обслуживания одно» пары поездов и равное:
___7^
К ~ 24 ’ '
п — число пар поездов в сутки; р — число электросекций• в поезде.
Среднесуточный пробег электровозов и моторвагонных секций
Количество километров, ко1орое пробегает электровоз или могорва ая секция в сред, нем за сутки, назыв я сседнесуточным прооегом. 1
456
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Если известен эксплуатационный парк и общий пробег, выполненный им за сутки, то среднесуточный пробег электровозов S или моторвагонных секций определяется;
Г
Na ’
гДе] W — общий суточный пробег электровозов в голове поезда, двойной тягой и при одиночном следовании в км;
N3—количество электровозов или моторвагонных секций в локомотиво-сутках, занятых в поездной работе (без учёта толкачей).
В том случае, если известна длина тягового плеча L и величина полного оборота Т, то среднесуточный пробег можно определить по формуле;
48 L S = км.
Техническая и участковая скорость
Количество километров в час, которое в среднем приходится на один электровоз или моторвагонный электропоезд при следовании с поездом в чистом движении (без учёта стоянок на промежуточных станциях), называется технической скоростью. Средняя техническая скорость, выполняемая электровозами или моторвагонными секциями с поездами, определяется по формуле:
2Еп и,п = — км/час,
тде 2Ln— поездо-километры, определяемые как произведение двойной длины плеча на число пар поездов;
—время в часах в чистом движении, за которое электровозы или моторвагонные поезда пробежали 2Ln поездо-километров.
Количество километров и время, затраченное на резервный пробег, в расчёт не принимаются.
При определении t$ принимается время фактического занятия перегона с учётом всех вынужденных остановок на перегонах (неисправность локомотива, вагона, предупреждение, задержка у входных и проходных сигналов и др.).
При определении участковой скорости принимается общее время следования электровоза с поездом (моторвагонного электропоезда) с учётом остановок на промежуточных станциях;
2Ln
и — —г—-.— км час, у *д+‘пс
гДе inc — время стоянки электровозов или моторвагонных секций с поездами на промежуточных станциях.
Отношение участковой скорости к технической называется коэффициентом скорости:
Средний вес поезда Qcp определяется из отношения выполненной работы локомотивами, приписанными к данному депо или дороге, К поездо-километрам:
®СР ~ 2Ln m'
где А — выполненная работа электровозами в ткм брутто (или нетто).
Средний вес поезда Qcp, приходящийся на один электровоз, определяется из отношения выполненной работы локомотивами к пробегу всех электровозов с поездами одиночной и кратной тягой (без учёта резервного пробега);
А
О,п = ----- Ш,
у,,
где U7' —электровозо-километры, выполненные электровозами с поездами (без учёта резервного пробега).
Коэффициент иыполнения весовой нормы поездов
Коэффициент выполнения весовой нормы поездов км характеризует использование мощности и силы тяги электровоза и определяется как отношение среднего веса поезда к весу поезда, установленному в графике движения, исходя из силы тяги локомотива и профиля пути, с учётом максимального использования кинетической энергии поезда и опыта работы машинистов-тяжело-весников:
где Qcp — средний вес поезда в т, фактически выполненный;
Q,,—вес поезда, установленный графиком движения поездов.
Коэффициент одиночного (резервного) пробега электровозов р0 характеризует использование электровоза в полезной работе и определяется:
8
Ро — >
где И70 — одиночный (резервный) пробег электровозов за какой-либо период;
IV' — общий пробег электровозов за тот же период (с учётом резервного). Производительность электровоза а показывает среднюю работу, выполненную одним локомотивом за определённый период, и определяется по формуле:
Q2Ln а = —— ткм,
где N3 —- электровозы, участвующие в поездной работе.
Производительность электровоза, приходящаяся на единицу силы тяги или мощности а', определяется:
Q2Ln Q2Ln
= a’~~PN7'
где FkN3 — сила тяги всех электровозов, участвующих в поездной работе, в т;
PN3—мощность всех электровозов, участвующих в поездной работе, в л. с. или кет.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
457
Коэффициент использования силы тягн электровоза 7 характеризует использование его касательной силы тяги и определяется по формуле:
где Qp—расчётный вес поезда для данного участка и серии локомотива.
Веса составов для различных расчётных подъёмов и серий электровозов указаны в табл. 2.
Т а б л и ц'а 2
Веса составов для различных расчётных подъёмов и серий электровозов
Крутизна подъёма в тысячных Веса составов в т на смешанном сцеп* лении, допускаемых к троганию с места без отцепки для электровозов серий Расчётные веса составов в т для различных подъёмов . электровозов серий 'без учёта нагревания двигателей сверх нормы)
ВЛ22М ВЛ19 Н8 ВЛ22М | ВЛ19
4 3 400 3 050 7 600 5 800 5 350
3 050 2 700 6 400 4 800 4 450
6 2 800 2 450 5 600 4 200 3 850
7 2 500 2 200 5 000 3 750 3 400
8 2 250 2 000 4 400 3 350 3 000
9 2 000 1 800 4 000 3 050 2 750
10 1 850 1 650 3 600 2 750 2 500
11 1 700 1 500 3 400 2 500 2 300
12 1 600 1 400 3 100 2 350 2 100
13 1 500 1 300 2 900 2 200 1 950
14 1 400 1 200 2 700 2 050 1 800
15 1 300 1 150 2 500 1 900 1 700
16 —— — 2 400 1 800 1 600
17 — — 2 250 1 700 1 500
18 -— — 2 150 1 600 1 450
19 —— 2 050 1 500 I 350
20 — — 1 950 1 450 1 300
Время полезной работы электровозов или моторвагонного электропоезда(время нахождения его в движении), совершающего производительную работу, определяется по формуле:
S 7„ = — час., vm
где S—среднесуточный пробег;
vm— техническая скорость.
Коэффициент полезной работы локомотива в процентах определится:
« = 100%.
ПРИНЦИП РАЗРАБОТКИ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ И ОБОРОТА ЛОКОМОТИВОВ
График движения поездов должен предусматривать максимальное использование локомотивов, а также пропускной и провозной способности участков. Он разрабатывается исходя из планируемого грузопотока с учётом достижений передовых машинистов, составителей поездов, диспетчеров и других основных профессий работников железнодорожного транспорта, связанных с движением поездов.
До разработки графика движения на дорогах составляются или корректируются тонно-километровые диаграммы с указанием мак
симального веса состава для каждого перегона с учётом профиля пути, максимального использования кинетической энергии поезда и силы тяги действующих или намечаемых серий локомотивов и достижений машинистов-тяже-ловесников.
Тонно-километровые диаграммы составляются в соответствии с правилами производства тяговых расчётов и инструктивных указаний МПС с разработкой эффективных предложений по освоению весовых норм, которые после утверждения начальником дороги направляются в МПС.
При необходимости установленные веса поездов проверяются по условиям нагревания тяговых двигателей с нанесением кривой температуры нагревания.
Тонно-километровые диаграммы дорог по отдельным тяговым плечам в Министерстве путей сообщения обрабатываются и обобщаются по направлениям, по которым и определяются унифицированные весовые нормы поездов и меры по их освоению.
В качестве мероприятий рекомендуется принимать: введение подталкивания (на весь перегон, часть перегона, разгонное) или кратной тяги, применение более мощных серий электровозов, переход иа лимитирующем подъёме с ослабленного на полное поле параллельного соединения тяговых двигателей, смягчение профиля пути и др.
Для разработки графика движения МПС устанавливаются унифицированные весовые нормы составов по наиболее грузонапряжённым направлениям, исходя из планируемых грузопотоков, пропускной способности участков, длины приёмо-отправочных путей и прочих условий эксплуатации.
Вес составов для остальных линий устанавливается управлением дорог с учётом полного использования мощности локомотивов и опыта работы передовых машинистов.
По заданным или установленным весовым нормам поездов и сериям локомотивов производятся тяговые расчёты (кривые скорости и времени) с учётом выполнения установленных допускаемых скоростей и предупреждений по состоянию пути, на основании которых определяются перегонные времена хода.
Кривые скорости и времени строятся для различных режимов ведения поезда (с остановками и без остановок на промежуточных станциях), на основании которых определяются времена хода по отдельным перегонам. Эти времена хода проверяются опытным путём и утверждаются начальником дороги или его заместителем.
По установленным перегонным временам хода строится график движения поездов, при этом вначале прокладываются пассажирские поезда дальнего следования, затем пассажирские пригородные, грузоускоренные и грузовые поезда.
Время подхода и отправления поездов на стыковых станциях согласовывается с соседними дорогами.
Одновременно с разработкой графика движения поездов составляется график оборота электровозов и моторвагонных секций. Графиком оборота определяется план работы электровозов и локомотивных бригад. Он предусматривает полное обеспечение поездов
458
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
электроподвижным составом, нормальные условия работы и отдыха локомотивных бригад и высокое использование локомотивов. График оборота составляется с учётом обеспечения норм времени простоя локомотивов в основном и оборотном депо под техническими операциями и на станциях основного и оборотного депо по прибытию и отправлению.
Нормы времени устанавливаются исходя из местных условий и оснащённости экипировочных устройств, с учётом достижений передовых машинистов.
Примерные нормы времени для электровозов под техническими операциями приведены в табл. 3.
Таблица 3
Примерные нормы времени в минутах простоя электровозов под техническими операциями
операций
Наименование
На станции Иа станции
основного оборотного
депо депо
6 i О «5 ° я 3 А Ч S
Ю 5 о \о о о Ю и й ю £ $
л © S Л СО 2 s ь я к 2
Си п О и ©>СХо
- О О А ” Г Й U Г" t"" S U U и я®?
©>7“ S S сх о ч в Со о
С Д’ О с А С о С-. A U
Приёмка, сдача и экипировка электровоза .............
Проследование электровоза из депо на контрольный пост
Проследовав ие электровоза под поезд, прицепка, проба тормозов и отправление с поездом ..............
20
20-3J
15
2-
2-
15—20
20—30
15—20
При составлении графика оборота локомотивов используются все возможности для повышения их среднесуточного пробега и обязательного обеспечения нормальных условий работы и отдыха локомотивных бригад.
В качестве таких возможностей рекомендуется изменять время отправления и прибытия поездов, сокращать продолжительность технических операций электровозов против установленных норм, отправлять локомотивы с грузовыми поездами без захода электровозов в депо и т. д.
Для составления графика оборота грузовых электровозов и подсчёта необходимых данных (время в пути, продолжительность остановок на промежуточных станциях, время простоя на станциях основного и оборотного депо, время работы бригад и т. д.) служат ведомости оборота локомотивов по оборотному и основному депо.
При составлении графика оборота необходимо обеспечить снижение полного оборота электровозов, для чего необходимо добиваться соблюдения установленных норм простоя электровозов под техническими операциями и снижения до минимума времени на ожидание работы, которое составляет разницу фактического простоя электровоза в основном и оборотном депо к установленной норме.
В графике также предусматривается заход электровозов на контрольный технический осмотр.
РАСЧЁТ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ ЛОКОМОТИВНЫХ
БРИГАД
Непрерывная продолжительность работы локомотивных бригад складывается из основного и дополнительного времени.
К основному времени относится время, в течение которого бригада находится в пути.
Дополнительным называется время, которое необходимо бригаде для технических операций, и время на ожидание работы.
Время работы бригад при следовании с поездом от станции основного депо до станции оборотного депо (туда) с отдыхом в пунктах оборота tm определяется по формуле;
L
vy + + Чо + {сп + *сд>
где tn — время на технические операции электровоза в основном депо (приёмка и экипировка);
tco—время нахождения электровоза на станционных путях основного депо при отправлении;
tcn — время нахождения электровоза на станционных путях оборотного депо по прибытию;
tсд — время, необходимое на сдачу электровоза дежурному по оборотному депо.
Время работы бригад при следовании с поездом со станции оборотного депо иа станцию основного депо (обратно) определяется;
Zo = ~Jy + + Чо ’I" Чп + 1с<г
где tn — время на приёмку электровоза после отдыха бригады;
tc0 — время нахождения электровоза на станционных путях на станции оборотного депо при отправлении;
tcn— время нахождения электровоза на станционных путях основного депо по прибытию;
lcg— время, необходимое на сдачу электровоза в основном депо.
Время работы локомотивной бригады за один оборот электровоза (tg) определяется;
“Ь t0.
Время работы локомотивных бригад за один оборот электровоза без отдыха в оборотном депо будет равно:
2L
to — „ + tn + tco +
+ tc + tcn -I- tcd.
где tc — время нахождения электровоза на станции оборотного депо с учётом ожидания работы.
Данная формула действительна в случае, если электровоз не экипируется в пункте оборота.
При экипировке добавляется время, необходимое для набора песка.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
459
На фиг. 6 показаны схемы оборота электровоза и продолжительность работы локомотивных брргад ,с отдыхом и без отдыха их в оборотном депо.
Фиг. 6. Схема оборота электровоза:
Тг — оборот электровоза с отдыхом локомотивных бригад в пункте оборота;
7\ — оборот электровоза без отдыха локомотивных бригад в пункте оборота:
/ — время па отдых бригад в пункте оборота;
—время на ожидание работы локомотивом в основном депо:
I—вРсмЯ па ожидание работы локомотивом в оборотном депо.
ПОДТАЛКИВАНИЕ ПОЕЗДОВ
Для повышения веса поезда на всём направлении и увеличения в связи с этим его провозной способности в графике движения на отдельных трудных по профилю перегонах устанавливается подталкивание, поездов с постановкой электровоза в голову или в хвост поезда. При подталкивании пассажирских и людских поездов электровозы-толкачи, как правило, ставятся в голову поезду.
С разрешения Министерства путей сообщения, как исключение, допускается подталкивание с хвоста пассажирских поездов, сформированных нз цельнометаллических вагонов. Грузо-пассажирские и людские поезда можно подталкивать с хвоста только в том случае, если вагоны, занятые людьми, имеют прикрытие не менее чем 6 осей.
Подталкивание грузовых поездов производится, как правило, с хвоста, кроме перею-нов с перевалистым профилем пути, где возможно отставание и набегание толкача на :<вост поезда.
Па таких перегонах, а также при ограниченной видимости сигналов (до 50—60 .и), из-за неблагоприятных условий погоды (туман, буран, метель и т. п.) подталкивание производится с постановкой электровоза-толкача в голову с предварительным полным опробованием автотормозов поезда.
На перегонах со сплошными затяжными подъёмами, требующих повышения пропускной способности, допускается подталкивание в хвост поезда сходу без остановки поезда на станции для подхода толкача.
При этом машинисту толкача должна быть обеспечена непрерывная видимость сигналов
поезда с момента выхода толкача с места стоянки до подхода его к поезду со скоростью следования не выше 25 км/час. Место стоянки толкачей должно обеспечивать немедленный выход его для подталкивания после освобождения поездом выходной стрелки с пути стоянки толкача.
На месте начала и конца подталкивания устанавливаются предупредительные сигнальные знаки «Начало толкания» и «Конец толкания». Машинист толкача не имеет права останавливать или возвращать электровоз обратно ранее установленного знака «Конец толкания».
После окончания подталкивания электровоз-толкач следует за поездом на расстоянии, необходимом для остановки толкача перед внезапно остановившимся поездом.
Толкачи, возвращающиеся с перегона после подталкивания, принимаются обратно на станцию с проводником по открытому сигналу иа свободный путь.
На перегонах с перевалистым профилем пути подталкивание грузовых поездов, сформированных из гружёных четырёхосных вагонов, оборудованных автосцепкой, можно производить с прицепкой толкача в хвост поезда. В этом случае автотормоза подталкивающего электровоза включаются в общую тормозную сеть поезда и перед отправлением производится сокращённая проба тормозов от ведущего локомотива.
В случае подталкивания в хвост поезда режим управления электровозами устанавливает машинист ведущего локомотива, который свои указания об изменениях режима ведения поезда передаёт при помощи радиосвязи или установленных сигналов свистком.
После получения сигнала машинист электровоза-толкача повторяет его и изменяет режим ведения поезда.
Машинист ведущего электровоза изменяет режим ведения поезда после получения ответного сигнала машиниста толкача.
В том случае, когда необходимо немедленно остановить поезд, машинист ведущего электровоза применяет тормоза до подачи у ста и он л е и п о го сигнала.
С раздельного пункта электровозы-толкачи к месте стоянки возвращаются одиночным порядком, сплоткой или с поездами; при этом в сплотке должно быть не более. 5 электровозов, автотормоза которых включаются в общую тормозную сеть сплотки. В недействующих электровозах пантографы должны быть опущены, реверсор находится в среднем положении, главный разъединитель и отключатели тяговых двигателей отключены. В зимнее время, при снегопаде и метелях, вентиляционные отверстия заглушаются специальными заглушками или па тяговые двигатели устанавливаются снегозащитные капоты.
Прн возвращен ни с поездом электровоз-толкач славится в голову поезда и до отправления производится сокращённая проба автотормозов. В этом случае управление локомотивов осуществляет машинист подталкивающею локомотива. Па электровозы-толкачи назначаются опытные машинисты, имеющие стаж Поездной работы не менее 2 лет, хорошо знающие профиль пути обслуживаемого, участка.
460
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
ПОРЯДОК ВОЖДЕНИЯ СДВОЕННЫХ ПОЕЗДОВ
Для увеличения провозной способности участков устанавливается обращение сдвоенных поездов.
Порядок обращения и вес таких поездов, следующих по двум или более дорогам, устанавливается МПС и в пределах одной дороги — начальником дороги.
Длина сдвоенных поездов, как правило, не должна превышать полезной длины приёмоотправочных путей иа участке их обращения. Начальники дорог имеют право в пределах дороги увеличивать длину сдвоенного поезда до полезной длины двух приёмо-отправочных путей раздельных пунктов с обязательным установлением порядка следования таких поездов по участкам.
В сдвоенные поезда вагоны с винтовой упряжью в количестве не более одной трети состава по длине (в осях) ставятся в хвост поезда. Сцепление локомотива с составом должно быть на автосцепке; локомотивы между собой могут соединяться двухзвенной цепью.
Объединение двух одиночных составов на промежуточных станциях допускается при условии постановки вагонов с винтовой упряжью в хвост поезда.
Сдвоенные поезда, как правило, обслуживаются электровозами, соединёнными по системе многих единиц электрическими цепями управления.
При небольших размерах движения сдвоенных поездов или при следовании их не по всему тяговому плечу для улучшения использования локомотивов допускается работа электровозов со сдвоенными поездами, не соединённых по системе многих единиц.
В этом случае для обеспечения слаженной и взаимно согласованной работы первого и второго электровозов машинисты должны выполнять следующие дополнительные условия.
1. Подход электровоза к составу производится машинистом второго локомотива с особой осторожностью. После прицепки к поезду машинисты обоих электровозов проверяют правильность сцепления между собой локомотивов, а также правильность соединения рукавов воздушной магистрали и положение ручек концевых кранов на электровозах и на первом по ходу поезда вагоне. Комбинированный кран на втором локомотиве перекрывается, в чём убеждается лично машинист первого локомотива. Полное опробование автотормозов поезда производится машинистом первого локомотива.
2. При взятии поезда с места машинист первого электровоза переводит реверсор по направлению предстоящего движения и плавно переводит главную рукоятку контроллера. Машинист второго локомотива приводит в движение свой электровоз только после получения сигнала с ведущего локомотива и своего ответного сигнала.
При иевзятии поезда с места рукоятки контроллеров машиниста обоих локомотивов переводятся в нулевое положение, затем машинист первого электровоза плавно сжимает головную часть поезда и, выждав необходимое время для возможной оттяжки хвостовых вагонов, берёт поезд с места,
3. Управление поездом и тормозами осуществляет машинист первого локомотива. О всех изменениях в режиме ведения поезда машинист первого электровоза сообщает машинисту второго электровоза установленным сигналом. Машинист второго локомотива из меняет режим ведения поезда только после получения сигнала с ведущего электровоза и своего ответного сигнала.
4. При остановке поезда машинист второго электровоза по сигналу машиниста первого локомотива поездной бригаде «тормозить» приводит в действие вспомогательный тормоз электровоза.
При ведении сдвоенного поезда с подталкиванием в хвост машинист подталкивающего локомотива изменяет режим ведения поезда только по сигналу машиниста ведущего электровоза, предварительно повторив его.
Машинист ведущего электровоза, передав сигнал об изменении режима управления локомотивом, изменяет его только по получении подтверждающих сигналов машинистов толкача и второго локомотива.
ЛОКОМОТИВНЫЕ БРИГАДЫ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ И МОТОРВАГОННОЙ ТЯГИ
Состав локомотивных бригад и их комплектование
Каждый электровоз или моторвагонный состав обслуживается прикреплёнными бригадами.
Электровозная бригада состоит из двух человек — машиниста и помощника машиниста. При работе двух электровозов, соединённых по системе многих единиц, численность бригад может увеличиться до трёх человек — машиниста и двух его помощников.
Моторвагонная бригада состоит из двух лиц — машиниста и его помощника или только из одного машиниста, в зависимости от числа секций в составе, назначения поезда (пригородный, местный) и наличия на электросекциях устройств автоматической остановки на случай внезапной потери машинистом способности к ведению поезда.
Для обеспечения содержания электровозов и моторвагонных секций в исправном состоянии один машинист из числа прикреплённых к электровозу или моторвагонному составу назначается старшим.
При назначении на должность машинисты и помощники машинистов проходят медицинское освидетельствование и проверяются в знании Правил технической эксплуатации и Инструкций по сигнализации и движению поездов, должностной инструкции и руководств, правил техники безопасности при ремонте и эксплуатации электроподвижного состава, Устава о дисциплине и технических знаний в объёме, установленном специальным указанием МПС. Ежегодно локомотивные бригады проходят проверочные испытания технических знаний и не реже одного раза в 3 года — медицинское освидетельствование.
Машинисты, имеющие перерыв в работе по своей специальности более 6 месяцев, при назначении на должность машиниста должны пройти теоретические и практические прове-. рочные испытания.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
461
Вновь поступающие машинисты, а также машинисты, которые переводятся для работы на другой участок или имеющие перерыв в работе на данном участке свыше 6 месяцев, делают не менее пяти поездок дублёрами, чтобы ознакомиться с профилем пути и расположением станционных путей и путевых сигналов и допускаются к самостоятельной работе только после положительного письменного заключения машиниста-инструктора.
ПОРЯДОК ПОЛУЧЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВА НА ПРАВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОМ И МОТОРВАГОННЫМ ЭЛЕКТРО-
ПОЕЗДОМ
К государственным экзаменам на должность машиниста электровоза и моторвагонного электропоезда допускаются лица, выполнившие требования, указанные в табл. 4, и имеющие квалификацию слесаря по ремонту оборудования электроподвижного состава не ниже 5 разряда, выдержавшие практические испытания по управлению электровозом или моторвагонным электропоездом по всему тяговому плечу, но не менее 100 км.
Таблица 4
Требования, предъявляемые для получения свидетельства на право управления локомотивом
Категории работников Пробег в км с поездами в качестве действующего помощника машиниста
Для всех лиц Для лиц, окончивших трёхгодичные школы электровозных (мотор- 50 000
вагонных) машинистов Транспортные техникумы тяговой 24 ООО
специальности Транспортные институты тяговой 24 000
специальности | Для паровозных машинистов, пе-1 реквалнфицирующнхея, при орга-I низованной подготовке: 12 000
| в электровозные 6 000
в моторвагонные ; При индивидуальной подготовке: 6 000
в электровозные 15 000
в моторвагонные , Для моторвагонных машинистов, переквалифицирующихся в элект- 15 000
ровозные Для тепловозных машинистов, переквалифицирующихся в элект- 15 000
ровозные 6 000
в моторвагонные 6 000
Государственный экзамен производится комиссией в составе начальника службы локомотивного хозяйства или его заместителя (председатель), начальника отдела ремонта службы локомотивного хозяйства, старшего ревизора службы движения или ревизора движения, заместителя начальника службы сигнализации и связи, старшего инженера-инструктора по автотормозам службы локомотивного хозяйства и представителя дорожного ревизора по безопасности движения.
Сдача государственного экзамена производится по Правилам технической эксплуатации и инструкциям по сигнализации и движению поездов, устройству электровоза или
моторвагонной секции и работе его ответственных узлов; правилам текущего ремонта, ухода и содержания электровозов, моторвагонных электросекций в депо и умению предупреждать и устранять в пути следования возникшие неисправности локомотива; устройству, действию и управлению автоматическими н электропневматическими тормозами; должностной инструкции локомотивной бригаде; действующим инструкциям и приказам по безопасности движения поездов и технике безопасности для локомотивных бригад при эксплуатации и ремонте электроподвижного состава; Уставу о дисциплине.
Для паровозных машинистов, которые переквалифицируются в машинистов электровозов или моторвагонных электропоездов, допускается езда с поездками в качестве второю (недействующего) машиниста.
Помощники машиниста до сдачи теоретических испытаний в дорожной квалификационной комиссии подвергаются предварительным теоретическим испытаниям в комиссии локомотивного депо под председательством начальника депо или главного инженера и при участии инженера по ремонту электроподвижного состава, машиниста-инструктора и помощника ревизора по безопасности отделения железной дороги.
После сдачи предварительных теоретических испытаний и практического испытания в умении управлять локомотивом помощники машиниста направляются для теоретического испытания в дорожную квалификационную комиссию.
Свидетельства на право управления локомотивом, выданные одной из железных дорог, действительны на всей сети железных дорог Союза ССР.
Изменение установленных требований допускается только с разрешения МПС.
Порядок повышения классности машинистов
Машинистам электровозов и моторвагонных электропоездов в зависимости от их квалификации, стажа и опыта работы устанавливаются 1, 2, 3 и 4-й классы.
Соответствующий класс устанавливается машинисту после сдачи государственного экзамена и выполнения следующих требований (табл. 5).
Государственный экзамен на присвоение звания машиниста 1-го и 2-го классов производится в объёме знаний, предъявляемых при сдаче теоретических испытаний на право управления локомотивом; при этом особое внимание должно быть обращено на знание правил заводского и текущего ремонта локомотивов и умение определять дефекты ремонта при приёмке локомотива.
Проверочные испытания на присвоение звания машиниста 3-го класса производятся в объёме знаний, предъявляемых при сдаче экзаменов на право управления локомотивом и знаний правил заводского ремонта.
Отдельным машинистам, предложившим новые методы эксплуатации локомотивов и техники вождения поездов или добившихся в результате применения передовых методов труда отличных технико-экономических по-
462
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 5
Требования при установлении классности машинистам
Класс Требования для присвоения классности Где проходит госу- Кем присваивается классность
дарственный экзамен
1 Присваивается машинистам, имеющим общий стаж работы машинистом локомотива в поездах не менее 5 лет, а для инженеров и техников тяговой специальности — не менее 3 лет, работающим безаварийно в поездах в течение последних 2 лет, показавшим на практической работе умение отлично водить поезда, образцово ухаживать за локомотивом В дорожной квалификационной комиссии Начальником железной дороги 1
2 Присваивается машинистам, имеющим общий •стаж работы машинистом локомотива в поездах не менее 3 лет а Для инженеров и техников тяговой специальности — не менее 2 лет, работающим безаварийно в течение последних 2 лет, показавшим на практической работе умение отлично водить поезда, образцово ухаживать за локомотивом То же Начальником службы локомотивного хозяйства дороги
3 Присваивается машинистам, имеющим общий стаж работы машинистом локомотива не менее 2 лет, а для инженеров и техников тяговой специальности — не менее 1 года, работающим безаварийно в течение последнего года Проверочные испытания в комиссии при локомотивном депо Начальником локомотивного депо
4 i Устанавливается лицам, имеющим право па самостоятельное управление локомотивом и назначенным на работу машинистом локомотива
казателей работы локомотива, класс квалификации может быть присвоен досрочно.
В этом случае присвоение машинистам квалификации 1-го класса производится начальником Главного управления локомотивного хозяйства по представлению начальника дороги, присвоение квалификации 2-го класса — начальником дороги по представлению начальника службы локомотивного хозяйства и присвоение квалификации 3-го класса — начальником службы локомотивного хозяйства по представлению начальника локомотивного депо.
За паровозными машинистами 1-го и 2-го классов, переквалифицирующимися на машинистов электроподвижного состава, ранее присвоенный машинисту класс квалификации сохраняется в течение года с момента перехода на локомотив другого вида тяги.
Порядок назначения помощников машиниста и повышения их квалификации
На должность помощника машиниста электроподвижного состава назначаются лица, имеющие квалификацию слесаря по ремонту электроподвижного состава не ниже 5-го разряда, выдержавшие теоретические испытания и имеющие справку медицинского освидетельствования о пригодности к занимаемой должности.
Звание помощника машиниста 1-го класса присваивается помощникам машиниста, имеющим право управления электровозом или моторвагонным электропоездом и наездившим в поездах не менее 50 ОООкж, а для техников-— 35 000 км. Помощники машиниста электровоза 1-го класса назначаются, как правило, на работу с курьерскими, скорыми и пассажирскими поездами, а также на мощные грузовые электровозы.
Звание помощника машиниста 2-го класса присваивается помощникам машиниста, наездившим в поездах и на манёврах не менее 30 000 км, а для техников — 25 000 км. Зва
ние помощников машиниста 3-го класса присваивается всем остальным помощникам машиниста.
Порядок использования машинистов
Для соблюдения правильной очерёдности в использовании машинистов электровозов или моторвагонных электровозов начальником депо составляются списки старшинства машинистов и помощников машинистов с правами управления локомотивов.
Списки составляются в последовательности получения машинистами свидетельств па право управления локомотивом, с разбивкой по классности. После машинистов 4-го класса в списки вносятся помощники машинистов с правами управления.
Использование и перемещение машинистов на более ответственную работу (с вспомогательных видов работы на поездную, с грузовых электровозов на пассажирские и т. п.) производится согласно списку старшинства.
Исключение в установленной очерёдности допускается для особо отличившихся в работе машинистов по представлению старших машинистов и машинистов-инструкторов.
УХОД ЗА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ
Инструктаж локомотивных бригад перед поездкой
Каждый машинист, имеющий стаж работы в качестве машиниста менее одного года, перед отправлением с поездом обязательно проходит инструктаж.
Инструктирование локомотивных бригад перед поездкой производится согласно разработанному графику опытными, технически грамотными работниками депо, имеющими право управления электровозом или моторвагонным электропоездом.
Инструктаж производится в специально выделенной для этой цели комнате, оборудован
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
463
ной необходимыми наглядными пособиями и электрическими схемами. В комнате должны находиться плакаты, литература и приказы.
Инструктирование производится в виде живой беседы, насыщенной конкретными примерами, с учётом создавшейся в данное время обстановки, индивидуальных особенностей бригад, состояния электровозов и моторвагонных секций.
Приёмка и сдача электровоза и моторвагонного подвижного состава
Исключительно важное значение в обеспечении нормальной поездной работы имеет
постоянный и качественный уход локомотивной бригады за прикреплённым к ней электровозом или моторвагонным подвижным составом.
Осмотр электроподвижного состава бригады производят при его приёмке и сдаче, а также во время стоянок в пунктах основного и оборотного депо и на промежуточных станциях. Приёмка и сдача электровоза и моторвагонного состава производятся в основном депо или на станционных путях основного депо.
В табл. 6 приводится примерный перечень работ, выполняемый бригадами при приёмке и сдаче электроподвижного состава, и реко-
Таблица 6
Примерный перечень работ локомотивной бригады при приёмке и сдаче электровоза или моторвагонного состава
Машиниста Помощника машиниста Машиниста и помощника машиниста
а) При приёмке и сдаче электроподвижного состава в депо или на смотровой канаве
; 1. Просмотреть книгу ремонта и
! при наличии записей проверить ; выполнение ремонта
2. Проверить состояние пантографов и другого крышевого оборудования, убедиться в отсутствии заедания в деталях пантографа и наличии смазки в шарнирах и на полозах
3. Проверить состояние электрических машин, а также плотность закрывания коллекторных люков тяговых двигателей и вспомогательных машин
I. Проверить действие электрической аппара*уры и последовательность включения аппаратов (на слух) при моторном и тормозном режимах
5. Проверить подъём и опускание пантографов из рабочих кабин управления
6. Проверить работу вспомогательных машин из обеих рабочих кабин и убедиться в правильной регулировке регулятора давления, а также в отсутствии ненормальных утечек воздуха
7. Проверить работу аккумуляторной батареи, регулятора напряжения и реле обратного тока
S. Проверить работу силовой цепи из обеих кабин электровоза при положениях- реверса «вперед» и «назад»
9. Проверить работу локомотивной сигнализации, автостопа и радиосвязи
1. Проверить по описи наличие и состояние инструмента,сигнальных принадлежностей, тормозных и накаточных башмаков, двухзвен-пых переходных цепей, противопожарного инвентаря, сигнальных принадлежностей и инвентаря по технике безопасности
2. Проверить состояние, смазку и крепление деталей механического оборудования и состояние колёсных пар и, при необходимости, произвести регулировку тормозов
3. Убедиться в правильности установки между электровозных (при работе по системе многих единиц) и между вагонных соединений и моторвагонных секций
4. Проверить наличие и состояние песка в песочницах электровоза
5. Проверить действие звуковых и световых сигналов и освещение, а в зимнее время также и отопление
6. Продуть воздушные резервуары и магистраль
1. Проверить действие ручного, вспомогательного, автоматического и электропневма-тического тормозов, а также выход штоков из тормозных цилиндров
2. Проверить работу песочниц
> 3. Устранить неисправности,
I обнаруженные при приёмке и I сдаче электроподвижного со-। става
I
I
!
б) При приёмке и сдаче электроподвижного состава на станционных путях
I . Проверить состояние пантографов и другого крышевого оборудования, а также подъём и опускание пантографов из обеих рабочих к а б и и у п ра в л е н и я
2. Проверить состояние и работу7 вспомогательных машин
3. Проверить состояние и действие электрической аппаратуры и измерительных приборов
1. Проверить работу локомотивной сигнализации, автостопа и радиосвязи
1. Произвести наружный осмотр ( 1. Проверить действие ручио-
состояния и смазку ходовых частей । го, вспомогательного, автома-
I тического и электропневмати-| веского тормозов
2. Проверить наличие и состоя- I 2. Проверить работу песоч-ние песка в песочных ящиках ' ниц
3. Проверить наличие смазочного i 3. Устранить неисправности, и обтирочного мшериала, инстру- । обнаруженные ври приёмке и мента, сигнальных принадлежно- I сдаче электроподвижного со-стей, противопожарного и другого | става инвентаря i
4. Проверить дейовие звуковых и световых сигналов, освещения и отопления
464
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 7
Перечень смазок для деталей электроподвижного состава
Наименование смазываемых деталей Смазки
летом ЗИМОЙ
основные | заменители основные । заменители
Моторно-якорные и моторно-осевые подшипники скользящего трения Буксовые подшипники скользящего трения (электровоз ные) Моторно-якорные подшипники качения Буксовые подшипники качения Зубчатая передача тягового двигателя Смазка деталей механического оборудования электровозов: а) буксовые направляющие б) опоры кузовов в) подпятники г) трущиеся детали рычажной тормозной передачи и шарниры рессор д) стержни буферов е) антифрикционные диски ж) детали сочленения 1 тележек j з) детали ручного 1 тормоза > и) подвески тяговых | двигателей к) скользуны J Смазка деталей механического оборудования моторвагонных секций: а) скользуны и детали люлечного подвешивания б) буксовы е и челюстные наличники ( в) ПЯТНИКИ | г) опоры рессорного 1 подвешивания 1 д) детали колонки ручного тормоза е) подвески тяговых двигателеЙ ж) детали упругих переходных площадок з) роликовые сколь-з уны Картер компрессора электровоза и моторных вагонов Подшипники скольжения вспомогательных машин Подшип ники качения в спомогательных маш ин Индустриаль ное масло «45», ГОСТ 1707-51 Осевое масло Л, ГОСТ 610—48 Консистентная смазка «1 — 13», ГОСТ 1631-52 Консистентная смазка «1 — 13», ГОСТ 1631-52 Трансмиссионное автотракторное масло «летнее», ГОСТ 542—50 Осевое масло Л, ГОСТ 610—48 /Кировой солидол УС-2 или УС-3, ГОСТ 1033—51 Индус триальное масло Л. ГОСТ 1707—51 или осевое масло Л, ГОСТ 610—48 Жировой солидол УС-1, УС-2 или УС-3, ГОСТ 1033—51 Компрессорное масло Т, ГОСТ 1861 — 44 Индустриальное масло «45», ГОСТ 1707—51 Консистентная смазка «1 — 13», ГОСТ 1631-52 Индустриаль-ное масло 50, ГОСТ 1707—51. Моторное масло Т, ГОСТ J519—42 Консталин, ГОСТ 1957—43 Цилиндровое масло 24, ГОСТ 18451—51 Индустриальное масло 50, ГОСТ 1707—51 или -моторное масло Т, ГОСТ 1519—42 Коисталин, ГОСТ 1957—43 (в исключительных случаях) Индустриальное масло «30», ГОСТ 1707—51 Осевое масло 3 или С, ГОСТ 610—48 Консистентная смазка «1—13», ГОСТ 1631—52 Консистентная смазка «1 — 13», ГОСТ 1631—52 Тра нсмиссионное автотракторное масло «зимвее», ГОСТ 542-50 Осевое масло 3 и С, ГОСТ 610—4 8 Жировой солидол УС-2 или УС-3, ГОСТ 1033—51 Индустриальное масло 3 или С, ГОСТ 1707—51 или осевое масло 3 или С, ГОСТ 610—48 Жировой солидол УС-1, УС-2 или УС-3, ГОСТ 1033—51 Компрессорное масло М, ГОСТ 1861 — 44 Индустриальное масло «30», ГОСТ 1707—51 Консистентная смазка «1 —13», ГОСТ 1631 — 52 Смесь индустриального масла«45» и «12» в равных пропорциях, ГОСТ 1707—51 Консталин, ГОСТ 1957—43 Смесь 70% автола 6, ГОСТ 1862—42 и 30% солидола УС-2 или солидола УС-3, ГОСТ 1033—5 1 1 1 1 Смесь турбинного масла Л, ГОСТ 32—47 и компрессорного масла Т, ГОСТ 1861 — 44 или компрессорного масла М, ГОСТ 1861—44 в равных пропорциях Смесь индустриального масла «45» и «1 2» в равны х 1 пропорциях, ГОСТ 1707—51 Консталин, ГОСТ 1957—43 (в исключительных случаях)
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Продолже ние
Наименование смазываемых деталей - --
Подшипники качения и зубчатая передача аппа-
Консистентная
ратов
Полозы токоприёмника
летом
j заменители ;
основные
зимой
заменители
ГОСТ 1931 — 52
Консталин, ГОСТ 193 7—13 (в исключительных j
Консистентная
Консталин, ГОСТ| 1 957—43 (в иск- I лючительных случаях)
Шарниры рам ников
ТОКОПрИСМ-
Смесь 6 7% солидола: УС-2 или УС-3 и ;
33% графита । Солидол УС-1, УС-21 иля УС-3, ГОСТ I 1033 — 51
чесь 6 7% солидола| УС 2 или УС-3 и j
Солидол УС-1, УС-2: или УС-3, ГОСТ | КШ—51 |
поверхность манжет
цилиндры
ских аппаратов
шарниры аппаратов и реле
оси стеклоочистителей
оси регуляторов давления
Поверхность ножей отключа телей моторов, разъединителей главной и вспомогательных цепей
алюминиевые рычаги быстродействующего выключателя
контактные
сти аппарата и пальцы)
перемычки < торных батарей Дожировка и прожировка кожаных манжет и прокладок электропневматиче-ских аппаратов
Прожировка кожаных манжет и прокладок тормозных цилиндров
пневматпче-
поверхио-(сегменты
акк умуля-
г Вазелиновое масло МВН Вазелиновое масло МВП __
Жёлтый вазели в, ГОСТ 782—47 (юнким слоем) Жёлтый вазелин, ГОСТ 782—47 (тонким слоем) -
Прожировочный состав № 12, ТУ МПС 1949 г. — Прожировочный состав № 12, ТУ МПС 1949 г. —
Прожировочный состав № 4 0, ТУ МПС 1949 г. — Прожировочный состав № 40, ТУ МПС 1949 г.
мендуемое распределение обязанностей между машинистом и помощником машиниста.
Локомотивная бригада должна организовать свой труд так, чтобы производить приёмку и сдачу электроподвижного состава в установленное время и своевременно обеспечить поезд исправным электровозом или моторвагонным подвижным составом.
Последовательность операций по приёмке, сдаче и экипировке электровоза и моторвагонного подвижного состава устанавливается начальником депо исходя из оснащённости депо.
Организация ухода за электроподвижным составом
Большое значение в обеспечении качественного ухода за электроподвижным составом имеет правильная организация труда всех членов бригад.
Долголетний опыт показал, что для обеспечения качественного ухода и содержания электроподвижного состава в эксплуатации старшему машинисту необходимо распределить его оборудование между всеми членами бригады, возложив на них ответственность за его содержание, и постоянно контролировать выполнение работ по его осмотру.
Для проведения профилактических осмотров бригадами прикреплённого оборудования предварительно разрабатываются карты по уходу за электровозом, в которых кратко 30 том 9
описываются работы по каждому узлу и сроки их производства.
Профилактические осмотры бригады производят в свободное от ведения поезда время (приёмка и сдача, ожидание работы, экипировка, стоянка на станциях основного и оборотного депо, а также на промежуточных станциях и т. д.).
Смазка трущихся частей электроподвижного состава
Особенное внимание смазыванию трущихся деталей должно уделяться в зимнее время, когда под влиянием низкой температуры повышается вязкость смазки и затрудняется её проход по маслопроводам.
Поэтому в зимнее время фитили у всех подшипников делаются слабее, а перед постановкой тщательно промываются в керосине и пропитываются в масле.
Заправку всех смазочных приборов и устройств в зимнее время производят предварительно подогретой смазкой, чем значительно уменьшается вязкость смазки и облегчается подача сё в подшипники и другие трущиеся части электровоза.
Смазки и масла для смазывания трущихся частей электровозов должны быть предварительно проверены в химической лаборатории. Рекомендуется применять смазки и масла,, приведённые в табл. 7.
466
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО
СОСТАВА
Ввод электроподвижного состава в депо
Электровозы вводятся в депо под высоким (1 500 или 3 000 в) или при пониженном напряжении (250—400 в).
Моторвагонные секции вводятся в депо только под высоким напряжением.
При вводе электроподвижного состава в депо под высоким напряжением над канавами подвешиваются контактные провода. Напряжение в контактный провод подаётся мачтовым разъединителем (фиг. 7), устанавливаемым наверху у ворот депо.
Управление разъединителем осуществляется при помощи рукоятки механического привода (фиг. 8), имеющего двойное заземление на рельс.
Фиг. 7. разъединитель контактной сети:
I—рама; 2—подвижный контакт; 3 —неподвижный контакт; 4— рога; 5—заземляющий контакт
При выключенном положении разъединителя рукоятка привода закрывается крышкой и запирается висячим замком, что предохраняет от ошибочной подачи напряжения на контактный провод. Ключи от разъединителей хранятся у дежурного по депо на специальной доске.
Снаружи над воротами и внутри над каждой канавой устанавливаются световые сигналы, которые показывают о наличии напряжения в контактном проводе над канавой.
Если разъединитель включён, то световой сигнал внутри депо горит красным огнём, а снаружи зелёным. При выключенном положении разъединителя внутри депо над канавой зажигается зелёная лампа, а снаружи красная.
Работы по ремонту и обслуживанию электроподвижного состава и въезд электровоза или моторвагонной секции на канаву разре
шается только при зелёном огне сигнальной лампы.
При негорящей сигнальной лампе работа на электроподвижной составе допускается только по разрешению дежурного по депо,
Фиг. 8. Привод разъединителя контактной сети: а—включённое положение; б—выключенное положение; 1 — тяга привода; 2—рукоятка; 3—крышка; 4—висячий замок
которыйтлично убеждается в том, что разъединитель выключен. Въезд на канаву электровоза или моторвагонной секции в этом случае также разрешается дежурным по депо, предварительно убедившимся в том, что разъединитель включён.
Ввод электроподвижного состава в депо при пониженном напряжении осуществляется при помощи специального мотор-генератора. Контактный провод в этом случае подвешивается сбоку от оси пути за пределами габарита подвижного состава. Пониженное напряжение от него подаётся к соединительным зажимам электровоза через ролик, движущийся по контактному проводу, и соединительный кабель.
Напряжение к соединительным зажимам электровоза можно подводить непосредственно от мотор-генератора через рубильник и специальный кабель, намотанный на барабан, установленный у ворот электродепо.
Предупредительные и защитные меры на электроподвижном составе от поражения электрическим током
Высоковольтная аппаратура на электровозах устанавливается в высоковольтной камере, дверь в которую связана с электрическими и пневматическими блокировками. Электрическая аппаратура моторвагонных секций помещена в специальных ящиках, корпус которых заземлён.
На дверях и съёмных шитах высоковольтной камеры и на заднем щитке панели измерительных приборов нанесены предупредительные надписи: «При поднятом пантографе не открывать — смертельно!».
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
467
На входных дверях и боковых щитах камеры высокого напряжения моторного вагона с внутривагонным оборудованием прикреплены предупредительные плакаты, изображающие череп с костями, и нанесены предупредительные надписи: «Осторожно — высокое напряжение».
На всех машинах, приборах и аппаратах (ысокого напряжения, при заземлённых ко-
Фиг. 9. Кнопочный выключатель мгновенного включения типа КУ:
1—рычаг; 2—ось; 3—подвижный контакт; 4—неподвижный контакт; 5 -пружина; 6—стержень
электровозах применяются следующие защитные меры.
Кнопочный выключатель с ключом КУ имеет специальный запор, который не позволяет включить кнопки пантографов и вспомогательных машин при снятом специальном ключе (фиг. 9).
Электрическая блокировка двери в высоковольтную камеру установлена над дверью со стороны коридора; она предотвращает возможность входа обслуживающего персонала в высоковольтную камеру при поднятом пантографе.
Электрическая блокировка (фиг. 10 и 11)
Фиг. 10. Электрическая блокировка двери в высоковольтную камеру типа В-831:
/—корпус; 2— пальцедержатель; 3—пальцы;
4—стержень; 5—изоляционная колодка: «-при закрытой[двери; б—при открытой двери
установлена в цепи пантографа и замыкается при закрытых дверях высоковольтной камеры. При открывании двери блокировка размыкается и разрывает цепь катушки пантографа, воздух из цилиндра выходит в атмосферу и пантограф опускается.
жухах, наносятся надписи: «Не касайся — опасно», а на пезаземлённых — предостерегающие знаки — череп и кости.
Вспомогательные машины электровозов крепятся к полу или другой конструкции кузова, надёжно заземляя остовы. Кожухи электрических аппаратов, не находящихся ь высоковольтной камере, и кожухи электрических печей заземляются. Провода высокого напряжения прокладываются внутри заземлённых стальных труб (кондуитов) или в желобах.
Для обеспечения безопасности производства работ с электрическим оборудованием на
Фиг. 11. Схема включения электрических блокировок дверей в высоковольтную камеру: «—при закрытой двери; б—при открытой двери; / и 2—блокировки дверей высоковольтных камер; 3~катушка вентиля кла пана пантографа
Возбудит1> катушку клапана пантографа можно только при закрытых дверях высоковольтной камеры.
Пневматическая блокировка типа ПБ-33-02 не даёт возможности обслуживающему персоналу открыть дверь в высоковольтную камеру при поднятом 30*
468
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
пантографе и наличии в его цилиндрах сжатого воздуха (фиг. 12 и 13).
Фиг. 12. Пневматическая блокировка безопасности дверей в высоковольтную камеру: /—цилиндр; 2—поршень: 3—шток; •/—кожаное уплотнение; 5—пружина; 6—крышка; / — отверстие Для выпуска воздуха
Пневматическая блокировка раскладных лестниц на крышу электровоза установлена в ка-
Фиг. 13. Положение пневматической блокировки дверей: а —при возбуждённой пневматической блокировке и закрытой двери в высоковольтную камеру; б —при иевозбуждённой пневматической блокировке и открытой двери в высоковольтную камеру
бинах машиниста около лобового окна со стороны помощника машиниста; она запирает лестницы в сложенном состоянии при подня
том пантографе и наличии в его цилиндрах сжатого воздуха (фиг. 14).
Разложить лестницы можно только в том случае, если оба пантографа будут опущены.
Действие пневматических блокировок дверей и лестниц заключается в следующем.
Сжатый воздух от резервуара управления через деблокирующий кран поступает в цилиндр пневматической блокировки сверху. Под давлением воздуха поршень опускается вниз, преодолевая действие пружины, и открывает боковые отверстия, через которые воздух может проходить к следующим блокировкам лестниц и дверей высоковольтной камеры и далее через деблокирующий кран, разобщительные краны и возбуждённые к.ча-
Фиг. 14. Положение пневматической блокировки лестниц: а — при возбуждённой пневматической блокировке и сложенном положении лестницы на крышу электровоза; б— при невозбуждённой пневматической блокировке и разложенном положении лестницы на крышу электровоза
папы пантографов в цилиндры пантографов. В случае если поршень не опустится ниже боковых отверстий цилиндра, воздух дальше пройти не может и пантограф не поднимется даже при возбуждении клапана пантографа.
Блокировки дверей высоковольтной камеры установлены над дверью так, что опускание поршня со штоком ниже боковых отверстий цилиндра возможно только при закрытой двери. При открытом положении двери верхняя её планка оказывается под штоком и не даёт возможности опуститься штоку с поршнем (см. фиг. 13). Следовательно, открыть дверь в высоковольтную камеру можно только при отсутствии воздуха в цилиндре блокировки.
Блокировки раскладных лестниц электровозов установлены в кабинах около лобового окна, со стороны помощника машиниста, и работают аналогично дверным блокировкам.
Ось раскладной лестницы проходит через стенку в кабину электровоза и имеет на конце сектор. При сложенной лестнице сектор находится ниже штока пневматической блокировки и не мешает перемещению поршня и штока влево до предела.
Когда сжатый воздух заполнит цилиндр блокировки, шток установится в показанное положение и будет препятствовать повороту сектора, а значит и раскладыванию лестницы.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
469
Если же лестница разложена, то шток при срабатывании блокировки упрётся в сектор, поршень не пропустит сжатого воздуха далее этой блокировки, и пантограф поднять пел ьзя.
Заземляющий контактор. Электрическая и пневматическая блокировки дверей в высоковольтную камеру не обеспечивают предохранения обслуживающего персонала при механическом заедании или примерзании пантографа, а также в случае обрыва контактного провода и падения его на опущенный пантограф. В этих случаях заземляющий контактор (фиг. 15) при открытой двери в высоковольтную камеру соединяет накоротко контактный провод с землей, что вызывает срабатывание защиты па тяговой подстанции и выключает напряжение в контактной eei и.
Заземляющий контактор устанавливается над дверью внутри высоковольтной камеры.
Пневматическая блокировка с защитным вентилем (фиг. 16) запирает дверь в высоковольтную камеру и лестницы на крышу электровоза при наличии напряжения на пантографе. В этом случае электрические блокировки на электровозе не устанавливаются.
При нажатии кнопки пантографа низковольтная катушка НК получает питание и притягивает клапан пневматической части защитного вентиля, разобщая пневматические блокировки дверей и лестниц с атмосферой и соединяя их с резервуаром управления.
После нажатия кнопки «Пантограф задний» или «Пантограф передний» получает питание катушка соответствующего клапана пантографа и пантограф поднимается. Прн этом возбуждается высоковольтная катушка ВК вентиля, которая усиливает магнитный поток катушки НК, и двери в высоковольтную камеру и лестницы на крышу электровоза блокируются.
Фиг. 15. Заземляющий контактор:
/— неподвижный контакт; 2—подвижный контакт: /? — губки контактов; 4 — стойка;
5—рычаг; 6 — кронштейн
При выключении кнопки «Пантограф задний» или «Пантограф передний» обе катушки шщитного вентиля обесточиваются и система пневматических блокировок соединяется с атмосферой. При механическом заедании или примерзании пантографа к контактному про
воду, а также при обрыве контактного провода и падении его на пантограф, по высоковольтной катушке продолжает протекать ток и пневматические блокировки не дадут возможности открыть дверь в высоковольтную камеру или разложить лестницу для подъёма на крышу.
Фиг. 16. Схема блокировок с защитным вентилем
Блокировка щитов в высоковольтную камеру исключает возможность снять щиты при закрытой двери высоковольтной камеры, а также не даёт возможности закрыть дверь, а следовательно, и поднять пантограф, если не установлен на место хотя бы один верхний щит.
Одна из таких систем блокировки показана на фиг. 17.
По всей длине высоковольтной камеры проложена тяга 1, имеющая запорные шипы 2 и 3 верхних и нижних щитов. Тяга перемещается в скобах 4 под действием усилия, прикладываемого к рукоятке 5. Перемещение тяги ограничивается двумя упорами 10. Рукоятка 5 укреплена на квадратном конце вала 6, расположенного в вентиляционном канале, и может поворачиваться только с валом 6. Па другом конце вала 6 жёстко укреплена пластина 7.
На каркасе высоковольтной камеры укреплена защёлка 8, состоящая из стержня, который под действием пружины выходит из корпуса защёлки влево.
На левой стойке двери укреплена планка 9, нажимающая при открытом положении двери на стержень защёлки 8. Аналогичные защёлки 11 установлены па продольной конструкции против каждого верхнего съёмного щита высоковольтной камеры. При установке щит нажимает на стержень защёлки и убирает erOjB корпус её.
470
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
При закрытой двери в высоковольтную камеру стержень защёлкн 8 находится в крайнем левом положении и препятствует повороту вала б по часовой стрелке, так как пластина 7 упирается в стержень защёлки 8.
Запорные шипы 2 и 3 тяги 1 находятся против щитов и не дают возможности снять их.
Фиг. 17. Схема блокировок щитов высоковольтной камеры:
/—тяга; 2 и 3— запорные шипы; 4—скобы;
5—рукоятка; 6—вал; 7—пластина; 8—защёлка;
9—планка; 10—упор; 11—защёлка
Чтобы снять щиты, необходимо открыть дверь высоковольтной камеры. В этом случае плаика 9 нажимает на стержень защёлки 8,
при этом пластина 7 освобождается и вал 6-может быть повёрнут перемещением рукоятки 5 по часовой стрелке. Тяга 1 перемещается влево, устанавливая шипы 2 и 3 против соответствующих вырезов в верхнем и нижнем щитах, что позволяет снять нх со стенки камеры. При снятии верхних щитов стержни защёлок И выходят из своих корпусов и препятствуют перемещению тяги вправо и повороту влево вала 6. Так как пластинка 7 оказывается левее планки 9, то закрыть дверь без перемещения тяги становится также невозможно.
Поворот рукоятки 5 против часовой стрелки и перемещение тяги 1 вправо можно осуществить только прн установленных верхних щитах высоковольтной камеры, которые нажмут на стержни защёлок 11 и утопят их.
Защитные средства в депо, иа электровозах и моторвагонных секциях
Защитные средства, применяемые при ремонте и обслуживании электроподвижного состава, н сроки их испытания указаны в табл. 8.
Примечание. Для испытания применяется переменный ток частотой 50 пер/сек. При испытании постоянным током величина испытательного напряжения увеличивается в 2,5 раза. При этом ток утечки не нормируется.
Каждое защитное средство должно иметь штамп нли наклейку с указанием даты последнего испытания, организации н лица, его производящего.
Каждый электровоз или поезд, состоящий нз двух или трёх электросекций, должен иметь изолирующую штангу для разъедини-
Защитные средства
Таблица 8
Защитные средства Назначение Сроки испытаний Краткая характеристика испытания
Изолирующая штанга со специальным наконечником Для отключения главного разъединителя, разъединителя вспомогательных цепей н ножей отключателя двигателей электровоза Не реже одного раза в год Под напряжением 4 0 кв в течение 5 мин.
Резиновые перчатки Для переключения разъединителей Не реже одного раза в 6 месяцев Под напряжением G кв в течение 1 мин. Ток утечки не должен быть более 7 ма
Диэлектрические боты и галоши — Не реже одного раза в 6 месяцев Под напряжением 15 кв в течение 1 мин. Ток утечки не должен превышать 7,5 ма
Резиновые коврики Кабель для заземления тележки Кабель для заземления щёткодержателей тяговых двига телей Щипцы и острогубцы с изолированными ручками Для переключения разъединителей электровоза Используется при проведении работ по поднятию сошедшего с рельсов электровоза своим ходом Для зачистки и промывки коллектора Для ремонта элект риче-ского оборудования Не реже одного раза в 2 года Пропуск ковриков между цилиндрическими электродами с разностью потенциалов 15 кв, со скоростью 2—3 см 1 сек. Ток утечки не должен превышать 15 ма
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
471
имей, две пары резиновых перчаток, два ре-। иновых коврика размером не менее 0,6 м2 каждый (для электровозов).
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО
СОСТАВА
Порядок подачи напряжения в контактную сеть над канавой
Дежурный по депо, получив заявку от машиниста, мастера или бригадира об окончании работы на электроподвижном составе и па подачу напряжения в контактный провод над канавой, убеждается в отсутствии людей на крыше, в высоковольтной камере, у подвагонного оборудования моторвагонных секций и под электроподвижным составом и в том, что крышевой разъединитель электросекции включён.
При нахождении на канаве других электровозов работы на их крышах прекращаются, люди с крыши удаляются и ключи KV передаются дежурному по депо. После этого дежурный по депо, проверив отсутствие людей на электровозах, дважды объявляет: «Контактный провод над такой-то канавой под напряжением», затем даёт установленное количество сигналов, соответствующее номеру канавы, и включает мачтовый разъединитель.
При подаче пониженного напряжения к шинам под кузовом электровоза дежурный по депо ставит об этом в известность электровозные бригады и ремонтный персонал, прекращает все работы на электровозе, убеждается в перестановке ножей главного разъединителя и разъединителя вспомогательных цепей в нижнее положение, закрывает высоковольтную камеру и после этого включает рубильник.
Порядок выезда из депо с канавы
Машинист, убедившись по красному огню деповской сигнализации и по положению мачтового разъединителя, что контактный провод находится под напряжением, громко объявляет: «Поднимаю пантограф», затем подаёт тифоном или свистком один короткий сигнал и поднимает пантограф.
Включив вспомогательные машины, провеши работу силовой пени, а также работу' тормозов и песочниц и убедившись в том, что помощник машиниста находится на своём месте, машинист по сигналу дежурного по депо выезжает с канавы. Немедленно после выхода электроподвижного состав;1 из депо, если на ту же канаву не ставится другой электровоз или секция, дежурный по депо снимает напряжение с контактно!о провода и отирает мачтовый разъединитель.
Перед выездом из ворот депо машинист подаёт оповестительный сигнал для предупреждения людей, переходящих пути.
При следовании под поезд бригада должна внимательно следить за свободностыо и состоянием пути, положением стрелок и сигналов, передвижением подвижного состава, за хождением людей по деповским и станционным путям и не превышать установленной скорости.
Меры предосторожности при производстве работ на электроподвижном составе в депо
После постановки электроподвижного состава па канаву в депо немедленно опускается пантограф, снимается напряжение с контактного провода над канавой и на моторвагонных секциях Сд и слесарем по электрическому оборудованию выключается крышевой разъедините.! ь.
Только убедившись в том, что напряжение с контактною провода снято, пантограф опущен и крышевой разъединитель выключен, можно приступить к работам по осмотру и ремонту электроподвижного состава; при этом предварительно необходимо выключить главный разъединитель и разъединитель вспомогательных цепей.
По окончании ремонта, осмотра и приёмки электровоза или моторвагонного состава убедившись в его исправности, локомотивная бригада убирает инструмент, материалы и другие посторонние предметы, снимает временные электрические соединения, включает воздухораспределитель, ножи главного разъединителя и разъединителя вспомогательных цепей, устанавливает съёмные щиты высоковольтной камеры и люки вспомогательных машин. Затем, убедившись в том, что в высоковольтной камере электровоза, у подвагонного оборудования моторвагонных секций и под электроподвижным составом никого нет, закрывает дверь в высоковольтную камеру электровоза, повёртывает ручку деблокирующего крана, приводит лестницы на крышу электровоза в сложенное положение и включает выключатель управления. На электросекциях серии Сд включает крышевой разъединитель.
После этого дежурный по депо включает напряжение установленным порядком и локомотивная бригада пробует работу вспомогательных машин под высоким напряжением. При вводе и выводе электровоза при пониженном напряжении приёмка, осмотр и ремонт электровоза производятся на канаве при выключенном специальном рубильнике и отсоединённом подводящем кабеле от соединительных зажимов электровоза, а опробование оборудования производится на деповских путях под высоким напряжением.
Въезд электроподвижного состава в депо
Электровоз или электросекция въезжает на канаву в депо или пункт оборота с разрешения дежурного по депо или его помощника по зелёному сигналу лампы. После въезда и установки электровоза пли моторвагонного состава на канаву дежурный по депо немедленно выключает мачтовый! разъединитель, запирает его на замок и ключ берёт с собой. ЛА а ш 1 [ п и ст после снятия напряжения с контактною провода опускает пантографы.
Меры предосторожности при производстве работ на электроподвижном составе на станционных и деповских путях
До приёмки, осмотра и ремонта электрических машин и аппаратуры па станционных и деповских путях пли в пути следования по-
472
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
контактным проводом, находящимся под напряжением, локомотивная бригада до начала производства работ выключает вспомогательные машины и электрические печи и опускает пантографы. Затем па электровозе машинист вынимает ключ КУ и реверсивную рукоятку контроллера машиниста, которые берёт с собой, а на моторвагонных секциях переводит воздушный кран пантографа в кабине моторною вагона той секции, которая подлежит осмотру или ремонту, из положения «Автомат» в положение «Ручное»; при этом все кабины машиниста электропоезда должны быть заперты и ключи от них находиться у машиниста. После полной остановки вспомогательных машин локомотивная бригада входит в высоковольтную камеру электровоза, убеждается в том, что заземляющий контактор находится во включённом положении, затем при помощи изолирующей штанги отключает ножи разъединителя и разъединителя вспомогательных машин и приступает к осмотру и ремонту электрической аппаратуры и вспомогательных маши и.
При работе двух электровозов, соединённых по системе многих единиц, осмотр высоковольтного оборудования производится при опущенных пантографах на обоих электровозах и выполнении указанных выше требований. Осмотр и необходимый текущий ремонт крышевою оборудования при приёмке электровоза на станционных путях под контактным проводом производится машинистом при обязательном наблюдении помощника машиниста только после того, когда машинист лично убедится в том, что пантографы опущены.
В этом случае разрешается осмотр состояния пантографа, запиловка накладок и смазка лыж, осмотр и проверка крепления подводящего кабеля, отсоединение кабеля или рукава от пантографа, регулировка тифона и смена прожекторных ламп, находящихся на лобовых стенках электровоза, переключение крышевого переключателя электросекции, смена плавкой вставки главного крышевого предохранителя и отключение повреждённого грозового разрядника электросекций.
Подъём на крышу для выполнения указанных работ под фиксаторами, разветвлениями контактной сети, в местах снижения контактного провода под искусственными сооружениями и в неосвещённых wm, а также с длинными и громоздкими предметами не разрешается.
Запрещается при работах на крыше элек-зроподвижного состава приближаться к контактному проводу, фиксаторам и другим элементам контактной сети, находящимся под напряжением, менее чем на 1 м.
Меры предосторожности при передвижении электроподвижного состава другим локомотивом
При передвижении электроподвижного состава в нерабочем состоянии другим локомотивом у перемещаемого электровоза или моторвагонной секции пантографы должны быть опущены, рукоятки контроллеров машиниста находиться на нулевой позиции, кнопки кнопочного выключателя вспомога
тельных машин и пантографов выключены и ключ КУ изъят из щитка, выключатель управления на электровозе или разъединитель цепей управления на электросекции выключен, главный или крышевой разъединитель и разъединитель вспомогательных цепей, а также отключатели тяговых двигателей отключены.
Все работы, кроме требующих передвижения электроподвижного состава (зачистка коллектора, покраска концов якоря тягового двигателя), должны быть прекращены.
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ЧИСТКЕ КОЛЛЕКТОРОВ
Чистка коллекторов тяговых двигателей под электровозом или моторным вагоном производится слесарем-электриком под наблюдением второго лица, выделенного мастером, или самого мастера.
До начала чистки, кроме указанных мер предосторожности, при производстве работ на электроподвижном составе на станционных и деповских путях выключаются отключатели моторов.
При чистке и шлифовке коллекторов должна употребляться деревянная колодка с изолирующей рукояткой. Электровоз или моторвагонная секция должны перемещаться другим локомотивом со скоростью не более 5 км/час.
При питании электровоза пониженным напряжением разрешается перемещать его своим ходом на аварийном режиме с отключением ножей отключателя зачищаемого двигателя.
В этом случае боковой щёткодержатель тягового двигателя электросекции, а также верхний или нижний щёткодержатели у электровозного двигателя заземляются изолированным медным кабелем сечением не менее 50 ,ы2, имеющим на одном конце болтовой зажим для крепления к остову двигателя, а на другом зажим для крепления на щёткодержателе с изоляционной штангой.
ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Э.п'ктричс с кая энергия, потребляемая элек-троподвижным составом, расходуется на:
а) преодоление основного сопротивления движению;
б) преодоление дополнительного сопротивления движению от подъёма пути на данном участке и кривых;
в) собственные нужды электроподвижного состава;
г) отопление.
Часть энергии теряется в пусковых сопротивлениях при разгоне поезда, в тормозах, при торможении на остановках и подтормаживании на спусках, а также в агрегатах электроподвижного состава (тяговых двигателях, вспомогательных машинах, зубчатой передаче и т. д.).
Факторы, влияющие на расход электрической энергии, и мероприятия по снижению её расхода приведены в табл. 9.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
473
Мероприятия по снижению расхода электроэнергии
Составляющая расхода электроэнергии Факторы, влияющие на расход электроэнергии Рекомендуемые мероприятия по снижению расхода электроэнергии
Преодоление основно- 1. Состояние ходовых частей и тор- 1. Правильная регулировка рычаж-
го сопротивления дви- мозной системы вагонов и электроне- ной тормозной системы вагонов и элек-
жению движного состава троподвижного состава
Преодоление дополни- 2. Вес поезда 3. Степень загрузки вагонов 4. Тип вагонов' 5. Состояние рельсов 6. Скорость движения 7. Метеорологические условия (температура, ветер н т. д.) 1. Величина подтема или уклона 2. Своевременная смазка и уход за ходовой частью вагонов, электровозов или моторвагонных секций 3. Вождение тяжеловесных поездов 4. Наиболее полное использование грузоподъёмности вагонов б. Применение четырёхосных вагонов 6. Поддержание пути в отличном состоялии 7. Подача песка под колёса только ! в необходимых случаях и в возможно меньших количествах 3. Следование поездов строго по графику, не допуская снижения установленных скоростей 9. Следование с закрытыми люками и дверями вагонов 1. Применение правильных режимов
тельного сопротивления движению от подъёмов и кривых 2. Длина и радиус кривых ведения поезда с максимальным использованием живой силы 2. Максимальное использование ре-
Собственные нужды 3. Режим ведения поезда 4. Степень использования рекуперативного торможения 1. Продолжительность и скорость купсративпого торможения на уклонах 1. Экономичный расход сжатого воз-
Отопление моторвагон- вращения вспомогательных машин 2. Температура наружного воздуха 3. Вес поезда и скорость движения 1. Температура наружного воздуха духа на электроподвнжном составе 2. При движении электровоза с поездом малого веса или резервом при небольших токах применять низкого скорость вращения мотор-венти-ляторов 3. Минимальное включение печей электровозов и ламп освещения 1. Правильная регулировка терморе-
ных секций и скорость ветра гуляторов
Потери энергии в пус- 2. । Количество пассажиров в вагоне 3. Частота остановок 4. Конструкция к схема системы отопления 1. Количество остановок 2. Тщательное уплотнение окон, дверей и вентиляторов в вагонах 3. Использование тепла, выделяемого пусковыми сопротивлениями, для обогрева вагонов 4. Применение самозакрывающихся внутренних дверей и централизованного управления наружными дверями вагонов 1. Снижение количества остановок,
ковых сопротивлениях Потери энергии в тор- 2. Величина ускорения поезда 3. Способ пуска и разгона поезда 4. Скорость выхода на автоматическую характеристику I. Количество остановок не предусмотренных графиком движения поездов 2. При тяжёлом составе и трудном профиле пути разгон производится на максимально допустимом по сцеплению токе. На лёгком профиле, при малом ьесе поезда, разгон производится при меньших токах 3. Применение при разгоне поезда ослабления поля тяговых двигателей па ходовых позициях 4. Применение тяговых двигателей с ненасыщенной магнитной системой 1. Ликвидация количества остановок,
мозах Потери энергии в аг- 2. Количество предупреждений и величина снижения скорости 3. Степень использования рекуперативного торможения 4, Скорость начала торможения перед остановками 1 . Состояние тормозной рычажной не предусмотренных графиком движения поездов 2. Снижение количества предупреждений об ограничении скорости 3. Максимальное использование рекуперативного торможения j 4. Возможно меньшая скорость начала торможения 1. Тщательная смазка:
регатах, машинах и ап- передачи н ходовых частей электро- а) всех подшипников электропод-
н.фатах электроподвнж- подвижного состава вижного состава;
ною состава 2. Величина трения в подшипниках тяговых двигателей, вспомогательных машин, в зубчатой передаче и буксовых подшипниках 3. Тип машин и агрегатов и правильность их подбора по мощности 4. Величина пусковых и демпферных б) зубчатой передачи; г) междутележечного сочленения; г) пят кузова; д) буксового узла 1 2. Тщательная смазка и правильная регулировка тормозной рычажной передачи 3. Проверка величины сопротивлений и регулирование её до нормы
сопротивлений
474
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В состав электротя!ового хозяйства входят основные и оборотные электродепо, экипировочные устройства для электроподвижного состава и линейные пункты для обслуживания моторвагонных секций на станциях оборота и отстоя.
В зависимости от эксплуатируемого на участке электроподвижного состава электродепо подразделяются на электровозные, моторвагонные и смешанные.
ТИПЫ ЭЛЕКТРОДЕПО
По форме зданий электродепо подразделяются на прямоугольные и ступенчатые. Стойла в электродепо могут быть с тупиковыми или сквозными путями.
Стойла прямоугольного депо (фиг. 1) размещаются в средней части. На каждом пути предусматривается установка одного или нескольких локомотивов. Отделения и слу-
Обычно в одной из секций размещаются стойла подъёмочного ремонта, в другой секции — стойла периодического ремонта; стойла для других видов ремонта и осмотров рас-
I'' J
I
Фиг. 1. План моторвагонного депо прямоугольного типа: / — цех подъёмочного ремонта; 2 — цех периодического ремонта; 3 — отделения и мастерские;
4 -служебно-бытовые помещения
полагаются или в третьей секции или в двух первых секциях в зависимости от размеров ступеней и объёма ремонта.
!5
ю
/4
Моста Soil кран
20
2h
25
26
IS
27
28
23
Сан узлы
Скатоопускная канаба
Фиг. 2. Расположение цехов и Готделений электро* возного депо ступенчатого типа: 1—цех подъёмочного ремонта; 2—цех периодического ремонта; «?—стойла контрольного технического осмотра; 4—колёсно-бан-дажноео тделение;^—роликовое отделение; 6—аккумуляторное отделение; 7 — хромировочное отделение; 8—генераторная; 9—аппаратное отделение; 10—помещение Для формовки алюминиевых разрядников: 11— испытательная станция; 12— электромашинпое отделение; 13 — сушильно-пропиточное отделение; 14—пантографное отделение; 15—выварочное отделение; 16—шерстемоечная; 17—вентиляторная; 18—кузница; 19 — заливочное отделение; 20—сварочное отделение; 21—слесарное отделение; 22 — механическое отделение; 2j — компрессорная; 24 — лаборатория; 25—автоматное отделение; 26—отделение ремонта
контрольных и измерительных приборов; 27 — инструментальное раздаточное отделение; 28—столярно-малярное отделение; 29 — мастерская комплексных н локомотивных бригад; 30 — кладовая Для хранения запасных частей и материалов: 31—хозяйственное отделение; 32 —электротехническое отделение
32
Мостойой кран
г
Скатоопускная канава
Служейно-бытобые помещения
Т"
1
I
1Т
I
L
1
I
Л
жебные помещения располагаются вдоль стен и в торцовых частях депо с учётом технологического процесса ремонта электроподвижного состава.
В секциях ступенчатого депо (фиг. 2) размещаются стойла для электроподвижного состава, отделения, мастерские и служебные помещения.
Отделения и мастерские размещаются вдоль стен секций депо или в торцовых частях секций.
Разновидностью ступенчатого депо является Г-образное депо (фиг. 3).
Выбор типа зданий депо производится в зависимости от местных условий, наличия свободной территории, климатических условий,
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
475
эксплуатационных и специальных требований.
При переводе магистральных участков на электрическую тягу электровозные депо обычно создаются на базе имеющихся паровозных депо. В этом случае при выборе типа здания и расположения цехов и мастерских учитываются также требования минимальных капитальных вложений на переделку зданий и цехов и перестановку оборудования депо. При использовании существующих паровозных депо под электровозные отделения депо иногда располагаются в отдельной секции (фиг. 4).
Преимущества и недостатки отдельных типов электродепо приведены в табл. 1.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДЕПО
В электродепо предусматриваются следующие цехи, стойла, отделения и помещения (см. фиг. 2):
1) цех подъёмочного ремонта — для производства подъёмочного, а иногда и среднего ремонта электроподвижного состава в соот
ветствии с требованиями, установленными МПС, а также для одиночной выкатки осе-моториых блоков;
Фиг. 3. План электровозного депо Г-образного типа р 1 — цех подъёмочного ремонта; 2 —цех периодического ремонта; 3 — стойла контрольно-технического осмотра; 4 — отделения и мастерские
Т а б л и ц а I'
Характеристика депо
Типы зданий депо
Преимущества
I
। Недостатки
П рямоугольное
Ступенчатое
1. Удобное взаимное расположение цехов и мастерских. Близость мастерских к стойлам (при двух и трех путях)
'2. Сравнительно меньшая стоимость постройки депо и уменьшенные эксплуатационные расходы на содержание 1 депо
1. При большом количестве стойл на
। каждом пути размещается не более ! двух стойл
2. При двух секциях депо стойла близко расположены от мастерских
3. Удобно расширение депо пристройкой новых секций
4. Сравнительно узкая площадь деповских путей и станций
5. Улучшение естественного освещения цехов
I 1. Неудобно при большом количест-! ве стойл и при расширении депо, так | как даже в депо со сквозными путями | размещение более двух стойл иа одном I пути неудобно для вывода единиц, I установленных в середине, увеличение количества путей вызывает удаление
I части стойл от отделений и мастерских ' 1. Сравнительно большая стоимость I
! капитальных затрат на постройку де- [ по и повышенные эксплуатационные [ расходы на содержание депо вследст-| вне большого периметра стен
। 2. Повышенный расход топлива на
; обогрев депо
I 3. При трёх и более секциях транс- | I портные пути удлиняются вследствие , i удаления стойл от мастерских I
476
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
2) цех периодического ремонта — для проведения больших и малых периодических ремонтов электроподвижного состава;
3) стойла контрольного технического осмотра, в которых силами локомотивных бригад производится контрольный технический осмотр электровозов и силами комплексных и локомотивных бригад — контрольный технический осмотр моторвагонных секций. Эти стойла выделяются в отдельных секциях депо или совмещаются со стойлами периодического ремонта;
4) колёсио-бандажное отделение — для обточки, смены или перетяжки ослабших бандажей колёсных пар;
5) роликовое отделение — для осмотра, переборки, промывки и ремонта роликовых подшипников;
6) аккумуляторное отделение — для проверки, ремонта, зарядки и промывки аккумуляторных батарей;
7) хромировочное отделение — для покрытия металлов хромом, никелем и другими декоративными, антикоррозийными и износоустойчивыми покрытиями;
8) генераторная — для установки мотор-генераторов, обеспечивающих подзарядку аккумуляторных батарей, ввод электровозов в депо под низким напряжением, сушку тяговых двигателей, прикатку осе-моторных блоков, обточку колёсных пар без выкатки, формовку алюминиевых разрядников.
Иногда часть мотор-генераторов устанавливается непосредственно в цехах подъёмоч-ного или периодического ремонта или в отделениях для формовки алюминиевых разрядников, аппаратном или на испытательной станции;
9) аппаратное отделение — для ремонта и регулировки электрической аппаратуры электроподвижного состава;
10) помещение для формовки алюминиевых разрядников обычно входит в состав аппаратного отделения;
11) испытательная станция —для испытания электрических машин и аппаратов;
12) электромашинноеотделение — для разборки, ремонта и сборки тяговых двигателей и вспомогательных машин;
13) сушильно-пропиточное отделение—для пропитки и сушки изоляции электрических машин;
14) пантографное отделение — для разборки, ремонта, сборки и регулировки пантографов (обычно размещается на балконе);
15) выварочное отделение-—для выварки, мойки и очистки деталей и узлов механической части электроподвижного состава перед ремонтом;
16) шерстемоечная — для хранения и промывки подбивки для моторно-осевых, а также буксовых подшипников скольжения электроподвижного состава;
17) вентиляторная — для установки вентиляторов, подающих воздух к кузнечным горнам, и для вентиляции горячих цехов;
18) кузница •— для восстановления и исправления деталей в горячем состоянии и изготовления новых поковок;
19) заливочное отделение — для заливки подшипников скольжения баббитом и выплавки баббита;
20) сварочное отделение — для восстановления деталей электрической или газовой сваркой и наплавкой, а также для резки металла;
21) слесарное отделение — для слесарных работ по ремонту механического оборудования электроподвижного состава;
22) механическое отделение — для станочной обработки ремонтируемых деталей;
23) компрессорная — для установки компрессоров, обеспечивающих электродепо сжатым воздухом;
24) лаборатория — для проверки и лабораторного исследования смазки и других материалов, поступающих в депо;
25) автоматное отделение — для выполнения работ по ремонту и испытанию воздушного и автотормозного оборудования;
26) отделение ремонта контрольных и измерительных приборов — для ремонта вольтметров, амперметров, манометров, скоростемеров и устройств локомотивной сигнализации и автостопов;
27) инструментально-раздаточное отделение — для хранения, выдачи и ремонта инструмента и приспособлений;
28) столярно-малярное отделение— для изготовления и ремонта деревянного оборудования и окраски электроподвижного состава;
29) мастерская комплексных и локомотивных бригад — для выполнения работ по ремонту снятого с электроподвижного состава оборудования;
30) кладовая для хранения запасных частей и материалов, поступающих в электродепо, а также запасных частей и аппаратов, отремонтированных в депо;
31) хозяйственное отделение — для ремонта оборудования и устройств электродепо;
32) электротехническое отделение — для обслуживания и ремонта электрооборудования депо.
При выборе цехов, отделений и мастерских электродепо должно учитываться максимальное кооперирование предприятий по изготовлению запасных частей.
Отделения электродепо размещаются в соответствии с технологическим процессом ремонта электроподвижного состава, наивыгоднейшими условиями подачи энергии к потребителям (электроэнергия, сжатый воздух, пар), удобным расширением площадей при увеличении объёма работы электродепо и обеспечением требования пожарной безопасности, охраны труда и других специальных условий.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО
КОЛИЧЕСТВА СТОЙЛ ЭЛЕКТРОДЕПО
Необходимое количество стойл для каждого вида ремонта и осмотра электровозов зависит от объёма работы электроподвижного состава и времени простоя его в ремонте или осмотре.
Стойла для прозво детва подъём очного ремонта. Потребное количество стойл подъёмочного ремонта Пппг) определяется по формуле:
Ппод ~ / ) 6г>
-С/
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
477
где S—общий суточный пробег локомотивов (с учётом пробега ремонтируемых в данном электродепо локомотивов, приписанных к другим электродепо) в км;
Ln—норма пробега локомотива между подъёмочными ремонтами в км;
Lc— норма пробега локомотива между О средними ремонтами в км;
/,г — норма простоя локомотива в подъё-мочпом ремонте в сутках;
1,2—коэффициент, учитывающий соотношение календарных и рабочих дней / 365 \
в ,ОДУ
Стойла для п р о п з в о д с т в а с р е д-н его ремонта. Потребное количество стойл для среднего ремонта //^определяется но формуле:
где LK — норма пробега между капитальными ремонтами в км;
tc — норма простоя единицы электроподвижного состава в среднем ремонте в сутках.
Стойла для периодического ремонта. Потребное количество стойл большого периодического ремонта электровозов Пб.пер определяется по формуле:
/ S S \
Пб. nep-W \L5n~ Ьп1(б.п’
где Lq п — норма пробега между большими периодическими ремонтами в км;
п — Н0Рма простоя электровоза в большом периодическом ремонте в сутках .
Количество стойл, необходимых для проведения малых периодических ремонтов элек-гроподвижного состава Пмал. пер, определяется по формуле:
Пмал. пер
24 \ ^м. п ^б. п/ м' п
t де LM п—норма пробега между малыми периодическими ремонтами в км;
tM п.— норма простоя единицы электроподвижного состава в малом периодическом ремонте в часах;
24 — число часов в сутках;
7 — коэффициент, учитывающий количество смен, которые производят ремонт электроподвижного состава:
при односменной работе 7— 3
» двухсменной » 7 —2
» трёхсменной » 7 — 1
Стойла для контрольного те х-ичес ко го осмотра. Потребно коли-ство стойл для контрольного технического
осмотра электроподвижного состава Пк определяется по формуле:
//
1-2-1/S 5 \
24 \Lm
К
где Lm — норма пробега между контрольными техническими осмотрами в км;
tm — норма простоя электроподвижного состава на контрольном техническом осмотре в часах (принимается для электровозов 3 часа, для мотор-ваюнных секций 2 часа).
Стой ла для отстоя локомотивов во время отдыха локомотивных бригад (предусматриваются только при расчётной отопительной температуре ниже — 25). Количество стойл, необходимое для стоянки электровозов в связи с отдыхом локомотивных бригад [10, определяется по фор муле:
где Р — число электровозов, оборачивающихся в данном депо за сутки с отдыхом локомотивных бригад;
t0 — среднее время простоя электровоза на стойле в связи с отдыхом бригад и ожиданием поезда в час.
Стойла для технического осмотра электроподвижного состава между поездками (предусматриваются только при расчётной отопительной температуре ниже-—25°). Количество стойл для стоянки электровозов по техническому осмотру между поездками П„ определяется по формуле:
mtm „ П„ = __,
24
где т—число электровозов, оборачивающихся в данном депо за сутки при заданных размерах движения;
0—время занятия стойла для технического осмотра в среднем на один оборачивающийся электровоз в час. (принимается равным не более 1 часа).
Количество стойл для осмотра моторвагонных секций определяется в зависимости о г количества секций и длительности их осмотра.
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЦЕХОВ И ОТДЕЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОДЕПО
Размеры производственных цехов зависят от количества стойл, необходимых для проведения ремонта или осмотра электровозов и моторвагонных секций, а также от габарита электроподвижного состава.
Длина стойл подъёмочного ремонта электровозов Ln э при установке колёсных пар иа том же пути определяется по формуле:
Ln.3 = 3 + LK + 2P+^Lm + ^DK+3 (м),
478
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
где LK — длина кузова;
Р — количество тележек;
— длина всех тележек;
v£> —сумма диаметров всех колёс.
Длина стойл подъёмочного ремонта моторвагонных секций Ln в при размещении на каждом пути двух вагонов определяется по формуле;
Ln. e = 3+2Le+2P + 4Lm + V DK + 3, где Le —длина кузова вагона.
Таблица 2
Рекомендуемые длины зданий ремонтных цехов электровозных депо (в осях стен)
Наименование цехов и с тойл Размеры в м при ремонте и обслуживании электровозов
ВЛ 2 2м и ВЛ 19 Н-8
Цех подъёмочного ремонта 48 84
Цех периодического ремонта тупикового депо при наличии установок для обточки колёсных пар .... 30 48
Цех периодического ремонта тупикового депо без установки для обточки колёсных пар 24 36
Цех периодического ремонта сквозного депо при установке 2 электровозов иа одном пути 42 66
Здание стойл контрольного технического осмотра, экипировки н стоянки электровозов: а) при установке одного электровоза на пути .... 24 36
б) при установке двух электровозов на одном пути сквозного депо 42 66
Таблица 3
Рекомендуемые длины зданий ремонтных цехов моторвагонных депо (в осях стен)
Наименование цехов и стойл
Длина здаиня в м при ремонте и обслуживании моторвагонных секций
Цех подъёмочного ремонта (при размещении на одном пути 2 вагонов) . . . .
Цех периодического и контрольно-технического осмотра:
для состава из одной сек-
ции
для состава из двух сек-
ций
для состава из трёх секций
» » четырёх сек-
ций
Здание моторвагонного
депо в пункте оборота:
для состава из одной сек-
ции
для состава нз двух сек-
ций
для состава из трёх сек-
ций
для состава из четырёх
секций
из 3 но:
2
ваго- из 2 ваго-
в по ИОВ по
0 м 24 м
72 78
7'^ 54
132 108
192 156
— 204
66 54
126 102
186 150
— 198
Остальные обозначения указаны в предыдущей формуле.
Рекомендуемые длины зданий цехов электровозных депо приведены в табл. 2, моторвагонных депо — в табл. 3.
Ширина здания цеха определяется исходя из потребного количества стойл.
Унифицированные размеры здания цеха подъёмочного ремонта электровозов и моторвагонных секций приведены в табл. 4-
Таблица 4 унифицированные размеры здания цеха подъёмочного ремонта электровозов и моторвагонных секций
Показатель Размеры в м
Расстояние между осями смежных путей 7,6
Расстояние от оси крайнего пути до продольной стены: с одной стороны здания 6,0
с другой стороны здания 6,0
Расстояние от уровня головки рельсов до низа конструкции перекрытия (по вертикали) 10,6
Рассюяиие от уровня головки рельсов до верхней грани подкранового рельса (по вертикали) 8,05
Унифицированные размеры зданий остальных цехов и стойл приведены в табл. 5 и 6.
Таблица 5
унифицированные размеры здания цеха большого периодического ремонта электровозов и моторвагонных секций и стойл для одиночной выкатки колёсных пар
Показатель
Размеры в м ’ i
Расстояние между осями смежных путей ............................j 6,0
Расстояние от оси крайнего пути до ! продольной стены.................... 4,5
Расстояние от уровня головки рельсов до низа конструкции перекрытия (по вертикали) при установке мостового крана грузоподъёмностью 5 — 1 От ........................... 9,2
Расстояние от уровня головки рель-I сов до верхней грани подкранового ' рельса (по вертикали).............। 7,05
Таблица 6
унифицированные размеры здания цеха малого периодического ремонта, стойл контрольно-технического осмотра, экипировки и стоянки электровозов и моторвагонных секций в основных и оборотных
депо
Показатель Размеры в м
Расстояние между осями смежных путей 6,0
Расстояние от оси крайнего пути до продольной стены 4,5
Расстояние от уровня головки рельсов до низа конструкции перекрытия (по вертикали) 7.»
I
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
479
Размеры отделений электродепо зависят от юъёма работ по ремонту оборудования электровозов и моторвагонных секций и опре-П'ляются по количеству и габаритам устанав-шваемого оборудования и количеству работ
ников отделения. Нормы площадей, занимае мых оборудованием электродепо с учётом необходимых проходов для обслуживания, ука заны в табл. 7.
Таблица 7
Площадь, занимаемая оборудованием
электродепо, с учётом необходимых проходов для обслуживания
Наименование оборудования Занимае- н Занимаемая площадь в лс3 па единицу оборудования
мая пло- щадь В м- ) на едини- ; цу обору- । довання । Наименование оборудования
Станки металлорежущие: Закалочная печь 12—14
а) мелкие и средние 12—14 Молот пневматический с весом падаю-
б) крупные 1Г—20 щих чаете й 250 кг 25—30
в) станок колёсно-токарный .... 85—9(1 7 о же с весом падающих частей 250—
Ьандажировочный станок 15—18 35 0 кг 30—35
Верстак слесарный: Сушильная печь в пропиточной . . . 18—20
а) на одни тиски Г— б Ванна для пропитки якорей 7—10
б) на двое тисков 10 Установка для ваку^мио-нагнетатель-
Герстак столярный 8 ной пропитки 30—55
Плита для разметки деталей 8—10 Плита для правки деталей 8-10
Моечная машина для выварки деталей 18—;-.о Компрессор 18-20
Сварочный пост 7—12 Стенд для испытания электрических
Сварочный агрегат 6—14 приборов 5
1 азогенератор ацетиленовый 10 Станок для цент! сбежпой заливки
1 орн для нагрева деталей в сварочной 10—12 подшипников 4
Печь для плавки баббита 12—18 Стол для испытания пневматических
1 орн кузнечный на один огонь .... 15—18 приборов 6—8
7 о же на два огия 28—80 Стеллаж для деталей 2—4
Нагревательная печь (к пневматическому молоту) 25—25 Шкаф для инструмента -
Таблица 8
Ориентировочные площади отделений основных электровозных депо
Наименование отделений Площади отделений в м2 электровозных депо, выполняющих Наименование отделений Площади отделений в м* электровозных депо, выполняющих
подъёмочные и периодические ремонты при годовом пробеге в млн. элект- | ровозо-км j периодиче-ские ремонты при годовом пробеге в млн. элект- ровозо-км j ' подъёмочные и периодические ремонты при годовом пробеге в млн. элект-ровозо-км п ериодиче-ские ремонты прн годовом п робеге в млн. элект-ровозо-км
5 1 10 3 1 5 i 5 | 10 3 5
Механическое отделение Слесарное отделение Коле сно-баидажное отделение с помещением для монтажа роликовых подшипников .... Кузница Сварочное отделение Заливочное » Электромашинное отделение С} шильно-пропиточное отделение с вакуум ио-нагнетательной пропиткой Испытательная станция Автоматное отделение Аппаратное отделение Помещение алюминиевых разрядников Пантографное отделение 160 30 220 100 50 40 250 8С—120 100 50 100 20 120 250 40 250 150 70 40 ГСО 120—160 140 60 120 20 120 J 100 -5U to to 1 40 ) 75 120 60 40 30 50 78 1 Аккумуляторное отделение .Хромировочное отделение Отделение рем он га контрольных и из-мерительных приборов Столярно-малярное отделение .... Компрессорная . . . Операторная . . Роликовое отделение Вентиляторная . . . Инструментально- раздаточная .... Хозяйственное отде- ление Электротехническое отделение .... Отделение комплексных и локомотивных бригад .... Кладовая Лаборатория .... Шерстемоечнсе отделение 45 80 20 40 60 40 20 50 50 20 40 85 30 20 45 80 30 40 60 50 25 20 70 60 20 50 120 30 45 20 j 40 10 30 совмещается с другими отделениями 30 60 30 20 45 - 30 60 10 30 50 20 40 70 30 20
Примеча н и е. Меньшие 8 площади сушильно-пропиточных отделений ваюгся при паровом обогреве автоклавов, большие — при масляном.
п редусматри-
480
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 9
Ориентировочные площади отделений моторвагонных электродепо
Площади отделений в моторвагонных депо, выполняющих ж2 Площади отделений в м моторвагонных депо, выполняющих а 1 !
Наименован ие о тделений подт.ёмочные и периодические ремонты секций при годовом пробеге в млн. секцие-км периодические ремонты секций при годовом про-! беге в млн. секцие-км Наименован не отделени й подъёмочные и периодические ремонты секций при годовом пробеге в млн. секцие-км периодиче- 1 ские ремонты секций при годовом пробеге в млн. секцие-км |
5 1 0 3 5 5 10 3 5
Механическое отделение Слесарное отделение Колёсно-бандажное отделение Кузница Заливочное отделение Сварочное отделение Электромашинное отделение .... Сушильно-пропиточное отделение с вакуу мно-нагнета-тельной пропиткой Испытательная станция Аппаратное отделение Помещение алюминиевых разрядников Пантографное отделение Аккумуляторное отделение Приме ваются прн паро 150 30 180 80 40 50 180 70—100 75 75 20 120 45 а н и е вом обо 180 40 230 100 40 70 180 110—170 120 100 20 120 45 ’Мень греве а j 120 40 30 | 35 40 40 лие площа зтоклавов, 130 40 30 45 40 40 ди 5оль Хромировочное отделение Столярное отделение Малярное » Роликовое » Автоматное » Компрессорная . . . Отделение комплексных и локомотивных бригад .... Инструментальнораздаточная .... Отделение ремонта контрольных и измерительных при-боров Хозяйственное отделение Электротехническое отделение Кладовая Вентиляторная . . . Лаборатория Шерстемоечное отде • ление суши льно-пропиточных шие —при масляном. 80 50 60 30 45 40 40 35 20 30 20 50 10 25 20 отде ж 80 50 60 30 45 40 50 40 30 30 20 60 15 25 25 5НИЙ П } 40 35 40 30 совмещав гея ^с Другими отделениями 40 10 25 20 эедусматр и 45 45 40 40 ! 35 20 20 40 10 25 20
Ориентировочные площади отделений электровозных и моторвагонных электродепо, без учёта площадей коридоров и транспортных дорожек между ними, приведены в табл. 8 и 9.
Высота отделений электродепо указана в табл. 10.
ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕХОВ И ОТДЕЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОДЕПО
Нормы потребности в оборудовании электродепо для ремонта и осмотра электроподвижного состава и выполнения хозяйственных работ (в станко-агрегато-часах) приведены в табл. 11 и 12.
Таблица 11
Оборудование для хозяйственных работ
Таблица 10
Высота отделений электродепо
Наименование отделений Высота в м
от пола до верхнего положения крюка не менее от пола до потолка (или перекрытия) не менее
Колёсно-бандажное отделе-
ние 3,2
Электромашипное отделе •
ние 3,2
Сушильно-пропиточное о т •
деление 3,75 —
Испытательная станция . . 3,2 —
Кузница — 5,0
Заливочное отделение . . . —- 5,0
Хромировочное » ... —- 4,0
Компрессорная » ... 4,0
Сварочное отделение .... —~ 4,0
Прочие отделения 3,25—4,0
Наименован ие оборудования Норма в процентах от затрат агрегато -станко-часов на ремонт
электровозов моторвагонных секций
Токарные станки 18 19
Фрезерные » 6 62
Строгальные » 20 4
Сверлильные » 8 40
Кузнечное оборудование . 15 15
Заливочное » 50 5
Электрогазосварочное обо-
рудование 15 13
Ориеитировочиая потребность электродепо в основном, вспомогательном и подъёмно-транспортном оборудовании приведена в табл. 13.
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
481
Оборудование для ремонта и осмотра электроподвижного состава
Таблица 12
Норма в с танко-агрегате-часах
на один электровоз серии ВЛ22М на одну моторвагонную секцию
Наименование оборудования 'и .Подъемоч-иый ремой . Большой периодический ремонт , М а лы й периодический ремонт Подъёмоч-ный ремонт П ериоди-ческий ремонт Контрольный технический осмотр
Токарные станки 24S 15 । 11,3 216 8 0,1
Шлифовальные станки tit> । —
Полировальные ,>. <) — — — —
Фрезерные -» , (> 3 2,1 27 0,7 —
Строгальные 37 3 2,1 54 3,2 6,1
Сверлильные » 1" 6 1.3 46 2,4 0,1
К олё с но-токарные станки 94 ! — 43 —
Горн бандажный । 3 । —. —
Кузнечно-рессорное оборудован не . 1 88 s.5 ; 9.3 151 5 5 0,2
Медницко-заливочное оборудование : 20 1 0,9 22 1,9
Газосварочные агрегаты 37 1 0,9 4 8
Электросварочные » 7b 3 ; 1 2,7
Таблица 13
Ориентировочная потребность электродепо в основном вспомогательном и подъёмно-транспортном оборудовании
Электровозное депо Моторвагонное депо
Наименование оборудования Техническая характеристика Едм инца измерения без подъёмочного ремонта с пробегом 3 млн. электровоза- км в год с подъёмоч-вым и средним ремонтом с пробегом в млн. электровоза' км в год 5 | 10 без подъёмочного ремонта с пробегом в 3 млн. секцие-км i в год с подъемом-ным ремонтом с п робегом в мли. секцие-км в год 5 | 10
1. Цех пооъёмочного ремонта Домк раты индивид у а л ь н где Кран мостовой Электроподъёмннк электровозного типа Домкраты для букс Тележка для кузова электровоза Тумбы для кузова 1 Тумбы под рамы тележек Ванна для нагрева шестерён 1 Стенд для прикатки зубчатых передач 1 Приспособление для снятия и установки фрикционного ап парата ; Приспособление для сжатия фрикционною аппа- | рата Электронагреватель заклёпок 1 Гидропульт для запрессовки смазки Кабельный барабан с про- 1 водом 25 мм2 марки ( KP1IT-1 000,30 м ’• Электрокары 1 Выварочная ванна 1 Обмывочная » 1 Насос для ванн 1 Машины для мойки деталей I Пескоструйная камера для очистки деталей Q = 25 т 1320 х1340 х 2802 мм ф = 1 5/ 3 т <2 = 30 т четырёхвин ТОБОЙ, 4 170 X х 2 320x2 680 мм Гидравлический с пневматнческим управлением 245х 190х 195 мм <2^15 т Двухосная колея, 1 52 4 мм Металли ческне, GOOxGOOx 1 400 мм 0500 мм, 11 = 600 мм 2 850x2 945х 800 » Передвижное 2НЗ-’ 5 000 ,и, (75 0 0 мм Q = 1,5—2,5 т - 1 компл. » III т. компл. на электровоз или секцию То же шт. компл. » » ! ШТ. компл. » III 1 II Illi 1 III И 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 4 1 2 1 1 1 1 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 III 1 Illi II 1 III 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 ; 1 1 2 1 2 1 1 1 I 1 1 3 1 I 1 1
31 Том 9
482
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжен ие
I Электровозное депо Моторвагонное депо
Наименованне оборудования Техническая харакюристика Единица измерен ия подъёмочного 1 % >д СП О «О L- О О) Л о fc СХ X! Е £ о "5 Н I О 5 Ef О ЙЗ с подъёмоч- ; ным и средним ремонтом 1 с пробегом в млн. электровоза- i км в год о о а* о к( О юнта с пробегом 1 . млн. секцие-км । е( О с подъёмоч-ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год
! 02 2 2 о.00 к 1 i 5 10 без о о.« и ЙЗ 5 10
Верстак слесарный Стеллаж полочный Шкаф Сварочный трансформатор На двое тисков 2 550 х 850 х 850 мм 2 000 к600х2 000 » 1 100х550х 2 000 » Тип СГЭ-34 шт. » компл. — । 4 4 -1 1 i 8 1 2 — 4 4 4 1 8 8
Цех периодического ремонта Электроподъёмник электровозного типа Кран мос«овой электрический То же Установка для обточки колёсных пар без выкатки Домкраты индивидуальны е Тумбы для кузова Гидропульт для запрессовки смазки Домкраты Стенд для прикатки зубчатых передач Кабельный барабан с проводом 25 ммг марки КРПТ-1 ООО, 30 м Электрокары Верстак слесарный на двое тисков Стеллаж для деталей Шкаф Сварочный трансформатор 2=30 т четырёх-винтовой 4 1 70x 2 320 х х2 680 мм Q = 1 0 т Q = 5 т Q = 25 т Me таллические 600 х 600 х 1 400 0 5 00 мм 11 = 1 000 мм Q=6-T 1 5 tn 2 850x 2 945 x800 Q = 1,5 tn 2 550 x 850 x 850 мм 2 000x700/900x x1 100 мм 1 100x550x2 000 Тип СГЭ-34 компл. » » » » » компл. шт. компл. » шт. шт. компл. 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 3 2 3 1 1 : 1 1 ' 1 1 1 1 3 1 3 3 1 1 1 3 ! 1 1 4 1 4 1 6 4 2 1 1 1 1 1 1 1 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 1 ; 1 1 i i i 6 •
Колёсно -бандажн ое отделение
Колёсно-токарный станок Карусельный станок Электрогорн для нагрева бандажей Приспособление для перетяжки бандажей Станок для гибки удерживающих бандаж колец Пресс для выпрессовки роликовых подшипников из букс Пресс для запрессовки роликовых подшипников Кран мостовой электрический Сварочный трансформатор Мотор-генератор типа СМГ-2а Ванна электрическая масля, ная для нагрева ролико. вых колец ВЦ=700 мм РМЦ=2 700 мм Планшайба 01 400 мм 740x765x1 583 мм Р = 6 ат пневматике ский Q =5 т Тип СТЭ-34 Переменный ток 220/380 в, постоянный ток 250—300 а 1 000х580х 700 мм шт. » » » » » > компл. » шт. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 j 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Кузница Молот с электропневмати-ческим приводом Печь нагревательная Горн кузнечный на два огня Вентилятор для дутья Эксцентриковый пресс Пресс рессорный системы Митюхляева Пресс рессорный для рессор Галахова в сборе Наковальня весом 150 кг Плита правильная Q = 250 4-350 кг Площадь пода 600х800х 1 000— — 1 20 0 мм /’=.504-70 т ft 200x800x500 мм шт. » » » » 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 1 3 1 1 1 1 1 1 2 1 I 1 1 1 1 1 > 3 1 1 1 1 1 3 1
Э.'1 EK 1 РОТЯ ГОВОЕ X ОЗ Я Г1СТНО
483
-) .’I е <7 ровозное депо Моторвагонное депо
Наименование оборудования Iехническая характеристика Единица измерения о § 2 5 ю и о ° , со <У § о у С r-J га . Н О £ со с подъёмоч-ным и сред-, ним ремонтом 1 с пробегом tji В МЛН. о, электровозо-аJ км в год S 5 | 10 без подъёмочного ремонта с пробегом в 3 млн, секцие-км в год с подъёмоч-ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год 5 | Ю
Кран-балка Верстак слесарный Стеллаж для деталей Шкаф для инструмента Q — 1 hi 2 550x 850 л 850 » 2 000хОООх 2 000 » 1 1 00x550x2 000 » 1 шт. » 1 I ! 2 1 1 2 1 1 1 1 i I 2
.Механическое отделение
'1 окарно-винторезный станок То же » > Револьверный станок 1 оризонтальн о-расточный ста нок J ливерсалыю-фрезерный с ганок Горизонтально-фрезерный станок Поперечно-строгальный станок Долбёжный станок 1 фодольно-строгальный станок Радиально-сверлильный станок J s с р 1 ика льно-сверли льиый станок I о же болторезный станок Плоскошлифовальный станок Верстак слесарный на двое тисков Г оч вльно-шлифовальный станок типа ТШС-250 Ножовка механическая леллажи полочные (.танок для продорожки коллекторов ВЦ-275 мм РМЦ-1 5 00 » ВЦ-205 » ; РМЦ-750 » ВЦ-300 » i РМЦ-1 500 » i ВЦ-225 » 1 РМЦ-1 4 00 » ! ВЦ-200 » РМЦ-2 000 » ВЦ-200 » РМЦ-1 00 0 » ВЦ-2 00 » Стол 320 х 1 250 мм Стол 32() х 1 25 0 » Ход ползуна 700 » Ход долбяка 320 » Стол 720 x1240 » ход 2 400 мм Диаметр сверла 4 0—5 0 мм, вылет 1 250 мм Диаметр сверла до 3 0 мм Диаметр сверла 35—50 мм Диаметр нарезки 6 — 38 мм С тол 6 00x 200 мм 2 550x850x850 мм Диаметр шлифовального круга 2 50 мм Диаметр материала 25 0 мм 2 000x600x2 000 мм ВЦ-4 00 мм РМЦ-2 000 мм шт. 1 » 1 » > *» » » > » > > > » i 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 i 1 ! 1 1 1 1 ! ; 1 1 - 2 i — 1 1 i 1 1 1 ; 1 1 2 i - I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 у 1 2 2 - 1 2 1 1
Слесарное отделение
Нчита разметочная 1 о же 1 зенд для ремонта авто-.целки ' тапок для обработки шипа оловки автосцепки < м.д прочно-шлифовальный танок с гибким валом 1 ип 33 82 Пескоструйная камера для очистки деталей Пресс для запрессовки втулок с тевд для испытания тормозных тяг Кран-балка 11ож вицы-гильотинные п.варочный трансформатор (.юл для сварочных работ Плита правильная Верстак слесарный на двое тисков (.-еллажи для разборки, очистки и сборки деталей ( челлажи полочные 3 ОООх I 200 мм 1 1ООх 700 » 3 500х1 500х х 1 6 00 мм Диаметр круга 200 мм, 1 вала 2 5 00 мм 20 т 8 000x600x600 мм Q = 1 т Толщина листа 1 0— 1 2 мм СТЭ-34 1 200x800x550 мм 1 2 0 0v 800x5 00 * 2 55 0 х 850 х 850 » 2 000x 800x 850 » 2 000x600x2 000 » » » » » компл. шт. » 1 » 1 » ! 1 1 1 1 1 1 1 1 ! i 1 । i ; 5 1 4 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 4 5 I - । । । - | | | - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 6
384
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
] 1родолжение
I [аименование оборудо вания Сварочное отделение Электросварочный агрегат Электросварочный транс-форматор Горн для подогрева деталей Г азогенератор Стеллаж для баллонов с кислородом Стол для сварочных работ Таль ручная Стеллаж для деталей Шкаф Верстак слесарный на двое тисков Заливочное отделение Электропечь с тиглем для плавки бабби та Электропечь для нагрева подшипников Станок для центробежной заливки подшипников Камерная печь Печь для цементации Горн медницкий Ванна для воды Верстак слесарный Роликовое отделение Стол-стеллаж для грязных подшипников Выварочная ванна Электрованна для промывки роликовых подшипников Стол для стока масла с подшипников Стол с ваннами для промывки роликовых подшипников в бензине Стол для чистых подшипников и стекания бензина с них Бак для отстоя бензина Тельфер Стол для разборки и проверки роликовых подшипников Дефектоскоп для проверки колец роликовых подшипников Стол для комплектования роликовых подшипников Шкаф для роликовых подшипников Верстак слесарный на одни тиск и Стол-стеллаж для подшипников Xромировочное отделение Генератор АНД-1 5 00/7 5 0 Вентилятор Полировальный станок Ванна для обезжиривания » » горячей воды » >:. травления » » холодной воды » S' никелирования Техническая характеристика СМГ-26, 350 а, 25 в СГЭ-34 На 1 огонь 1 200x800x500 мм Q = 0,5 т 2 СООх 800х 2 000 » 1 100x550x 2 000 » 2 000x850x 850 » Ёмкость 100 кг Тип Н-1 5 » Ц-3 5 2 000x850x850 мм 1 500x600x800 мм /==804-90°, I 500x700x900 Масляная /=90-г 11 0°, 900x650x700 мм С решёткой и корытом, 650x650x700 мм Металлические ванны (трн о где-лен ия) С сеткой и корытом, 1 500x800x800 мм Me та ллический с фильтром, 0 = 600 мм, /7=8 00 мм Q = 0,25 tn 1 500x600x800 мм 1 500x500x800 мм 1 500x600x800 мм Металлически й с полками, 1 1 00х550х2 000 мм 1 350x850x850 » 1 500x600x 800 мм Напряжение 6/12 в, мощность 9 кет «Сирокко» № 4 1 000x600x600 мм 1 000x500 x600 » 1 000x500x 600 » 1 ОООх 500x600 » 1 250 х 1 160 » Единица измерения шт. » » » » компл. » » » » » » » шт. » » компл. Шт. » » комп л. » ШТ. » » без подъёмочного i 1 1 ! 1 1 1 1 I 11 II 1 II | | | | III 1 1 1 1 1 1 1 1 to- ремонта с пробегом в Н7 i 11111 iii t- 3 млн. электровоза-1 « 1 _ км в год I эовозно с под ным ним ре с пр в элект км 1 3 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 е депо ъёмоч- сред-монтом эбегом 4ЛН. ровозо- ГОД 10 4 1 2 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 без подъёмочного 1 1 1 1 1 1 i 1 II II I II | [ | | III 1 1 1 1 1 1 1 1 ремонта с пробегом - 1 ‘ вЗ млн. секцие-км в год ® вагонно с под ным ре с пр< в л сек.ц в 1 3 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 е депо ъёмоч-монтом )бегом 1ЛН. не-км год 10 4 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ хозяйство
185
Продолжение
Элек. эовозное депо Моторвагонное депо
Наименование оборудования Техническая харак теристпка Единица измере ння подъёмочного I >нта с пробегом в1 1лн. электровоза- • в ГОД I с подъёмоч-пым и средним ремонтом с пробегом в млн. электровозо-км в год подъёмочного юнта с пробегом млн. секцие-км од с подъёмоч-ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год
без реме 1 3 м км 5 10 । без ; ре*' 1 в 3 1 в г 5 10
Ванна Для омеднения » » хромирования | Ванна для дистиллированной воды Ванна для нейтрализации Сушильный шкаф Верстак слесарный Стеллаж для деталей Э лектромашинное отделение Мостовой электрический кран То же Токарно-винторезный станок Бандажировочный станок со стойкой для бандажной проволоки ' Вертикально-сверлильный станок Станок для продорожки коллектора Станок для динамической балансировки якорей Стенд для кантовки тяговых двигателей Плита для разборки и сборки тяговых двигателей Пресс гидравлический для выпрессовкин запрессовки подшип и иков буксовых щитов Стеллаж для отделки электрических машин Стол для обтирки деталей Стенд для ремонта остовов Стол для гидравлического испытания шапок с ручным насосом типа ГН-200 , Стенд для установки остова под расточку с 3-фазным электродвигателем Приспособление для расточки горловин моторно-осевых подшипников Стенд для кантовки якорей (. тол для полюсных катушек Ъстановка для испытания катушек вспомогательных машин на межвитковые замы кания Преобразователь частоты тока типа И-75 с пультом управления Печь электрическая для нагрева катушек 1 Пресс для isbiupei совки и за п рейсов к и полю с н ых пневматических катушек Приспособление для установки катушек в остов С гойка для ремонта катушек Продувочная камера ’1ележка передаточная, колея 1 П00 мм Ванна лудильная со столом Ваниа масляная для нагрева колец роликовых подшип-! ников Стойки для ремонта якорей 1 250.x 1 160 мм 1 800х 800x 875 * Элек трический 2 5 5 0x850x850 мм 2 000x600x2 000 » Г рузоподъёмностыо 1 0 т Грузоподъемностью 5 т ВЦ-400 мм, РМЦ-2 000 » ВЦ-4 00 » РМЦ-2 000 » Диаметр сверла до 1 2 мм ВЦ-4 00 РМЦ-2 000 » ВЦ-4 00 » РМЦ-2 000 » 3 ОООх 1 500х у 1 000 мм 0 800 мм С пневматическим плунжером, давлением 5 т 3 000x1 000x500 мм 2 500 у 800 х 800 » 1 500х 1 500x800 •> 2 ОООх 1 000 x 800 » 1 50 0x1 1 00x260 мм, двпгатсль АД-4, 9,5 квт Переносное 1 700 x500x600 мл 2 000x 800 x800 >, 2 000x 800x 800 » 220 '380 в, 2 800 об/'мин, ’ 36 —220 в, О/2О0 пер’сек. пульт 560x 5 00 у 1 100 лгл 120° 1 200х 1 400 < > 1 500 мм 1 000;-; 1 000x800 мл ’0 000 мм, Н -8 00 .ил 1 2 ОПОх 1 500 х 2000 мм 1 1 200. 1 200x400 мл Ванна 0 200 мм, стол 1 ОООхбООх *х 8 0 0 мм 0 500 мм, П — мл | 600x600x800 мм 1 шт, , — : i = > i = * 1 “ ° i “ КОМПЛ. 1 — ’ i “ шт. 1 — » 1 — ’ i - компл. | — шт. 1 — КОМПЛ. ; — шт. । — » ; — » — компл. | — 1 » 1 - X j - ШТ. — КОМПЛ. | — 1 шт. — компл. ' — ; » — шт. — КОМПЛ. шт. — компл. 1 — 1 ШТ. 1 — »>в 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ’ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 о 1 1 1 4 ।! - । ; 11- 1 1 1 ! - 1 1 11_ 1 j 1 — 1 1 1 ; - 1 I 1 — — — _ j - 1 1 1 । - 1 । 1 1 ; - i'i 1 - 1 1 1 ! - 1 > 1 1 - 1 1 1 ! - ! 1 I 1 4 I - 2 з 1 i — 1 1 1 ; 1 > 1 - i 1 1 li-ii 1 Г : 2 i 1 1 Т . - - 1 - X ' i 1 - 1 1 I 1 1 — ' 1 1 ‘ ! 1 - ! 1 1 1 ; i ; - . i । I ; ' i 1 . - 1 : 1 ,i — 1 i j 1 i ' 2 j 1 ! 1 1 J II I 3 ' - ! 1 ! 3 i J । 5 2 - 1 1 2 ; i : — i'i । ' 1 1 i s ; — 1 4 8
486
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
Электровозное депо Моторвагонное депо
Наименован ие оборудования Техническая характеристика Единица измерения 3 ПОДьёМОЧНО! о онта с пробегом в 1лн. электровозе-в год с подъёмом-ным и средним ремонтом с пробегом в млн. электровозо-КМ в год подьёмочного юн та с пробегом млн. секцие-км од __ с’ подъёмоч-ным ремонтол с пробегом в млн. секцие-км в год
и ? о со X С. 5 | 10 <*) «Й СО U (V о 10 0.03 03 5 i 10.
Установка для пайки коллектора Установка для импульсных 1 600x 1 170x8 00 ж л 1 Шт. комп Л. — i I 1 1 1 1 । 1 1 ! 1 ' - 1 1 1 ' -ill
испытаний изоляции тяго- 1
вых двигателей 1 i 1
Стол для испытания кату- Деревянный шт. 1 ,1 1 — 1 1 i
шек из шинной меди 2 000x800x800 » 1
Трансформатор для пайки 1 000х800х 1 500 » 11 - 1 1 1
секций 1 1
Дуговой паяльник с транс- — » 1 1 1 - ill
форматором 1 1
Стеллаж для полюсных ка- 2 000x500x600 » » — 2 4 2 1
тушек и секций 1
Стеллаж для буксовых щи-юв 3 000x800x800 » » 1 1 “ — 1 ]
Стеллаж для якорей 2 ОООх 1 000x500 » » 2 3 — 1 1 I 2
Установка для пайки бан- 1 600x 1 170x800 » » 1 1 1 “ 1 j 1
дажей i
Стенд для регулировки щёт- 600x600x600 » 2 4 i - 2 -!
кодержателей 1
Ванна для промывки деталей 600x000x500 » » 1 1 2 । _ : 1 ' 2
Стеллаж для деталей ком- 2 ОООх 800x800 » 1 ! 2 ( _ ! i ; 2
прессора
Стеллаж для ремонта ком- 2 ОООх 1 000x500 » 2,4!
прессора
Плита разметочная 1 200x800x800 » » 1 I ! _ J 1
Верстак слесарный 2 550x 850x850 » » i 1 8 1 _ 3 h
Верстак обмотчика 2 550х 850х 850 » шт. 1 ! 2 , 1
Шкаф для инструмента 1 100 х550 х 2 000 » 2 I 11 '
Станок для статической ба- 1 5 00 x 1 000 х 800 » » 1 1 _ 1'1
лансировки роторов венти- 1 ।
ляторов 1 ।
I Сушильно-пропиточное
отделение 1
{Типовая установка для ва- С паровым или мас- комн л. 1 , 1 1 — 1 1
[ к у умно-нагнетатель ной ляным обогревом
' пропигки якорей и ком-
паундировки катушек
Вакуум-насос типовой уста- Насос ВНТ, » 1 ' 1 1 1
новки электродвигатель ।
А-42-l | । ।
Ручной винтовой пресс со Р = 5 т, рг!3мер стола » 1 ' ; -i ।
столом 950x 950x 800 мм ! 1 1 I
Подставка для снятия пре- Металлическая 1 шт. 1 -1 — 1 1
дохранительной ленты с
катушек । । i ! ! i ' {
Установка для пропитки С подводом лако- | комп 1 ! 1 г 1 1
катушек в остове | провода и выжимным. 1
1 устройством | । 1
Бак для пропитки якорей 0 74 0 мм, I ,шг. 1 1 1 1
окунанием И = 1 2 5 0 м м (
Наклонные козла для якорей 1 500x700x1 0 00 мм, 1 I 2
Станок для удаления из- 1 600x800x600 - 9 1 J 1 1
лишков лака 1 1
Бак для при! отопления лак а 0 750 мм, 1 г 1 ’ 1 ] j
1 Н-=1 3 00 мм
1 давление воздуха ।
। 3 am i
Печь сушильная 1 2 бООх 1 800х , К омпл. 1 ।
। х2 230 мм 1
Калорифер типа Б-6 । Паровой 1 » — 1 „ I > r ?
Вентилятор типа ЭВР-4 । Q = 5 500 ms !час, ; — 1 I} 1 < i — ' 1
। 11-^118 мм вод. ст. 1
Электродвигатель взрыво- ' 3,5 кет, 2 20/380 в, Ш'1 . I .4 1 • > >
безопасный 1 1 4 50 o6fмин. | 1
Тележка для сушильного 2 300x1 120x400 » 1 • 1 •>
шкафа । 1 ।
Кран-балка электрическая с Q - 3 т । КОМПЛ. ! - 1 1 ; 1 — i | 1
нижним управлением i 1
Стеллаж для якорей 2 000x1 000x800 мм\ шт. ! 1 i 2 1 - 1 1 1 1
Стеллаж для полюсных ка- i 2 ОООх 800 а 800 » । “ 1 1:2' 111
тушек 1 1 1 I 1
Испытательная станция 1 i 1 1 i
Низковольтный агрегат для 6/12’в, 1 .5 3 0 ’750 а, » - — i' I 1
токовых испытаний, тип 1 9 кет, 95 0 об!мин 1 11; I
АНД-1 500/750 1 i I )
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
487
Продолжение
1 Электровозное депо Моторвагонное депо
Наименование , Техническая 1 ! Единица измерения беподъёмочного i рента с пробегом в 3 лн. электровоза-, км в год с подъёмоч-ным и средним ремонтом с пробегом в млн. электровоза-км в год 5 ) 10 без подъёмочного i ремонта с пробегом । в 3 млн. секцие-км в год , с п одъёмоч-ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год 5 | 10
Щит к низковольтному агрегату Вибрационный стол для испытания БВ 700.< 570 мм 1 000х 700х 1 400 мм ком вл. шт. 1 - ; 1 1 ” ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Установка для проверки счетчиков электроэнергии к оми л. ! I 1 1 — 1 1
Трансформатор напряжения НОМ-35 » j 1 1 — 1 1
Стационарная пробивная 10 кв, :ип ОМС, шт. ' 1 1 — 1 1
установка Передвижной стол на изо- 10/20 1 000x 1 ОООх х 2 2 00 мм 1 2 00х 8 00 х 800 мм i i 1 1 1
ляторах для испытания на пробой Распределительный щит пе- 1 800x1 250х » i 1 1 1
ременного тока Динамомогор ДДИ-60 2 4 00 мм 3 000/1500 в. » - I । 1 1 — 1 1
Вентилятор среднего давле- 1 200 об/мин, 30 кет, 1 850х740х 1 085 мм Q=I 200 м3/час, 1 i 1 1
ния типа ЦАГИ СГД-57, № 6 или ЭВР-5 Электродвигатель к венти- п~ 1 460 об/мин 1I = 220 мм вод. ст. 1 4 кет, 220/ 380 в. > i 1 1 1 1 1
лятору тип А-62-4 Пульт управления для вспо- 1 460 об/мин 1 260x900x 1 400 мм компл. 1 ! > I — I 1
могательных машин Стенд для испытания вспо- 1 300 х I 300x 600 » » 2 1 __ 1 1
могательных машин Стенд для испытания тяго- 3 640 г 2 250х 1 1 - 1 1 1 — 1 1
вых двигателей Пульт управления испыта- х 1 25 0 мм 1 830х 650х 1 200 » — 1 1 — 1 1
нием тяговых двигателей Линейный генератор типа ДК-103 1 Вольтодобавочная машина i 1 500 в шт. » — 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1
типа ДК-304Б с независимым возбуждением Генератор постоянного тока 1 типа ПН-45 Зарядный агрегат типа 3,3 кет 1 4 10 об/мин 7,5 кв in 60 з КОМПЛ. - , 1 1 1 1 1 1 1
АЗД-7,5/60 । Асинхронный двигатель типа А-62-4 Асинхронный двигатель типа 1 4 кет, 1 45 0 об/мин 1 00 кет. шт. » — ! 1 : 1
АК-92-4 Асинхронный двигатель типа А-51-4 Клеммовая колонка 1 4 6 0 об!мин 4,5 кет, | 1 4 4 0 об/мин * 1 4 1 •1 — 2 4 1 4
Резервуар для сжатого воз- , V'— 0, 7/ л.'5 бидоО мм. — - - — -
духа на 10 ат < Электроаппаратное отделение Шкаф для сушки электро- ; 1^-1 3 96 ММ ; 1 300x850x1 250 мм' компл. 1 1 2
аппаратуры Щит к сушильномм шкафу 000x410x580 мм j > -- 1 1 2
Точильно-шлифовальный станок типа ТШС-250 > Вертикально-сверлильный i станок типа 211b Ванна лмдмльная со столом | Диаметр круга i шт. — 1
2 5 0 м м Диаметр сверла j до 1 8 мм : Ванна 0 200 мм, ко м пл. — 1 1 0 1
Стол для моста Уитстона , стол 1 000х 600х х 8 00 мм 1 200.x 700x800 мм шт. 1 — 1 1
Стенд для испытания кон- 2 25 0х1450х > — 1 1 A
такторов 1 Стенд для испытания элек-' тропневматичес-ких венти- j лей Щит к стендам для испытания контакторов и вентилей 1 Стенд для токовых испыта- J ий 1 Шит к стенду для токовых , испытаний Стенд для проверки и регу- | х 2 050 мм 1 700х700х 1 500 мм 9 00 X 500 х 800 мм , 1 000 х 650х 1 620 мм\ 700x570x1 '00 Щ к омпл. - 1 1 1 1 2 1 i 1 1 _ i i 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1
лировки терморегуляторов
488
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯГ1С1ВО И РЕМОНТ
Продолжение
I
Наименование
оборудования
Стационарная пробивная установка
Стол-стеллаж на изоляторах
Генератор постоянного тока типа АНД-1 500/750
Электродвигатель трёхфазный к генератору
Мотор-генера тор типа
СМГ-2а
Тельфер
Продувочная камера
Тележка с поворотным приспособлением
Ванна для прожировки кожаных манжет
Верстак слесарный на двое тисков
Стеллаж для деталей
Шкаф
Стенд для формовки алюминиевых разрядников
Ванна для .электролита
Стол
Стеллаж для разборки и сборки сопротивлений
Аккумуляторное отделение
Бетонный лоток для промывки аккумуляторов
Ванна для слива электро-ли та
Электрический шкаф для сушки элементов аккумуляторной батареи
Установка для приготовления дистиллированной воды
Ванна для промывки аккумуляторов
Вайна для хранения дистиллированной воды
Водородный газогенератор
Вытяжной шкаф
Стеллаж
Таль ручная
Нагрузочный реостат со щитом для разрядки аккумуляторной батареи
Установка для зарядки аккумуляторной батареи
'Стол для приготовления электролита
Версгак слесарный на двое тиск ов
Шкаф для инструмента
Пантографное отделение Тумбы под пантографы । Стойка для ремонта полозов пантографов
Шаблон для правки полозов пантографов
Настольно-сверлильный станок типа НС-1 2
Точи льно-шлифовальный станок типа ТШС-250
Шаблон для нижней рамы пантографа
Шаблон для верхней рамы пантографа
Паяльник с трансформатором
Стеллаж для гклозов тографов
Стеллаж полочный
Техническая
характеристика
Единица
измерения
10 кв, О М 10/20 1 ОООх
х 1 000x2 200 мм
1 500x800 х 800 мм 1 500/750А, 6/12 в, 950 обочин, 9 квт 220/380 в, 970 об{мин 220/380 в, 25 0—350 а
Q = 0,25 т
1 500х 1 400х х1 800 мм 800x800x600 мм
2 550х850х 850 мм
‘2 00 0x800x2 000 » 1 100x550x2 000 »
1 900х 600Х 800 >
500x500x500 мм
1 200x700x800 мм
2 000x800x850 »
1 200x600<600 мм 500х 500х 600 мм
1 ЗООх 800х 850 мм
0 800 мм, II — 1 200 мм
500x500x600 мм
2,5 ма(час 874 x 850x2 400 мм 2 ОООх 800x600 »
q = 0,5 т
2 550x 800x800 мм
2 500x 850x850 »
1 100x550x 2 000 »
400x400x600 мм
I 200х 800х 1 050 мм
2 300х800х 1 000 »
Диаметр сверла до 12 мм
Диаметр круга 25 0 мм
13 72 х 1 928 мм
1 988 х 1 243 »
1 000x900х 1 600 мм
2 000x600x2 000 »
компл.
шт.
»
»
компл.
шт.
»
»
»
» »
ш г.
»
»
»
»
»
компл.
шт.
» компл.
шт.
»
»
компл.
»
шт.
»
»
»
»
»
»
Электровозное депо Моторвагонное депо
। без подъемочного ремонта с пробегом в 3 млн. электровозо-км в год с подъемоч-ным и средним ремонтом с пробегом в млн. электровоза-км в год о£^ со Л 1 с подъёмом-
без подъёмочнс ремонта с проб* в 3 млн. секции в год ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год 5 10
5 10
1 1 1 - — 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ’ 1 1 - 1 1 1 '• 1 1 . 1 1 ! 1 1 1 1 ;': 1 1 1 ! 1 1 > 1 1 1
( 1 111111'1
, i ,: .: . .
I I I 1 п
1 | ’ ; 2 : 1 I 1 2
I 1 1 1 2 ' 1 ! 1 ' 2
I
ЭЛЕКТРОТЯ1OBOE ХОЗЯЙСТВО
489
Продолжение
. ! Электровозное депо Моторвагонное депо
Нанменование оборудования ; 1ехническая Единица характеристика : измерения i без подъёмочного |ремонта с пробегом в, 3 млн. электровоза- 1 I км в год с подъёмоч-иым и средним ремонтом с пробегом в млн. электровозо-км в год без подъёмочного ремонта с пробегом в 3 млн. секцие-км в год с подъёмом-ным ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год
1 5 10 5 10
Верстак слесарный на двое тисков Ш каф Отделение ремонта измерительных приборов 1окарный настольный станок типа Т-65 11а столько- сверлильный с танок НС-1 2 Стенд для испытания приборов Стенд для испытания автостоп ов Пресс для испытания манометров Стенд для испытания скоростемеров Стеллаж полочный Верстак слесарный на одни ти ски Стол Шкаф Г енераторная Генератор постоянного тока типа ПН-290 Электродвигатель трёхфазный А-82-4 Генератор постоянного тока типа ПН-68 Электродвигатель трёхфазный типа А-52-4 ' Компрессорная 1 Компрессор ВВК-200 с двигателем 40 кет 220/380 в Воздухосборник Компрессор высокого дав-! ления 1 0— 1 2 ат 1 Автоматное отделение ' 1 окарно-винторезный станок ТН-27 Вертикально-сверлильный станок типа 2118 '1 оч и льно-шлифовальный станок типа '1ШС-250 Пресс гидравлический для опрессовки резервуаров Испытательный стенд для / автотормозного оборудования (пневматического I для электровозов, элек-। тропневматического для 1 электросекций) 1 Стинд для испытания пре-j дох рал и тельных клапанов 1 1ельфер Ванна для прожировки кожаных манжет Стеллаж для разборки Ванна для промывки летало й Стеллаж с сеткой для протирки деталей Верстак слесарный на двое '1 исков . (. и-ллажн для де галей III is а ф । Инструментально-раздаточная 1 о парно-вин то розный с та-1 нок 1 Be ртика льно-сверлильный j станок типа 2118 2 5 50 < 8 50 > 85 0 .им 1 100x 550 x 2 000 > ВЦ-65 мм, РМЦ-200 мм Свёрла до 1 2 мм 1 500x700x800 мм Масляный до 25 ат 2 000x600x2 000 мм 1 350x850x850 » 1 200х700х 800 » 1 1 00 x550x 2 000 » 230 в, 40 кет, 1 4 70 об!мин 55 кет, 230/ 380 в, 1 460 ooImuh 115 в, 4,8 кет, 1 4 50 об(мин 220/380 в, 7 кет, п--- 1 450 об 1мии /* -= 6 ат, V---4.8 м'Л‘мин Емкостью 6 м'л ВЦ-275 мм, РМЦ-1 50 0 мм Диаметр сверла до 1 8 мм Диаметр круга 25 0 мм Р до 3 0 ат, 800x500x700 мм 1 750х 1 200 х х 1 4 00 мм Q 0,2 5 т СЭ 538 мм, /1 = 6 25 мм 2 000x 8 00x 800 мм 6 00х 600 х 50 0 мм 2 000х800х 800 мм 2 55 0,< 850 xS5 0 » 2 500x850x 850 > 1 100x550 < 2 000 » ИЦ-175 мм, РЦМ-75 0 » Диаме1р сверла ДО 1 8 ММ шт. 1 1 компл. 1 » 1 » 1 — » . 1 шт. ; 1 » 1 » [ 1 » 1 » 2 » 2 » 1 » | 1 компл. 1 шт. 2 1 1 компл. 1 шт. — ;> 1 1 ! 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 3—4 3 1 1 3 о 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 ; 2 : 5 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 __ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' = = 1 1
490
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
i Наименование оборудования Техническая характеристика Единица измерения Электровозное депо Моторвагонное депо
1 без подъёмочного [ремонта с пробегом в 3 млн. электровоза- , 1 км В ГОД I с подъёмоч-j ным и средним ремонтом с пробегом в млн. электровоза-км в год 5 | 10 1 без подъёмочного ремонта с пробегом в 3 млн. секцие-км в год с подъёмоч-’ иым ремонтом с пробегом в млн. секцие-км в год 10
Универсально-заточный станок Станок для доводки резцов Станок аыодно- механиче - ской заточки резцов М-4352 Станок для заточки резцов Точильно -шлифовальный стаиок типа ТШС-250 Аппарат для электроискрового упрочнения поверхностей Аппарат для определения влажности изоляции Станок для испытания наждачных кругов Плига правильная Верстак [Стеллаж полочно-клеточный 1 Шкаф । Стол ! К-шдоодя Стеллаж Весы сотенные » настольные Стол Шкаф ‘ Столярно-ма лярное отделение ! Токарный деревообрабатывающий станок Пила циркульная 1 » ленточная । Сверлильный станок ! Рейсмусовочный станок Клееварка Верстак столярный 1 Шкаф для инструмента Краскотёрка вальцовая Верстак малярный Стеллаж । Лаборатория Пресс Бринелля • Печь муфельная с электро- ! нагревом Аппарат Мартено-Пенского Шкаф сушильный X озяйст в е н н ое от деление Пила ножовочная, наиболь ший диаметр 2и0 мм Вертикально-сверлильный станок типа 2118 Точильно-шлифовальный станок типа ТШС-250 Стеллаж Верстак слесарный на двое тисков Электротехническое отделение Верти кальп о-сверл и льный станок типа 2118 Точнльно-шлифовальный станок типа ТШС-250 Верстак слесарный на двое тисков Стеллаж Отделение комплексных и локомотивных бригад Вертикально-сверли льный станок типа 2118 Точильно- шлифовальный J станок типа ТШС-250 ВЦ-1 25 мм, РМЦ-65 0 мм Длина стола ООО мм Диаметр круга 25 0 мм 2 550х 850x 850 мм 3 500x600x2 000 » 1 1 00x550x2 000 » 1 200x700x800 » 5 000x800x 2 000 мм До 500 кг » 3 0 » 1 200x700x800 » 1 100x 350x2 000 » 1 ВЦ-250 мм, РМЦ-2 000 мм 0 4 00 мм 0 сверла до 5 0 мм J 0 150 мм, 11= 2 50 мм 2 000x 650x850 » ! 1 100x 550x2 000 » । 300x 200x300 2 5 5 0x850x850 -> 1 100x 550x 2 000 _ I t=до 1 200“ Диаметр сверла 1 дс 1 8 мм Диаметр круга 25 0 мм ' 2 000x 800x 2 000 мм, 2 550x 850x 850 » Диаметр сверла до 1 8 мм Диаме1р круга 1 25 0 мм 2 55 0x 850x850 мм\ 2 000 x800x2 000 » Диаметр сверла до 1 8 мм Диаметр круга : 2 5 0 мм ; шт. » » » » » » » шт. » » » » » » * » * » 1 ! » т 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 Z 1 1 1 1 1 2 1 — Z i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 ’1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 I 1 1 1 2 6 3 1 4 1 1 6 1 1 2 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 о 1 1 1 - 1 - ~ - 1 1 1 1 1 1 i „ „ 1 — 1 1 1 1 ~ 1 1 III 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 2 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 [ [ 1 1 ; 1 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 '1 1 2 6 3 1 4 1 1 6 1 1 1 1 1 1 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ЭЛЕКТР0ТЯ1OBOE хозяйство
491
Продолжение
। Наименование
; оборудования
i
I ।
I ;
; Техническая Единица
характеристик а измерения
| Ллек1ровозное депо
I и г
о о g j С поДъёмоч-3 5 « пым и сред-= \о о. ним ремонтом о о, S с пробегом ’.g К £ ; В МЛН. i’j о £ м электровоза-'о 2 _ °! км в год
“ = г: к__________
ЦЦ 5 | 10
| Моторвагонное депо I
с подъемоч- | ным ремонтом!
с пробегом ] в млн. .
секции-км ! в ГОД |
1 Верстак слесарный на двое1 2 550x850x850 мм тисков |
Стеллаж 2 000 x800x 2 000 »
Шкаф 1 100x 550x2 000 »
I Ш ерстемоечное отделение ,
[ Двойной бак для пропарки '1000 x750 x 1 150 » 1
! и мойки подбивки ।
'фильтр ’0 350 мм, Н =3 50 »
I Отстойный бак 920x920x130 » i
Фильтр предварительной '0 125 мм, Н—27 0 •>
। фильтрации 1
Ручной поршневой насос Системы «Нмматра» двойного действия №4 i
• Пресс для отжимки подби-вочного материала ।
Бачок с фильтром для сбора ) отжатой смазки i
Сушильный шкаф '
Ларь для подбивки I
Фильтр «Лилипут» '
I Бак для пропитки подбивки [
0 800 м, I /7= 1 575 мм
СООх 400x300 мм '
800х800х 1 900 мм i 900х500х 900 мм ।
Q = 25 кг/час, 0 400 мм, // = 500. лги 0 1 000 мм, //-=700 ,
10
ТЕМПЕРАТУРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЭЛЕКТРОДЕПО
Расчётные температуры в цехах, отделениях н других помещениях элсктродегю приведены н тнбл. 14.
Таблица 14
Расчётные температуры в цехах, отделениях и других помещениях депо
На им снова пне помещен и я
!
I Расчетная
(температура в 01
Цех подъёмочного ремонта , . -1 16
> периодического ремонта и
стойла контрольно-техничес- j 1
кого и технического осмотра ---5
Кузница, сварочное и заливоч-
ное отделения .... Б рабочей зоне - И’.'
Цлектромашииное, аппаратное, механическое и другие отде- 1 ле к ия . . ....... 4-16
( лужебные помещения.........। +18
ЭКИПИРОВОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Экипировочные устройства предназначаю! -л дня выполнения следующих операций:
1 > набора электровозами песка;
2) снабжения эюктровозов и моторваюн-ные секций смазочными к обтирочными ма-i iриалами;
3) осмотра электровозов и моторвагонных ж кипи.
Для выполнения этих операций экипированные устройства имеют следующие основные помещения:
I'I склад для хранения запасов песка;
2) помещение для сушки песка;
3) место для затрузки песка на электровоз;
4) место хранения смазочных материалов;
о) помещение для хранения обтирочных материалов;
6) помещение для выдачи смазочных и обтирочных материалов;
7) место для очистки и осмотра электро-подвижною состава.
Кроме того, предусматривается контора и бычовые помещения.
Экипировочные устройства, удалённые от основною депо, могут также иметь кладовую запчастей, мастерскую, комнату для бригад, буфет, гардеробы и душ.
1, зависимости от объёма работы экипировочные устройства имеют разные площади помещений и различное оборудование.
Песочное хозяйство
Для повышения коэффициента сцепления колёс с рельсами электровоз обеспечивается запасом сухого песка. Песок по мере надобности подаётся машинистом из песочниц под колёса.
11а железных дорогах, расположенных в районах образования инея, применяется песок повышенного качества, па друтих железных дорогах - песок как повышенного, так и нормальною качества.
Качество песка определяется по мннера-л.и плоскому и химическому составу, а также ио величине зёрен. '
Минера, юг ический и химический состав песка нормального и повышенного качества приведён в таб.т. 15.
Состав песка по величине зёрен приведён в табл. Hi.
Влажность песка, загружаемого в песочницы, должна быть не более 0,5% по весу (средняя влажность карьерного песка составляет 4- -8%).
492
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Минералогический и химический состав песка в %
Таблица 15
Минералогический состав Хим и чес кий состав
Качество песка Содержание кварца не менее Глинистая составляющая (определяемая отмучиванием) не более Содержание полевого шпата и других минералов и горных пород не более Потери при прокаливании Кремне- . кислота Глинозём Остальные составляющие
Нормальное . 70 3 27 Не более 1 Не менее 80 Не более 5 | Не более 1 4
Повышенное . 90 1 9 Н е более 1 Не менее 92 Не более 3 j Не более 4
Таблица I 0
Состав песка по величине зерен в %
Качество песка Остатков песка при просеивании через . сита с нормальным размером стороны Пылеватых частиц размером меньше 0,05 мм (после просеивания через сито 0,05 мм) Глинистая составляющая, определяемая отмучиванием песка до его просеивания1 * с размером в поперечнике менее 0,022 мм Зёрен диаметром от 0,05 до 2,0 мм в рабочей массе песка Пыль зерна диаметром меньше 0,05 мм
2,0 ячейки в свету в мм 0,05
1.0 0,5 о,1
Нормальное . Не должно быть Не более|Не менее 10 30 Не менее 50 Не более 4 Не более 3 Не более 3 Не менее 94 Не более 6
Повышенное То же Не более 10 ,Не менее 1 30 Не менее 55 Не более 2 Не более 2 Не более 1 Не менее 97 Не более 3
1 К глинистой составляющей условно относятся частицы независимо от их минералогического и хи-
мического состава, скорость осаждения которых в воде средней жёсткости при температуре 15—20°С
менее 25 мм/мин.
Объёмный вес сухого песка равен 1,4 — 1,6 т/м3, сырого — около 2,6 т/м3.
Хранение песка. Объём склада песка определяется в зависимости от нормы расхода песка на каждые 100 электровозо-км, величины пробега электровозов и норм запаса песка.
Нормы расхода песка в кубических метрах на 100 электровозо-км указаны в табл. 17.
Таблица 17
Нормы расхода песка
Характер профиля
Расход песка на 100 электровозо-км в м3 для электровозов
ВЛ 2 2м
| и ВЛ 19
Равнинный ..............
Средний.................
Холмистый ..............
Нормы запаса песка указаны в табл. 18
Нормы запаса песка
Необходимый запас песка в кубических метрах W7 определяется по формуле;
aS? k
(31)
где а — норма расхода песка в м:! на 100 влектровозо-км;
S, — пробег электровозов в млн. электро-возо-км в год;
k—нормы запаса песка в месяцах (см. табл. 18).
При установлении нормы запаса песка должна учитываться также продолжительность периода, в течение которого работа карьеров приостанавливается.
Склады песка могут быть комбинирован ного или закрытого типа.
Комбинированный склад песка включает в себя открытый штабель сырого песка и закрытый склад для храпения сухого ити подсушенного песка. Емкость закрытого склада принимается из расчёта хранения двухмесячного запаса песка для северных районов и одномесячного запаса для южных районов.
Храпение сырого песка при низких температурах приводит к его смерзанию. Поэтому могут пппменяться также склады песка закрытого типа на полную ёмкость зимнего запаса с закладкой в пего предварительно подсушенного песка до влажности 2,5— 3,0%, обеспечивающей его песмерзаемость при низких температурах.
Закрытые склады песка выполняются арочной пли каркасно-обшивочной конструкции без заглубления пола или с заглублением до 1 м (в зависимости от уровня грунтовых вод).
.->21 E КТРОТЯ ГОНОЕ X 03 Я ПС гво
493
Размеры складов Т а б лица 19
С\точный 1 11 О ’1 е з и а я Длина склада в м при норме
Ширина । емкость 1 запаса
1ип склада 1 скла да на
ра с х ( х к лада 1 1 /к м 1 1
песка в .я3 в м 1 длины 7 а 4 ме- 2 ме*
в лг‘ месяцев । месяцев сяца 1 1 сяца
Каркасно-обшивной без 8 12 г, 7’1 37 i 30
заглубления пола III 12 63 1 46 37
15 12 15 68 35 28
20 12 1 •> 1 121 ; 89 72 37
>,-» 12 15 1 111 89 ! 46
35 12 G —. 124 63
За 12 15 1 — 98
То же с заглхбдением по- 8 12 45 Ю 29 24
ла на 1 м ниже уровня зем- К) 12 1.) ,>0 36 29 —
л и 15 12 15 7.1 53 43 22
20 12 15 97 ’ 70 56 29
25 12 15 120 87 70 36
35 12 15 ! 120 97 49
55 12 -Г> - — — 76
Арочный без заглхбления 10 18 90 27
пола 15 18 91) ; 39 29 23 —
20 18 111 1 51 37 30 —
25 18 90 | 62 46 37 —
35 18 90 : 86 62 51 27
13 90 I 133 96 77 40
15 24 114 I 31 —
20 21 1 11 ! 41 30 — —
ОК 24 114 1 50 37 30 —
35 24 11 1 69 50 41 22
55 24 114 ' 106 70 62 33
Арочный с заглублением 10 18 106 1 2 1 __ —
пола на 1 м ниже уровня 15 18 юо I 33 25 -- —
земли 20 18 106 j В 32 26 —
С)Ч 18 106 । 53 39 32 —.
35 18 106 ! 73 54 43 23
55 18 106 [ ИЗ 82 66 35
15 21 137 ! 27 — —- .—
20 24 137 1 34 24 — —
24 137 42 31 24 —
35 21 137 1 58 42 34 —
21 137 88 64 52 28
В табл. 19 приведены рекомендуемые размеры складов закрытого типа в зависимости от суточною расхода песка и норм запаса.
Разгрузка и транспортиров-к а сыр о г о пес к а. Для разгрузки сырого песка с платформ рядом со складом или в торце его предусматриваются разгрузочные пути. При разгрузке и транспортировке песка на склад сырого песка и к печам применяются следующие механизмы: разгрузочные установки, грейферные крапы, скреперы, транспортёры, а также вагонетки и механизированные подъёмни ки.
Основные данные скреперной установки с лебёдкой типа Л У-15 следующие:
Производительность скреперной установки при дальности скре-
перования ’ 30 — 50 м ......18 — 10 мЧчас Скорость рабочего хода скрепера 0,92 м^ек » холостого » >< 1,38 >
Тяговое усилие рабочего каната 1 360 кг
Диаметр рабочею барабана . . 290 мм
» холостого » 385 >•-
Мощность электродвигателя лебёдки ..................- 15 кет
Вес лебедки с электродвигателем 835 кг
Грейферные краны, ленточные транспортёры и другие механизмы выбираются в зависимости от необходимого объёма работ по транспортировке песка.
Сушка песка. Для сушки и подсушки песка применяются жаротрубные или барабанные печи.
Необходимое количество и тип печей определяются исходя из пробега электровозов, нормы расхода песка и производительности печей. Данные производительности печей для сушки песка приведены в табл. 20.
Таблица 20
Производительность печей для сушки песка
Гип печи Производительность в м3/час
Жаротрубная ...............
Барабанная СОБУ-1 .........
» СОБУ-1М..............
Дорог Донбасса.............
3-ходовое сушило...........
Барабанная СОБУ-2 .........
0,5
0,8
1,2
1,6
1,6—2,0
3,35
Транспортировка сухого п е с-к а . Высушенный в печах песок транспортируется в раздаточный бункер или на склад сухого песка сжатым воздухом. Раздаточные бункеры размещаются в верхней части экипировочных стойл в междупутье.
Каждый бункер имеет объём 3 или 5 л3. Из бункера песок самотёком через резиновые iii.-iaiii и или шарнирные раздвижные трубы подаётся к песочницам электровоза.
В зависимости от объёма работы предусматривается два, четыре или шесть экипировочных стойл. Эти стойла имеют канавы.
494
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
для осмотра электровозов в период экипировки. В зависимости от климатических условий экипировочные устройства делаются закрытыми или открытыми.
Смазочное хозяйство.
К смазочному хозяйству относятся сливные устройства, а также места хранения и выдачи смазок и обтирочных материалов.
Для хранения индустриального и осевого, а иногда и трансмиссионного масла предусматриваются подземные железобетонные или стальные резервуары. Слив масла в них из железнодорожных цистерн, в которых оно поставляется, производится самотёком через приёмные колодцы по грубам диаметром 200—250 мм.
Для каждого вида масла предусматривается чо одному или по два резервуара. Объём резервуаров выбирается из расчёта хранения запаса индустриального или осевого масла (летнего или зимнего) в течение 1,5—3 месяцев в зависимости от дальности подвоза масла и климатических условий района, по не менее 28 л/3 по условиям слива 25-т железнодорожной цистерны с учётом наличия переходящего запаса масла на 15—20 суток.
Ориентировочные размеры хранилищ для электровозной тяги при различном объёме работы приведены в табл. 21 и 22.
Таблиц, а 21
Ориентировочные ёмкости подземных стальных резервуаров для смазочных материалов на эксплуатацию и ремонт электровозов
Показатель
Экипировочное устройство с годовым пробегом 3 млн. элек-тровозо-км:
а) для индустриального масла . . .
б) для ла
в) для
окно го м асла . .
осевого ма
Экнп ировоч ное у строй ство с годовым пробегом 5 млн. элек-тровозо-км:
а) для индустриального
ма ела
осевого мае-
б) для ла .
в ) для
очного масла
Фиг. 5. Подземное железобетонное хранилище для смазочных материалов
Экипировочное устройство с годовым пробегом 10 млн. алектровозо-км:
а) для индустриального масла ....
б) для осевого масла ...........
в) для трансмиссионного масла .
3
'ВО ров 1 Ёмкость резервуаров
СЗ м с- S ® сз О в мл
с я " п и - й. к СЗ
с с П О о п одного
D 0Э 2 q? о
10.4 1 1 28 ] 1 | 39
6,6 1 1 28 11 j 39
1 И 11
17.4 1 1 28 11 *39
10,8 1 1 28 И }39
4,33 1 11 11
34,8 1 1 51 И j 62
21,5 1 1 28 11 }39
8,66 1 11 11
Железобетонные хранилища делаются прямоугольной формы с перегородками, образующими ёмкости для хранения различных сортов масел (фиг. 5). Эти хранилища целесообразно применять в сухих грунтах с горизонтом грунтовых вод ниже уровня днища хранилища.
Металлические хранилища выполняются в виде цилиндрических сварных или клёпаных резервуаров.
Таблица 22
Ориентировочные размеры подземных железобетонных хранилищ для смазочных материалов на эксплуатацию и ремонт электровозов
Показатель Необходимый запас масла в т при норме запаса 60 суток Количество отсеков Размер отсека в м9 Ёмкость хранилищ в м9 Строительная * характеристика хранилищ
"одного отсека общая ;.з8 j 38 67 38 9 Площадь застройки в мг Строительная куба-турахв м9
Экипировочное устройство с годовым пробегом 3—5 млн. электро-возо-км: а) для индустриального масла . б) для осевого масла в) для трансмиссионного масла Экипировочные устройства с годовым пробегом 1 0 млн. алектро-возо-км: а) для индустриального масла . б) для осевого масла в) для трансмиссионного масла 10,4—17,4 6,6—10,8 2,6—4,33 31,8 21,5 8,66 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3,65x3,65x2,40 3,65x1,15x2,40 3,65x3,65x2,40 3,65x1,15x2,40 3,65x1,15x2,40 3,65x3,65x2,40 3,65x1,1^x2,40 1.65x3,65x2,40 3,65x1,15x2,40 3,65x1,15x2,40 29 9 29 9 9 58| 91 291 j 43,7 j- 53,3 I 114 139
ЭЛЕКТРОТЯ1OBOE ХОЗЯЙСТВО
495
Все хранилища устанавливаются с уклоном = 0,01 для удобства сбора и периодической г; качки отстоя.
Остальные смазки — компрессорное и ва-ч‘.-|ивовое масло, солидол, смазка 1—13идр., а также керосин поставляются в бочках • | хранятся в своей таре.
Ежедневный расход смазочных материалов определяется исходя из установленных норм расхода смазочных материалов (см. табл. 23 и 24) и объёма работы электроподвижного состава.
Подача индустриального, осевого и трансмиссионного масел из подземных хранилищ производится сжатым воздухом. Для этою г. резервуарах монтируются выжимные баки ёмкостью 50 —100 л. Масло в них поступает из резервуаров самотёком. При нодаче сжатого воздуха в заполненные маслом выжимные баки масло под давлением направляется по трубам в специальные баки ёмкостью 300—500 л, расположенные в помещении кладовой смазочных материалов на высоте 2—2,3 м от пола. Из этих баков масло самотёком проходит через фильтры в разда-ючные баки ёмкостью по 90 л и далее через раздаточные краны в посуду потребителя.
Количество отпускаемого масла опреде-тяется взвешиванием на установленных под кранами весами.
Заправка моторно-осевых и моторно-якорных подшипников с постоянным уровнем смазки производится от специальных маслозаправочных колонок или колодцев под давлением 2—2,5 ат.
Компрессорное масло подаётся из тары бсчки) насосом в бак объёмом 300—500 л,
установленный в помещении кладовой, рядом с баками для машинного и осевого масла, на высоте 2—2,3 м. Из бака масло поступает через фильтр в раздаточный бак ёмкостью 90 л, а из него — к раздаточному крану.
В зимнее время, при низких температурах, повышается вязкость масла и замедляется его движение по трубам. Поэтому в подземных хранилищах, баках, заправочных колонках предусмотрен подогрев масла при помощи змеевиков, по которым пропускают пар из котельной. Разогрев масла в цистернах и бочках производят переносными паровыми змеевиками.
Необходимые поверхности нагрева змеевиковых подогревателей для подземных хранилищ (ориентировочные) приведены в табл. 25.
Керосин подаётся из тары 1бочки) насосом в напорный бак, установленный рядом с напорными баками для масел, от которого направляется самотёком к раздаточному крану.
Остальные смазочные материалы, потребляемые в меньших количествах, отпускаются по весу из раздаточных баков или тары, установленных в кладовой.
В кладовой обтирочных материалов установлены лари, ящики и стеллажи, в которых хранится 5—10-суточный запас чистых тряпок, фитильной пряжи, подбивочных и обтирочных концов. Обтирочные материалы отпускаются ио весу.
Принципиальная схема смазочного хозяйства приведена на фиг. 6.
План и разрезы экипировочного устройства в пункте оборота с двумя барабанными печами и четырьмя экипировочными стойлами, приме-
Таблица 23
Нормы расхода смазочных и обтирочных материалов на эксплуатацию и ремонт эле ктровозов
Наименование материалов
Индустриальное масло, ГОСТ 17 07—5! (машинное) .
'Осевое масло, ГОСТ 610 — 48 .
Компрессорное масло, ГОСТ 1>6 1—44 . . . ...
Масло приборное МВП, ГОСТ I 1805-51. .................!
трансмиссионное масло—ниг- < уел, ГОСТ 542—50 ...........'
Консистентная смазка УТВ I : - ’ з, гост 163 1—51 . . .
Консистентная смазка УС—со- ! лпдол жировой, ГОСТ 1033—5 1 1
Консистентная смазка УН—ва- 'С'.лин технический, ГОСТ 782—17 |
Смазка тормозная 4-а, ТУ МНС 1949 г.......... , . . . ,
Трансформаторное масло . . . ;
.Парфюмерное масло . . . [
Ирожировка 4 0 по ТУ МПС . I 11 рожлровка 12 во ТУ МПС .
Керосин , . .
Обтирочные материалы ... I В том числе салфетки техни- ' 'I еские ....................
Графит ......
к । Норма расхода на
(D । г- I ,
. X — 1 млн. пробе-
<и 1 до! ЕС О ' га элек трово- единицу 10000 км
д 1 S га ' <-> га 1 за для теку- единицу пробега элек-
га I ° । а’ О С о хцего ремонта, включая подъ- подъёмочного ре- периодического тровоза (на об служива-
—. 1 ёмочный и ние в экс-
а = ч X СХ , периодичес- монта ремонта плуатации)
га . о н , 5 о ! кий ремонт
кг ’ 120 120 1092 140 12 180
» 80 8(1 688 80 8 120
» 18 IS : 502 18 8 6
» 1,5 I," 14,2 1,0 0.2 0,1
» О 36 1116 •36 18 40
» 5 1 1 । 5)7 0,0 —
» - 121 3 ->
» 2 1 2 11,2 1 0.2
>- 1,5 1,0 34 0.5
>3 — . I к':! "О 0,02 0,1
1 : 1 । 8 0 8 0,1 ——
» 60 1 6 ) 1718 П) 8 10
» 75 । 71 [ 1546 49,5 6,2 10,5 ,
ЛИ 20 185 15 2/-
» <1,7 1 о ,7 160 0,5 0,3 1.3 i
496
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯПСТВО И РЕМОНТ
Т а б л и ц а 2 1
Норма расхода смазочных и обтирочных материалов на эксплуатацию и ремонт моторвагонных секций
Норма расхода на
1 млн. пробе- !
га секции для ,
11аименование = единицу единицу текущего ремонта, вк ЛЮ- единицу .. единицу 10 00 0 км 1 пробега I
капиталь- чая пол'ьёмоч- подл емоч- периоди- О. С) секции (на!
о иого средне! о ные и 1ерио- ного ческого к С-1 обслужи- ’
материалов к ремонта ремонта дические ремонты и про- ремонта ремонта sf 5- Р. S S н вание в эксплуа- ;
филакт ичес- а тации)
£ 1 кие осмотры Ф о
5 сд СР Со | СР I Сд 1 СР Сд - СР сд СР Сд СР сд СР \
И ндустриаль-
ное масло, 1 ОС I 1707—5 1:
а) машинное . кг 40 60 40 60 5 658 7 352 30 40 15 20 8 12 1;2 7,2 ’
б) веретённое Осевое масло, 1 » I 100 100 100 100 — — — — — — — — —
ГОСТ 610 — 48 Компрессорное масло, ГОСТ 1861—4 4 .... 3 3 3 3 95 95 3 2 — —
* 7 7 7 7 284 284 6 6 2 9 0,3 0,3
Масло прибор-
ное МВП, ГОСТ 1805—51 .... 1 1 0,6 0,6 9,5 9,5 0,5 0,5 0,2 0,2 0,01 0,01 ,
Тра нсмиссион-
ное масло—ниг-
рол, ГОСТ 542 — 50 . . . >> 15 15 15 15 3 129 3 129 15 15 15 15 4 4
Консистентная смазка УТВ1—13, ГОСТ 1631-51 72 72 72 72 1 281 1 281 50 50 5 5 1,5 1,5 - ‘
Консистентная
смазка УС — солидол жировой, ГОСТ 103 3—51 6 5 5 445 445 5 3 3 0,5 0,5 0,3 о.з
Консистентная
смазка УН—вазелин технический, ГОСТ 782—47 . 1,5 1.5 1 1 87 87 3 3 0,4 0,4 0,1 0,1
Смазка тормоз-
ная 4а, ТУ МПС 1 949 1,5 Р5 1,5 1,5 24 24 1.5 1,5 0,5 0,5
Трансформаторное масло . . » 2,4 2,4 2,4 2,4 —. .
Парфюмерное 0,5 0,15 1
масло .... » 0,2 0,2 0,2 0,2 0,5 0,15 — — — — —™ —— I
Прожировка 40 1
по ТУ МПС . . . » 0,5 0,5 0,5 0,5 8 8 j 2 0,05 0,05 — - — “ 1
Прожировка 12 по ТУ МПС . . . 0,5 0,5 0,5 0,5 2,5 2 5 0,15 0,15 0,05 0,05 — :
Керосин .... Обтирочные » 33 33 30 30 633 633 50 50 о 5 0,2 0,2 1,6 1.6 j
материалы .... В гом числе салфетки техни- 59 59 59 59 1 041 1 041 21 21 2,5 0,9 0,9 3,2 1
ческне » 15 15 15 15 200 200 10 10 1,1 1,1 0,2 0,2 — —
Графит .... 1 1 1 1 10,5 10,5 1,5 1,5 0,15 0,15 — — 2 2 !
няемого при годовом пробеге электровозов примерно 10 млн. алектровозо-км показаны па фиг. 7.
Таблица 25
Ориентировочные поверхности нагрева змеевиковых подогревателей
Тип подземного хранилища
Металлическое хранилище
Железобетонное хранили ще
Объём хранилищ в м3 Поверхность нагрева змеевиковых подогревателей в мг
51 8,9
28 5,6
И 3,1
3,65x3,65x2,4 5 2
3,65 х1,15 х 2,4 2,5
План и разрезы экипировочного устройства закрытого типа с двумя жаротрубными печами и двумя экипировочными стойлами, рассчитанного на годовой пробег электровозов примерно 5 млн. алектровозо-км, показан на фиг. 8.
Экипировочное устройство открытого типа показано на фиг. 9.
Схема расположения экипировочных устройств на территории станции показана на фиг. 10.
Ориентировочная потребность экипировочных устройств в основном технологическом оборудовании с различным объёмом работы приведена в табл. 26.
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ хозяйство
497
, Условны е обизна чения'
----трубопровод для машинного масла
+++- трубопровод для особого масла
*-*- *- трубопровод для компрессорного масла v-v-y трубопровод для керосина
— конденсатопровод
- - паропровод
- - воздухопровод
н»ч конденсационный горшок
обратный клапан
1Ж1 кран пробковый
сх) вентиль
заглушка
pf расходный счётчих для масел
трёхходовой кран сКз регулятор давления
Фиг. 6. Принципиальная схема смазочною хозяйства: 1 - резервуар для машинного' масла; 2 — ре* зервуар для осевого масла; «У —1ыжимной бак;4—предохранительный клапан; 5— бак для керосина; 6 — бак для компрессорного масла; 7—бак для осевою масла; 8 — бак для индустриального масла;
9 - раздаточный бак для компрессорною масла; /6- раздаточный бак для осевого масла; 11 — раздаточный бак для индустриального масла; 12 — фильтр для компрессорного масла; 13 — фильтр для-осевого масла; 14—фильтр для индустриального масла; 15—бак для индустриального масла (под давлением); /9 —сливной бак; \17 — насос: 18 — маслозаправочные колонки; 19 — регулятор давления; 20 — манометр; 21- огневой предохранитель; 22 — раздаточные краны; 23 — воздухораспределительное устройство;
24 — устройство для разогрева бочек; 25 — воздухосборник; 26 — влагоотделитель^
Т*а б_л и ц а 26
Ориентировочная потребность экипировочных устройств в основном техьологическом^оборудовании
Наименование оборудования Тех ническая характеристика Единица измере. НИЯ Количество оборудования для экипировочною депо с годовым пробегом Примечание
3 млн. км_ 5 млн. км 10 млн./ел
Песочное хозяйство
Барабанная печь типа Производи тельность шт. — — о
С0БУ-1М 1,2 м3/ч
Барабанная печь типа Производительность » - о
СОБУ-1 0,8 м3/ч
Жаротрубная печь Производительность —
0,5 м3!ч
Выжимной бак Емкость 1 м3, высота 4> 2 4
2, 05 м
Скреперная лебёдка ЛУ-15 Мощность двигателя >> 1 I L—2 Менгшее количест-
14,5 кет, число оборо- во относится к скла-
Скрепер для песка тов 1 500 об!мцн. ду с использованием
Ёмкость 0,3—0,4 м3 » 1 1 1—2 для загрузки песка
Передвижной блок Диаметр блока 250 мм к ом и л. 2 1—2 ленточных транс-
Головные, хвостовые и вспо- Диаметр 250 мм » 6—9 6—9 6—12 портёров В зависимости от
могательные блоки Направляющие ролики Диаметр 150 » А 6 6 6 способа транспорты ровкв песка и длины
Мачты Высота 4 м » склада количество
II! T. 1 1 1 блоков и роликов
изменяется
32 Том 9
электротяговое хозяйство И РЕМОНТ
Продолжение
Наименование оборудования Техническая характе ристика Единица измере-t НИЯ j 1 Количество оборудо- 1 вания для экипиро- ' вечного депо с годовым пробегом
3 млн. км 5 млн. км 10 мли. км Примечав ие
Монорельс 1 । пог. а V ! 1 Устанавливается в 1 зависимости о г длины склада
Транспортёр ленточный Ширина ленты 400 м, мощность двигателя 4,5 кет | шт. 1 — При использовании i для загрузки склада ленточного транс-
Плужковый сбрасыватель 1 Передвижной — — 1 портера длина лен-'
Нескораздаточный бункер Ёмкость 3—5 мй i 2 > 4 ты принимается в '
Рукав резино-тканевый 0 внутренний 7 6 мм 4 1 « зависимости от 1
Компрессор ВК.-3-6 Производительность 3 м*1мин, мощность 26 кет, 720 об [мин » 1 1 1 длины склада j
Масловлагоотделитель — * 2
Резервуар для сжатого воздуха Ёмкость 6 др и давление 7 ат » 1 1 I 1
Мотор-генерагор для ввода электровозов Генератор ПН-290, 4 0 кот, 23 0 в, 1 470 об/мин., двигатель 5 5 кет компл. 1 1 1
Смазочное хозяйство
Бак для керосина Емкость 500 л шт. 1 1 1
» » индустриального » 3 00 л >> 1 1 1
масла
Бак для осевого масла Ёмкость 300 — 500 л -> 1 1 1
» » компрессорного Ёмкость 300 л л> 1 1 1
масла
Бак для индустриального » 300 » » 1 1 1
масла под давлением
Раздаточный бак для и иду- » 90» 1 1 1
стриального масла » 90 »
Раздаточный бак для осево- 4> 1 1 1
го масла
Раздаточный бак для ком- » 90 » » 1 1 1
прессорного масла Диаметр 0,215 м, высота 0,3 м
Фильтр для компрессорного масла » 1 1 1 1
Фильтр для осевого масла Диаметр 0,215 м, высота 0,3 м » 1 1 1
Фильтр для индустриального масла Диаметр 0,215 м, высота 0,3 м » 1 1 1
Сливной бак 1^ = 500 л •> 1 1 1
Насос — » 1 1 1
Маслозаправочные колонки Ёмкость бака 100 л » 2 2 О i
или колодцы (с мерниками) 1
Огневой предохранитель — » 1 1 1
Манометр Давление 3 и 1 0 ат » 1 1 1
Регулятор давления Редукционный клапан, диаметр 1" » 1 1 1
Резервуары для хранения индустриального масла резервуары для хранения Ёмкость 51 м3 Ёмкость 28 м3 При нимаются по табл. 21 или 22 То же
осевого масла ЁМКОСТЬ 11 м3 j
Выжимной бак шт. 4 4 ! 4
Настольные весы Грузоподъёмность 10 — 20 кг циферблатные * i - i
Весы десятичные Грузоподъёмность 1 000 кг шт. 1 1
Бак для консистентных смазок Размер 0,5;>х0,55х 0,4 мм » 3 3 i 3
Ларь для обтирочных мате- 1,2х 0,8 х 0,8 мм » 1 1 i 1—2 1
риалов 2 2-3 j
Стеллажи полочные — » 2
Мастерская
Верстак слесарный иа двое 2 500x850x 850 мм — 1 1 1
тисков
Вертикально-сверлильный Диаме тр сверла до 1 2 мм —• — 1
станок
Наждачное точило Диаметр круга 120 мм » — — 1
Стеллаж 2 000х 700х900х х1 1 00 мм » — 1 1
Шкаф 1 000 х 550 х 2 000 мм » — 1 1 1 1
Виорел no 4 /4
Фиг. 7. Экипировочные устройства в пункте оборота с двумя барабанными печами и четырьмя экипировочными стойлами (план и разрезы): /--(тойладля экипировки и осмотра электровозов; // — буфет; /// — красный уголок; IV - санитарный! узел; У —контора; VI — душ; V7//—гардероб; Г///--комната дежурного по депо; IX — комната локомотивных бригад; X — кладовая; XI — мастерская; XII— кладовая обтирочных материалов; XIII— комната экипировщиков; XIV — масляное хозяйство; XV — котельная; X VI — компрессорная; X VII — трансформаторная; X VIII — пес к осушил ка; XIX— закрытый склад песка; XX — открытый склад^песка; XXI -будка управления; 1 — трехходовое сушило; У —выжимной бак; з- бмнкер; 4 — пескораздаточный бункер на опоре; 5—разгрузочная машина; 6— поперечный ленточный транспортёр; 7—продольный, ленточный транспортёр; 8 - скреперная лебёдка; 9 — резервуары для индустриального масла; 10 — резервуары для осевого масла; 11 — резервуар для трансмиссионного масла; /у - склад угля; 13 — путь для слива масла и разгрузки песка; 14 --установка для удаления отходов
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
500
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Фиг. 8.' Экипировочное устройство закрытого типа с двумя барабанными печами типа СОБУ-1 и двумя экипировочными стойлами (план и разрезы): / — стойла для экипировки и осмотра электровозов; // — кладовая для обтирочных материалов; /// —кладовая для смазочных материалов; I V — раздаточная; у —комната экипировщиков; V/— санитарный узел; V// — пескосушилка; V/// —склад песка; 1 — бак для индустриального масла; 2 — бак для осевого масла; 3 — бак для компрессорного масла; 4 — бак для керосина; 5 —воздухораспределительное устройство; 6 — поддон и настольные весы; 7 —бак для смазки; 5 — бак для трансмиссионной смазки; 9 — бак для солидола; 10 — стол и настольные весы; // — ларь для обтирочных материалов; 12 — шкаф; 13 — стол конторский; 14 — печь для сушки песка типа СОБУ-Г, 15 — разгрузочный путь; 16 — стеллаж; /7—маслозаправочная колонка; 18 — пескоразда очный бункер; 19 — контактный провод; 20 — шланг или раздвижная труба; 21 — резервуары для индустриального масла; 22 — резервуары для осевого масла; 23 — стеллаж для малых ёмкостей; 24 — весы десятичные; 25 — резервуар для сжатого воздуха; 26-мотор-генератор: 27 — мотор-компрессор
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
502
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Фиг. °. Экипировочное устройство открытого типа
Фиг. 10. Схема расположения экипировочных у( тройств на территории станции: 1— экипировочное устройство;
2 — путь отстоя; .у—контрольный ПОсТ
ТЕРРИТОРИЯ ДЕПОВСКОГО ХОЗЯЙСТВА
В состав деповского хозяйства входит депо со всеми необходимыми обустройствами и путевым развитием.
Территория деповского хозяйства размещается возможно ближе к приёмо-отправочным паркам.
Путевое развитие должно обеспечивать удобную выдачу электроподвижного состава под поезда и следование его в депо с минимальным пересечением главных путей, маршрутов поездов и наименьшим производством маневровых передвижений.
С тяговой территории должно быть нс менее двух самостоятельных выходов на станционные пути.
На фиг. 11 показана схема деповского хозяйства электровозного депо.
Определение потребной длины путей для стоянки электроподвижного состава. Длина путей для стоянки электроподвижного состава зависит от количества единиц подвижного состава, одновременно находящихся на отстое, и от длины каждой единицы.
Длина путей для стоянки резервной, нарка электроподвижного состава Lp определяется по формуле:
Lp = пп (L3 3) м,
где пр—количество единиц электроподвижного состава, стоящих в резерве;
1-3 — длина единицы электроподвижного состава.
Длина путей отстоя действующего электровозного парка определяется го формуле:
Ц 2
Ld = пд “1440- + 3) м>
где nd — число электровозов, имеющих стоянку на деповских путях в течение-су то к;
Д — среднее время стоянки электровоза на деповских путях в минутах, принимаемое по графику оборота;
Д — время на заход и выход электровоза с мест стоянки в мин.;
1-3 — длина электровоза.
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
503
Фиг. 11. Схема деповского хозяйства электровозного депо с экипировочным устройством: / — цех подъёмочного ремонта; 2— цех периодического ремонта и »тойла контрольно-технического осмотра; 3 — стойла для экипировки и осмотра электровозов; 4—склад песка; 5—комната дежурного по депо; 6—кладовая; 7 —котельная; 8- склад угля; 9 — пути отстоя действующего и резервного парка; 7(2 —хозяйственный тупик; //—контрольный пост
Длина путей отстоя действующих электропоездов !0 определяется по формуле:
£о = (Ln + 3) м,
где пп — максимальное количество элешро-поездов, одновременно находящихся на отстое, принимаемое по графику оборота;
L,, — длина электропоезда в м.
Длина каждою пути отстоя должна обеспечивать установку всего электропоезда бее расцепки секций.
При производстве техническою осмотра электроподвижного состава иа путях отстоя на них должна быть предусмотрена смотрива" канава.
ЛИНЕЙНЫЕ ПУНКТЫ
11а участках с могорнаюиной тяюй предусматриваются линейные пункты, предназначенные для обслуживания моторваюппых секций и локомотивных бригад.
Линейные пункты разделяются на юлов-пыс, располагаемые на узловых и участковых станциях, и нолевые, размещаемые на зонных или конечных станциях участка.
На линейных пунктах производится:
1) осмотр моторват оииых секций;
2) устранение мелких неисправностей без захода в депо;
3) отстой моторвагонных секций между рейсами;
4) внутренняя влажная уборка и санитарная обработка вагонов;
5) отдых локомотивных и поездных бригад в период ночного отстоя составов.
Кроме тою, на юловпых линейных пунктах производится смена локомотивных бригад и проводятся технические занятия е бригадами.
В состав линейного пункта входят:
1) здание линейного пункта с необходимыми помещениями для обслуживания мотор-ваюипых секций и локомотивных бригад;
2) смотровая канава для осмотра подва-।оттого оборудования;
3) пути отстоя с устройством для снятия напряжения с контактной сети.
В здании юловпого линейного пункта размещаются:
1) комната дежурною по пункту площадью 10—12 ж2;
2) помещение нарядчика локомотивных бригад площадью 8—10 ж2;
3) комната локомотивных бригад площадью 8-10 ж2;
4) мастерская площадью 8—12 м'~;
3) компа га для технических занятий с локомотивными бригадами.
Фиг. 12. План здания головного линейною пункта, расположенного га расстоянии мерсе 1 км от основного депо с размерами движения от 5 до 15 млн. секцие-км в год: /—мастерская; 2—гардероб; 3 — комната бригад: 4--комната нарядчика; 5—комната дежурного по !линейному пункту'; 6 — санитарный узел
504
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Фиг. 13. План здания головного линейного пункта,расположенного на расстоянии более 1 км от основного депо с размерами движения около 15 млн. секцие-км в год: / — комната технической учёбы
2 — мужской гардероб на 102 шкафа; я —санитарный узел; 4 — мужской гардероб на 100 шкафов;
S — женский гардероб на 25 шкафов; 6 — мастерская; 7 —комната нарядчика; 8 — комната бригад;
9— комната дежурного по линейному пункту
Площадь этой комнаты определяется из расчёта единовременного присутствия на занятиях около 20% штата локомотивных бригад и 1,25 я2 площади на 1 чел. (табл. 27);
6) гардероб для одежды локомотивных бригад с индивидуальными шкафчиками, имеющими два отделения для производственной и уличной одежды, площадью 0,5 X 0,35 м2 (см. табл. 27).
При расположении головного линейного пункта на расстоянии менее 1 км от основного депо комната для технических занятий и гардероб предусматриваются в депо.
Примерное расположение помещений в головных линейных пунктах показано на фиг. 12 и 13.
В здании полевого линейного пункта размещаются:
Таблица 27
Ориентировочные площади комнат линейного пункта для технических занятий н гардероба в зависимости от объёма работы секций при трёхсекционных поездах
Показатель
Линейный пункт при размерах движения до 5 млн. секцие-км
В год То же до 10 млн. сек- 20,7 75 43,1
цие-км в год То же до 15 млн. секцие- 37,0 150 8,2
км в год 50,2 22о 114,5
Фиг. 14. План здания полевого линейного пункта, рассчитанного 'на отстой четырёх трёхсекционных составов моторвагонных секций; 1—комната для инвентаря; 2—-комната уборщиц; з—душ; 4—раздевальная; 5 — гардероб; б—санитарный узел; 7— комната дежурного по линейному пункту; 8 — мастерская; 9 — комната для принятия пищи; 10 — кубовая
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
505
1) комната дежурного по пункту площадью 10—12 ж2;
2) слесарная мастерская площадью 9 — 3 щ2;
3) комната уборщиц электросекций площадью 11 —13 я2 с индивидуальными шкафчиками размером 0,5 X 0,35 я2;
ваться возможность получения горячей воды из бойлера для влажной уборки секций, устанавливаемого в котельной. Площадь котельной павпа 30—32 л/2.
Примерное расположение помещений полевого линейного пункта приведено на фиг. 11 и 15.
Фиг. 15. План здания полевого линейного пункта с комнатами отдыха локомотивных и поездных бригад, рассчитанного на огстсй четырёх трёхсекционных составов моторвагонных секций: 1 — мастерская; 2 — комната для приёма нищи; 3 —инвентарная;^ —сушильная; 5 — котельная; 6 — комната дежурного ио линейному пункту; 7— комната уборщиц; 3 —комната отдыха на 4 чел.; 9— гардероб, 19 — раздевальная; // — душ; 12—санитарный узел; 13—комната отдыха на 8 чел.; / У—комната отдыха на 3 чел.;/5—бельевая
4) инвентарная площадью 7 —10 я2 для хранения инвентаря уборщиц;
5) кубовая площадью около И я2 с кубом для нагрева воды, используемой при влажной уборке секций (при печном отоплении);
6) комната для принятия пищи площадью от 5 до 18 я2.
При устройстве котельной в здании полевого линейного пункта должна предусматри-
При отсутствии па станции комнат отдыха для локомотивных и поездных бригад на линейных пунктах предусматриваются также:
1) комнаты отдыха площадью по 2,5— 3,5 .и2 на 1 чел.;
2) сушильная площадью 7—10 я2 для сушки одежды локомотивных и поездных бригад;
3) бельевая площадью 7—10 я2 для хранения белья.
506
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕМОНТА ИОСМОТРА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Содержание электроподвижного состава в технически исправном состоянии и его длительная работоспособность обеспечиваются надлежащим уходом при эксплуатации и плановым оздоровлением, основанным на периодическом выполнении необходимого ремонта. Для этого электроподвижной состав по совершении определённого пробега или через установленные промежутки времени подвергается плановому осмотру, ревизии и ремонту.
В существующей системе ремонта по способу его производства различают:
а) ремонт электроподвижного состава без его разборки — малый периодический и большой периодический;
б) ремонт с разборкой электроподвижного состава — подъёмочиый, средний и капитальный.
М. а л ы й периодически й р е-м о н т имеет своей целью производство ссмотра и ревизии ответственных частей оборудования и необходимого ремонта их, обеспечивающего нормальную работу электро-иодвижпого состава между плановыми ремонтами. У электросекций предусматривается также приведение кузовов и пассажирских помещений вагонов в надлежащее санитарно-гигиеническое и культурное состояние.
Большой и е р и о д и ч е с к и й р е-м онт наряду с выполнением работ в объёме малого периодического ремонта имеет, кроме того, своей задачей производство обточки бандажей колёсных пар без их выкатки и ревизию пятниковых опор п междутележеч-ного сочленения (у электровозов) с подъёмкой кузова и разъединением тележек.
Перечень основных работ при периодическом ремонте электровозов и электросекций приведён соответственно в табл. 1 и 2.
По д ъ ё м о ч и ы й р е м о и т имеет основным назначением производство ревизии
Перечень основных работ, выполняемых
подшипниковых узлов тяговых двигателей и вспомогательных машин, пропитку их обмоток с обточкой и продорожкой коллекторов, освидетельствование колёсных пар, переборку пружинных пакетов зубчатых передач,, окраску кузовов и проведение других работ по проверке и ремонту главнейших скрытых узлов подвижного состава с их разборкой для поддержания в исправном состоянии между средними ремонтами.
Средний ремонт предусматривает периодическое оздоровление электроподвижного состава, освидетельствование всех частей оборудования и аппаратуры со снятием их, пропитку обмоток тяговых двигателей и вспомогательных машин, устранение износов, ремонт частей и частичную замену их новыми. При среднем ремонте электровозы и электросекции приводятся в состояние полной исправности, обеспечивающее нормальную работу их на протяжении установленного пробега.
Капитальный ремонт-— генеральный ремонт, имеющий целью восстановление основных частей механического, электрического и пневматического оборудования электроподвижного состава, не обеспечивающих его дальнейшую нормальную эксплуатацию.
При капитальном ремонте электровозы и электросекции приводятся в состояние, обеспечивающее выполнение установленной для них нормы пробега до следующего капитального ремонта.
Капитальный ремонт предусматривает снятие, разборку и освидетельствование всех частей оборудования электровозов и электросекций, замену электропроводов и других неюдьых частей новыми и восстановление изношенных со строгим соблюдением установленных норм износа.
Перечень основных работ при подъёмоч-ном, среднем и капитальном ремонте электровозов и электросекций приведён в табл, й и 4.
Таблица !
при периодическом ремонте электровозов
.. 1 Г
Малый периоднческги ремонт
,1 Большой периоди
Малый периодический ремонт I ческий ремонт
Цо механическому оборудованию
а) осмотр колёсных пар, бук- i ; совых узлов, рам тележек и их i сочленения, рессорного под-I вешивания, тормозной рычажной передачи, песочниц, ударно-сцепных устройств, опор и рамы кузова и других частей и деталей механического обо- ; рудования;
б) проверка всех болтовых соединений (остукиванием), крепление ослабших и замена : негодных болтов н гаек;
в) исправление повреждён- ных сварочных швов; j
I I
'1 о же, что при ма-1 лом периодическом ремонте и, кроме того:
а) обточка бандажей колёсных пар бег. выкатки из-под электровоза;
б) полный осмотр автосцепных устройств со снятием и разборкой;
в) ревизия пятниковых опор с подъёмкой кузова;
г) измерение разбегов колёсных пар и букс с проверкой их расположения в тележках и доведение их до установлен• ных норм;
д) ревизия зубчатых пере-редач и моторно-осевых подшипников в соответствии с у становленпыми сроками;
е) проверка, прочистка и исправление смазочных устройств;
ж) устранение неисправностей дверей, окон, их запоров, замков и других деталей кузовного оборудования
г) ревизия сочле-' нения тележек с их; разъединением .
i i
РЕМОНТ и содержание электроподвижного состава
507
Продолжение
Малый периодический ремонт j Б°“рП~и- |! Малый периодический ремонт i Е веский реХТ' j
.. : _____ j
По тормозному н пневматическому оборуйованкю
а) ревизия автотормозных приборов и компрессоров;
б) полная смена смазки в компрессорах через один периодический ремонт;
в) проверка состояния воздухопроводов и резиновых рукавов и устранение утечек воздуха;
То же, что при малом периодическом ремонте
г) проверка манометров в со-। ответствии с установленными | сроками;
д) испытание тормозов;
i е) проверка действия руч-П ново насоса, тифонов и свист-Г кон п другого пневматического!
I оборудования I
Но тяговым ивигатеяям и вспомогательным машинам
а) продувка тяговых двига- । толей сухим сжатым воздухом, . очистка и протирка остовов 1 машин снаружи и внутри;
б) проверка уплотнения кры шек коллекторных люков и их запоров;
1 в) измерение сопротивления изоляции обмоток якорей и катушек полюсов;
, г) осмотр коллекторов (с за-
1 чисткой их прн необходимости);
! д) осмотр и протирка изоля-' топов кронштейнов щёткодер-
жателей с заменой негодных;
е) осмотр щёткодержателей; ревизия их с отъёмом в соот-
1 ветствии с ; становленными . с юками;
'1 о же, что прн малом периодичес ' ком ремонте I
Ж) проверка состояния щёток и замена негодных;
з) проверка состояния доступных осмотру поверхностей изоляции катушек и бандажей якоря;
и) проверка состояния и крепления перемычек и проводов:
к) проверка крепления полюсов, подшипниковых щитов, фундаментных болтов (у вспо-Moj тельных машин), крышек, пробок и других креплений;
л; добавление смазки в буксы роликовых н шариковых подшипник он
I |;
Пи э leunip’t'iM кой а и a I р io/1, i>1 j иионрачем-им цепям
3) осмотр и очишка всей -лектрической аппаратуры от пыли и нагара со снятием ду-I огасительных камер у контак-: оров и быстродействующею г ы ключа теля;
б) зачистка или смена силовых контактов у контакторов;
в) проверка блокировочных контакторов;
г) проверка отсутствия заедания в подвижных частях anil i разов;
д) проверка креплений аппаратов и проводов;
•я устранение утечек воздуха в приводах аппаратов;
ж' проверка чёткости и последовательности срабатывания .ннарагов по таблице включе-ч ня
1о жс, что при малом периодическом ремонте, и, кроме'1 то ю:
а) прежнровка ма.. -' жет пневматических: приводов пап го' ра -фов и групповых,! переключателей ти । пов ПКГ, ИР, НТК, ПШ; [I
б) промывка акку ;j муляторной батарсин в соответствии с ус-|| тановленнымп сро ками !|
sI проверка характеристик, пантографов; !
п) ревизия шарнирных соеди-i пени!! пантографов в соответ-! сгвии с установленными Сроив м и,
ю проверка напряжения на . а ж и м а х у д с рж ива ющ е й к а -у- мкп быстродействующего вы: лючателя;
.-I, проверка полости изоляции пусковых сопротивлений;
м) проверка целости заземления электрических печей, аппаратов и вспомогательных машин и исправности защитных электрических блокировок;
н) осмотр аккумуляторной батареи, проверка напряжения всех элементов; при необходимости у равпительная подза-| рядка или перезарядка батареи!
По оборудованию мнцсСо назначения
а) осмотр и проверка защитных устройств ио технике безопасности ;
1 о же, что при, малом периодичес-1 ком ремонте !
б) текущий осмотр или периодический ремонт скоростемеров и их приводов;
в) осмотр оборудования автоматической локомотивной сигнализации и автостопов i
508
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 2
Перечень основных работ, выполняемых при периодическом ремонте электросекций
Малый периодический ремонт
Большой периодический ремонт
Мал ы й периодический ремонт
Большой периодический ремонт
По механическому оборудованию
j По электроаппаратуре и электрическим цепям
а)осмотр колёсных пар, зубчатых передач, тележек, рессорного, люлечного и траверсного подвешивания, моторно-осевых подшипников, автосцепных устройств, рамы и опор кузова, тормозной рычажной передачи;
б) проверка и измерение проката, толщины гребней и толщины бандажей, зазоров в моторно-осевых подшипниках, смещения шестерён относительно зубчатого колеса, поперечных и продольных зазоров между буксами и наличниками, зазоров между роликовыми скользунами люлечного бруса и скользунами кузова, расстояния между нижней точкой люлечного подвешивания и головкой рельса, высоты оси головок автосцепок, перекоса кузовов вагонов
То же, что при малом периодическом ремонте, и, кроме того:
а) обточка бандажей колёсных пар без выкатки из-под вагонов;
б) ревизия роликовых подшипников колёсных пар;
в) ревизия пятников и подпятников;
г) полный осмотр автосцепных устройств со снятием и разборкой
По тормозному и пневматическому оборудованию
а) очистка и продувка ящиков электрической аппаратуры, протирка изоляционных стоек, валов,барабанов и изоляторов;
б) измерение сопротивления изоляции ящиков аппаратуры и проводов, а также проверка проводов на целость и замыкание; измерение омического сопротивления ящиков пусковых сопротивлений;
в) проверка прочности крепления аппаратов и проводов и состояния подвесных деталей, ремонт ящиков и крышек аппаратов и их уплотнения;
г) проверка исправного действия аппаратов, блокировок, зачистка или смена контактов (у контакторов);
д) проверка характеристик пантографов;
е) ревизия шарнирных соединений пантографов в соответствии с установленными сроками;
ж) осмотр аккумуляторной батареи, проверка напряжения всех элементов и плотности электролита;
и) перезарядка батареи через один периодический ремонт
То же, что при малом периодическом ремонте, и, кроме того;
а) ревизия пневматических приводов электрических аппаратов;
б) промывка аккумуляторной батареи в соответствии с установленними сроками
I
I
а) ревизия автотормозного оборудования, манометров и компрессоров в соответствии с установленными сроками;
б) проверка аппаратов элек-тропневматических тормозов;
в) проверка состояния воздухопроводов и резиновых рукавов и устранение утечек;
г) испытание тормозов
То же, что при малом периодическом ремонте, и, кроме того:
а) ревизия пневматических и элек-тропи евматических воздухораспределителей ;
б) ревизия ручного насоса и приводов стеклопротирателей
По оборудованию общего назначения
а) текущий осмотр или пе-' риодический ремонт скоросте-1 меров и их приводов; I
б) осмотр оборудования ав-| томатической локомотивной!
сигнализации и автостопа
То же, 4iO при малом периодическом ремонте
По кузовному оборудованию
По тяговым двигателям и вспомогательным машинам
а) продувка тяговых двигателей и вспомогательных машин сухим сжатым воздухом, очистка и обтирка остовов машин снаружи и внутри;
б) измерение сопротивления изоляции машин;
в) осмотр и проверка состояния коллекторов, щёткодержателей и их кронштейнов (с протиркой изоляторов и сменой изношенных щёток), поверхностей катушек, полюсов, перемычек, проводов подшипниковых щитов, вентиляторов, коллекторных люков и надёжности подвески машин;
г) добавление смазки в буксы роликовых и шариковых подшипников машин (через один периодический ремонт)
То же, что при малом периодическом ремонте
а) осмотр и проверка состояния внутреннего убранства вагонов, а также дверей и окон, замков и др. с устранением обнаруженных неисправностей;
б) осмотр и проверка состояния наружной обшивки кузовов, крыши, поручней лестниц и др.
То же, что при малом, периодическом ремонте
Уборка вагонов
а) протирка стёкол снаружи и внутри;
б) влажная уборка (горячей водой с мылом) стен, диванов, полов, протирка поручней,! промывка и дезинфекция обо-| рудования туалетных помещен ний;
в) мойка и протирка кузовов снаружи;
г) дезинфекция вагонов по графику
То же, что при малом периодическом ремонте
ремонт и содержание электроподвижного состава 599
Таблица 3
Перечень основных работ, выполняемых при подъёмочном, среднем и капитальном ремонте электровозов
Подъёмочный ремонт
Средний ремонт
Капитальный ремонт
Но механическому оборудованию
а) выкатка тележек, осмотр' рам с заменой негодных придонных болтов, ремонт сочле- i нения тележек I
а) выкатка тележек, инструментальная проверкарамс устранением взносов, замена негодных призон-ных болтов, ремонт сочленения;
б) освидетельствование н I обточка колёсных пар, пере- > борка пружинных пакетов зубчатых колёс; i
в) ремонт буксового узла с | заменой изношенных налични-
ков;
г) ревизия и необходимый ремонт рессорного подвешивания;
б) освидетельствование и обточка колёсных пар с заменой изношенных бандажей и венцов зуб-
чатых колёс:
в) ремонт буксового узла с заменой наличников;
г) разборка и ремонт рессорного подвешива ния;
д) периодический ремонт тормозной рычажной передачи;
д) разборка и ремонт тормозной рычажной передачи;
е) полный осмотр и необходимый ремонт ударно-сцепных устройств;
ж) осмотр и ремонт песочниц;
з) осмотр и ремонт опор кузова;
и) осмотр рамы, дверей, окон и других частей кузова с исправлением дефектных мест;
к) наружная окраска обшивки н крыши кузова, окраска кабин
е) полный осмотр и ремонт ударно-сцепных устройств;
ж) ремонт песочниц <• заменой негодных труб;
з) ревизия и ремонт опор кузова;
и) осмотр и проверка рамы, обшивки и крыши кузова, поручней лестниц, жалюзи, люков, окон и дверей, полов и обшивки кабин, а также каркасов и фундаментов с исправлением дефектных мест;
к) окраска тележек;
л) наружная и внутренняя окраска кузова с частичной очисткой старой наружной краски
а) выкатка -ележек, снятие и разборка всего оборудования и выемка шкворневых балок, проверка и восстановление размеров рамы, восстановление размеров отверстий под призонные болты с заменой последних, ремонт сочленения с заменой шкворня и шара;
б) новое формирование или переформирование колёсных пар с заменой бандажей и венцов зубчатых колёс;
в) восстановление размеров буксового узла;
। г) восстановление размеров дета-। лей рессорного подвешивания с ! заменой рессорных хомутов, вту-; лок, валиков и призм на новые;
I д) восстановление размеров дета-1 лей тормозной рычажной передачи с заменой втулок и валиков на новые;
е) полный осмотр и ремонт удар-
1 но-сцепных устройств с заменой ! негодных частей на новые;
1 ж) ремонт песочниц с заменой песочных труб и негодных деталей
' форсунок на новые;
j з) ремонт опор кузова с восста-: новлением размеров пят и сменой ! пятниковых болтов:
। и) проверка рамы кузова с нс-' правлением или заменой дефект-! пых мест;
I
!
1 к) проверка н ремонт карка ов н i обшивки кузова и крыши, поручней лестниц, каркасов и фундаментов для оборудования;
л) смена внутренней обшивки и
[ полов в кабинах;
I м) смена негодных деталей окоп
! и дверей;
' и) окраска тележек с удалением 1 старой краски;
; о) наружная и внутренняя окрас-
| ка кузова с полной очисткой на-
| ружной старой краски
По автотормозному а пневматическому оборуд ованию
а) периодический ремонт автотормозного оборудования н компрессоров;
б) осмотри промывка воздушных резервуаров или гидравлическое испытание их в соответствии со сроками;
в) осмотр, очистка н продувка воздухопроводов;
г) испытание тормозов; 1
д) проверка и ремонт ручного > насоса, тифонов, свистков и I другого пневматического обо- | рудования j
а) снятие и ремонт всего автотормозного оборудования;
б) промывка и гидравлическое испытание воздушных резервуа -ров;
в) осмотр, очистка, продувка и ремонт воздухопроводов;
г) испытание тормозов;
д) снятие и ремонт ручного насо- i са, тифонов, свистков и другого пневматического оборудования
| а) снятие и ремонт всего автотормозного оборудования с частич-। ной заменой деталей и приборов I на новые;
! б) гидравлическое испытание или
| замена воздушных резервуаров;
в) полная разборка, очистка и испытание воздухопроводов с за-
1 меной негодных труб;
г) испытание тормозов;
д) снятие и ремонт ручного насоса, тифонов, свистков н другого пневматического оборудования с заменой негодных деталей
По тяговым двигателям и вспомогательным машинам
а) пропиточный ремонт тяговых двигателей н вспомогательных машин
а) средний или капитальный ремонт тяговых двигателей и вспомогательных машин;
б) ремонт вентиляторов
| а) капитальный или средний ре-I монт тяговых двигателей и вспомо-I гательных машин или замена их
।новыми;
j б) ремонт вентиляторов с отъёмом 1 кожухов
510
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
П родолжение
Подъёмочиый ремонт
Средний ремонт
Капитальный ремонт
По электрической аппаратуре и электрическим цепям
- а) осмотр и ремонт электри- 1
! ческой аппаратуры с прожировкой манжет пневматических
п риводов;
б) регулировка защитной ап- j паратуры и реле;
। в) проверка измерительных приборов; |
г) промывка аккумуляторной I батареи; |
д) осмотр и проверка целости | изоляции проводов и их креп- ' ления;
е) испытание электрической прочности изоляции пантографов;
ж) проверка правильности действия электрических аппаратов и цепей в соответствии ; со схемой
а) снятие, ремонт, регулировка и испытание всех электрических аппаратов;
б) проверка и ремонт измеритель-ных приборов;
в) замена аккумуляторной батареи;
г; проверка изоляции и крепления проводов с исправлением дефектных мест и окраской пучков;
д) испытание электрической прочности изоляции всех цепей;
е) проверка правильности действия электрических аппаратов и цепей в соответствии со схемой
а) снятие, ремонт, регулировка ! и испытание всех электрических аппаратов с частичной заменой их новыми;
б) проверка и ремонт измерительных приборов или замена их новыми;
в) замена аккумуляторной батареи;
г) замена всех высоковольтных и низковольтных проводов;
д) испытание электрической прочности изоляции всех цепей;
е) проверка правильности дейст- ! ; вия электрических аппаратов и
। цепей в соответствии со схемой
По оборудованию общего назначения
а) осмотр, проверка и ремонт, защитных устройств по техни- I ке безопасности; I
б) периодический ремонт и испытание скоростемеров и их
1 приводов;
в) осмотр и проверка оборудования автоматической локомотивной сигнализации и автостопов
а) осмотр, проверка и ремонт защитных устройств по технике безопасности;
б) периодический или капитальный ремонт и испытание скоростемеров и их приводов;
в) ремонт и проверка оборудования автоматической локомотивной сигнализации и автостопов
а) снятие, проверка и 1 ремонт защитных устройств по технике безопасности с заменой негодных i частей иа иовые; I
б) капитальный ремонт и испыта- i ние скоростемеров и их приводов [
в) разборка, ремонт и проверка j оборудования автоматической локомотивной сигнализации и авто- I стопов с заменой негодных частей I
Таблица 4
Перечень основных работ, выполняемых при подъёмочном, среднем и капитальном ремонте электросекций
Подъёмочиый ремонт
Средний ремонт
Капитальный ремонт
По тележкам
а) выкатка тележек, снятие деталей и проверка рам;
б) обточка бандажей колёсных пар и освидетельствование их;
в) ремонт роликовых букс и подшипников, регулирование разбегов;
г) ремонт снятых деталей лю-
I лечного, рессорного и траверсного подвешивания;
д) периодический ремонт тормозной рычажной передачи и , испытание тормозных тяг;
j е) сборка и окраска тележек I
I
а) осмотр рамы кузова и ре-монт ущугих переходных пло-щ адок;
б) полный осмотр и ремонт ав тосцепных устройств;
в) необходимый ремонт внут-; ривагоиного оборудования; расчистка н лакировка без отъёма деревянной арматуры
I I ассажирских помещений;
а) выкатка тележек, снятие и разборка всего оборудования, очистка, проверка и ремонт рам тележек с заменой негодных деталей;
б) освидетельствование и обточка колёсных пар с заменой изношенных бандажей и венцов;
в) ремонт роликовых букс и подшипников; замена изношенных наличников;
г) ремонт люлечного, рессорного и траверсного подвешивания с заменой негодных деталей;
д) ремонт и испытание деталей тормозной рычажной передачи;
е) сборка и окраска тележек
По кузову
а) ремонт рамы кузова, пятниковых опор, упругих площадок;
6) полный осмотр и ремонт автосцепных устройств;
в) ремонт железной обшивки стен и крыши;
а) выкатка тележек, снятие и разборка всего оборудования; , очистка, проверка и ремонт рам j тележек с заменой негодных.балок, i косынок и усиливающих накладок, восстановление отверстий под бол- ' ты и валики; ,
б) новое формирование колёсных пар моторного вагоиа и переформирование колёсных пар прицепных вагонов с заменой цельнока-таииых колес или бандажей;
в) ремонт буксового узла с заме- ‘ иой негодных букс и роликовых подшипников на новые и отъёмом буксовых направляющих;
г) ремонт люлечного, рессорного и траверсного подвешивания с заменой проушин, средних подвесок, подвесных болгов и восстановлением или заменой других деталей;
д) ремонт и испытание деталей тормозной рычажной передачи с заменой негодных; 1
е) сборка и окраска тележек
а) ремонт рамы кузова, пятниковых опор, упругих площадок < заменой негодных частей;
б) полный осмотр и ремонт или замена автосцепных устройств;
в) ремонт железной обшивки стен и крыши, смена брезента крыши;
РЕМОНТ и содержание электроподвижного состава
511
Продолжение
Подъёмочиый ремонт
Средний ремонт
Капитальный ремонт
г) наружная и вп/тренняя окраска кузовов
г) замена изношенных и повреждённых досок пола, внутренней обшивки стен, фанеры потолка, линкруста, дерматина, ли нолеума;
д) ремонт, перечистка и лакировка раскладок, наличников, окопных рам, дверей, диванов и розеток с частичным отъёмом их;
е) ремонт замков и внутреннею убранства;
ж) наружная и внутренняя окраска кузовов с расчисткой повреждённых мест старой краски
г) замена досок пола в тамбурах и по продольному проходу в пассажирских помещениях;
д) вскрытие обшивки потолка, замена повреждённой внутренней обшивки стен, фанеры потолка, линкруста, дерматина, линолеума;
е) ремонт, перечистка и лакиров-; ка раскладок,наличников,оконных I рам, дверей, диванов и розеток с I отъёмом их и заменой негодных частей;
I ж) ремонт или замена деталей I внутреннего убранства с заменой ; замков;
з) наружная и внутренняя окрас- ка кузовов с очисткой старой краски
По автотормозному и пневматическому оборудованию
а) ремонт и испытание авто-• тормозного и пневматического ' оборудования с отъёмом крапов, воздухораспределителей и др.
б) осмотр и продувка воздухопроводов и резервуаров;
в) испытание тормозов
а) снятие, разборка, ремонт и i испытание всех автотормозных при- i боров и пневматического оборудо-i вапия; (
б) гидравлическое испытание воз- |
душных резервуаров; I
в) проверка и ремонт воздухо- : проводов с заменой негодных труб;
г) испытание тормозов
а) снятие, разборка, ремонт и ис- ' пытаиие всех автотормозных при- i боров и пневматического оборудо- i вапия с частичной заменой нх но- | выми; !
б) гидравлическое испытание или замена воздушных резервуаров; I
в) полная разборка, очистка и j испытание воздухопроводов с заме- ; ной негодных труб; ।
г) испытание тормозов
По тяговым двигателям и вспомогательным машинам
а) пропиточный ремонт тяговых двигателей и вспомогательных машин; периодический ремонт компрессоров
а) средний или капитальный ре- | а ) капитальный или средний ремонт тяговых двигателей и всгюмо- моит тяговых двигателей и вспо- • гательных машин могательных машин или замена их .
новыми
По электрической аппаратуре и
электрическим
а) ремонт, регулировка и испытание защитной и регулирующей аппаратуры, пантографов и демпферных сопротивлений;
б) ревизия пневматических | приводов электроаппаратов;
в) ревизия на месте песпимае- | мого электрического оборудо- • вапия;
г) промывка аккумуляторной батареи;
д) проверка состояния изоляции и целости проводов;
е) проверка правильности действия электрических аппаратов и цепей в соответствии с с схемой
а) снятие, ремонт, регулировка и испытание всех электрических ап-пара тов;
б) ремонт и окраска кожухов и ящиков аппаратов:
в) проверка и ремонт измерительных приборов;
г) замена аккумуляторной батареи;
д) дефектировка высоковольтных и низковольтных проводов с заменой негодных;
е) испытание электрической прочности изоляции всех цепей;
yen ям
а) снятие, ремонт, регулировка н испытание всех электрических аппаратов с частичной заменой их новыми;
б) ремонт или замена кожухов и ящиков аппаратов и окраска нх;
в) проверка и ремонт измерительных приборов или замена их новыми;
г) замена аккумуляторной батареи
д) замена проводов низковольтных, цепи отопления и к измерительным приборам; дефектировка ! высоковольтных проводов с заме-' ной негодных;
е) переборка всех кондуитов с заменой негодных;
ж) проверка правильности действия электрических аппаратов н цепей в соответствии со схемой
ж) испытание электрической прочности изоляции всех цепей;
з) проверка правильности действия электрических аппаратов и цепей в соответствии со схемой
По оборудованию общего назначения
а) осмотр и проверка заземления печей с заменой негодных;
б) периодический ремонт н спытанне скоростемеров и их риводов;
в) осмотор я проверка обору-довани я автоматической локомотивной сигнализации иавто-стонов
а) проверка заземления печей с заменой негодных;
б) периодический или капитальный ремонт и испытание скоростемеров и их приводов;
в) проверка и ремонт оборудования автоматической локомотивной сигнализации и автостопов
а) проверка заземления печей с заменой негодных;
б) капитальный ремонт и испытание скоростемеров и их приводов;
в) разборка, ремонт и проверка оборудования автоматической локомотивной сигнализации и автостопов с заменой негодных частей
ЭЛЕК! POT JI I OBOE ХОЗЯПСТВО И РЕМОНТ
Первые три вида ремонта (малый периодический, большой периодический и подъёмоч-ный) объединяются общим названием — текущий ремонт.
По месту производства ремонт электроподвижного состава делится на заводской и деповской. К заводскому ремонту относятся капитальный и средний, к деповскому — те-
кущий, а также средний ремонт, выполняемый но разрешению МПС в отдельных депо.
Для тяговых двигателей и вспомогательных, машин электроподвижного состава установлены следующие виды ремонта: пропиточный,, средний и капитальный.
Краткая характеристика их приведена в табл. 5.
Таблица
Перечень основных работ, выполняемых при ремонте тяговых двигателей и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава
t - I
Пропиточный ремонт ; Средний ремонт Капитальный ремонт
По остову
а) осмотр и проверка механической части остова;
б) проверка междукатушеч-ных соединений и выводных проводов, крепления полюсных сердечников и посадки 1 катушек;
| в) пропитка полюсных кату-I шек в остове и покрытие их j лаком или ©малью
а) проверка и пропитка об- [ мотки якоря без снятия банда-j жей или клиньев и покрытие лаком или эмалью;
б) обточка, продорожка и шлифовка коллектора;
в) осмотр и проверка механической части якоря
а) расточка изношенных горловин 1 осчова под подшипниковые щиты и моторно-осевые подшипники на ремонтные размеры или наплавка их с расточкой до чертёжных размеров;
б) съём катушек с заменой негодной покровной изоляции и негодных выводных проводов;
в) компаундировка или двухкратная пропитка катушек и покрытие их лаком или эмалью
По якорю
а) смена или ремонт но необходимости бандажей или клиньев;
б) не менее чем двукратная пропитка со снятием миканитового фланца, где по конструкции он имеется, и покрытие якоря лаком или эмалью;
в) обточка, продорожка и шлифовка коллектора;
г) смена по необходимости вала, упорных втулок, роликовых и маслоотбойных колец и других деталей якоря, не влекущая смены обмотки
а) восстановление размеров горловин остова под подшипниковые щиты и моторпо-осевые подшипники и замена негодных шапок, подшипниковых щитов и других деталей ос.ова;
б) замена корпусной изоляции катушек с проверкой межвитков ой и межслойной изоляции или перемотка катушек; перепайка или
I замена выводных проводов:
в) двухкратная компаундировка катушек и покрытие их лаком или эмалью;
г) замена негодных полюсных сердечников
а) смена обмотки якоря с заменой или ремонтом меди и восстановление изоляции;
б) съём по необходимости нажимных шайб и железа с заменой вала, коробок, железа, нажимных шайб и других деталей механической !части якоря;
1 в) съём коллектора с конусов с I заменой негодных миканитовых ко-I нусов (цилиндров) И изоляционных j пластин или замена изношенного коллектора;
г) не менее чем двукратная пропитка якоря, трёхкратная для якорей с двойной обмоткой и покрытие лаком или эмалью
По якорным подшипникам и щеткодержателям
&) ревизия подшипниковых! узлов без съёма внутренних! колец; ।
б) ревизия щёткодержателей | и их кронштейнов
а) ревизия подшипниковых узлов со съёмом роликовых и упооных колец;
б) ремонт щёткодержателей и их кронштейнов
а) ремонт якорных подшипников с расклёпкой или их заменой;
б) ремонт Щёткодержателей с разборкой и заменой деталей или установка новых щёткодержателей, ремонт и испытание кронштейнов
Испытания собранной электрической машины
а) проверка норм для собран- i а) то же, что для пропиточного [ а) то же, что для среднею реной электрической машины; 1 ремонта монта
б) опробование иа холостом . |
ходу; | !
в) проверка величины омиче-' I
скоро сопротивления обмоток; |
г) испытание машины на на- ;
гревание; !
д) проверка скорости вращения и реверсирования электродвигателей; проверка напряжения генераторов; 1
е) испытание на повышенную . скорость вращения; .
ж) проверка коммутации; I
з) проверка сопротивления i изоляции;
и) проверка электрической прочности изоляции
I
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
513
В период эксплуатации между плановыми ремонтами электроподвижной состав находится под постоянным наблюдением локомотивных бригад, обслуживающего и ремонтного персонала и проходит контрольные технические осмотры.
Основной задачей контрольного технического осмотра является осмотр и установление1, пригодности ответственных узлов оборудования, протирка изоляционных частей, устранение обнаруженных неисправностей электроподвижного состава, а для электросекций также санитарно-гигиеническая обработка пассажирских помещений и кузовов.
Перечень осмотра и проверки оборудования, выполняемого при контрольном техническом осмотре электровозов и электросекций, приведён в табл. 6.
Техническое состояние электроподвижного состава определяется путём осмотра, который производится:
а) в депо, пунктах оборота, на станционных путях и при остановках в пути следования;
б) перед постановкой электровозов и элек-гросекций в деповской и заводской ремонт и при выпуске их из ремонта;
в) на контрольно-техническом осмотре;
г) при годовом комиссионном осмотре.
Кроме того, для электросекций установлен порядок осмотра и проверки ходовых частей и деталей подвески подкузовного оборудования
осмотрщиками вагонов в пунктах оборота и отстоя элсктросскций, а также при постановке их на контрольный технический осмотр и периодический ремонт.
Для обеспечения содержания электросекций в надлежащем санитарно-гигиеническом и культурном состоянии производится мойка кузовов и пассажирских помещений вагонов и их уборка по специальному графику при отстоях, а также на контрольных технических осмотрах и периодических ремонтах.
(’одержание в чистоте пассажирских помещений вагонов электросекций при их работе в п^здах обеспечивается проводниками или уборщиками вагонов.
Для поддержания электроподвижного состава в исправном состоянии, обеспечения его безопасной эксплуатации и изжития случаев внепланового ремонта установлена система осмотра, ревизии и предупредительного ремонта ответственных частей оборудования электровозов и электросекций.
По существующей системе ревизия того или иного узла электровоза или электро-секции приурочивается к определённому виду ремонта. Такой порядок обеспечивает строгое? соблюдение сроков ревизии и облегчает учёч их выполнения.
Номенклатура и сроки осмотра, ревизии и ремонта, а также магнитного контроля ответственных частей оборудования электроподвижного состава приведены в табл. 7 и 8.
Таблица 6
Перечень основных работ при контрольном техническом осмотре электровозов и электросекций
На электровозах
На электросекциях
По механическому оборудованию
Осмотр колёсных пар и проверка состояния бан- I дажных колец. Замер поперечных и продольных раз- I бегов колёсных пар н проверка состояния антифрик- ! ционных дисков и наличников буксовых направ- । ляющих и букс. I
Осмотр рессорного подвешивания, рычажной тормозной передачи и проверка состояния и крепления [ предохранительных скоб колодок и тормозных баш- ! маков.
Проверка и крепление болтов кожухов зубчатой ; передачи, моторно-осевых подшипников, струнок и буксовых направляющих.
Проверка состояния кожухов зубчатой передачи и добавление смазки.
Проверка состояния подвески тяговых двигателей. .
Осмотр песочного оборудования с проверкой по- I дачи песка, правильности установки песочных труб 1 и плотности прилегания крышек песочных яциков. J
Проверка исправности и плотности прилегания 1 буксовых крышек. I
Осмотр ударно-сцепных устройств. Проверка ав- । тосцепки шаблоном.
Проверка состояния вентиляционных патрубков. I
I
I
Осмотр колёсных пар и проверка крепления бандажных колец.
Проверка работы роликовых подшипников по температуре нагрева букс. ।
Проверка состояния и крепления распорных j балок тележек, деталей лолечного, рессорного | и траверсного подве'пивания, подвески вспомогательных машин, боковях скользунов те дежек, буксовых направляоцих и наличников; шапок моторно-осевых подшипников, стопорных колец, осевых кожухов и кожухов зубчатых передач; пягников, подпятников, роликовых скользунов тележек н плоских скользунов кузовов.
Проверка состояния автосцепок без расцепки вагонов. ’
Проверка исправности и крепления тормозных j башмаков, тормозных валов, триангелей. предо- | хранительных скоб тормозных тяг, вали<ов и j чек, егяжных муфт и других деталей тормозной | рычажной передачи.
Проверка состояния кузовного оборудования: деталей дверей, замков, петель, ручек, карнизов, упоров и роликов раздвижных дверей Смазка трущихся частей. Проверка крепления поручней.
Проверка состояния оконных рам, их подьём-нык частей, стёкол и решёток (без выемки зимних рам).
Крепление ослабших диванов и их поручней.
Проверка состояния досок пола и переходных площадок.
Уборка подвижного состава: протирка стёкол, мойка полов горячей водой, протирка стен, потолков, диванов, багажных полок, карнизов, дверей и окон. Промывка или протирка кузовов вагоноз снаружи и покрытие предохранительным составом
33 Том 9
514 электротяговое хозяйство И РЕМОНТ
Продолжение
На электровозах
На электросскциях
По автотормозному оборудованию
Проверка исправности и производительности ком- | прессора, действия манометров и наличия пломб на : предохранительных клапанах, выхода штоков из I тормозных цилиндров и регулирование рычажной | передачи. ।
Проверка плотности тормозной и питательной магистралей, правильности регулировки кранов маши виста и вспомогательного тормоза действия автоматического н ручных тормозов.
Осмотр и проверка состояния и крепления воздушных резервуаров |
Проверка плотности тормозной и напорной маги стралн, выхода штоков из тормозных цилиндров и регулирование тормозной рычажной передачи.
Проверка действия пневматических и электро-пневматических тормозов
Но тяговым двигателям и вспомогательным машинам
Проверка состояния и притирка изоляторов тяговых двигателей и вспомогательных машин, состояния щёток, состояния и крепления щёткодержателей и кронштейнов с заменой изношенных и поколотых Щёток.
Осмотр коллекторов и очистка их от угольной пыли, углубление продорожки между отдельными ламелями и устранение переброса, осмотр миканитовых конусов, зачистка и закраска их эмалью 1201 при наличии перебросов.
Проверка состояния и прочности крепления проводов и перемычек в остове с коллекторной стороны, а также выводных проводов из остова.
Осмотр крепления металлических фланцев со стороны, противоположной коллектору.
Проверка состояния уплотнения крышек коллекторных люков тяговых двигателей и исправности запоров крышек электрических машин, прочности крепления полюсных болтов электрических машин, состояния крышек маслёнок, крепления подшипниковых Щнтов в остове и пробок щитов для спуска смазки и запрессовки при подшипниках качения
Проверка состояния подвески и крепления тяговых двигателей и вспомогательных машин. Продувка машин. Проверка состояния и протирка изоляторов, состояния щёток, состояния и крепления щёткодержателей и кронштейнов, замена изношенных и повреждённых щёток.
Осмотр коллекторов и очистка их от угольной ныли, осмотр миканитовых конусов и при необходимости закраска их эмалью 1201.
Проверка состояния и крепления проводов и перемычек, а также выводных проводов, вентиляторов, полюсных болтов, подшипниковых щитов.
Осмотр и. проверка уплотнения крышек коллекторных люков, маслёнок, пробок
Ио электрической аппаратуре и электрическим цепям
Осмотр пантографов и протирка изоляторов и рамы, проверка состояния полозов, контактных на- : кладок и шарнирных соединений, смазка шарнирных соединений и полозов, креп ление ослабших шун гов. проверка состояния и крепления кабелей.
Проверка характеристики пантографов, а также их подъёма и опускания.
Очистка аппаратов от пыли и загрязнения, проверка прочности крепления всех подводящих проводов и состояния контактов ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ и низковольтных аппаратов и зачистка их.
Проверка наличия пломб на аппаратах защиты, а также состояния держателя контактной плиты быстродействующего выключателя.
Осмотр высоковольтных предохранителей цепи , вспомогательных машин. I
Проверка состояния и испгзвности действия регу-I лятора напряжения, реле обратного тока, защитных аппаратов, контроллеров машиниста.
Осмотр пусковых, стабилизирующих и демпферных сопротивлений, проверка их крепления и протирка изоляторов.
Осмотр баков элементов аккумуляторной батареи, проверка крепления межэлеменгных соединений и их предохранительного покрытия, проверка плотности и уровня электролита и напряжения каждого элемента при разряде.
Проверка действия ручного насоса, чёткости и правильности включения всех аппаратов, устранение утечки воздуха.
Проверка действия отопления, освещения и исправности грозовой защиты (в летнее время).
Протирка остовов и фундаментов вспомогательных машин, каркасов аппаратов и полов в высоковольтной камере, машинных помещениях, коридорах и кабинах машиниста
Осмотр пантографов и гцотнрка изоляторов и рамы, проверка состояния полозов, контактных накладок и шарнирных соединений,смазка шарнирных соединений и полозов, крепления ослабших шунтов, проверка состояния и крепления кабелей.
Проверка характеристики пантографов, а также их подъёма и опускания.
Осмотр и проверка состояния изоляторов, клемм и подводящих проводов остальных аппаратов крышевого оборудования, протирка изоляторов, замена вставки предохранителей ГМП-1650, имеющих следы перегрева.
Проверка состояния подвески и крепления и едва тонного электрооборудования.
Продувка и очистка ящиков электроаппаратов, исправление уплотнений крышек ящиков.
Протирка подвесных изоляторов и изоляторов в озд у х он ров ода.
Протирка деталей электроаппаратов, проверка состояния и крепления контактов, силовых и блокировочных пальцев, очистка дугогасительных камер.
Проверка работы всех аппаратов. Осмотр и проверка целости элементов пусковых и демпферных сопротивлений.
Проверка состояния ящика аккумуляторной батареи. Проверка напряжения и уровня электролита каждого элемента. Проверка состояния крепления баков элементов, очистка и смазка межэлементных соединений.
Проверка действия отопления и освещения.
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
515
Таблица 7
Перечень и сроки осмотра, ревизии и ремонта ответственных частей оборудования электровозов и электросекций
Наименование частей
Вид осмотра, ревизии и ремонта
Сроки осмотра, ревизии или ремонта
Колёсные пары
Осмотр под подвижным составом
I
Обыкновенное освидетельствование I
Полное освидетельствование
Освидетельствование с распрессов-кой элементов
i
Зубчатые передачи ( Ревизия
Моторно-осевые подшипники
Буксовый узел
Роликовые подшипники осевых букс
Рессорное подве-
шивание
Люлечное подвешивание электросекций Тормозная рычажная передача
Автосцепные \стройства
Рамы тележек
Сочленение тележек электровоза
Пятниковые опоры кузова
Песочницы и их трубы
Автотормозное оборудование:
а) компрессоры
Ревизия
Измерение разбегов букс и колёсных пар
Ревизия
а) при каждом осмотре электровоза или элек гр осекции в депо, при приёмке и сдаче и при отстое;
б) после крушения, аварии, столкновения или схода подвижного состава с рельсов
а) при подъёмочном ремонте;
б) при каждом монтаже подшипников качения на колёсной паре;
в) при каждой подкатке колёсной пары, если от последнего обыкновенного освидетельствования прошло более 6 месяцев;
г) при ремонте выкаченной колёсной нары с обточкой бандажей
а) при всех видах ремонта электроподвижного состава па заводах, связанных с выкаткой колёсных пар;
б) при среднем ремонте в депо;
в) при смене хотя бы одного элемента;
г) при неясности клейм и знаков последнего полного освидетельствования;
д) при наличии повреждений колёсной пары после крушения, аварии, столкновения или схода подвижного состава с рельсов;
с) после производства допускаемых вырубок волосовин, плен, неметаллических включений и других пороков оси;
а) колёсным парам электровозов и моторных вагонов электросекций I типа— через одни средний ремонт (после пробега 600 800 тыс. км);
то жс II типа — через два средних ремонта (после пробега 900 — 1 200 гыс. км);
б) колёсным парам прицепных вагонов электросекций через один средний ремонт (после пробега 600—800 тыс. км);
в) последующие освидетельствования с распрессовкой элементов при каждом среднем ремонте (после пробега 300—
4 00 тыс. км)
На электровозах через один периодический ремонт
На электросекциях—при каждом периодическом ремонте
На электровозах — через один периодический ремонт
На электросекциях — при каждом периодическом ремонте
При каждом периодическом ремонте
Прн большом периодическом ремонте
Осмотр
Осмотр |
Осмотр I
. Наружный осмотр I
I
' Наружный осмотр с разборкой механизма ।
I Нолпыйосмотрсо снятиомиразборкой
Осмотр Ревизия
Ревизия
Осмотр
Ревизия
При каждом периодическом ремонте
При каждом периодическом ремонте
При каждом периодическом ремонте
При каждом периодическом ремонте Через один периодический ремонт При большом периодическом, подъемоч-пом, среднем и капитальном ремонте
При каждом периодическом ремонте При большом периодическом ремонте При большом периодическом ремонте
При каждом периодическом ремонте
Периодический ремонт
На электровозах — при каждом периодическом ремонте;
на электросекциях — через один периодический ремонт
При подъёмочном ремонте
33:
516
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
Наименование частей 1 j Вид осмотра, ревизии и ремонта Сроки осмотра,'ревизии или ремонта
б) автотормозное оборудование в) манометры г) пневматические и электропиевмати-ческие воздухораспределители ж) воздушные резервуары Ревизия Периодический ремонт Ревизия Прогерка госповеригелем Ревизия с отъёмом Осмотр Гидравлическое испытание На электровозах — при каждом периодическом ремонте На электросекциях — через один периодический ремонт При подъёмочном ремонте Не реже одного раза в 3 месяца Не реже одного раза в год На электросекциях — при большом периодическом ремонте При периодических и подьёмочных ремонтах Не реже одного раза в 3 года
Золотниковый питательный клапан цепи управления Ревизия Через один периодический ремонт
Тяговые двигатели и вспомогательные машины: а) якорные подшипники качения б) щёткодержатели тяговых двигателей электровоза Электрическая аппаратура: а) пневматические приводы пантографов и групповых переключателей б) пневматические приводы индивидуальных контакторов в) пантографы г) пусковые сопротивления д) защитная н регулирующая аппара- Добавление смазки Ревизия с отъёмом ! На электровозах — при каждом перио- ; дическом ремонте j На электросекциях — через один перио- j дический ремонт ; Через один периодический ремонтЧе !
Прожировка манжет Прожировка манжет 1 Ревизия шарнирных соединений | Измерение омического сопротивле- j ления Испытание и регулирование 1 При большом периодическом ремонте j На электровозах — при подьёмочных ре- ; монтах ' На электросекциях — при большом пе- риодическом ремонте Через один периодический ремонт 1 При периодических ремонтах < При подьёмочных ремонтах ;
тура
е) электроизмерительные приборы Проверка правильности показан ий При подьёмочных ремонтах
ж) аккумуляторные батареи Промывка При большом периодическом и подъёмочном ремонте (с деревянными сепараторами раз в 6 мес.)
з) электрические цепи Измерение сопротивления изоляции На электросекциях — при периодических ремонтах На электровозах — при подьёмочных ремой тах
Таблица 8
Перечень деталей электрогозов и sлсктросскций, подлежащих обязательному магнитному контролю, и сроки его производства
Наименование деталей Срок производства магнитного контроля
Оси колёсных пар электровозов моторных и прицепных вагонов электросекций: а) все части осн полностью; б) шейки под буксовые и моторно-осевые подшипники, предподступичные'части, открытые участки подступичных частей и средняя часть оси Бандажи колёсных пар: а) внутренние поверхности; б) наружная поверхность в зоне наплавки гребней или поверхности катания При изготовлении новой н перепрессовке старой оси и при освидетельствовании с распрессовкой элементов При каждом освидетельствовании колёсной пары Перед насадкой на колёсный центп новых и старых бандажей н После механической обработки наплавленных гребней или поверхности катания на станке (с выкаткой)
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
517
Продолжение
Наименование деталей
Срок производства магнитного контроля
Венцы зубчатых колёс в пазах
Зубья и боковые поверхности венцов зубчатых колёс
Зубья и боковые поверхности шестерён тяговых двигателей
! Шкворни сочленения, поперечные балансиры и рессорные подвески электровозов; подвесные болты люлечного подвешивания и болты рессорного подвешивания тележек моторных и прицепных вагонов :»лектросекций
I Проушины и средние подвески люлечного подвешивания тележек вагонов электросекций
Коренные листы рессор
; При изготовлении новых и при каждой смене веи-цов
При изготовлении и всех видах освидетельствования колёсных пар, при периодическом ремонте с отъёмом кожухов по графику и во всех случаях монтажа тягового двигателя в блок с колёсной парой
। При изготовлении и перед насадкой иа вал. При । периодическом ремонте с отъёмом кожухов по графику и во всех случаях монтажа тягового двигателя
1 в блок с колёсной парой
При изготовлении, капитальном, среднем и подъ-; ёмочном ремонте
Тяговые крюки электровозов
Валы тяговых двигателей и вспомогательных машин:
а) по всей длине
б) конусы валов
в) наружные поверхности внутренних колец подшипников качения, насаженных иа валы, а также шейки валов под подшипники скольжения
г) шейки валов под внутренние кольца подшипников качения
Коленчатые валы, шатуны и шатунные болты компрессоров
Подшипники качения колёсных пар, тяговых дви- гателей и вспомогательных машин:
1 а) кольца и ролики
1 б) кольца, не имеющие сепараторов
При изготовлении, капитальном и среднем ремонте
При изготовлении новых рессор, после термообработки, а также прн ремонте старых рессор с разборкой листов
При изготовлении, капитальном, среднем и подъ-ёмочном ремонте
При изготовлении и перед запрессовкой в якорь При всех видах ремонта со съёмом шестерни При всех видах ремонта с выемкой якоря
Во всех случаях ремонта машин со снятием этих колец
При изготовлении и при всех видах ремонта компрессоров с выемкой коленчатого вала
При каждом ремонте подшипника с полной его разборкой
Перед каждым монтажем подшипника
Для сокращения простоя электроподвижного состава в ремонте и обеспечения высокого качества ремонта производство его организуется на основе предварительной заготовки .деталей и узлов оборудования с применением принципа взаимозаменяемости.
Необходимость замены деталей электро-
подвижного состава новыми, восстановления изношенных или оставления их без ремонта устанавливается нормами допусков и износов оборудования электровозов и электросекций.
Основные нормы допусков и износов оборудования электровозов и электросекций приведены в табл. 9—13.
Нормы допусков и износов компрессоров в мм
Таблица 9
Наименование деталей и размеров Тип компрессора Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капиталь- ного среднего периодического (подъёмочного)
Диаметр цилиндров: высокого давления Э-500 140+0.08 140—140,2 140—142,5 140—143,5 Более 144,0
низкого » Э-500 245+0,09 245-245,3 245-247 245-248,5 » 249,0
Э-400 140 +0,08 140—140,1 140—141,5 140—142,5 » 143,0
Овальность или конусность ци- Э-500 0,08 0,08 0,25 0,30 » 0,35
линдров Э-400 0,08 0,08 0,20 0,25 » 0,30
518 ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
1 Допускаемый размер при
выпуске из ремонта
Наименование деталей Чертёж- Бпаковочный
Тип
и размеров компрессора ный капиталь- периоди- размер Для
размер ного среднего (подъёмоч- эксплуатации
ного)
Зазор между поршнем и стен-
ками цилиндра: высокого давления Э-500 0,05—0,17 0,05-0,25 0,05-0,7 0,05-1,2 Более 1,5
низкого » Э-500 0,06—0,195 0,06—0,35 0,06—0,8 0,06—1,2 у, 1,5
Э-400 0,05—0,17 0,05-0,2 0,05-0,3 0,05—0,4 » 0,5
Суммарный зазор между коль- Э-500 0,02—0,06 0,02-0,1 0,02-0,15 0,02—0,2 0,25
цом и стенками ручья в поршне Э-400 0,02—0,06 0,02—0,08 0,02-0,15 0,02-0,2 » 0,25
Зазор в замке поршневого
кольца:
Цилиндра высокого давления Э-500 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,4 0,15-0,5 » 1,0
Цилиндра низкого » Э-500 0,1—0,4 0,1—0,4 0,1—0,8 0,1—1,5 уу 2,0
Э-400 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,35 0,15—0,4 » 0,5
Зазор между втулкой поршне- Э-500 H 0,017-0,07 0,017-0,07 0,017-0,1 » 0,15
вого пальца и пальцем Э-400 0,01/—0,068 0,017-0,07 0,017-0,07 0,017—0,1 » 0,12
Зазор между шейкой коленча- Э-500 । 0,03—0,12 0,03—0,12 0,03-0,12 0,03—0,12 » 0,15
того вала и шатуном Э-400 j
Суммарный осевой разбег ша туна на шейке коленчатого Э-500 Э-400 0,1-0,32 0,08—0,24 0,1—0,32 0,08-0,24 0,1—0,35 0,08-0,27 0,1—0,4 0,08—0,3 » 0,45 0,35
вала
Суммарный осевой разбег ко- Э-500 0,415—1,185 0,415—1,185 0,4—0,8 0,415-1,185 0,4-0,8 0,415—1,185 0,4-0,8 » 1.6
ленчатого вала Э-400 0,4—0,8
Зазор между шейкой коленчатого вала и вкладышем ко- Э-500 Э-400 0,06-0,09 0,03—0,09 0,06—0,1 0,03—0,1 0,06-0,1 0,03—0,1 0,06—0,15 0,03—0,1 » 0,2 0,15
ренного подшипника о 07 6,16-5,7 6,16-5,7 6,16-5,4 Менее 5.2
Толщина зуба большой и малой Э-500 й-,ь_0,05
шестерни по начальной ок- 6,28—5,8 6,28—5,5
ружности Э-400 6,28 й'“8—0,08 5 2
’ —0,08
Зазор между клапаном и гнез- Э-500 1 0,075—0,21 0,075—0,21 0,075—0,5 0,075—0,7 Более 0,8
дом в клапанной коробке Э-400 )
Подъём клапана Э-500 i 5±0,5 4,5-5,5 4,5—5,5 6,и
Э-400 J 4,5—5,5
Расстояние от торца поршня Э-500 0,9—1,6 0,7—1,0 0.9—1,6 0,9—1,6 0,9—1,8 » 2,0
в крайнем положении до стен- Э-400 0,7—1,0 0,7-1,0 0 7-12 1,4
ки клапанной коробки (вредное пространство)
Продольный разбег вала мо- Э-500 0,1—0,3 0,1—0,3 0,1-0,5 0,1—0,7
тора Э-400 0,3—0,5 0,3—0,5 0,3-0,5 0,3-0,5 —
Производительность к ом пре с- Э-500 1 750 1 750 1 750—1 675 1 750-1 600 Менее 575
сора {л!мин) Э-400 700 700 700-685 700—670 670
Нормы допусков и изиосов механического оборудования в мм
Таблица 1о
Наименование деталей и размеров Серии электровозов и электросекций Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капи таль- ного среднего подъёмочного
Рамы тележек, электровозов
Толщина рамного листа в местах
прилегания буксовых направля-
ющих Все1 100—1,0 100— 98 100— 97 100— 96 Менее 95
Ширина буксового выреза 435+0.5 435—437 435—439 435—440 Более 445
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
519
Продолжение
Серии электро- Чертёж- Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочный
Наименование деталей и размеров возов и электросети и ный размер капиталь- ного среднего подъёмочного размер для эксплуатации
Продольное смещение буксовых вырезов правой и левой стороны одной оси относительно друг Друга Допустимая кривизна рамного листа на всей его длине: а) горизонтальная б) вертикальная Зазор по вертикали между подбуксовой стрункой и рамой . . . Разница зазоров между стрункой и рамой у одной струнки .... Диаметр отверстия под призонный болт рамы тележки (с наружной стороны рамы) Сочленение тележек электровозов Диаметр шкворня сочленения . . Общий зазор между шкворнем и втулкой Общий зазор между шкворнем и шаром Общий зазор между шаром и его гнездом Зазор между приливами тележки и гнездом шара по вертикали на обе стороны (вертикальный зазор сочленения) Опор'я кузова э 1ектровоз i Диаметр пяты Общий зазор между пятой в под -пяхником по диаметру вдоль о си электровоза Общий боковой зазор между подвижным подпятником и продольными стенками гнезда в шкворневой балке Продольный зазор между подвиж ным подпятником и стенкой гнезда со стороны буферного бруса . Зазор между скользящими опорами кузова и тележки (скользунами) на каждую сторону Перекос кузова не более Тележки электросекций Расстояние между боковинами, замеренное у верхних отбортовок между средними балками и у концевых балок Разность диагоналей тележки, замеренных по центрам буксовых проёмов (в плане) Разность расстояний между центрами буксовых проёмов одной и другой боковин рамы тележки . Все' » х> » » ВЛ22* ВЛ 1 9 Все » » ВЛ 2 2 ВЛ 1 9 Все » » » » » Все'2 » » ? 71 Д 7 । _i 7 j, 77 j7 7 7 7 +11 = 1 ; 0—2,0 0—1,0 0—4,0 .7-8 0—1,0 32-40 Чертёжный » 0,1—0,55 0,1—0,55 0,2—0,5 14—18 8—10 452—448 0,1—1,14 0,2—0,6 30—15 4—6 30 1 910±4 3,0 2,0 0-2,5 0—5,0 0—5,0 4—8 0—2,0 32—44 151—148 141—138 0,1—0,8 0,1 -0,8 0,2—0,6 14—22 8—10 452—445 0, 1—1,5 0,2—1,5 30—45 4—6 30 1 940±8 3,0 2,0 0—5,0 0—5,0 3—8 0—2,0 32—45 152—146 142 -136 ОД—0,8 0,1—0,8 0,2—0,8 14—26 8—13 452—440 0,4—2,0 0,2—2,5 30— 15 4—6 30 1 940±10 4,0 2,0 Более 5,0 » 5,0 Менее 1 Более 9 > 3,0 Менее 145 » 135 Более 2,0 » 2,0 > 1,0 * 30 > 15 Менее 438 Более 2,5 > 3,0 Менее 20 Более 55 Менее 2 Более 50 Более 1 952 Менее 1 928 Более 5
1 Размеры, указанные для всех серий электровозов, относятся к ВЛ22М* ВЛ22, СС| СК и ВЛ19 * Размеры, указанные для ВЛ22, относятся также к ВЛ22М . Сс> СК.
и ~р Х.Р ГД
- Размеры, указанные для всех серии, относятся к С , С3, и , .
520
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
Наименование деталей и размеров Серии электровозов и электросекций Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или элекгросекции из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капитального среднего подъёмочного
Суммарный зазор между опорными роликовыми скользунами люлечного бруса и скользунами кузова с каждого конца вагона Зазор между боковыми скользунами тележки и скользунами верхнего люлечного бруса, суммарно на обе стороны Расстояние между нижней точкой люлечного болта и головкой рельса Расстояние от нижней точки путеочистителя до головкн рельса , . Перекос кузова вагона Все » » 4,0—5,0 2,0—4,0 108,0 150 4,0—6,0 2,0—4,0 90,0 120—150 30 4,0-6,0 2,0- 4,0 80,0 120—150 30 4,0 -6,0 2,0—4,0 80,0 120-150 30 Менее 2,0 Более 6,0 Более 6,0 Менее 2,0 70,0 Менее НО Более 150 » 50
Люлечное подвешивание тележки электросекций
Толщина верхней подвески (проушины) То же ширина Сечение гела средней подвески (серьги) Диаметр стержня люлечного болта Диаметр валика люлечного подвешивания » сд СР сд СР Все » 35—1,0 100+3,0 по 100±2х х100±2 110±2х Х11О±2 45—0,62 50—0,34 -0,5 „.+2,0 1.0 100±3,0 110±3,0 100±2х х100±2 110±2х х1Ю±2 45—0,62 50—0,34 .,-+2,0 Зо-1,5 100±3,0 110±3,0 100±2х Х100±2 П0±2х х110±2 44—45 49—50 35±2,0 100±3,0 110±3,0 100±2х х100±2 110±2х х110±2 43,5—45 49—50 Менее 32 Менее 43 » 48
Радиальный зазор в шарнирах подвески Высота ножа балансира (качаю- » 0,51—0,67 1,0—2,0 1,0-2,0 1,0—3,0 4,0 j
щейся балки) в средней части . . Высота пятника опоры кузова . . Высота подпятника Диаметр шкворня подпятника . . » » » » 126±2 1 °4—0,46 70—0,4 60—0,5 131—122 104-0,46 7о-О,4 60—0,5 131—120 101 67—70 58—60 131—117 100 66—70 58—60 Менее 115 Менее 57
Колёсные пары
Толщина бандажей по кругу катания: а) электровозов б) моторных вагонов электросекций в) прицепных вагонов электросекций г) тоже обода целыюкатанного колеса Наибольшая разница диаметров бандажей по кругу катания: а) у одной колёсной пары электровоза б) у комплекта колёсных пар электровоза в) у одной колёсной пары моторного или прицепного вагона электросскции I' ) У Двух колёсных пар одной тележкн моторного вагона . д) у двух колёсных пар одной тележки прицепного вагона с) у колёсных пар разных тележек моторного вагона . . . ж) у колёсных пар разных тележек одного прицепного вагона Биение бандажей но кругу катания: а) электровозов б) электросекций ВЛ 2 2 ВЛ19 Все » » » » » Все 90—5 75-з; 90-5 72—80 72—80 По чертежу 0,5 3,0 0,5 0—1,0 90—100 75- 90 72 -80 72-80 - м 5,0 0,5 5,0 10 10 0-1,3 0—1,0 57—100 53—90 45—80 40—80 Не менее 33 0,5 12,0 0,5 8,0 15 15 30 0—1,3 0—1,3 57—100 53—90 43—80 40—80 Не менее 33 0,5 12,0 0,5 8,0 15 15 30 0—1,3 0—1,3 Менее 50 » 46 35 30 Более 2,0 > 15,0 » 3,0 » 10 » 30 > 20 > 35 Более 2,0
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
521
Продолжение
Наименование деталей и размеров Серии электровозов и электросекций Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капиталь-| ного среднего п одъё-мочного
Диаметр шеек оси под буксовые подшипники: а) электровозных колёсных пар с подшипниками скольжения б) колёсных пар электросекций Диаметр шеек оси под моторно-осевые подшипники: а) электровозных колёсных пар б) колёсных пар моторных вагонов Овальность, конусность или волнистость шеек оси: а) под буксовые подшипники электровозных колёсных пар б) под моторно-осевые подшипники электровозных колёсных Пар в) под буксовые роликовые подшипники колёсных пар электросекций: при горячей посадке . . . » холодной посадке . . г) под моторно-осевые подшипники колёсных пар моторных вагонов Максимально допустимое биение шеек оси: а) под буксовые подшипники скольжения и моторно-осевые подшипники электровозных колёсных пар .... б) под буксовые роликовые подшипники колёсных пар электросекций в) под моторно-осевые подшипники колёсных пар электросекций Все » » » » > * )> » 18()+()- - 120,035-120,012 200+и-2 179,92—180 0—0,05 0—0,05 0—(/,023 0—0,045 0—0,05 0,1 0,1 о,1 120,035— 120,012 М'+ло 179,92—180 0—0,05 0—0,05 0—0,023 0—0,045 0—0,05 0,2 +0,2 lS0-5,5 120—118,5 200±£j 176.5—180 0—0,5 0—0,5 0—0,032 0-0,045 0—0,05 0,6 0,2 0,2 180*5’5 120—118,5 175,5-180 0—0,5 0—0,5 0—0,032 0—0,07 0—0,5 0,6 0,2 0,5 Менее 174 Менее 193 174,0 Более 0,8 » 0,7 0,035 0,1 0,7 Более 0,8 0,3
Зубчатые передачи Износ зубьев зубчатого колеса и шестерни электровоза по начальной окружности на обе стороны 1олщина зуба венца зубчатого колеса колёсной пары моторного вагона электросекции Толщина зуба шестерни электросекции ; . . . Разность толщины зубьев по начальной окружности: а) двух зубчатых колёс колёсной пары электровоза .... б) двух шестерён тягового двигателя электровоза Величина отклонения зубьев венца одного зубчатого колеса по отношению к зубьям венца другого зубчатого колеса колёсной пары электровоза Радиальное биение окружности выступов зубьев: а) зубчатого венца колёсной пары электровоза б) зубчатого венца колёсной пары электросекции в) шестерни тягового двигателя электросекции общий боковой зазор по начальной окружности между зубьями зубчатого колеса и шестерни, находящихся в сцеплении: а) у электровозов б) у электросекций Разница односторонних боковых зазоров между зубьями обеих зубчатых передач одного двига-.еля электровоза Радиальный зазор между вершиной и впадиной зубьев собранной зубчатой передачи: » » • » » 13,63 17,45 0—0,15 0—0,12 0—0,5 U—0,4 0—0,8 1 1 I 0,2—0,5 0,2—0,7 0- 0,3 13,63 17,45 0—0,15 ' 0—0,12 . 0—0,5 , 0—0,4 0—0,8 : о—о,2 1 0,2—0,5 ' 0,2—0,7 1 ! ; 0-0,3 1 0—2,5 13,63—11,0 17,45—16,5 0—1,0 0—0,5 0—1,0 0—0,4 0—0,8 0—0,2 0,2—3,5 Не менее0,2 0—0,3 0—3,0 13,63—10,5 17,45—15,5 0—1,0 0-0,5 0—1,0 0—0,5 0—1,0 j 0-0,3 i 0,2—4,5 НеменееОЛ 0—0,3 Б олее 3,5 10,0 Менее 14,5 Б олее 1,5 > 1,0 » 1,5 » 0,6 Более 5,5 Более 0,7
522
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
Наименование деталей и размеров Серии электровозов и электросекций Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочны й размер для эксплуатации
капитального среднего подъёмочного
а) у электровозов ври угле зацепления 20° б) то же при мгле зацепления 15° . . . . ‘ в) у электросекций Разница радиальных зазоров между вершинами и впадинами зубьев в зубчатых передачах одного двигателя электровоза Разбег тягового двигателя вдоль оси колёсной пары: а) у электровозов б) у электросекций Радиальный зазор между шейкой оси и вкладышем моторно-осевого подшипника: а) у электровозов б) у электро секций Все » » » » 2,8-3,7 3,8- 4,5 3,7—4,5 1,5—3,6 0,5 0,25—0,65 2,8 -3,7 3,8-4,.5 3,7—4,5 0-0,5 1,5—3,6 0,5 0,25—0,65 До 0,4 2,8—5,0 3,7- 4,7 3,7—4,5 0—0,7 1,5—3,6 0,5 0,25-0,65 До 0,4 2,8—5,0 3,6-5,0 3,7-4,5 0—0,9 1,5-5,0 0,5—1,0 0,25—0,65 (0,25-1,0)* До 0,4 Менее Более Менее Более Менее Более » » » 2,5 5,5 ' 3,5 5,.> 3,7 1,6 8,0 4,0 3,0 2,0
Буксовый узел
Толщина наличников: а) букс и буксовых направляющих электровоза б) стальной коробки на пазы букс электросекции в) буксовой направляющей тележки электросекции .... Продольный относительно оси тележки зазор между буксой и буксовыми направляющими электровоза (суммарный на обе стороны) Толщина бук сов ого подшипника электровоза, залитого баббитом Толщина антифрикционного диска электровоза Общий поперечный разбег колёсной пары электровоза: а) для крайних осей тележки . б) для средней оси тележки Разность расстояний от внутренних граней бандажей колёсной пары электровоза до продольной оси гележки (или до поверхностей рамных листов), за вычетом поперечного разбега каждой стороны Непараллельносгь осей смежных колёсных пар электровоза, а также отклонение оси колёсной пары от перпендикулярного положения относительно оси тележки (при измерении но концам оси на правой и левой стороне тележки) Зазоры между наличниками буксовых направляющих и буксами в тележке элекгросекцин суммарно на обе стороны буксы: а) в продольном направлении . б) » поперечном » » » ВЛ 2 2 ВЛ 19 ВЛ 2 2 ВЛ 1 9 ВЛ 2 2 ВЛ 1 9 Все » » СО •— t ' 1 ' i""- г? 1 । гт'у ч? Г ~ 'у । г 4* to — OlCnoFj СО О 1-С .’“‘-° О 5,0- -7,0 5 -8 12 + 1’° 0,3--2,6 40—39,5 29,5—33,5 26—28 2,5-6 2,5-6 5—10 5—10 0-2,0 0—2,0 1,0—2,0 3,0—4,0 5,0--7,0 5—8 11,0—13,5 0,3—2,6 40-38 26-35 24—29 2,5-6 2,5-6 5-10 5—10 0—3,0 0—3,0 1,0-2,0 3,0- -4,0 3,0—7,0 5-8 10,0 0,3—2,6 40—34 24—37 22—32 2,5-8 2,5—8 5—12 5-12 0—3,0 0—3,0 1,0—4,0 3,0—6,0 Менее 8,0 Более Менее » » Более » » » • » » 2,0 6,0 32 ')-> 20 16 14 18 16 5,0 j 1 1 -1,0 1 8,6 8,0
Роликовые подшипники
Радиальные зазоры цилиндрических роликовых подшипников № 42624 и № 52624 горячей посадки: а) начальный (в свободном состоянии) б) посадочный (после посадки на шейку) Аксиальный зазор комплекта цилиндрических роликовых подшипников » 0,04—0,09 0,05-0,71 0,04—0,15 0,02- 0,08 0,05—0,71 0,04-0,3 0,02-0,26 0,05-0,9 0,04—0,3 0,02-0,26 0,05-1,0
При установке подшипников без перезаливки.
РЕМОНТ И. СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА 523
Продолжение
Наименование деталей и размеров Серии электровозов и электросекций Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капитального среднего подъёмочного
Натяг при горячей посадке на шейку внутренних колец подшипников № 52624 и № 42624 . Допуски при подборе роликов в один подшипник: а) разница диаметров б) овальность, конусность . . Начальный радиальный зазор сферического роликового подшипника холодной посадки Изменение начального зазора роликоподшипников при их затяжке на закрепительной втулке (холодная посадка) Рессорное подвешивание Стрела прогиба листовой рессоры (фабричная стрела): а) у электровозов б) у электросекций 10-листовой рессоры в) тоже 12-листовой рессоры . г) то же рессоры Галахова . . Высота винтовой рессоры в свободном состоянии: а) у электровозов б) у электросекций Высота подрессорной| стойки электровоза Износ рессорной подвески электровоза по толщине Диаметр стержня подвесного болта рессоры электросекции Зазор между валиком и втулкой рессорного подвешивания электровозов при номинальном диа-ме гре валика: а) 4 0 мм ............. б) 4 5 » в) 65 » Тормозная рычажная передача Суммарный зазор между валиком и втулкой: а) у электровозов во всех шарнирных соединениях б) у электросекций при диаметре отверстия: до 3 0 мм более 30 и до 50 мм .... Отклонение в расстояниях между центрами отверстий в тягах дли-ной: до 1 000 мм ......... » 2 000 » более 2 000 » Ударно-сцепные устройства Высота горизонтальной оси автосцепки от головки рельса: а) у электровозов б) у электросекций Высота оси буферного стержня электровоза ог головки рельса . Высота нижней кромки путеочистителя от головки рельса: а) электровоза б) электросекции Все > » х> ВЛ 2 2 ВЛ 19 СР сд СР сд Все ВЛ22 ВЛ19 Все ВЛ22 ВЛ19 Все » » » » » » » » » 0,012—0,055 0,08 -0,11 100+6’0 41+6,0 121+5 114+5 114+5 108+5 188 + 12 204 ±5 173± 219i'i;'5 347 ±0,5 365±0,5 33_о(з4 0,1--0,2 0,1—0,2 0,1- 0,25 0,1- 0,25 0,56 0,68 ±2 ±3 1 055±15 1 167—1 127 1 065 ±15 150 ±5 150 0,012-0,05 0,003 0,002 0,08—0,17 0,05- 0,06 106—100 47—41 121+5 1 114+5 / 114 ) 108 +5 J 188—200 Чертёжный 348—346 366- 360 0 38—0,34 0.1—0,5 0,1—0,6 0,1—0,7 0,1-0,5 0,56 0,68 ±-±8 ±5 1 070—1 000 1 167-1 127 1 080—980 120—155 120—150 0,012-0,05 0,003 0,002 0,08—0,35 0,05—0,06 106—100 47—41 111-126 105—120 188-200 209—197 177—167 212—220,5 348—346 366—355 0-1,0 36—38 0,1—0,5 0,1-0,6 0,1-0,7 0,1-1,0 1,о 1,5 ±3 ±4 ±7 1 070-990 1 167—1 090 1 080-970 120—155 120—150 0,012—0,05 0,003 0,002 0,08—0,35 0,05-0,06 106—95 47—36 109—126 103-120 188—200 209—194 177—165 205 349—344 368- 352 . 0—2,0 36—38 0,1 —1,5 0,1—2,0 0,1—2,5 0,1—1,5 2,0 2,0 ±3 4-4 ±7 1 070—990 1 П)7—1 090 1 080—970 120-155 120—150 Z Менее 85 Обра тный прогиб под иагрузкой Менее 165 » 190 » 162 Менее 342 » 350 Более 3,0 33 Более 2,5 » 4,0 » 5,0 » 3,0 1 Менее 0,5 j Более 6,0 7 Более 1 070 Менее 980 » 1 031 » 960 Более 1 080 Менее 100 Более 155 Менее 110 Еолсе 15(1
524
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Нормы допусков и износов электрической аппаратуры в мм
Таблица 11
Наименование деталей и размеров Тип аппара та Чертёжный размер Допускаемый размер при выпуске электровоза или электросекции из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капитального среднего подъёмочного
Общая часть
Толщина блокировочных сегмеи-
тов в цепях управления Все 4,0 4,5—3,0 4,5—3,0 4,5—2,5 Менее 2,0
5,0 5,5—3,5 5,5—3,5 5,5—3,0 » 2.5
6,0 6,5—5,0 6,5—4,0 6,5—3,5 » 3,0
Толщина стального блокировочного
пальца в рабочей части Допускаемые отклонения от номи- » 1,25 1,3—1,0 1,3—1,0 1,3—0,7 » 0,5
нальных размеров валиков и осей при диаметре:
от 5 до 10 мм ......... 0,015—0,055 0,05—0,15 0,05—0,15 0,05-0,30 Более 0.5
более 10 до 18 мм ....... » 0,020—0,070 0,06—0,18 0,06—0,18 0,06—0,36 » 1.1
» 18 » 3 0 » » 0,025—0,085 0,07—0,21 0,07—0,21 0,07—0,42 » 1,3 :
» 30» 50» » 0,035—0,100 0,08—0,25 0,08-0,25 0,08—0,50 » 1,6
Допускаемые отклонения от номи-
нальных размеров отверстий под валики и оси на диаметры:
от 5 до 1 0 мм 0—0,030 0—0,10 0—0,10 0—0,20 Более 0,5
более 10 » 18 » » 0—0,035 0—0,12 0—0,12 0—0,24 » 1,1
» 18 » 30 » » 0—0,045 0-0,14 0-0,14 0—0,28 » 1,3
» 30 » 50 » » 0-0,050 0—0,17 0—0,17 0—0,34 » 1.6
Допускаемые зазоры в шарнирах
при номинальном диаметре отверстий: 0,05—0,25
от 5 до 1 0 мм ....... » 0,015—0,085 0,05-0,25 0,05—0,50 Более 1,0
более 10 » 18 » » 0,020—0,105 0,06—0,30 0.06—0,30 0,06-0,60 » 2,2
» 18 » 30 » ....... » 0,025—0,130 0,07—0,35 0,07—0,35 0,07—0,70 » 2,6
» 3 0 » 50 » » 0,032—0,150 0,08—0,42 0,08—0.42 0,08—0,84 » 3,2
Пантографы
Толщина токособирательных мед- 5,0—6,0 Менее 1 2,5
ных накладок ДЖ-5К 5,0 5,0—6,0 4,0—6,0
Отклонение верхних поверхностей и ДЖ-4 6,0 6,0—8,0 6,0—8,0 5,0—8,0 »
полозов от горизонтали иа длине 1 м:
а) при установке пантографа
иа тумбах в цехе ДЖ-5к и ДЖ-4 — 0—5,0 0—5,0 0—5,0 —
б) на крыше электровоза или Более
моторного вагона ДЖ-5К и ДЖ-4 — 0—10,0 0—10,0 0—10,0 20.0
Наибольший суммарный аксиаль-
ный зазор в любом шарнире рамы ДЖ-5к и ДЖ-4 — 2,0 2,0 3,0 Более 4,0
Контакторы i
Толщина контакта:
а) контакторов электропневма-тических типа ПК б) линейных контакторов ЛК-551, Все 6,5 + 0,2 6,5±0,2 6,7—5.0 6,7—4,0 Менее 3,0
ЛК-300В, ЯК-22А-1 » 6,5±0,2 6,5-1-0,2 6,5^0,2 6,7—4,5 » 3,0
в) контакторных элементов . . КЭ-1 КЭ-2 1 КЭ-4 J 6,5±0,2 10,0+0.2 6,5±0,2 10,0 + 0,2 6,7—5,0 10,0+0,2 6,7—4,0 10,2-7,5 » 3,0 5,0
КЭ-30 5,0 5,0 5,0 5,0—3,0 » 2,5
г) заземляющего контактора . . д) контакторов электромаг- КН-7 6,5 + 0,2 6,5±0,2 6,7—5,0 6,7—4,0 » 3,0
нитных Все б,о+о,2 6.0+0.2 6,2-5,0 6,2—4,0 » 3,0
Разрыв контактов:
а) контакторов электропнев-
матических типа ПК» контакторных элементов КЭ-1 и линейных контакторов . . » 24—27 24—27 24—27 24-29 Более 32
б) контакторных элементов • . КЭ-2 12—15 12—15 12-15 12—17,5 » 20
КЭ-4 8—10 8—10 8—10 8—13 Менее 8
в) контакторов электромагнит- 1 Более 40
иых 1 мк-зю 30—34 30—34 30—36 30—38
ДБ-928 19,0+1,5 19,0+1,5 19,0 + 1,5 19,0-4,5 » 22
Наибольшее поперечное смещение
контактов относительно друг друга Все 0 1 1 2 Более 3
Толщина стенки дугогасительпой камеры Толщина перегородки дугогаси- » 6,0±0,3 5,0—7,5 5,0—7,5 4,0-7,5 Менее 3,0 2,0
тельной камеры » 5,О'ГО,3 4,0—6,0 4,0—6,0 3,0—6,0 1 *
РЕМОНТ и содержание электроподвижного состава
525
Продолжение
Наименование деталей 1 | Тип । Чертёж- t ный размер 1 Допускаемый размер при ! выпуске электровоза или электросекции из ремонта i Браковочный | размер для | эксплуа-। тации
и размеров аппарата I 1 капиталь-| ного j среднего подъёмоч ного
Групповые контроллеры и переключатели 1 ! !
Радиус цилиндрической поверхности кулачков главного вала ПКГ-305, ЛКГ-323 80,0 80,0— 7!?,О ! 80,0-76,0 — 1 Менее 7.5,0
Биение окружности кулачковых шайб Износ кулачков по окружности . . Толщина контактной части литого силового сегмента То же у пластинчатого силового сегмента Толщина контактной час;и силового пальца ПКГ-323 ПКГ-162 ПКГ-320 ПКГ-321 пкг-ззо ПР, птк птк-зоо- 302 ПР, пш Все 0 0 ,0 4 0 +1 ’0 1 ’ —0,5 5,0 6,0 + 0,5 0,5 1 0 1 8-0-1,0 h°-0,5 5,0 6,0 + 0,5 0—1,0 0—1,0 8,0—4,0 5,0—3,0 5,0—3,5 6,5—4,0 0—2,0 8,0—3,0 5,0—2,5 5,0—3,0 6,5—3,5 Более 2,0 Менее 2,3 » 2,0 » 2,5 * 3,0
Быстродействующий выключатель
Длина контакта, измерен по оси: а) неподвижного б) подвижного Разрыв контактов Все » 65,0_И,0 66,0 + 1,0 30,5—33,0 65,0-1-1,0 66,0 + 1,0 30,5—35,0 66,0—60,0 67,5—61,0 30.5—58,5 66,0—58,5 67,5-59,5 30,5—58,5 Менее 58,0 » 59,0 Более 62,5
Контроллер машиниста
Толщина контакта контакторного элемента Разрыв контактов Электромагнитные вентили кмэ кмэ 5,0 4,0—5,6 5,0 4,0—5,6 5,0—4,0 4,0—7,0 5,0—3,0 4,0—9,0 Меиее 2.5 » 4,0 Более 9,5
Зазор между якорем веи*иля и сердечником во включённом состоянии Ход клапана вентиля: а) включающего б) выключающего Все > I : 1,4—1,1 0,9±0,1 1,3±0,1 1,4—1,0 0,9±0,1 1,3±0,1 1,4—0,8 0,9±0,2 1,3? 0,2 Менее 0,6 Более 1,2 Меиее 0,6 Более 1,6 Меиее 1,0
Таблица 12
Нормы допусков и изиосов тяговых двигателей в мм
Наименование деталей Т ип Чертёж- Допускаемый размер при выпуске из.ремонта Браковочный
и размеров тягового двигателя ный размер капиталь- ного среднего пропиточ ного । размер для эксплуатации !
Диаметр моторио-осевой горловины Натяг шапок на вкладыши моторно-осевых подшипников Длина остова по внешним кромкам могорно-осевых горловин . . ДПЭ-400 1 ДПЭ-340^ дк-1 оз) ДПИ-150/ Все ДПЭ-400) ДПЭ-340/ ДК-1 03 1 ДПИ-150/ 230 +09 2ю+0,045 0,10—0,25 998—0, г, 230 +°.10 2П +0,10 21 о+0,09 21 1 +0,99 0,10—0,25 "8-0,5 230+0.20 231 +0,20 232 +0,^0 21о+0,20 211 +0.20( 212+°,20_ 0,05—0,25 998—995,5 230+0,30 231 +0.30 232 +0.30 °33 8"0’оо “)10+0,ЗСГ| 2Н+0,30 1 212 +0,30 / 21з+0,30] 0,0—0,25 998—995 1 Более2233,5 | Более 213.4 Ослабление вкладышей не допускается Менее 994
1 О36_о,5 1 036—1 035 1 036—1 035 1 036—1 034 —
526
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Продолжение
Наименование деталей и размеров Тип тягового двигателя Чертёж-ный размер Допускаемый размер при выпуске из ремонта Браковочный размер для эксплуатации
капитального среднего пропиточного
Расстояние между центрами горло-
вин остова под подшипниковые щиты и моторно-осевые подшипники (централь) ДПЭ-400) ДПЭ-340) 545 +0’35 о4°—0,15 545 +0,4 0,15 1545 +9,5 о4Ь— 0,15 545 +1.0 М — 0,15 —
j Диаметр вала якоря в месте посад- ДК-ЮЗ) ДПИ-150) 445+0,25 445+0’4 445+O,4 445+0,5 —
| ки роликовых колец: 130; 129,75; 129,5; Менее 128,0
1 а) электровозных ДПЭ-400) ДПЭ-340) 130 +0,040 k U +0,035 130; 129,75; 129,5; 130; 129,75; 129,5:
। 129,25 129,25 129,25;
129,0
б) моторвагонных со стороны ПО; 109,75; ПО; 109,75;
шестерни ДК-103 1 1Н1+0,038 11U+0,023 НО; 109,75; Менее 108,0
ДП-1501 109,5; 109,5 109,5:
109,25; 109,25; 109,25; 109;
109; 108,75; 109; 108,75; 108,75;
108,5 108,5 108,5; 108,25;
। в) то же со стороны коллектора ДК-1031 й- 1-0,038 60 +0,023 85; 84,5; 85; 84,5; 108,0 85; 84,5; Менее 83,0
ДП-1501 84; 83,5 84; 83,5 84; 83,5;
1 83,0
Диаметр рабочей поверхности кол-- лектора ДПЭ-400 о6°—(+5 567,5-542 567,5—534,5 567,5-533 —
ДПЭ-340 546 + 1,0 547-520 547-515 547—514 —
дк-1031 ДПИ-150 j з8оД;° 381—360 381—352 381—352 Менсе 351,0
Длина петушков коллектора . . . ДПЭ-400 21 22—16 — — —
ДПЭ-340 91 +1,0 —0,5 17+0,5 22-15 — — —
дк-юз 17,5—11,5 — — —
Глубина продорожки миканита ДПИ-150 22 22-16 — — —
коллектора ДПЭ-4001 ДПЭ-340) 1,2 1,2—1,5 1,0—1,5 1,0—1,5 Менее 0,5
ДК-1 03) ДПИ-150) 1,0-10.2 1,2-1,0 1,2—1,0 1,2-1,0 » 0,5
| Биение коллектора по рабочей по-
верхности в собранном двигателе 1 не более ДПЭ-4 001 ДПЭ-340) 0,04 0,06 0,07 0,10 —
1 дк-юз) ДПИ-150) 0,06 0,06 0,08 —
! Глубина выработки рабочей поверх- Более 0,5
1 ности коллектора под щётками . Все 0 0 0 0
Высота щётки ДПЭ-400 60 -1 61—59 61—58 61—55 Менее 35
ДПЭ-340 55 ;-1 56—54 56—53 56—50 » 35
ДК-1 03 50 -1 50-’-1 50 + 1 50 + 1 » 35
ДПИ-150 60 । 1 60-1 60 : 1 60 1 » 35
Зазор между щёткой и щёткодер-
жателем:
а) по толщине щётки ДПЭ-4001 ДПЭ-340| 0,05-0,1 0,05—0,15 0,05—0,2 0,05—0,25 Более 0,35
I б) по ширине щётки (вдоль кол- ДК-1 031 ДПИ-1501 0,05—0,20 0,05-0,25 0,05—0,30 0,05—0,35 0,4
1 лектора) ДПЭ-4001 ДПЭ-340) 0,16—0,8 0,1—0,8 0,1—0,8 0,1—0,8 » 1,0
дк-1031 ДПИ-150) 0,16—0,8 0,16—0,8 0,16—0,9 0,16-0,9 —
Расстояние от корпуса щёткодер-
жателя до рабочей поверхности коллектора 1 ДПЭ-400) ДПЭ-340) 5±1 4—6 4-6 4—6 Более 6,5 Менее 3,5
1 ДК-ЮЗ 4±1 3—5 3—5 3—5 —
1 ; Минимальный зазор между петуш- ДПИ-150 4—6 3-6 3—6 3—6
1 ками коллектора и корпусом щёткодержателя (при крайнем ! положении якоря в сторону щёт- | кодержателя) ДПЭ-4001 ДПЭ-340) 6,0 6,0 5,5 4,5 Менее 4,0
Осевой разбег якоря: ДК-1031 .ДПИ-150) 9,0 5,0 5,0 5,0 Менее 5,0
| а) для подшипников 42426ж . . ! ДПЭ-4001 ДПЭ-340) 1—2 1—2 1—2 1—2 Более 2,5
б) для подшипников 2242бж . . 1 ДПЭ-34С 0,2—0,5 0,2-0,5 0,2—0,5 0,2—0,5 » 0,8
। в) моторвагонных ДК-1031 дПИ-150) 0,15—0,4 0,15-0,47 0,15-0,47 0,15—0,52 —
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖПО1 О СОСТАВА
527
Нормы
допусков и из НОСОВ
вспомогательных машин в мм
Таблица 13
Наименование деталей и размеров i Тип 1 машины 1 Чертёж- 1 ный j размер Допускаемый размер при выпуске из ремонта Бра ковочный размер для эк сплу-а тации
капитального среднего пропнточ н ого
Диаметр рабочей поверхности коллектора дк-юз ЭК-1 2 > 310 : 311 -297 311- -290 311—290 Менее 288
ДК-4 04 ДК-402 ДК-401 460 f 1 4-1,0 1 ^’-од 400 387 -110 397 107 388 400 -380 410 -390 407-380 400-380 410—390 407—380 » 378 » 388 » 378
ДДИ-60 ДК-4 05 ДМГ-1 500/50 336 0,5 197-1,0 336 -316 223 212 198-- 180 1 336 -310 223—206 198—174 336—307 f 323—205 198 -172 » 305 » 204 » 170
1 19ОЩ1 ,0 191 -180 191-174 191-172 » 170
Биение коллектора по рабочей поверхности в собранной машине не более Глубина продорожки миканита коллектора ЭК-15 ДК-4 06 ДК-60 1 ДК-403 ЭК-12 ДК-4 04 ДК-402 ДК-4 01 ДДИ-60 ДК-4 05 ДМГ-1500/50 ЭК-1 5 ДК-406 ДК-601 ДК-403 эк-12 ДК-404 ДК-402 ДК-401 । г 1,0 ! 292 -0,5 и,о 28а 0,5 i ; 1,0 310- 0,5 j 0,01 0,06 i 0,05 1,0 '41.2 293 275 286-275 311 297 0,05 0,09 0,05 0,07 0,08 1,0 1,2 293 270 286-270 311 -290 0,08 0,10 0,06 0,08 0,08 1,0—1,2 293 270 286—270 311 2 0 0,1(1 0,15 0,08 0,15 0,10 1,0 -1,2 » 268 » 268 » 288 Менее 0,5
Зазор между щёткой и щёткодержателем; а) по толщине щётки б) по ширине щётки (вдоль ДДИ-6 0 ЭК-15 ДК-406 ДК-601 ДК-405 ДМГ-1 500/50 ДК-403 ЭК-1 2 ДК-404 ДК-402 ДК-401 ДДИ-6 0 ДК-4 05 ДМГ-1 500/50 ЭК-15 ДК-406 ДК-6 01 ДК-403 0,‘J4-'M ол; “ | । 0,05 ft,2 ' 0,0." -0,22 1 0,05 0,25 1 0,05 0,28 0,05-0,25 0,05 0,20 1 0,05 0,2 0,9 -1,2 0,8 -1,2 0,05 0,2 0,05 0,25 0,05—0,3 0,05 -0,33 0,05—0,3 0,05 -0,25 0,05—0,4 0,9—1,2 0,8—1,2 0,05—0,3 0,05—0,30 0,05—0,3 0,05-0,33 0,05—0,4 0,05—0,25 0,05—0,45 0,9—1,2 0,8—1,2 0,05—0,4 щ 05—0,4 0,05—0,35 0,05-0,33 0,05—0,4 0,05—0,3 0,05—0,6 » 0,5 » 0,5 Более 0,5 » 0,5 » 0,5 » 0,55 » 0,5 » 0,5 » 0,9
коллектора) ’ысота щётки i 1 1 ЭК-12 ) ДК-402 ДК-4 04 ) ДК-405 ДК-401 ДДИ-60 ДМГ- I 5 00/50 { ЭК-15 J ДК-406 | ДК-601 ДК-403 | ДК-4 01 | ЭК-12 ДК-4 02 ДК-401 ДК-401 1 ДДИ-60 1 ДК-4 05 ДМГ-1 500/50 ЭК-1 5 ' ДК-4 06 ДК-601 1 ’ , 0,07 -0.36 1 i 0.08 -0,4 1 o,i о,25 : ; 0,05 0,27 0,07 0,35 (*,08 0,-12 0,07 0,35 0,07 0,36 51 Щ 26 2 4 33 31 11 -39 61 59 32 -29 1 55 i 45±l I j 0,07—0,4 0,08—0,5 0,1 -0,4 0,05- -0,4 0,07 -0,51 0,08 -0,55 0.О7--0.4 0,07 - 0,4 al—15 26 -23 33—30 41-38 61- -55 32-29 55-51 45 ±1 5()±1 : 50- 47 I 1 0,07 -0,45 0,08—0,5 0,1—0,45 0,05—0,45 0,07—0,51 0,08—0,55 0,07—0,6 0,07—0,1 51-45 26—23 33—30 41 -38 61-55 32—29 55-51 45 ±1 50 ±1 50—47 0,07-0,6 0,08-0,6 0,1—0,6 0,05 -0,6 0,07—0,55 0,08-0,65 0,07—0,6 0,07—0,5 51—35 26-20 33-25 41—30 61—35 32—29 55—51 45Т-1 50 ±1 50-47 » 0,9 » 0,9 » 0,9 » 0,9 Более 0,7 Менее 30 » 17 » 20 » 25 х 30 » 16 » 28 » 25 » 25 » 25
528
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ЭЛЕКТРОВОЗА И ЭЛЕКТРОСЕКЦИИ
На каждый электровоз и электросекцию ведётся технический паспорт.
Технический паспорт отображает состояние электровоза или электросекции и содержит данные о их работе и ремонте, начиная с момента зачисления в инвентарный парк подвижного состава МПС.
Технический паспорт состоит из общей части и вкладышей па основное взаимозаменяемое оборудование: тележки, колёсные пары, зубчатые колёса и шестерни, тяговые двигатели и вспомогательные машины.
Общая часть паспорта составляется при поступлении электровоза или электросекции в эксплуатацию после постройки на заводе и заполняется данными в течение всего времени работы электровоза или электросекции до исключения их из инвентаря. В эту часть заносятся даты постройки и вступления в эксплуатацию, пробеги, выполненные подъ-ёмочные, средние и капитальные ремонты, смена основного оборудования и конструктивные изменения.
При замене установленного на электровозе или электросекции основного оборудования соответственно заменяются и вкладыши.
Технический паспорт (вкладыш) ведется на каждый тяговый двигатель, вспомогательную машину, тележку, колёсную пару, зубчатое колесо и шестерню с момента их изготовления. В паспорт заносится дата изготовления оборудования, его основные технические данные и размеры, выполненный ремонт, пробег на подвижном составе, неисправности и конструктивные изменения.
При отправлении электровоза или электросекции в ремонт на завод или в другое депо, а также при передаче их одновременно с ними высылается технический паспорт. При возвращении электровоза или электросекции из ремонта технический паспорт вместе с ними высылается в депо приписки.
Технические паспорта (вкладыши) тяговых двигателей, вспомогательных машин, колёсных пар при поступлении их в ремонт также направляются в соответствующие цехи и мастерские.
Наличие технических паспортов (вкладышей) на основные части оборудования электроподвижного состава позволяет вести учёт их работы и ремонта независимо от подвижного состава. Этим обеспечивается соблюдение установленных сроков ремонта основного оборудования электровозов и электросекций при применении принципа взаимозаменяемости в ремонте электроподвижного состава.
НОРМЫ ПРОБЕГА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНО -ГО СОСТАВА МЕЖДУ РЕМОНТАМИ
Пробеги электроподвижного состава между ремонтами определяются интенсивностью износа отдельных узлов и деталей электровозов и электросекций в зависимости от времени их работы или выполненного пробега, обусловливающего необходимость их осмотра, ревизии или ремонта.
Поэтому пробеги между малыми и большими периодическими ремонтами, предназначенными для осуществления технического
контроля за состоянием и работой основных узлов электроподвижного состава, определяются сроками осмотра и ревизии этих узлов, а для электросекций также сроками мойки кузовов и уборки пассажирских помещений.
Пробеги электроподвижного состава до подъёмочного ремонта определяются в основном сроками производства пропитки обмоток электрических машин и ревизии главнейших узлов оборудования, требующей их разборки, а для электросекций также необходимостью ремонта и окраски кузовов вагонов и деталей их убранства.
Интенсивность нарастания проката бандажей колёсных пар электровозов не является основным условием постановки их в ремонт вследствие широкого применения в электровозных депо обточки колёсных пар без выкатки. Начато также внедрение обточки колёсных пар без выкатки на электросекциях.
Пробеги электроподвижного состава между средними ремонтами определяются необходимостью снятия всех частей оборудования для устранения износов и приведения и?: в состояние полной исправности и устанавливаются кратными величине пробега до подъёмочного ремонта с целью соблюдения сроков очередной пропитки обмоток электромашин.
Срок капитального ремонта электропо» движного состава определяется главным образом необходимостью замены электропроводов вследствие старения их изоляции.
Постоянное содержание электроподвижного состава в исправном состоянии, умелое вождение поездов, совершенствование технологии ремонта и улучшение его качества, а также повышение износоустойчивости отдельных узлов и деталей дают возможность многим передовым машинистам значительно перевыполнять нормы пробега электровозов и электросекций между ремонтами.
На основе опыта передовых машинистов и коллективов ремонтников, а также достигнутого по сети дорог уровня межремонтных пробегов Министерством путей сообщения установлены в 1955 г. новые нормы пробега электповозов и электросекций между плановыми ремонтами в среднем по сети и дорогам, которые и приведены в табл. 14.
Министерство путей сообщения по мере обобщения опыта передовых машинистов по увеличению межремонтных пробегов и совершенствованию методов ремонта передовыми комплексными бригадами и работниками других ремонтных цехов будет увеличивать межремонтные пробеги и вносить изменения в Правила ремонта электроподвижного состава.
По установленным МПС дорожным нормам пробега между ремонтами начальники дорог устанавливают нормы пробега по депо и сериям или роду работы электровозов п электросекций исходя из местных условий.
Для поощрения инициативы лучших локомотивных бригад и ремонтников по увеличению межремонтных пробегов, а также равномерной загрузки цехов начальникам депо дано право увеличивать пробег между периодическими или подъёмочными ремонтами до 20% против установленной начальником дороги нормы лучшим электровозам и электросекциям, работающим без порч и заходов на межплановый ремонт.
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
529
Таблица 14
Нормы пробега электроподвижного состава между ремонтами в тыс. км
Сетевые нормы пробега между ремонтами
Дорожные нормы пробега между ремонтами
Вид подвижного
состава
Электровозы:................ 18 70
в том числе: а) электровозы грузового
парка.................... — —
б) электровозы пассажирского парка ............... — —
Электросекции.............. 21 100
16—17
19—21
18—22
2
tQ S < S О 3
64—68 190—200 380—400
77-84 230—250 460—500
90—110 180—220 360—440
1 500— I
1 6С0 J
1 400— j
1500 :
1 440— i
1 760
Общая продолжительность работы электровозов и электросекций между малыми периодическими ремонтами более 45 суток не допускается. Указанное ограничение по времени установлено в соответствии с периодичностью производства ревизии ответственных узлов и деталей оборудования электроподвижного состава.
Увеличение пробега между периодическими ремонтами или до подъёмочного ремонта свыше 20% против установленной нормы лучшим электровозам и электросекциям, содержащимся в хорошем состоянии, работающим без порч и межпланового ремонта, разрешает начальник службы локомотивного хозяйства по представлении начальником депо акта осмотра электровоза или электросекции, с указанием пробега, на который можно продлить их работу против установленной нормы, при этом продолжительность их работы между периодическими ремонтами по времени может не ограничиваться.
В тех случаях, когда электровоз или электросекция благодаря хорошему уходу локомотивных бригад и качественному выполнению ремонта по своему состоянию в очередном среднем или капитальном ремонте не нуждается, в депо составляется акт о их состоянии после осмотра комиссией с участием представителей службы локомотивного хозяйства и отделения дороги.
В акте устанавливается пробег, на который можно продлить работу электровоза или электросекции до среднего или соответственно капитального ремонта.
Утверждение акта н разрешение об отсрочке направления электровоза или электросекции в средний или капитальный ремонт производятся начальником дороги.
Электровоз или электросекция, требующие по своему состоянию капитального или среднего ремонта, но не выполнившие установленной нормы пробега, могут ставиться в ремонт только с разрешения МПС, которое выдаётся дороге по представлении полного материала с указанием причин, вызвавших необходимость преждевременного ремонта.
Увеличение пробега электровозов или электросекций между ремонтами в целом по депо разрешается приказом начальника дороги.
34 Том 9
НОРМЫ ПРОБЕГА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ
МАШИН МЕЖДУ РЕМОНТАМИ
Пропиточные, средние и капитальные ремонты тяговых двигателей и вспомогательных машин производятся при плановых ремонтах электровозов и электросекций. Пропиточный ремонт приурочивается к подъёмочному ре монту, средний и капитальный — к среднему или капитальному ремонту электровозов и электросекций. Вид ремонта электрической машины определяется в зависимости от выполненного пробега и её фактического состояния
МПС установлены следующие среднесете вые нормы пробега тяговых двигателей и вспомогательных машин между ремонтами:
Пропиточными........... 200 тыс. км
Средними............... 400 » »
Капитальными .......... 800 » »
Пробеги между ремонтами могут отклоняться от средней нормы в сторону уменьшения до 15% и в сторону увеличения до 20% .
Нормы пробега между ремонтами по от дельным типам машин устанавливаются Глав пым управлением локомотивного хозяйства МПС.
Нормы простоя электроподвижного состава в ремонте, установленные Министерством путей сообщения, при-ведены в табл. 15.
Таблица 15
Нормы простоя электроподвижного состава в ремонте
Вид подвижного состава
Нормы простоя в ремонте
5 10 20
Электровозы
Элек гросек-ции ...
5* 14 20
* Для окраски кузовов вагонов время простоя электросекций в подъёмочном ремонте увеличивается на 5 суток.
530
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Контрольный технический осмотр производится в период эксплуатации между плановыми ремонтами после пробега в среднем по сети:
для электровозов 9 тыс. км, т. е. одни раз между периодическими ремонтами;
для электросекций — 2—2,5 тыс. км.
Время постановки электровозов и электросекций для контрольно-технического осмотра предусматривается в графиках их оборота.
Максимальная продолжительность контрольно-технического осмотра установлена: для электровозов — 3 часа;
для электросекций — 2 часа.
ЦИКЛИЧНОСТЬ РЕМОНТА
Повторяемость ремонта через определённые периоды называется периодичностью, или цикличностью, ремонта.
рез равные периоды пср несколько средних ремонтов с.
Период между средними ремонтами делится на равные периоды пп, по истечении которых электровоз или электросекция проходит подъёмочные ремонты п. Каждый период между подъёмочными ремонтами делится на равные периоды пбп, по истечении которых электровоз или электросекция проходит большие периодические ремонты бп. И, наконец, каждый период между большими периодическими ремонтами делится на равные периоды пмп, по истечении которых электровоз или электросекция проходит малые периодические ремонты мп.
В промежутках между малыми периодическими ремонтами электровозы и электросекции проходят контрольные технические осмотры.
_ Условные обозначения.
напит ильный ремонт Д- большой периодическийремонт редни и ремонт о — молый периодцческии ремонт
^-подьёмочный ремонт
Фиг. 1. Схема периодичности ремонтов за один полный ремонтный цикл
Общая схема последовательности различных видов планового ремонта электроподвижного состава показана иа фиг. 1.
Так как контрольные технические осмотры производятся в процессе эксплуатации, то на схеме фиг. 1 они не показаны.
Фиг. 2. Схема периодичности средних и подъё-мочных ремонтов электровозов и электросекций в течение одного полного ремонтного цикла
Электровоз или электросекция с момента постройки до момента исключения из инвентаря через определённые периоды пк проходит капитальные ремонты К.
Л—О—о °—Д о о—о Д о--------------о—а—-П
” <-6П
*"-----------—“^/7-------------------*
Фиг. 4. Схема периодичности малых и больших периодических ремонтов электровозов
Периодичность средних и подъёмочных ремонтов электровозов и электросекций в течение одного полного ремонтного цикла, установленная в соответствии с утверждён-
Фиг. 3. Схема периодичности средних и подъ-ёмочиых ремонтов электровоза пассажирского парка в течение полного ремонтного цикла
ф О- О-О--О-А—о—о->—о—о—п
^мТ , Lsn - о л
Фиг. 5. Схема периодичности малых и больших периодических ремонтов электросекций
Период между смежными капитальными ремонтами пк называется полным ремонтным циклом.
В течение одного полного ремонтного цикла электровоз или электросекция проходит че-
ными нормами пробегов, приведена на схеме фиг. 2.
Схема периодичности ремонтов электровозов, работающих только в пассажирском движении, показана на фиг. 3.
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
531
Периодичность малых и больших периодических ремонтов электровозов и электросекций приведена на схемах фиг. 4 и 5.
Условные обозначения.
ф — капитальный ремонт Л И — средний ремонт
П — пропиточныйремонт
Фиг. 6. Схема периодичности ремонтов тяговых двигателей и вспомогательных машин электровозов и электросекций
Периодичность ремонтов, установленная для тяговых двигателей и вспомогательных машин, приведена на схеме фиг. 6.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
В РЕМОНТЕ
Число электровозов или электросекций, подлежащих в течение года ремонту, составляет: капитальному
среднему ["год ["год
LK’
подъёмочному
['год ["год ~ ~LT : ьп L"C
большому периодическому
V _ ^год ["год . бп 7 — I »
^бп Ln малому периодическому
^год L год Nмп L " Lx ’ ‘-"МП, бП
где Lsod—годовой пробег элек-
тровозов или электросекций;
LK; Lc' Ln> L6n> LMn — установленные нормы пробегов между ремонтами: капитальными, средними, подъёмоч-ными, большими периодическими, малыми периодическими.
При определении потребности в ремонте необходимо учитывать пополнение парка электроподвижного состава новыми электровозами и электросекциями, а также поступившие из ремонта.
Коэффициент, учитывающий это, может быть определён как
где Ан— количество новых или отремонти' рованных электровозов или электро' секций, не подлежащих в течение расчётного года данному виду ремонта;
А—парк электровозов или электросекций в распоряжении дороги (депо). Количество электровозов или электро-секций Ан, не подлежащих ремонту, определяется количеством нового подвижного состава, поступившего от заводов промышленности или прошедшего ремонт за период времени, потребный для выполнения установленной нормы пробега для данного вида ремонта при установленном среднесуточном пробеге. Тогда потребность в ремонте со-["год ,
ставит - п соответственно для каждого вида ремонта.
Потребность в ремонте определяется отдельно для каждой группы подвижного состава с одинаковыми нормами пробега.
ПЛАНИРОВАНИЕ РЕМОНТА
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
При составлении планов деповского н заводского ремонта электроподвижного состава руководствуются установленными нормами пробега между ремонтами, состоянием электровозов и электросекцин по данным комиссионного осмотра, технических паспортов н заданными нормами простоя в ремонте.
Планирование деповского ремонта
Календарный план (график) постановки электровозов и электросекций на малый и большой периодические ремонты и выхода их из ремонта составляется с учётом выполнения каждым электровозом или электросекцией установленной нормы межпериодического пробега по графику оборота.
При малых среднесуточных пробегах сроки постановки электровозов или электросекций на периодический ремонт определяются по установленным нормам времени максимальной продолжительности их работы между ремонтами.
Время постановки электровозов и электро-секций на периодический ремонт предусматривается в графиках их оборота и определяется с учётом необходимого времени для очистки и подготовки к началу работы комплексной бригады.
Па подъёмочный ремонт электровозы и электросекцин ставятся в соответствии с утверждённым начальником дороги планом подъёмочного ремонта по каждому депо.
При производстве подъёмочного ремонта электровозов или электросекций для депо других дорог план подъёмочного ремонта утверждается Главным управлением локомотивного хозяйства.
Месячные нли декадные планы (графики) постановки электровозов и электросекцин на малый и большой периодический и подъёмочный ремонт с указанием их номеров, времени постановки и выпуска из ремонта вручаются мастерам соответствующих цехов и локомотивным бригадам не позднее как за три дня до начала месяца или декады. .. .
34*
532
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Планы подъёмочного и периодического ремонта являются основой, по которой планируется работа цехов депо по текущему ремонту электроподвижного состава.
Планирование заводского ремонта
В целях выявления потребности в капитальном и среднем ремонте электроподвижного состава на будущий год службы локомотивного хозяйства дорог ежегодно представляют в МПС заявки:
а) к 1 июля — предварительную заявку, составленную по расчёту на годовой пробег электровозов и электросекций с учётом их фактических пробегов от постройки, среднего или капитального ремонта;
б) к 15 октября — окончательный план-заявку с разбивкой по кварталам, скорректированную с учётом фактического состояния парка электровозов и электросекций по результатам годового комиссионного осмотра, а также выданных разрешений на удлиненный межремонтный пробег с указанием пробегов и краткой характеристики ремонта;
в) за 60 дней до наступления квартала — квартальный план-заявку.
Годовой и квартальные планы заводского ремонта электроподвижного состава утверждаются и задаются Главными управлениями локомотивного хозяйства и локомотиворемонтными и вагоноремонтными заводами МПС по каждому ремонтному заводу и дороге за 35 дней до наступления года и квартала.
Службы локомотивного хозяйства дорог не позднее чем за 20 дней до начала квартала сообщают заводу пономерной список электровозов и электросекций по заданному плану на квартал с приложением описей ремонта.
Для более тесной увязки между ремонтными заводами и прикреплёнными к ним для ремонта электроподвижного состава дорогами примерно за 20 дней до начала квартала на заводах проводятся совещания по вопросам согласования графиков подачи и выпуска электровозов и электросекций из ремонта на каждый месяц по заданному плану на квартал и качества исполненного ремонта с участием представителей дорог.
УЧЁТ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Вид планового ремонта электровозов и электросекций определяется в зависимости от выполненного пробега и фактического их состояния. Ожидание ремонта также различается по видам ремонта.
В межплановый ремонт электроподвижной состав отставляется только по фактическому состоянию, т. е. независимо от пробега. Время ожидания этого ремонта не учитывается, т. е. С момента перечисления в число неисправных электроподвижной состав считается в межплановом ремонте.
От момента перечисления в число неисправных до момента выхода из ремонта электроподвижной состав числится по тому виду ремонта, в какой был поставлен.
Для контроля за выполнением производственной программы ремонта электроподвижного состава в существующем учёте по каждому виду ремонта имеются три показателя:
а) количество отремонтированных единиц электроподвижного состава;
б) средний простой в ожидании ремонта;
в) средний простой в ремонте.
Простой электровозов и электросекций в ожидании ремонта и отдельно в ремонте исчисляется делением электровозо-часов или секцие-часов, затраченных на ремонт и простой в ожидании ремонта отдельно, на число отремонтированных электровозов или элек-тросекций.
Перерывы в процессе ремонта по любой причине и любой длительности из времени простоя электроподвижного состава не исключаются. Также не исключаются из общего времени простоя электроподвижного состава в ремонте праздничные и выходные дни, т. е. учёт простоя ведётся в календарных, а не рабочих днях.
В соответствии с нормами учёт среднего простоя в капитальном, среднем, подъёмочном и большом периодическом ремонте ведётся в сутках, в малом периодическом ремонте — в часах.
Выполнение нормы простоя в ремонте определяется сравнением её с суммой средних фактических простоев в ожидании ремонта и ремонте.
Не считается простоем в ремонте время обкатки и пробной поездки выпускаемых из ремонта электровоза или электросекции. Эти электровозо-часы или секцие-часы учитываются в эксплуатируемом парке.
ПРОЦЕНТ НЕИСПРАВНОГО ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Состояние парка электроподвижного состава характеризуется процентным отношением неисправных электровозов или электросекций к их парку в распоряжении дороги (депо).
Нормируется и соответственно учитывается общий процент неисправных электровозов и электросекций, в том числе находящихся в заводском и в деповском ремонте.
В деповском ремонте нормируется и учитывается процент электровозов или электросекций, находящихся в среднем деповском, подъёмочном, большом периодическом и малом периодическом ремонтах, а также в межплановом ремонте.
Для определения процента неисправных электровозов или электросекций количество их и парк в распоряжении дороги исчисляются в электровозо-сутках или секцие-сутках.
Для определения общего процента неисправных электровозов или электросекций сумма электровозо-суток или секцие-суток за отчётный период по всем видам неисправных электровозов или электросекций умножается на 100 и делится на число электровозо-суток или секцие-суток в распоряжении дороги (депо).
Соответственно определяется процент неисправного подвижного состава по каждому виду ремонта.
РЕМОНТ и содержание электроподвижного состава
533
Электровозы и электросекции, ремонтируемые в другом депо или иа заводе, входят в процент неисправных депо приписки по соответствующему виду ремонта.
ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО
СОСТАВА В ДЕПО
Организация текущего ремонта электроподвижного состава в депо предусматривает обеспечение высокого качества ремонта, рост производительности труда и сокращение простоя подвижного состава в ремонте.
Для этого производство текущего ремонта организуется на основе предварительной заготовки деталей и узлов электроподвижного состава с применением принципа взаимозаменяемости, совершенной технологии ремонта, современного контрольно-измерительного инструмента и испытательных устройств, механизации трудоёмких работ и транспортировки, выполнения проверки узлов, магнитного и других видов контроля деталей.
Перечень и инвентарное количество стандартного и специального контрольно-измерительного инструмента устанавливаются начальником службы локомотивного хозяйства по каждому депо в зависимости от размеров работы, типов и серий электроподвижного состава.
Все контрольно-измерительные инструменты, калибры, шаблоны и другие мерители подлежат периодической проверке средствами депо в установленные сроки. Кроме того, приборы и меры по установленным Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов перечню и срокам подлежат обязательной государственной поверке.
Основные цехи электродепо
Для производства ремонта электроподвижного состава в депо организуются следующие •основные цехи, отделения и группы: цех периодического ремонта, цех подъёмочного ремонта, специализированные цехи и группы и заготовительный цех.
Текущий ремонт электроподвижного состава производится комплексными бригадами.
Малый периодический и большой периодический ремонт электроподвижного состава выполняются комплексными бригадами периодического ремонта.
Контрольный технический осмотр электросекций выполняется комплексными бригадами периодического ремонта.
Подъёмочный ремонт электроподвижного состава выполняется комплексными бригадами подъёмочного ремонта.
Каждая комплексная бригада возглавляется освобождённым бригадиром.
Все комплексные бригады периодического ремонта подчинены начальнику или мастеру цеха периодического ремонта; комплексные бригады подъёмочного ремонта — начальнику или мастеру цеха подъёмочного ремонта.
В отдельных депо, в которых комплексные бригады подъёмочного ремонта и периодического ремонта не обеспечиваются полной загрузкой, создаётся одна общая комплексная бригада подъёмочного и периодического ре
монта под руководством освобождённого бригадира, возглавляемая начальником (мастером) объединённого цеха текущего ремонта.
Осмотр и ремонт специализированного оборудования (автотормозов, автостопов, скоростемеров, кузовов вагонов электросекций и др.) производится специализированными цехами, бригадами и группами.
Ремонт и восстановление снятых с электроподвижного состава частей и деталей и заготовка новых производятся заготовительным цехом депо.
Все цехи, отделения и группы депо по ремонту электроподвижного состава возглавляются заместителем начальника депо по ремонту.
В целях лучшего использования ремонтных средств устанавливается специализация депо по видам выполняемого ремонта, при которой производство подъёмочного ремонта для ряда участков или всей дороги концентрируется в наиболее мощных, оснащённых депо, а в остальных депо производится только периодический ремонт электроподвижного состава.
В соответствии с этим в каждом депо создаются только цехи, необходимые для производства тех видов ремонта, которые установлены для данного депо.
Комплексные бригады
Решающая роль в содержании электроподвижного состава в исправном состоянии принадлежит комплексным бригадам.
Работа комплексных бригад организуется по принципу разделения разборочно-сборочных работ от работ по заготовке и ремонту частей электроподвижного состава. Комплексные бригады, как правило, работ по восстановлению изношенных и неисправных деталей не производят, а осуществляют только их замену.
Комплексные бригады выполняют осмотр, ревизию, снятие и постановку на электроподвижном составе частей и деталей механического оборудования, тормозной рычажной передачи, ударно-сцепных устройств, пневматического оборудования, тяговых двигателей и вспомогательных машин, электроаппаратуры и электрических цепей.
Комплексные бригады ремонтируют детали своими силами в тех случаях, когда требуется небольшой ремонт, исполнение которого не влечёт за собой перепростой электровозов и электросекций в ремонте.
К каждой комплексной бригаде периодического ремонта прикрепляется определённая группа электровозов или электросекций, за состояние которых бригада несёт ответственность. Прикрепление производится с расчётом, чтобы каждая комплексная бригада, как правило, ремонтировала электровозы или электросекции одной серии. В тех депо, где электровозов или электросекций одной серии по их месячному числу ремонтов недостаточно для загрузки комплексной бригады, допускается прикрепление электровозов или электросекций двух или трёх серий.
К одной комплексной бригаде прикрепляется не более 40 электровозов или 35 электросекций. Это число зависит от межпериодиче
534
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
ского и суточного пробега электровозов и электросекций. Чем больше межпериодические пробеги, тем больше электровозов или электросекций можно прикрепить к одной бригаде. При больших суточных пробегах число прикрепляемого подвижного состава уменьшается.
Количественно прикрепление электроподвижного состава к комплексным бригадам периодического ремонта устанавливается с расчётом, чтобы каждая комплексная бригада вела работы узким фронтом и была занята на ремонте только одного электровоза или электросекцин.
Фронт работы комплексной бригады подъёмочного ремонта может составлять 1 —1,3 электровоза или электросекцин.
В состав каждой комплексной бригады входят слесаря всех специальностей, необходимых для выполнения работ по периодическому или подъёмочному ремонту электровозов или электросекций, за исключением слесарей и других работников специализированных групп и заготовительного цеха.
Слесаря и другие работники специализированных групп и заготовительного цеха несут полную ответственность за ремонт, проверку и установку на электроподвижной состав отремонтированных ими узлов, аппаратов и деталей.
Слесаря, входящие в состав комплексной бригады, подразделяются на группы слесарей-механиков и слесарей-электриков.
В зависимости от видов и условий ремонта допускается иное подразделение комплексных бригад на группы, однако во всех случаях подразделение комплексной бригады на группы должно соответствовать графикам технологического процесса, утверждённым для данного депо.
Численный состав каждой комплексной бригады устанавливается начальником депо исходя из следующих условий:
а) обеспечить расстановку слесарей по всем группам работ согласно графику технологического процесса с учётом выпуска электровозов и электросекций в установленные сроки;
б) полностью загрузить работой всех слесарей бригады.
Количество слесарей в комплексной бригаде периодического ремонта электровозов устанавливается не более 20 чел. и электросекций — не более 25 (с учётом параллельного выполнения контрольного технического осмотра прикреплённых электросекций).
Для транспортировки деталей в помощь слесарям комплексных и специализированных бригад в крупных депо, производящих большой объём ремонта, создаются транспортные погрузочно-разгрузочные бригады. В остальных депо для выполнения указанных работ выделяются подсобные рабочие.
За каждой комплексной бригадой закрепляются отдельные стойла, которые имеют:
а) стеллажи для укладки деталей;
б) слесарные верстаки с тисками;
в) шкафы для хранения приспособлений и инструментов общебригадного пользования;
г) шкафы для хранения мелких деталей и материалов;
д) шкафы для хранения личного инструмента слесарей;
е) стол или конторку для бригадира.
Каждая комплексная бригада обеспечивается приспособлениями и инструментами общебригадного пользования по перечню, установленному начальником депо в зависимости от вида ремонта электровозов или электросекций, выполняемого бригадой.
Каждый слесарь комплексной бригады снабжается набором личного инструмента, перечень и количество которого устанавливаются начальником депо.
В распоряжении бригадира комплексной бригады создаётся минимальный запас болтов, гаек, шайб, шплинтов, шпилек, прокладок и других мелких часто расходуемых метизов и деталей.
Для обеспечения выпуска электровоза или электросекцин из ремонта в установленные сроки простоя бригадиры комплексных бригад и мастера обязаны на основе предварительной записи ремонта и технического паспорта электровоза или электросекцин своевременно заказывать необходимые части и детали для замены неисправных.
Работа заготовительного цеха и кладовой организуется так, чтобы все заказанные отремонтированные или новые запасные части без задержки доставлялись к рабочему месту комплексной бригады.
Бригадир комплексной бригады является ее непосредственным руководителем; главной задачей бригадира является правильная организация работы слесарей. Работа комплексной бригады организуется таким образом, чтобы не допускалась обезличка в ремонте, а осмотр, ремонт и сборка отдельных узлов заканчивались теми слесарями, которые их начинали.
В обязанность бригадира комплексной бригады вменяется повседневно путём инструктажа и личного показа обучать слесарей высокой культуре производства работ, применению передовых методов труда и соблюдению правил безопасности при осмотре и ремонте электроподвижного состава.
Бригадир комплексной бригады обязан обеспечивать контроль за качеством всех производимых бригадой работ по ремонту электроподвижного состава, при приёмке от слесарей отремонтированных частей и узлов, проверять и исполнение таких работ, как крепление гаек, постановка шплинтов, шпилек и др.
Бригадир комплексной бригады обеспечивает исправное и культурное содержание инструмента, приспособлений и рабочего места бригады.
Заготовительный цех
Основной задачей заготовительного цеха в депо является обеспечение ремонта и восстановления снятых с электроподвижного состава частей и деталей и заблаговременной заготовки новых взамен пришедших в негодность.
В состав заготовительного цеха входят: механическая, кузница, заливочная, сварочная, рессорное, слесарно-заготовительное, электромашинпое и аппаратное отделения и
РЕМОНТ . И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
535
другие мастерские и отделения депо, бригады и группы, выполняющие работы по ремонту, комплектованию и пригонке снятых с электроподвижного состав деталей и изготовлению новых.
В состав заготовительного цеха не входят специализированные цехи, бригады и группы.
Организационная структура заготовительного цеха для каждого депо устанавливается начальником службы локомотивного хозяйства дороги в зависимости от выполняемых ремонтов и объёма работ.
Численный состав бригад заготовительного цеха устанавливается таким, чтобы он освобождал комплексные бригады от непосредственного ремонта снимаемых с электроподвижного состава частей.
Заготовительный цех возглавляется начальником, в малых депо — мастером заготовительного цеха.
Заготовительный цех обеспечивает постоянное поддержание установленного несни-жаемого запаса деталей. Выдача деталей из кладовой производится по требованию мастеров и, как правило, в обмен на неисправные части, снятые с ремонтируемого электроподвижного состава.
Для приёмки заказов и распределения их по отделениям, мастерским и бригадам заготовительного цеха, планирования работ и доставки деталей по заказам организуется бюро заказов.
Для сбора, сортировки и дальнейшего использования негодных деталей и отходов производства в заготовительных цехах организуются специальные группы слесарей.
При заготовительном цехе организуется оборотная кладовая запасных частей и материалов.
В основу работы оборотной кладовой вменяется постоянное поддержание неснижае-мого технологического запаса частей и материалов.
Оборотная кладовая получает „ материалы и запасные части из центральной кладовой депо, выдаёт продукцию заготовительного цеха комплексным и специализированным бригадам, а также подразделениям заготовительного цеха, ведёт сортовой, количественный и суммовой учёт материалов и запасных частей, проходящих через кладовую.
Транспортная погрузочно-разгрузочная бригада при бюро заказов обеспечивает своевременную транспортировку деталей из цехов подъёмочного и периодического ремонта в заготовительный цех, между отделениями заготовительного цеха, доставку в депо материалов и запасных частей от снабжающих органов, из кладовой во все цехи депо, перевозку передвижных электросварочных аппаратов, баллонов с кислородом, погрузку и выгрузку колёсных пар, электрических машин, сбор и погрузку металлолома и все другие транспортные и погрузочно-разгрузочные работы в депо, а также оказывает помощь комплексным бригадам при снятии и постановке тяжёлых деталей. Руководство транспортной погрузочно-разгрузочной бригадой осуществляется освобождённым бригадиром, опытным и хорошо знающим порядок потока узлов и деталей.
Неснижаемый запас деталей
Для обеспечения принципа взаимозаменяемости при ремонте электроподвижного состава в электродепо создаётся неснижаемый запас узлов и деталей, который по мере расходования постоянно пополняется изготовлением новых или ремонтом старых или же приобретением из магазинов запасных частей.
Правилами текущего ремонта электроподвижного состава предусмотрено обязательное наличие в депо не менее чем !0-дневного неснижаемого эксплуатационного, а также не-снижамого технологического запаса деталей и материалов частей оборудования электроподвижного состава.
Номенклатура и количество неснижаемого эксплуатационного запаса частей и материалов кладовой депо устанавливается по каждому депо в зависимости от видов и серий ремонтируемого электроподвижного состава и местных условий депо. В качестве норматива для определения количества запаса используются установленные МПС нормы расхода материалов и запасных частей на текущий ремонт и содержание электровозов и электросекций.
Номенклатура и количество неснижаемого технологического запаса устанавливаются по каждому депо на основе норм, установленных МПС на одну комплексную бригаду (табл. 16 и 17).
На неснижаемый эксплуатационный и технологический запас для каждого депо выделяются денежные нормативы оборотных средств в соответствии с установленным количеством деталей и материалов, за исключением колёсных пар, тележек, тяговых двигателей, вспомогательных машин и другого оборудования, числящегося на основных средствах депо.
Неснижаемый запас деталей и материалов хранится в оборотной кладовой депо и систематически пополняется заготовительным цехом.
Контроль качества продукции заготовительного цеха
Все отремонтированные или вновь изготовленные части и детали перед постановкой на электроподвижной состав или перед сдачей в кладовую проверяются или испытываются.
Обязательному специальному испытанию подлежит следующее оборудование: тяговые двигатели, вспомогательные машины, колёсно-моторные блоки, вся электрическая аппаратура, счётчики электроэнергии, скоростемеры, амперметры и вольтметры, манометры, краны машиниста, воздухораспределители, электропневматические клапаны автостопа, предохранительные и обратные клапаны, пробковые и концевые краны, воздушные резервуары, концевые и пантографные рукава, рессоры, тормозная рычажная передача, упряжные крюки и двухзвенные Цепи.
Детали электроподвижного состава подлежат обязательному магнитному контролю Перечень деталей и сроки их контроля см в табл. 8.
536
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 16
Перечень неснижаемого технологического запаса узлов и деталей электровозов на одну комплексную бригаду
Наименование деталей
и узлов
к
Норма запаса на одну комплексную бригаду
Наименование деталей
и узлов
По машинам
Тяговый двигатель...........
Мотор-компрессор, смонтированный с компрессором на плите ......................
Мотор-вентилятор с генератором управления .............
Мотор-генератор (для участков с рекуперацией).............
Щёткодержатель тягового двигателя .....................
Кронштейн щёткодержателя тягового двигателя ...........
По электрическим аппаратам
Пантограф ..................
Быстродействующий выключатель с дугогасителыюй камерой .......................
Камера дугогасительная быст-родей ствующего выключа теля ........................
Контактор электрон невм этический типа ПК с камерой . . .
Контактор электромагнитный типа MK-3iO с камерой . . .
Контактор элект fомагвитный с двойным разрывом типа МК-15-01 с камерой.........
Камера дугогасительная электрон нев магического контактора типа ПК...............
Камера дугогаснтельная электромагнитного контактора типа МК....................
Перегородка междуконтактор-ная.........................
Контакторный элемент группового переключателя ” типа КЭ-1.......................
Электромагнитные вентили включающего и выключающего типа ...................
Контактор заземляющий ....
Реле перегрузки тяговых двигателей типа РП-1..........
Вольтметр на 4 кв с сопротивлением ....................
Вольтметр на 100 в ........
Амперметр на 500 а.........
Амперметр на 100 а .........
Высоковольтный предохранитель ......................
Низковольтный предохранитель ......................
Реле обратного тока........
Ав гома тический выключатель управления ................
Реле максимального напряжения .......................
Реле пониженного напряжения Грозовой разрядник .........
Аккумуляторная батарея . . .
шт.
»
»
»
»
»
6 2
2 1
2 1
1 1
12
2
2
1
8
3
2
4
8
2
1
2
1 2
1
2
31 1
1
1
1
1
1
1
1
1
4
1
1
3
1
3
2
2
1
1
1 1
1
1
1
10 1
1
1
1 1
1
Регулятор напряжения ....
Электрическая печь .........
Сопротивление к реле типа
ПР-6......................
Щиток сопротивления в цепи поля возбуждения типа ШС-29А.....................
Пусковая панель.............
Клапан пантографа .........
Выключатель управления . . .
Ящик пусковых сопротивлений .......................
Полоз пантографа...........
Изолятор пантографа .......
По механическому оборудованию
шт.
»
компл.
шт. » » »
» » »
Колёсная пара » 6
Шестерня малая » 12
Кожух зубчатой передачи . . . » 12
Моторно-осевой подшипник . . » 12
Корпус буксы » 12
Диск антифрикционный .... » 12
Буксовая направляющая . . . » 24
Вкладыш буксового подшипника » 4
Стойка подрессорная » 12
Рессора листовая » 4
Рессора цилиндрическая внутренняя и наружная компл. 6
Валик продольного балансира рессорного подвешивания . . шт. 6
Опора подвески листовой рессоры » 2
Шкворень сочленения » 1
Фрикционный аппарат » 2
Автосцепка » 2
Подвеска тягового двигателя (в сборе) . . » 6
Тормозной башмак » —-
Тормозная рычажная передача компл. 2
Форсунка песочницы шт. 4
Скоростемер (в сборе) » 1
Привод скоростемера (в сбо-ре) 1
Редуктор (в сборе) » 1
По тормозному и пневматическому оборудованию
Тифон ......................
Свисток................. .
Клапан тифона ..............
Кран вспомогательного тормоза ........................
Воздухораспределитель . . . . Кран машиниста Казанцева . . Кран машиниста Вестингауза . Кран трёхходовой ...........
Манометры ..................
Золотниково-питательный клапан .......................
Предохранительный клапан . .
шт. » »
1 1
2
1 1
2 2
2 5
2 4
Примечание. Для электровозов серии Н8 указанный запас увеличивается в 1,33 раза.
1 (2
1
1 1
1 1
2 4
2
2 2
4 4
1 4
2 2
2
2
2
1 1 I
1
1 2
2 2
1 1
1 1
1
I 1
2 1
1 2
2
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
537
Таблица 17
Перечень неснижаемого технологического запаса узлов и деталей электросекций на одну комплексную бригаду
Наименование деталей и узлов Единица измерения Норма запаса на одну ком-п лексную бригаду Наименование деталей и узлов Единица измерения Н орма запаса на одну комплексную бригаду
подъёмоч-иого ремонта периодического ремонта в* О сз 2 f-:<D X 1° о о «ь. S О О 4) К X Р. периоди-1 ческого 1 ремонта 1
По электрическим машинам Кожух зубчатой передачи . . . шт. 4 1
Тяговый двигатель шт. 4 О Подшипники моторно-осевые . компл. 4 2
Динамотор (мотор-генератор) . Мо гор-комп ре ссор » » 1 1 1 1 Буксы колёсных пар Наличники буксовой направляющей Роликовые подшипники букс шт. 24 8
Щёткодержатель тягового двигателя 8 » —
Кронштейн Щёткодержателя тягового двигателя » э колёсной пары Внутренние кольца роликовых » 48 16
буксовых подшипников . . . » 48 16
По электрическому Рессоры эллиптические .... компл. 8 2
Рессоры 12-листовые шт. 8 4
оборудованию Рессоры 10-листовые » 8 4
Пантограф Рессоры цилиндрические . . . » 24 4
шт. 2 1 Пятники » 6
Грозовые разрядники компл. 1 1 Подпятники 6
Аккумуляторная батарея . . . » 1 1 Скользуны роликовые » 12 2
Ящик высоковольтных предо- Автосцепки » 6 1
хранителей 60А » 1 1 Траверсные подвески 9 4 1
Реле обратного тока шг. 1 1 Рессора упругой площадки . . » 6 1
Регулятор напряжения » 1 1 Кулачковые болты с гайками . » 16 4
Регулятор давления ...... » 1 1 Люлечные болты с гайками . . » 8
Контактор электропневматиче- Болты буксовых распорок . . . » 16 4
ский » 6 Валы тормозные » 8 2
Контакторы разные элекгромаг- Валы триангельные » 16 2
иитные » 6 2 Тяги тормозные (на секцию) . . компл. 1
Контактор кулачковый 6 2 Башмаки тормозные шт. 48 8
Печь электрическая » 16 10 Скоростемер (в сборе) » 1 1
Амперметр с шунтом » 1 1 Привод скоростемера (в сборе) > 1 1
Вольтметр с добавочным соп- Редуктор (в сборе) » 1 1
ротивлением » 3 1
Полоз пантографа 4 4 По автотормозному и пневматическому оборудованию
Изолятор пантографа Ящик пусковых сопротивлений » » 2 2 1
Демпферные сопротивления . . » 1 1 Манометры Воздухораспределитель (трой- шт. 8 4
По механическому ной клапан) » 4 4
оборудованию Кран машиниста Воздухораспределитель элек- » 3 1
Тележки моторного вагона . . компл. 1 — тропневматического тормоза . » 4 4
Тележки прицепного вагона . . » 2 — Золотниково-пнтательн. клапан » 3 1
Колёсная пара моторного ваго- Предохранительный клапаи . . » 1 1
иа шт. 4 2 Вентиль перекрыши 2 2
Колёсная пара прицепного ва- Тормозной переключатель . . . » 1 —
гона » 8 о Тифон 2 1
И.естерня малая » 4 Свисток » 2 1
Кроме перечисленных деталей в таблице, начальники служб локомотивного хозяйства дорог и начальники депо обязаны вводить временно или постоянно магнитный контроль тех деталей, в которых наблюдается появление трещин.
Для производства проверки и испытания частей и деталей электроподвижного состава депо в зависимости от видов выполняемого ремонта необходимо иметь соответствующие устройства и приборы, перечень которых приведён в табл. 18.
Материалы и полуфабрикаты, применяемые при ремонте электроподвижного состава, должны соответствовать установленным стандартам и техническим условиям. Каждая партия поступающих в депо материалов и полуфабрикатов должна иметь сертификат.
Депо должно иметь лабораторию для испытания материалов.
Вся продукция заготовительного цеха должна быть высокого качества и удовлетворять техническим условиям, правилам ремонта и нормам допусков и износов.
Отремонтированные детали, а также изготовленные вновь принимаются сменными бригадирами или мастерами от исполнителей и передаются в оборотную кладовую.
Приёмщик МПС осуществляет систематический контроль за соблюдением основных операций при ремонте отдельных ответственных частей (обточку бандажей, нагрев деталей перед наплавкой, процесс наплавки, режим термообработки, насадку и перетяжку бандажей, заливку подшипников и др.).
Постановка электровозов и электросекций на текущий ремонт
Электровозы и электросекции ставятся на текущий ремонт (периодический и подъёмоч-
538
ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
Таблица 18
Перечень устройств и приборов для проверки и испытания частей и деталей электроподвижного состава в депо
Наименование испытательных устройств и приборов, необходимых при производстве ремонта
периодического подъёмочного
Стенд для испытания и регулирования электрической аппаратуры Устройства и приборы для магнитного и других видов контроля Столы для испытания приборов пневматических и электропневма-тических тормозов Пресс для испытания манометров Пресс для гидравлического испытания резервуаров Установка для испытания соединительных рукавов и рукавов пантографов Стенд для испытания скоростемеров Стенд для испытания электропневматических клапанов автостопа То же, что при периодическом ремонте, и, кроме того: 1 . Испытательная станция (стенд) для испытания тяговых двигателей и вспомогательных машин 2. Станок для балансировки якорей электрических машин 3. Стенд для проверки колёсно-моторных блоков 4. Пресс для испытания рессор 5. Установка для испытания тормозных тяг, рессорных подвесок, упряжных крюков и двухзвенных цепей 6. Установка для проверки нагрузки осей электровозов
ный) в плановом порядке в соответствии с месячными или декадными графиками.
Объём и характеристика работ, выполняемых при производстве малого периодического, большого периодического и подъёмочного ремонта, определяются Правилами текущего ремонта, ухода и содержания электровозов и электросекций.
Для записи периодического и подъёмочного ремонта на каждый электровоз и электросекцию ведётся своя книга записи ремонта.
При необходимости межпланового (повторного) ремонта запись производится в отдельную книгу для электровозов и электросекций каждой комплексной бригады.
Начальникам депо и их заместителям вменено в обязанность проверять эти книги, расследовать каждый случай захода электровоза или электросекции на межплановый ремонт с принятием необходимых мер.
Для предварительной заготовки деталей запись малого и большого периодического ремонта производится старшим машинистом за 24—48 час. до постановки электровоза или электросекции на ремонт. В случае необходимости дополнительного ремонта при постановке электровоза или электросекции на периодический ремонт такой ремонт дописывается прибывшим машинистом.
Окончательная запись периодического ремонта после личного осмотра электровоза или электросекции утверждается заместителем начальника депо или инженером по ремонту.
Предварительная запись подъёмочного ремонта производится старшим машинистом совместно с мастером периодического ремонта на последнем периодическом ремонте перед постановкой электровоза или электросекции иа подъёмочиый ремонт.
Окончательный объём подъёмочного ремонта определяется после разборки электровоза н электросекции по фактическому их состоянию с учётом допусков и требований, установленных правилами ремонта. Установленный объём необходимых работ при подъёмоч-ном ремонте оформляется описью и утверждается заместителем начальника депо по ремонту.
Обмер ответственных частей электровозов и электросекций и запись результатов обмера производятся техником при мастере с участием бригадира комплексной бригады.
Регистрация ревизии и размеров ответственных частей электроподвижного состава производится в книгах и журналах по установленной форме, хранящихся у мастеров цехов.
Графики технологического процесса текущего ремонта электровозов и электросекций
в депо
Технологический процесс ремонта электровозов и электросекций в депо определяет способы и средства при ремонте, а также последовательность выполнения технических операций с соблюдением установленных сроков простоя и норм затраты труда.
Технологический процесс ремонта электроподвижного состава преподаётся для исполнения в виде графиков.
Подъёмочиый, большой и малый периодический ремонт электровозов и электросекций производятся по графикам технологического процесса, составленным на основе типовых графиков МПС.
Графиками технологического процесса ремонта предусматривается:
а) объединение работ по механическому и электрическому оборудованию, выполняемых на электровозе или электросекции комплексной бригадой;
б) подразделение слесарей комплексной бригады на группы по видам работ с расчётом, чтобы ремонт заканчивался теми слесарями, которые его начали;
в) организация работы по ремонту электровозов и электросекций на основе предварительной заготовки деталей и узлов с применением принципа взаимозаменяемости.
До постановки электровозов или электросекций на стойло периодического ремонта производится очистка крыши и ходовых частей снаружи, а у электровозов также и продувка сжатым воздухом тяговых двигателей, фильтров и сеток жалюзи.
До постановки на подъёмочиый ремонт дополнительно производится продувка аппаратуры высоковольтных камер, а также вентиляционных каналов на электросекциях.
На электровозе, кроме того, удаляется песок из песочниц.
Все работы по подготовке электровозов н электросекций к ремонту заканчиваются
РЕМОНТ и содержание электроподвижного состава
539
к началу рабочей смены слесарей комплексной бригады.
На малом, большом периодическом и подъ-ёмочном ремонте предусмотрен осмотр и необходимый ремонт основных узлов и частей электровозов и электросекций в объёме установленных характеристик.
Типовые графики технологического процесса ремонта, преподанные МПС, построены на нормальный объём работ. Эти графики дают один из наиболее рациональных вариантов правильной организации технологического процесса ремонта в целом.
Каждое депо составляет свои рабочие графики с учётом своих местных условий и в первую очередь достижений передовиков производства.
При разработке местных графиков ремонта депо может изменять типовые графики МПС в отношении следующего:
а) порядка и очередности выполнения отдельных работ, расстановки и количества рабочей силы;
б) норм времени на отдельные работы, а следовательно, и сроков их выполнения при соблюдении условия максимального сокращения простоя подвижного состава в ремонте.
Приёмка электровозов и электросекций из текущего ремонта
Мастера цехов подъёмочного, периодического ремонта и специализированных цехов принимают от бригадиров все работы, выполняемые комплексными, а также специализированными бригадами. Мастера этих цехов или их освобождённые бригадиры лично присутствуют и контролируют производство следующих работ:
а) подъёмку и опускание кузова, выкатку и подкатку тележек;
б) проверку зацепления и ревизию зубчатых передач;
в) проверку рам тележек и расположения колёсных пар в тележках;
г) ревизию ударно-сцепных устройств и сочленения тележек;
д) ревизию пятниковых опор;
е) осмотр тяговых двигателей и вспомогательных машин перед закрытием коллекторных люков;
ж) проверку характеристик пантографов;
з) проверку последовательности включения и выключения контакторов по позициям;
и) испытание электрических цепей под высоким напряжением;
к) опробование электровоза или электро-секции под рабочим напряжением;
л) испытание тормозов.
Приёмщики МПС контролируют качество работ, выполняемых в депо при подъёмочном ремонте электроподвижного состава, соблюдение установленной технологии, правил ремонта и инструкций и принимают в процессе сборки и выпуска из ремонта в целом электровозы и электросекции и следующие их узлы:
а) тяговые двигатели и вспомогательные машины;
б) колёсные пары, зубчатые передачи и собранные колёсно-моторные блоки;
в) тележки, их рамы, призонные болты (на электровозах), сочленение, рессоры, рес
сорное и люлечное (на электросекциях) подвешивание, тормозную рычажную передачу и ударно-сцепные устройства;
г) роликовые подшипники, буксы и собранные буксовые узлы;
д) раму и опоры кузова;
е) автотормозные приборы, манометры, воздушные резервуары, воздухопроводы и соединительные рукава с испытанием тормозов;
ж) ручной насос, песочницы и звуковые сигналы;
з) пантографы и их полозы;
и) электрическая аппаратура (ремонт, испытание, монтаж);
к) аккумуляторные батареи;
л) правильность работы всех электрических цепей в соответствии со схемой;
м) изоляцию электрических цепей (испытание);
и) скоростемеры и их приводы;
о) защитные устройства и блокировки по технике безопасности.
Приёмщики МПС проверяют все крепления и в особенности: междурамные, деталей люлечного подвешивания, кожухов зубчатых передач, шапок моторно-осевых подшипников, струнок, предохранительных скоб, песочниц, фрикционных аппаратов, путеочистителей, тормозных цилиндров, подвесок электрических машин и электроаппаратов (на электросекциях), а также качество отделки ремонтируемых частей и деталей и окраски электровоза и электросекции; осматривают и принимают на вагонах электросекций полы, крышки люков в пассажирских помещениях и тамбурах, двери, окна и потолки, поручни с кронштейнами, подножки, лестницы, крыши, проверяют общее состояние пассажирских помещений и кузовов (снаружи и внутри).
По окончании малого периодического или большого периодического ремонта и производства проверки тормозов, правильности включения аппаратов при моторном и тормозном режимах, работы вспомогательных машин и трогания с места, при управлении поочерёдно из всех кабин, электровоз или электросекция принимаются по акту от мастера старшим машинистом.
Периодически контрольная приёмка электровозов и электросекций из периодического ремонта производится начальником депо и его заместителем.
По окончании подъёмочного ремонта электровоз или электросекция принимаются от мастеров начальником депо или его заместителем совместно со старшим машинистом и приёмщиком 1МПС, о чём делается запись в настольном журнале дежурного по депо.
Испытание электровозов и электросекций, вышедших из подъёмочного ремонта, производится начальником депо или его заместителем совместно со старшим машинистом и приёмщиком МПС пробной поездкой. Пробная поездка для электровозов производится резервом или двойной тягой с поездом на расстояние не менее 1—2 перегонов в один конец. Разрешается отправлять электровоз с поездом и без предварительной обкатки, но также с обязательным сопровождением начальником депо или его заместителем и приёмщиком МПС также на расстояние не менее 1—2 перегонов.
540 ЭЛЕКТРОТЯГОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И РЕМОНТ
После обкатки окончательная приёмка электровозов и электросекций оформляется актом за подписями начальника депо и его заместителя, старшего машиниста и приёмщика МПС.
Контрольный технический осмотр электроподвижного состава
Контрольный технический осмотр электровозов производится прибывшей с поездом прикреплённой электровозной бригадой с участием инженера депо. Выезжающая в поездку электровозная бригада участвует в контрольном техническом осмотре в период времени, установленный для приёмки электровоза в депо.
Для оказания помощи электровозным бригадам при производстве трудоёмких работ по осмотру тяговых двигателей, пусковых со
противлений и других частей электровоза и выполнения необходимого ремонта выделяются работники ремонтных цехов депо.
В отдельных депо производство контрольного технического осмотра электровозов возлагается полностью на комплексные или специально выделенные бригады.
Контрольный технический осмотр электросекций производится комплексными бригадами периодического ремонта, к которым прикреплены данные электросекцин.
Кроме того, осмотр ходовых частей и подвески подкузовиого оборудования вагонов электросекций при постановке их на контрольный технический осмотр производится осмотрщиками вагонов.
Уборка, обтирка и мойка кузовов вагонов производятся бригадами по кузовам цеха периодического ремонта.
электроподвижной состав
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВЕ
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Как уже отмечалось выше, система электрической тяги переменного тока в зависимости от рода тока в контактной сети разделяется на три вида: трёхфазного тока, однофазного тока пониженной частоты 162/3 и 25 гц и однофазного тока промышленной частоты 50 гц.
Система электрической тяги трёхфазного тока вследствие необходимости иметь сложную двухпроводную контактную сеть (третьим проводом служит ходовой рельс) не получила распространения и применяется в небольшом объёме только в Италии, Испании и Бразилии (2,6% общей длины электрифицированных железных дорог).
Система электрической тяги однофазного тока пониженной частоты 16а/3 и 25 гц в связи с необходимостью в преобразовательных тяговых подстанциях по сравнению с системой постоянного тока является для СССР неперспективной. Однако в настоящее время протяжённость железных дорог мира, электрифицированных на этом роде тока, составляет около 32,9% общей длины электрифицированных линий (табл. 1) [1—40].
Таблица 1
Протяжённость электрифицированных железных дорог по системам тока и напряжения на 1/1 1956 г.1
Протяжён-
ность
Система тока и напряжения
в км в %
Постоянный ток с Uc < 1 500 в 6 957 13,6
Постоянный ток с Uc = 1 500 —
4-3 000 в 24 986 48,7
Однофазный переменный ток 11-г-
4-15 кв, 1 6а/а гц 14 754 28,7
Однофазный переменный ток 6,64-
-?25 кв, 25 гц 2 196 4,2
Однофазный переменный ток 6,64- 1 119 +
4-25 кв, 50 гц + (560*) 2,2
Трёхфазный переменный ток . . . 1 357 2,6
Всего 51 369 100
1 Протяжённость электрифицированных железных дорог приведена с учётом частных дорог.
* Дороги, не введённые в эксплуатацию, в общую с умму не включены.
Эта система применяется в США, Германии, Австрии, Швейцарии, Швеции, Норвегии и других странах (табл. 2).
Система электрической тяги однофазного тока промышленной частоты даёт возможность осуществить наиболее простое и надёжное энергоснабжение электрифицированных железных дорог от общей сети энергоснабжения и за последние годы получает широкое распространение.
Локомотивы системы однофазного тока пониженной частоты 162/3 и 25 гц и промышленной частоты 50 гц выполняются по одной из следующих систем: с коллекторными двигателями; с преобразователями однофазно-трёхфазного тока; с мотор-генераторами; с ионными преобразователями; с полупроводниковыми выпрямителями.
Основные данные электровозов и электросекций однофазного тока пониженной частоты 162/3 и 25 гц и промышленной частоты 50 гц приведены в табл. 3 и 4.
В связи с тем, что система электрической тяги трёхфазного тока и однофазного тока пониженной частоты 162/3 и 25 гц является не перспективной, ниже будет рассмотрен только электроподвижной состав однофазного тока промышленной частоты 50 гц.
СРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ОДНОФАЗНОГО ТОКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Первой линией, электрифицированной на переменном токе 50 гц, был участок длиной 16 км Будапешт—Алаг венгерских железных дорог, введённый в эксплуатацию в 1923 г. В 1932 г. иа переменном токе 50 гц был электрифицирован участок Будапешт—Хедьеш-халом длиной 187 км, который обслуживался 32 электровозами системы Кандо.
В 1936 г. в Германии был электрифицирован на переменном токе 50 гц опытный участок длиной 56 км горной хелленталfa-ской железной дороги.
В СССР в 1938 г. был построен электровоз переменного тока 50 гц типа ОР22 с ртутным выпрямителем.
Уровень техники 1932—1938 гг. ие дал возможности создать электровозы переменного тока 50 гц, достаточно простые и надёжные в эксплуатации, что не позволило
542
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Таблица 2
Протяжённость электрифицированных зарубежных железных дорог по некоторым странам на 1/1 1956 г.*
Страны Постоянный ток Однофазный переменный ток Трёхфазный ток Протяжённость железных дорог
км напряжение в в 162/а гц 25 гц 50 гц км напряжение и частота общая в км в том числе электрифицированных
км напряжение в кв КМ напряже-i ние в кв I КМ напряжение в кв км о/ /о
1 587** 600—1 500 — — — — 16 31 6,6 — 31 921 16[22 4~279 5,2
4 248 85 473
Австрия . . . • 1365 2778 15 92 102 6,6 — — — 6 480 10 693 1_457 2 880 22,5
Бельгия . . . 494_ ~ГозТ 1 500—3 000 — — — — — — — 4 985 13 045 _4ЕМ Го 31 9,9
Венгрия . . . 146 286 1 000—1 100 — — — — 229 "774 16 — 9 000 И 429 375 1 060 4,01
ФРГ 68 80 800—1 300 ; 1945 14085 15 — — 57 92 20 — — 30 502 70 068 2 070 4257 6,8
Греция .... 10 20 600—700 — — — — — — 1 247 1 550 10 20 0,8
Дания .... 60 130 1 500 — — — — — — — 1 _ 2 643 4 870 60 130 2,2
Испания . . . 920 500—3 000 - — — — — — 31 6 кв, 20 гц 13 656 ""18859” 951 7
Италия .... 4 798_ “8"562“ 800—3 000 — — 1 ” — — 11320 |2605 3,7 кв, 16*/. гц I 16 872 27 645 6 118 11 167 36,4
Швеция . . . — 6450 12; 15 — — — 15 400 6 450 42,5
Норвегия . . — — 1246 1651 11-12; 15 24 29 11 — 4 379 5 482 £270 1 680 29,1
Польша . . . 398 600 3 000 25 440 52 130 398 600 1,5
Португалия . 27 65 1 500 — — — — (145)*** 25 — 3 589 4 587 1+'145) 0,7
Югославия 103 “204 3 000 — — — — — — 11 619 17 000 _103 "204 0,9
Франция . . . 4 368 7740 600—700; 1 500 47 ~^Г 11—12 — — 562 1 000 25 — — 41 175 83 423 4 977 ЭТ757 12
Швейцария . 941 __ ‘ 1 150 600—2 400 3867 7146 11-12; 15 , — — — 4 983 I 9219 ) 4 808 8296 96,7
Чехословакия 212 "258 600-3 000 — — — — — — 15 186 21 811 212 258 1,4
Индия .... 387 915 1 500 — — — — — — — — 55 148 78 НО 387 "915 0,7
, Индонезия . . 120 "193 1 500 — — — — - 6 410 6 410 J20 "793 1,87
Китай .... 125 ~266 1 200—1 300 — - □U xAJU "266 0,42
Корея .... (50,7) 3 000 — — - — — 3 360 (50,7) —
Турция .... — — - — — 25 — 7 698 8 871 27 / 280\ — V340 7 0,38
Япония . . . 8 196 12 530 500—1 500 — - — 20 — — — _2£226_ 42 265 9216 12 530 35,0
Алжир .... J09 "340 3 000 — — — — — — — — 4 531_ 5 480 309 "340 6,7
Бельгийское Ко го — — — — — — 208 / 136ч 227+\^) 25 — ! — 2 511 2 893 208 / 136\ 227+( - ' 8,3
Марокко . . . 756 ЭТО 3 000 — -1 — — — — — - 1 785 2 262 J756 970 42
Южно-Африкан ский Союз . . 1 389 ~774(7 3 000 — -1 — — — — 21 565 1 389 | 2 740 1 6,4
* Протяжённость электрифицированных железных дорог приведена с учётом частных дорог.
В числителе—протяжённость железных дорог» в знаменателе—путей.
♦*♦ Дороги, не введенные в эксплуатацию.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
543
Продолжение
Страны Постоянный ток Однофазный ток Трёхфазный ток Протяженность железных дорог
км напряжение в в 1 6В/3 гц 25 гц 50 гц к м । напряжение и частота общая в км в том числе электрифицированных
км напряжение в кв км напряже-j ние в кв 1 км иапряже-, ние в кв | км %
Апгоптипя 800—850 — - - — — — — — 41 400 J_ll 325 0,27
1 550 1 500; 3 (Ю()| — — — 1 — — — : 6 0 0,75 кв 36 468 1 556 2 289 4,2
2 283
Канада . . . 60 “121 2 400 | — — 6,6 — — 66 579 66 ~140 0,1
1 92 486
Коста-Рика — — _138 Тб1 15 __ — — - _6 576 138 161 2
Куба .... 249 368 600—700; 1 200—1 300 — — — — — 3 808 249 368 6,5
—
Мексика . . 127 "161 600—700; 3 000 — — — — — — — 17 955_ 127 161 0,7
США .... 2 142 600; 1 300—1 500; 3 000 — — 2001 i — — — 342 O0J 4 143 9 637 1,2
3 859 5778 11 569 000
Чили .... 350 601 700; 1 500; | _ 2 400 ; 3 ()0()| - — - — 8 654 350 601 4,1
Австралия . 556 1 346 1 500 — — - -1- — 31 900 556 1 346 1,8
—
Новая Зеландия 108 ^58 1 500—3 000| — — — 5 7 7о J_U8 ~258 1,87
Тогда сделать окончательные выводы в пользу внедрения этой системы. Лишь в последние годы существенный прогресс, достигнутый в области строения электрических машин, трансформаторов и выпрямителей, позволил вновь развернуть работы по внедрению системы тяги на переменном токе 50 гц.
В СССР в настоящее время по системе переменного тока 50 гц электрифицирован опытный участок Ожерелье—Павелец. Для этого участка с 1954 г. выпускаются опытные электровозы однофазно-постоянного тока с игнитронами. Кроме этого, разрабатывается проект электровоза переменного тока мощностью 3 900 кет.
Значительный интерес представляют работы в этой области, проводящиеся за последние годы за рубежом и, в особенности, во Франции, где электрификация на однофазном токе промышленной частоты получила большое развитие.
Электрификация французских железных дорог началась с изучения опыта эксплуатации участка хеллентальской железной дороги, оказавшейся во французской зоне оккупации.
В 1951 г. во Франции был электрифицирован опытный участок дороги Экс-ле-Бан— Ла-Рош-сюр-Форон в Савойе с руководящим подъёмом 20°/оо длиной около 70 км, который в 1954 г. был продлён ещё на 18 км и переведён с напряжения в контактной сети 20 кв на 25 кв.
В связи с успешным опытом эксплуатации этого участка было принято решение электрифицировать наиболее грузонапряжённый участок железных дорог Валансьенн—Тион-вилль длиной 363 км с руководящим подъё-
мом Ю°/00, находящийся на северо-востоке Франции. Основная часть электрифицированной линии введена в эксплуатацию в 1954 г., а полностью работы были закончены в 1955 г.
Первый период эксплуатации участка Валансьенн—Тионвилль показал настолько благоприятные результаты, что была разработана и принята программа широкой электрификации французских дорог по системе переменного тока 50 гц. При этом намечено до 1959 г. закончить электрификацию линий протяжённостью 817 км, а в течение 10 лет довести длину электрифицированных линий до 6 800 км, что составит 17% общей длины всей ж.-д. сети, и перевести на электрическую тягу 50% всего грузооборота.
Одним из наиболее сложных вопросов, связанных с внедрением однофазного тока 50 гц, является выбор типа электроподвижного состава и в первую очередь типа электровоза.
Первые электровозы переменного тока 50 гц венгерских дорог, изготовленные в 1923, 1932 гг., были выполнены с преобразователями однофазно-трёхфазного тока системы Кандо. Однако эти электровозы были оборудованы тяжёлыми тихоходными асинхронными двигателями с переключением числа полюсов и групповым приводом, которые в настоящее время технически устарели.
Электровозы последней серии Во-Со венгерских дорог значительно усовершенствованы, оборудованы преобразователями частоты и тяговыми двигателями с фазовым ротором без переключения полюсов. На этих электровозах производится реостатный пуск с помощью жидкостных
544
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Основные технические данные электровозов одно
№ по пор.! Показатель Серия (тип)
ОР22 НО ВВ10001 ВВ12001—ВВ12005
1 Осевая формула 0-30+3()-0 О-Зо + 3 0- 0 0-2о-2„-0 О-2„-2о-О
2 Страна, для которой построен электровоз СССР СССР Франция Франция
3 Фирма (завод)-конструктор механической части им. В. В. Куйбышева НЭВЗ им. С. М. Буденного Альстом (Франция) Крезо (Франция)
4 Фирма (завод)-конструктор электрической части «Динамо» им. С. М. Кирова То же То же Шнейдер-Вестингауз (Франция)
5 Род тока и напряжение в контактной сети Переменный, 20 кв, 50 гц Переменный, 20 кв, 50 гц Переменный 25 кв, 50 гц
6 Система электровоза Однофазно-постоянного тока с многоанодным ртутным выпрямителем Однофазнопостоянного тока с игнитрон ами Однофазнопостоянного тока с многоанодными выпрямителями Однофазн о-постоянного тока с игнитронами
7 Год постройки 1938 1954, 1956 1951 1954
8 Род службы Грузовой Грузовой Грузо-пз"Оажирский
9 Мощность часовая*, квт 2 040 2 500 2 092 2 648
10 Сила тяги часовая, кг 18 700 23 400 12 900 18 700
11 Скорость часовая, км/час 38 40,5 58 51
12 Мощность длительная*, квт 1 800 1 944 1 988 2 472
13 Сила тягн длительная, кг 1 600 16 600 12 000 17 000
14 Скорость длительная , км/час 39,5 43 59 53
15 Скорость конструктивная, км/час 85 85 105 140
16 Сила тяги максимальная кг 32 000 — 23 000 27 500
17 Вес сцепной, т 132 132 80 85
18 Общий вес, т 132 132 80 85
19 Вес механической части, т 88 79,13 45 47,5
20 Вес электрооборудования, т 44 52,87 34 37,5
21 Вес трансформатора, т 13,25 6,5 13,25 12,3
22 Вес преобразовательного агрегата, т — 2 — 1,6
23 Вес тяговых двигателей, т 4,28x6 = 25,68 4,22x6=25,32 — 3,03x4=12,1
24 Вес остального оборудования, т — — — 11,3
25 Удельный вес электровоза, кг/квт 65 52,7 39,2 32,7
26 Удельный вес электрооборудования, кг/квт 21,4 21,3 16,65 14,4
27 Удельный вес трансформатора, кг/ква 4,15 2,7 5,8 2,68
28 Удельный вес преобразовательного агрегата, кг/квт — ю,5 — —
29 Удельный вес тягового двигателя (часовая мощность), кг/квт 12,6 — 4,58
30 К. п. д. электровоза 0,8—0,87 0,85** 0,8—0,85 0,86
31 Коэффициент мощности 0,62—0,89 0,83** 0,8 0,91
32 Давление движущей колёсной пары на рельсы, т Характеристика профиля дороги 22 22 20 21,25
33 — — Равнинный, руководящий подъём 10"/»»
34 Диаметр ведущего колеса, мм 1 200 1 200 1 250 1 250
35 Колёсная база электровоза, мм 12 200 12 200 — И 400
36 Жёсткая база электровоза, мм 4 200 4 200 2 950 3 200
37 Расстояние между опорами (шкворнями), мм 8 580 9 4оо**** — 8 200
38 Длина по буферам нли осям автосцепки, мм 16480 16 442 — 15 200
39 Ширина электровоза, мм 3 106 3104*** 2 900
40 Высота при опущенном пантографе, мм 4 825 5 065 — 4 580
41 Электрическое торможение Отсут :твуст — Отсутствует
42 Число тяговых двигателей 6 6 4 4
43 Тип двигателей ДПЭ-340А ДПЭ-400П Т АО-631 SW-435, изоляция класса F
* Мощность тяговых двигателей.
** При часовом режиме.
*** Ширина кузова.
**♦* Между главными опорами.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
545
фазного тока промышленной и пониженной частоты
Таблица 3
электровоза
ВВ12006 — ВВ12014 ВВ В20003 ВВ13001 — ВВ1301 5 ВВ1301 6— ВВ13053 СС20001 СС20002
О-2„-2о-О 0 - 20 - 2 п - 20 - 0 0-2„-2„-0 0-2„-2,-0 0-Зо-Зо-0 О-Зо-З.-О
Франция Франция Франция Франция Франция Франция
Крезо (Франция) — Крез о (с Франция) Эрликон (Швейцария) Альстом (Франция)
Шнейдер-Вестингауз (Франция) Переменный Жемон (Франция) 25 кв, 50 гц SLM — Винтертур (Швейцария) На два напряже! 25 кв, 50 гц и пс Альстом (Франция) ия: переменный стоянный 1 500 в
Однофазно-постоянного тока с игнитронами Однофазно- постоянного тока с мотор-генера-торами Однофазного тока с коллекторными двигателями 50 гц
1955 Грузовой 1953 1954 Г р V з 0 1954—1955 пас с а ж и р 1950 с к и й 1951
2 648 1 790 2 000 2 000 3 180 2 976
20 700 15 000 13 600 11 800 17 400 17 500
46 43,5 53 61 65 61
2 472 1 700 2 000 2 000 3 048 2 691
19 000 14 000 13 600 13 600 16 000 14 000
47,4 44,5 60 61 68 69,5
120 100 105 120 100 100
30 500 28 000 24 500 — 29 000 (при 28%-ном сцеплении) 30 000
85 114 85 85 104 118
85 114 85 85 104 118
47,5 64,37 47 47 60,6 55,8
37,5 49,63 38 38 43,4 62,2
12,3 — 11 11 6,7 8,9
1,6 15 — — — —
3,03x4-12,1 — 4,35x4 = 17,4 4,35x4 = 17.4 2,96x6 = 17,76 —
11,3 9,6 9,6 — —
32,7 — 43,2 43,2 33,8 40,6
14,4 19,3 19,3 14,1 21,4
2,68 — 5,58 5,58 2,23 2,76
5.75 — — — —
4,58 — 8,7 8,7 5,67 —
0,86 0,78—0,8 0,77 0,77 0,75—0,8 0,75—0,8
0,91 0,9—0,94 0,76—0,84 0,76—0,86 0,8—0,9 0,75—0,85
21,25 19 21,25 21,25 17,33 19,7
Равнинный, руководящий подъём 1 О“/оо — — Горный, руков< 20 эдящий подъем
1 250 1 100 1 250 1 25'1 1 400 1 250
11 400 — 11 400 11 40D 13 200 13 928
3 200 3 000 3 200 3 200 4 200 4 700
8 200 — 8 200 8 200 9 000 9 228
15 200 18 700 15 200 5 200 17 250 18 742
2 900 2 900 2 900 2 950 2 968
4 580 — 4 580 1 580 — 4 224
Отсутствует Рекуперативное О т с у т с т в у е т Рекуперативное Реостатное
4 6 4 4 6 6
SW-435, изоляция класса F — MS-92, без компенсационной обмотки; етр 4,65 в 16 WB-880 с двойной параллельной обмоткой якоря TDM-627 двухякогные ( двоенные)
35 Том 9
546
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
№ по пор. Показатель Серия (тип)
ОР22 но ВВ10001 ВВ12001— ВВ12005
44 Мощность двигателя часовая, квт 340 41(66 523 662
45 Мощность двигателя длительная, квт 300 324 497 618
46 Напряжение двигателя, в 1 500 1 600 675 675
47 Ток часовой, а 250 280 840 1 080
48 Ток длительный, а Ток максимальный,а 220 220 800 1 000
49 500 580 —
50 п час!п длит* об/мин. 605/630 775/850 1100/1130 835/870
51 пмакс, об/мин 1 380 1 680 2 300 2 740
52 Момент на валу тягового двигателя*, кгм 548 525 464 774
53 Вес двигателя, отнесённый к моменту, кг/кгм 8,12 7,9 — 3,63
54 К. п. д. двигателя 0,919 0,92 0,91—0,92 0,91—0,92
55 Коэффициент мощности двигателя — — — —
56 Количество вентиляционного воздуха, м*/мин 78 90 90 120
57 Число полюсов двигателя 4 4 6
58 Тип трансформатора и его характеристика 3 200 ква ОЦР-2 400/20, 2 400 ква с масляным охлаждением 2 280 ква Первичная обмотка 4 590 ква, тяговая—3 840 ква
59 Преобразователь и его характеристика Двенадцатиаиодный ртутный выпрямитель РВ-2ОЭ насосного типа, с сеточн. регулир. и водян. охлажд. 8 игнитронов с водяным охлаждением без сеточного регулирования 2 шестианодных выпрямителя, 1 350 в, 830 а прн длительном режиме Игнитроны типа SET; длительная мощность 640 квт. часовая—7 02 квт-, охлаждение водяное
60 Количество комбинаций (соединений) двигателей Одна (все шее соединены ть двигателей 1араллельно) — Одна (все четыре двигателя соединены параллель-н о)
61 Ступени ослабления поля 50% 50%** *** — 24%, 36%, 48%, 55%
62 Количество ходовых скоростей и переход с одной позиции па другую при пуске 2 основные ступени скорости для грубой регулировки 10 ходовых ступеней 20 ходовых ступеней, пуск через трансформатор
63 Охлаждение сопротивлений и машинного отделения Охлаждаются от общего мотор-вентилятора (240 м*/мин)
64 Конструкция рамы тележки Брусковая Брусковая — —
65 Рессорное подвешивание тележки и буксовый узел По типу электровоза Сс 2 точки. Все рессоры связаны с продольными балансирами — -
66 Демпферные устройства Нет Нет — —
67 Конструкция кузова Вагонный, клёпаный, с двумя кабинами машиниста Вагонный, сварной, с дву мя кабинами машиниста С одной кабиной машиниста, расположенной по середине, и двумя капотами по концам
68 Конструкция рамы кузова Сварная Сварная — —
69 Подвешивание кузова (опоры) Две главные Две главные и две дополнительные опоры
70 Передача Двусторонняя, прямозубая, эластичная Двусторонняя — Односторонняя, прямозубая, с промежуточной шестернёй (в одном кожухе для двух двигателей, карданная муфта с шарнирами)
71 Передаточное отношение 86 : 23 = 3,74 89 : 20=4,45 —- 3,84
72 Подвеска тягового двигателя Опорно-осевая Опорно-осевая Опорно-рамная
* При часовом режиме.
** Обмотки возбуждения постоянно шунтированы омическими сопротивлениями девятикратной вс-
*** Три двухосные тележки; две крайние имеют люлечное подвешивание, средняя тележка связана
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
547
Продолжение табл. 3
э лектровоза
ВВ12006— ВВ12014 ВВВ20003 ВВ 13001 -ВВ13015 ВВ13016— ВВ13053 СС20001 СС20002
662 298,3 500 500 530 496
618 283,3 500 500 508 448,5
675 260 260 250 2x218
1 080 —— 3 000 3 000 2 780 1 600
1 000 — 3 000 3 000 2 640 1 400
__ ___ 4 000 2 500
835/870 — G80/680 680/680 1 060/1 100 1 280/1 460
2 740 — 1 360 1 360 1 630 2 100
774 — 717 717 488 380
3,63 — 6,07 6,07 6,07 —
0,91—0,92 0,91—0,92 0,81—0,87 0,81—0,87 0,8—0,86
— — 0,8—0,865 0,8—0,865 0,87—0,93 0,81—0,92
120 __ 180 180 90 108
<> 18 18 16 12
Первичная обмотка 4 590 ква, тяговая—3 840 ква Игнитроны типа SET; длительная мощность 640 кет, часовая—702 кет; охлаждение водяное 3500 ква Асинхронный двигатель 2 800 ква, 1 850 в н 3 генератора постоянного тока по 864 кет, 1 080 а и 800 а 3 150 ква 3 150 ква О т с у т 3 000 кв а с т в у е т 3 223 ква, cos '5=0,905
Одна (все четыре двигателя соединены параллельно) Одна. Все двигатели соединены параллельно и разбиты на две группы Одна. Двигатели соединены в три параллельные группы, в каждой— группе двигатели соединены последовательно
24%, 36%, 48%, 55% — — —- —
20 ходовых ступеней, пуск через трансформатор — — 16 ходовых ступеней, пуск через трансформатор 2 1 ходовая ступень, пуск через трансформатор
Охлаждаются от общего мотор-вентилятора (240 м3!мин) - Охлаждаются ог общего мотор-вентилятора Охлаждаются от специального вентилятора Размещены под рамой электровоза, охлаждаются от специального вентилятора
С литыми Н-образными открытыми рамами Сварная, бесчелюстная Комбинированная (литые боковины)
1 i Люлечнос подвешивание*** листовые и цилиндрические рессоры. Буксы связаны с рамой горизонтальными серьгами с шарнира ми на сайлентблоках
— — —~~
С одной кабиной — С одной кабиной машиниста, рас- 1 Цельносварной, по типу «несущей
I машиниста, рас-в сложенной по середине, и двумя капотами по концам положенной по середине, и двумя капотами по концам конструкции», с двумя кабинами управления
— — — —'
1 i По типу «BLS» На качающихся опорах с резиновыми коническими прокладками. Четыре опоры
Односторонняя, прямозубая, с промежуточной шестерней (в едином кожухе для двух двигателей, карданная муфта с шарнирами) - Односторонняя, прямозубая (ширина зуба 140 мм), передача эластичная типа SLM-Винтертур (со встроенными элементами) Односторонняя, прямозубая, эластичная типа Альстом
4,29 4,55 — 88:21=4,19 87:18=4,833
1 Опорно-рамная Опорно-рамная Опорно-рамная
:niчины по сравнению с омическим сопротивлением обмоток, в поперечном направлении с кузовом.
548
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
о с Показатель Серия
Ns по СС14 1 01- СС14202 СС14001— СС14003 | V-60
1 Осевая формула О-Зо-З.-О О-Зо-3„-О 0-5-0
2 Страна, для которой построен электровоз Франция Франция Венгрия
3 Фирма (завод)-конструктор механической части Альстом (Франция) Эрл и к он (Швейцария) —
4 Фирма (завод)-конструктор электрической части Альстом (Франция) Батиньоль (Франция) —
5 Род тока и напряжение в контактной сети Переменный 25 кв, 50 гц Переменный 16 кв, 50 гц
6 Система электровоза Одн офазно-посто-янного тока с мотор-генераторами Однофазно-трёх-фазного тока с машинным преобразователем Однофазно-трёхфазного тока <? групповым приводом н машинным преобразователем
7 Г од постройки 1954 1955 1931
8 Род службы Г р у 3 О В О й
9 Мощность часовая*, квт 1 830 3 030 1 840
10 Сила тяги часовая, кг 24 700 27 000 16 000; 12 000; 8 050
11 Скорость часовая, км (час 26,1 40 34; 51; 68
12 Мощность длительная*, квт 1 830 2 640 1 620
13 Сила тяги длительная, кг 23 200 23 200 14 500; 10 600; 7 600
14 Скорость длительная, км}час 27,9 40,6 34, 51, 68
15 Скорость конструктивная, км/час 60 60 68
16 Сила тяги максимальная, кг 42 000 45 000 22 100
17 Вес сцепной, т 126 124 98
18 Общий вес, т 126 124 98
19 Вес механической части, т 78 70 50
20 Вес электрооборудования, т 47,8 54 40,6
21 Вес трансформатора, т 6 5,9 —
22 Вес преобразовательного агрегата, т 20,3 27,5 —
23 Вес тяговых двигателей, т 1,65 х 6 = 9,9 1,75 х 6 = 10,5 18,4
24 Вес остального оборудования, т 11 11 —
25 Удельный вес электровоза, кг/квт 71,6 42,2 53,25
26 Удельный вес электрооборудования, кг/квт 27,2 18,35 22,1 |
27 Удельный вес трансформатора, кг/квт 27,3 2,57 —
28 Удельный вес преобразовательного агрегата, кг/квт — 7,9 —
29 Удельный вес тягового двигателя (часовая мощность), кг/квт 5,41 3,46 10
30 К. п. д. электровоза 0,77—0,81 0,77—0,82 0,728—0,832
31 32 Коэффициент мощности Давление движущей колёсной пары на рельсы, т ±0,98 21 ±0,98 20,7 ±0,98 17,6
33 Характеристика профиля дороги Равнинный, руководящий подъём Ю»/00 —
34 Диаметр ведущего колеса, мм 1 100 1 100 —
35 Колёсная база электровоза, м 14 180 14 180 —
36 Жёсткая база электровоза, мм 4 670 4 670 —
37 Ра сстояние междуопорами (шкворнями), мм 9 510 9 510 —
38 Длина по буферам или осям автосцепки, мм 18 854 18 890 13 570
39 Ширина электровоза, мм 2 900 2 900 —
40 Высота при опущенном пантографе, мм 4 280 4 280 —
41 Электрическое торможение Р е куперативис е
42 Число тяговых двигателей 6 6 1
Мощность тяговых двигателей.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
549
Продолжение табл. 3
(тип) электровоза
V-40 V-44 V-55 V-55 Е244-31
1-4-1 2-4„-2 0-2о-Зо-0 О-2о-3„-О 0-2„-2о-0
Венгрия Венгрия Венгрия Венгрия Г ерманиЯ
— — Ганц (Венгрия) Ганц (Венгрия) —
— — Ганц (Венгрия) Ганц (Венгрия) 1
Перемени ы й 16 л'й, 50 гц Переменный 20 кв,5()ац
Однофазно-трёхфаз- Однофазно-трёхфазного тока с индивидуальным приводом Системы Пу ига-Шен
ного тока с группо- и машинным преобразователем фаз и частоты
вым приводом и
машинным преобра-
зователем
1932 1943 1950 1953 1936
г Р у зо-пассажир с к и й
1 840 2 130 2 310 2 500 1 972
20 900; 7 960; 5 600 10 200; 8 900; 8 450 13 500; 10 800; 8 600 16 000; 11 500; 8 600
50; 75; 100 75; 100; 125 75; 100; 125 50; 75; 100 57
1 620 — 1 920 2 185 1 692
9 900; 6 900; 4 800 — — — —
25; 50; 75; 100 25; 50; 75; 100; 125 25; 50; 75; 100; 125 25; 50; 75; 100 57
100 125 125 100 85
15 130 22 000 21 000 24 000 24 000
70 76 89 85 85
98 141,2 89 85 85
51,3 68 42 39,5 42,3
40,6 69,7 44 42 39,4
— — — — —
— — 27,97 27,97 —
18,4 3,5 х 4 = 14 1,86 х 5 = 9,3 1,86 х 5 = 9,3 1,7 х 4 = 6,8
2,6 х 4 = 10,4
— — — —
53,25 67,5 40,3 36,2 44
22,1 33,4 19 17,7 20,4
— — — — 2,69
— — —
10 6,58 1 3,98 3,72 8,72
0,728—0,812 0,75—0,8 ) । (),75—0,84 0,75—0,8 0,79
±0,98 ±0,98 ! ±0,98 ! ±0,98 ±0,98
17,5 19 j 17,8 i 17 °1 25
— — — —
— — 1 04(1 1 040 —
— — I — —
— — 2 500 И 3 500 ! 2 500 и 3 500 —
— — — ! - —
13 830 17 650 14 660 1 14 500 15 000
— — i — —
Р е к у п е р а т и в н о е —
1 1 4 5 1 5 4
550
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1 Xs по пор.1 Показатель Серия
СС14101—СС14202 СС14001—СС14003 V-60
43 Тин двигателей ТА-636 Трёхфазные с Асинхронный с фаз
44 Мощность двигателя часовая, кет 305 короткозамкнутым ротором, асинхронные 505 ным ротором и переключением полюсов 1 840
45 Мощность двигателя длительная, 305 440 1 620
46 кет Напряжение двигателя, в 565(600) 930 400—1 350
47 Ток часовой, а 585 375 —
48 » длительный, а 550 330 —
49 Ток максимальный — — —
50 пчас1пдлит* об/мин 1 020/1 090 1 040/1 055 83; 167; 250; 333
51 ''‘макс’ об/мпн. 2 340 1 200 333
52 Момент на валу тягового двига- 292 475
53 теля*, кгм Вес двигателя, отнесённый к мо- 5,66 3,69
54 менту, кг!кгм К. п. д. двигателя — 0,89—0.93 0,89—0,95
55 Коэффициент мощности двигателя — 0,82- 0,89 0,915—0,922
56 Количество вентиляционного воз- 60 40
57 духа, м*]мин Число полюсов двигателя 6 10
58 Тип трансформатора и его харак- 2 200 ква 2 300 ква Отсутствует**
59 теристика Преобразователь и его характе- Синхронный двига- Сихронный двига-
60 ристика Количество комбинаций (соедн- тель на 3000 в,875 а и 1500 об/мин Генераторы 6-полюс-пые, напряжение 0—700 в Одна (все шесть дв тель 2 250 кет. асинхронный преобразователь частоты от 0 до 135 гц игателей соединены
61 нений) двигателей Ступени ослабления поля парал лельно)
62 Количество ходовых скоростей и 12 ходовых ступе- 10 ходовых ступеней, —
63 переход с одной позиции на другую при пуске Охлаждение сопротивлений и ма- ней, регулирование возбуждением генератора Охлаждение от специ- регулирование изменением частО1Ы тока
64 шинного отделения Конструкция рамы тележки ального вентилятора Бесчелюстная, свар завы из листовой ст Листовая рессора i ная; боковины выре-
65 Рессорное подвешивание тележки али толщиной 5 0 мм ад каждой буксой;
66 и буксовый узел Демпферные устройства все три точки каждой стороны тележки соединены балансирами; в точках опоры имеются резиновые втулки
67 Конструкция кузова С одной кабиной машиниста, располо- Вагонного типа
68 Конструкция рамы кузова женкой по середине, и двумя капотами по концам Сварная (боковины— толстолистовая
69 Подвешивание кузова (опоры, рес- сталь; поперечные балки коробчатого сечения) На качающихся опорах, с резиновыми
70 71 соры) Передача Передаточное отношение коническими Кузов опирает тележку дв Односторонняя, с промежуточной шестерней (эластичное 4-зубчатое колесо, шестерни жёсткие) Первичное 2.75, трокладками. ся на каждую умя опорами Односторонняя, прямозубая Кривошипно-шатунный механизм
72 Подвеска тягового двигателя вторичное 2,83 Опорн о-осевая Опорно-осевая Установлен в кузове !
* При часовом режиме.
** Функции главного трансформатора выполняет преобразователь фаз.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
551
Продолжение табл. 3
(тип) электровоза
V-40 V-44 i V-55 V-55 Е244-31
Асинхронный с фаз- Асинхронный с ко- Асинхронный, трёхфазный, с фазным
ным ротором и пере- роткозамкнутым ротором
ключением полюсов ротором
j 1 840 532,5 468 500 493
I 1 (’>20 — 384 437 423
400 -1 350 400—1 350 430—1 430 410-1 365 —
— — 230—330 230—330
— — — — —
— — — — —
83; 167; 250; 333 500; 1 000; 1 500; 500; 1 000; 1 500; 500; 1 000; 1 500; 2 000 —
2 000; 2 500 2 000; 2 500
333 2 500 2 500 2 000 —
— — 306 (при 75 км/час) 328 (при 75 км[час)
— — 6,08 5,68 —
0,89—0,95 0,89—0,98 0,87-— 0,95 0,87—0,95 ±0,98
0,915—0,922 0,82—0,89 0,82—0,89 0,82—0,89 0,8
— — — — —
6 6 4 (асинхронного)
6 (Пуига-Шеи)
О'! СУТС! вует** —
Преобразователь < )аз системы Кандо —
на одном валу с преобразователем
частоты
— — —
— — Пет Нет —
— 5 ступеней, путём изменения частоты —
— — —
— — —
Вагонного т и па, сварной, с двумя к а б и п а м и м a in и и и с т а —
__ — — —
Кри вошнпн о-шатун- Зубчатая, двус торонияя с приводом тина Сэшерона —
ный механизм
— — 3,72 3,87 3,8; 4,07
Установлен в кузове 1 Опорно-осевая
552
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
№ по пор. Показатель Серия (тип)
Е244-1 1 Е244-01 Е244-21 Е244-22
1 Осевая формула О-2о-2„--О 0-2,-2„-0 0-2о-2о-0 0-2„-2„-0
2 Страна, для которой построен электровоз Германия Германия Германия ФРГ
3 Фирма (за вод)-конструктор механической части — — — —
4 5 Фирма (завод)-конструктор электрической части Род тока и напряжение в контактной сети Переменный 20 кв, 5 0 гц
6 Система электровоза Однофаз но-пос' ионными прео ояиного тока с 5разователями С однофазными коллекторными двигателями 50 гц
7 Год постройки 1936 1936 1936 1947
8 Род службы П а с с а ж Ирек и S
9 Мощность часовая*, квт 2 220 1 972 1 920 2 296
10 Сила тяги часовая, кг 13 600 12 000 11 900 14 800
11 Скорость часовая, км/час 59 59 59 56
12 Мощность длительная*, квт 2 100 1 692 1 800 2 136
13 Сила тяги длительная, кг 12 800 10 300 1 095 —
14 Скорость длительная, км /час 59 59 60 —
15 С корость конструктивная, км/час 85 85 85 85
16 Сила тяги максимальная, кг 24 000 23 000 24 000 26 000
17 Вес сцепной, т 85 85 85 84
18 Общий вес, т 85 85 85 84
19 Вес механической части, 44,2 43,2 43 43
20 Вес электрооборудования, 39 40,3 40,5 41
21 Вес трансформатора, т 8,99 7,44 4,9 6,6
» преобразовательного агрегата, т 2,2 — — —
23 Вес тяговых двигателей, 3,62x4 = 14,4 3,22x4-12,9 2,5x4=10 3,6x4=14,4
24 Вес остального оборудования, т — __ — —
Удельный вес электровоза, кг/квт 39 41,0 44,5 37,2
26 Удельный вес электрооборудования, кг/квт 17,9 20,9 21,2 18,1
Удельный вес трансформатора, кг/ква 4,55 3,44 2,85 2,43
29 Удельный вес преобразовательного агрегата, кг/квт Удельный вес тягового двигателя (часовая мощность), кг/квт К. п. д. электровоза 6,53 8) ,53 10,1 6,25
30 0,85 0,8—0,85 0,74 0,75—0,8
31 Коэффициент мощности 0,795 0,808 0,88 0,95
32 Давление движущей колёсной пары на рельсы, т 21,25 21,25 21,25 21,25
33 Характеристика профиля дороги — — — —•
34 Диаметр ведущего колеса, мм — — — —
Зэ Колёсная база электровоза, мм — — —• —•
36 Жёсткая база электровоза, мм — — — —
37 Расстояние между опорами (шкворнями), мм — ~~ —1 —
38 Длина по буферам или осям автосцепки, мм 15 300 15 300 16 500 15 300
39 Ширина электровоза, мм — — — 1
40 Высота при опущенном пантографе, мм — — — i —
41 Электрическое торможе-н ие Р вост а т н о е i
42 Число тяговых двигателей 4 4 4 4
43 Тип двигателей j WBM-196 (сдвоенные) ' ЕКВ-750
* Мощность тяговых двигателей.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
553
Продолжение табл. 3
электрово з а
Е10-001 Е10-002 Е1 0-003 Е1 0-004—Е1 0-005 CQ со
0-2„-2„-0 0-20-2о-0 0-2„-2о-0 О-2„-2о-0 О-2о-2„-0 0-2о-2„-О
1 ФРГ ФРГ ФРГ ФРГ ФРГ ФРГ
AEG (ФРГ) Броун-Бовери SSW (ФРГ) AEG и Хеншель, Краус Маффей, Крупп
в Маннгейме Броун-Бовери
) (ФРГ) (ФРГ)
Краусс-Маффей Крупп (ФРГ) Хеншель (ФРГ) Хеншель (ФРГ) AEG, Броун-Бовери,
! (ФРГ) Сименс-Шу к керт
Переме »ННЫЙ 15 Кв, 1 62/з гц Переменный Переменный 6 кв, 50 гц
15 кв, 16J / а гц
С однофазными коллекторными двигателями Однофазного Одвофазно-по- Одвофазно-по-
162/3 гц тока с коллек- стоянного тока стоянного тока
1 1 торными двига- с мотор-генера- с одноанодными
1 телямн тором выпрямителями
1 1952 1952 1953 1953 195 5 1955
Пас с а ж и р с к и й — Г Р у з о в О й
1 3 580 3 280 3 800 3 440 1 480 1 480
15 000 14 950 15 360 12 800 21 600 21 600
87,5 79,3 91 98 24,4 24,4
— 3 020 — 3 280 1 170 1 170
। _ — 14 800 12 040 —
__ 85 100 — —
i । 125 130 130 130 70 70
26 000 26 000 28 000 26 000 38 000 41 000
83,3 82 80,3 80,0 120 132,4
83,3 82 80,3 — 120 132,4
! — — — 77 —
— — — 26,2 44,5 44,5
— — — — Пет трансформатора 13,6
— — 17,4 —
— — 3x4 = 12 3x4 = 12
— - — 5,5 —
: — — — 89,8 92
22,6 27,2 22,4 — 30,9 30,9
— — — — 5,9
— — — — —
— — — — — —
, 0,74—0,78 —
— — — —
20,8 20,5 20,1 20 30 33,1
Смешан п ь й Гор н ы й
1 350 1 250 1 250 1 250 1 120 1 120
11 200 11 300 11 301) И 360 9 400 И 100
3 200 3 300 3 300 3 300 3 100 3 000
8 000 8 000 8 000 8 0"0 6 300 8 100
16 100 16 650 15 900 15 Оно 14 500 16 500
3 050 3 000 2 970 2 970 3 000** 3 000**
— — — — 4 600 4 000
О т с у т с т в у е т — Рекуперативное Рекуперативное
4 4 4 4 4 4
Е КВ-895 (конст- ELM-983 S (конст- WB 358 (конст- Г. КВ-895 (конст- ABiM-370 АВМ-370
рукцин AEG) рукции ВВС) рукции SSW) рукции AEG)
—
** Ширипа кузова. Ширака кабины машиниста 4 300 л.и.
554
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
о с о с Показатель Серия (тип)
Е244-1 1 Е244-01 Е244-21 Е244-22
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 Мощность двигателя часовая, квт Мощность двигателя длительная, квт Напряжение двигателя, в Ток часовой, а » длительный, а » максимальный,а пчас1 пдлит* об/мин "макс- об/мин Момент на валу тягового двигателя*, кем Вес двигателя, отнесённый к моменту, кг/кем К. п. д. двигателя Коэффициент мощности двигателя Количество вентиляционного воздуха, м*/мин Число полюсов двигателя Тип трансформатора и его характеристика Преобразователь и его характеристика Количество комбинаций (соединений) двигателей Ступени ослабления поля Количество ходовых скоростей и переход с одной позиции на другую при пуске Охлаждение сопротивлений и машинного отделения Конструкция рамы тележки Рессорное подвешивание тележки и буксовый узел Демпферные устройства Конструкция кузова Конструкция рамы кузова Подвешивание кузова (опоры) Передача Передаточное отношение Подвеска тягового двигате- ля 555 525 0,91—0,92 Сварной, цельн Сварт 3,59 Опорноосевая 493 423 0,98 0,91—0,92 4 2 160 ква оиесущий, с безра тая, коробчатого с 4,5 Опорно-осевая 2x240 2 х 225 214 1 450 2 220 0,83 0,95 14 1 720 ква скосным каркасоъ ечення (см. фиг. Кос озубая 5,867 Опорио-осевая 2x287 2x267 504 1 525 2 320 0,855 0,86 2x12 2 720 ква (см. фиг. 15) 4,«) 4,72
Ппи. часовом режиме.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
555
__________________________Продолжение табл. 3
эл ектровоза
Е10-001 Е 10-002 Е10-003 Е10-004 — Е10-005 1 в„-в0 —Во
2x447,5 2x410 2 х 475 2 X 430 1 370 370
— 2x377,5 | 2x410 295 295
— 1 _ 760 760
— — -—. — 525 525
—- — — — 420 420
— — - —
— — -- 680/720 680/720
— — — — 2 000 2 000
— — — — 532 532
— — — — — —
— — — —
— — — — — —
— — — 108—110 108—110
14 14 12 14 4 4
-- — — Нет трансформатора 2 300 ква с масляным охлаждением
Синхронный двигатель, 2 1 00 кет при cos'•?=!; генератор 1 600 кет (0—960 в) 4 вентиля с воздушным охлаждением и сеточным управлением, =525 а
Одна (все дв игатели соединен! параллельно) — Одна (все двигатели соед инеиы параллельно)
Нет Нет Нет Нет — —
30 ходовых позиций, из них 18 для длительной езды; пуск автоматизирован 28 ходовых позиций; управление на стороне высокого напряжения 33 ходовые позиции; управление на стороне высокого напряжения; пуск автомати-зирова и 28 ходовых позиций, управление на сторо-jне высокого напряжения 28 позиций, управление на стороне низшего на-пряже ния
— — — - -- —
— — Сварная из элементов листовой мартеновской стали (см. фиг. 2, о) — —
Каждый буксовый узел имеет по две тяги (направляющих) для передачи усилий Буксовый узел со специальными направляющими
Применег и ие шарниров «Sil рокладок из рези Сварной entbloc» 1Ы цельнонесущий, Сварная, короб с бсзраскосным к чатого сечения аркасом
Маятниковая опора (см. фиг. 1 1) Опущенный шкворень, 4 независимые точки опоры (подрессорен -ные)** Опущенный шкворень, 4 независимые точки опоры на винтовых цилиндрических пружинах — На каждую тел посредством шаре боковых опор с и пруж ежку опирается вой пяты и двух нлиндричес кими щами
Двусторонняя, косозубая, привод эластичный, шарнирный, системы Альстом Односторонняя, прямозубая, привод эластичный, дисковый, системы Броун- Бовери Двусторонняя, косозубая, привод эластичный, с резиновыми кольцами системы SSW Односторонняя, привод эластичный, системы Сешерон (с карданным валом) Косозубая д вусторонняя
2,486 2,194 3,28 2,211 5,643 5,643
Опорно-рамная Опорно-рамная Оп орпо-рамн ая Опорно-рамная Опорно-осевая Опорно-осевая
** У электровоза Е10-002, кроме центральных опор, установлены боковые опоры.
556
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
с с о с й Показатель Серия (тип)
ВВ4003 в,-в, Во-До +До-Во 2(С0-С0)
1 Осевая формула 0-2„-2,-0 С-2,-2,-0 2(0-2о-4о-0) 2(0-3 (,-Зо-О)
2 Страна, для которой построен электровоз Турция Б. Конго США США
3 Фирма (завод)-конструктор механической части — — — Балдвин (США)
4 Фирма (завод)-конструктор электрической части — ДЖИИ Вести нгауз эл. (США)
5 Род тока и напряжение в кон* тактной сети Переменный 25 кв, 50 гц Переменный, 22 кв, 50 гц Переменный 11 кв, 25 гц
6 Система электровоза Однофазного тока двигател? с коллекторными ши 50 гц Однофазнопостоянного тока с мотор-генераторами Однофазнопостоянного тока с игнитронами
7 Год постройки 1955 1952 1947 1952
8 Род службы — Груз о-пас1- ажирский Грузовой
9 Мощность часовая*, квт 1 724 1 264
10 Сила тягн часовая, кг Скорость часовая, км]час 10 400 9 600 __
11 60,3 47,5 —
12 Мощность длительная*, квт 1 620 1 264 3 680 4 400
13 Сила тяги длительная, кг 9 200 9 600 53 000 60 000
14 Скорость длительная, км/час 62,5 47,5 25,3 27,35
15 Скорость конструктивная, км/час 90 70 105 100
15 Сила тяги максимальная, кг 16 ОСО 24 000 82 7С0 82 500
17 1 Вес сцепной, т 77,5 74 326 330
18 Общий вес, т 77,5 74 326 330
19 Вес механической части, т 47,04 40,354 —
20 Вес электрооборудования, т 30,46 33,646 — 78
21 Вес трансформатора, т 8,9 — —
22 Вес преобразовательного агрегата, т — — — —
23 Вес тяговых двигателей, т 2,9x4=11,5 —
24 Вес остального оборудования, т — — — —•
25 Удельный вес электровоза, кг/квт 47,1 59,7 — —
26 Удельный вес электрооборудования, кг/квт Удельный вес трансформатора, кг/ква 18,5 27,2 — —
27 2,87 —
28 Удельный вес преобразовательного агрегата, кг/квт — —
29 Удельный вес тягового двигателя (часовая мощность), кг/квт 6,75 — —
.30 К. п. д. электровоза — 0,7—0,76
31 Коэффициент мощности 0,75—0,85 -
32 Давление движущей колёсной пары на рельсы, т 19,4 18,5 27,2 27,5
33 Характеристика профиля дороги
34 Диаметр ведущего колеса, мм 1 300 1 150 1 067 1 120
35 Колёсная база электровоза , мм 11 200 — — ! —
36 Жёсткая база электровоза, мм 3 200 2 500 5 106/2 972 | 5 125
3/ Расстояние между опорами (шкворнями), мм Длина по буферам,или осям автосцепки мм 8 00U — —
38 16 138 15 065 30 786 | 37 795
39 Ширина электровоза, мм — — — 1 __
40 Высота при опущенном пантографе, мм 4 280 — 1 “ 1
' 41 Электрическое торможение Реостатное — Рекуперативное! Реостатное
42 Число тяговых двигателей 4 4 2x6 I 2x6
43 Тип двигателей MS-72 с компенсационной обмоткой 2 MS-51 (сдвогнный) | Тепловозный
1 44 Мощность двигателя часовая, квт 430 2x158 —
45 Мощность двигателя длительная, квт 405 2x158 306,0 366,6
46 Напряжение двигателя, в 300 2x240 —
47 Ток часовой, а 1 880 850
48 » длительный, а 1 1 780 850 — —
* Мощность тяговых двигателей.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
557
Продолжение табл. 3
электровоза
Е2С с„-с„ ED45 1 ED44 1 А, 6/6
2(0-2о-2„-20 -0) О-Зо-Зо-О О-2о-2о -0 0-2„-2„-0 о-з„-з„-о
США США Япония Я пони я Швейцария
Балдвин (США) Алко (США) — — Броун-Бовери, в Бадене (Швейцария)
Вестингауз эл. (США) ДЖИИ (США) — SLM-Винтертур (Швейцария)
Переменный 11 кв, 25 гц На два напряжения: перем, ток 25 гц , 1 1 Кв', пост, ток 660 в Переменный 2 кв, 50 гц Переменный 15 кв, 162/агч
Однофазн о-постоянного тока игннтро нами Однофазного тока с коллекторными двигателями 162/3 гц
1952 Грузовой 1954—1955 Пассажирский 1955 1955 Грузо-пассажирский 1952
— — — 1340 4 400
— — — — 21 240
— — ___ 74
4 400 2 940 1 000 1 340 3 970
60 000 15 430 10 000 10 550 18(00
27,35 70 ;ч 45,5 78,5
100 145 85 70 125
85 000 39 500 33 000
340 158 59,6 60 123,0
340 158 59,1) 60 —
87 —
77,2 71 — 30
— — —_ — —
— — — — —
— — — —
— — — —
— — —
— — — —
— — — —
— — — — —
— — — — —
__ —
__ —— —— .
28,35 26,4 14,9 15 20,5
— — Руководящий подъём 26°/00, тоннели и кривые
1 120 1 017,5 1 070 1 250 1 260
31 826,2 16 000 — — 13 000
2 895,6 4 575 — 4 300
10 261,6 13 411 — — 8 700
(одной секции) 18 400
37 793,2 20 750 — —
3 181 — 2 950
— 4 495,5 — — 4 500
Реостатное Отсутствует — — Рекуперативно е
2x6 6 4 4 6
Тепловозный , Тепловозный, GE-752 — — —
37ОДИ с силиконовой изоляцией
— — — 335 733
366,6 490 250 335 661,6
— 500 200 —
— — — —— —
— — —
558
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1 № по пор.! Показатель Серия (тип)
ВВ4003 в„-в. Во-До + До-Во 2(С0-С0)
49 Ток максимальный 1 800
50 fг‘^aclnдлum^ об/мин 1 260/1 305 1 580/1 580 — —
51 Пмакс об/мин — . 2 350 — —
о2 Момент на валу тягового двигателя*. кгм 333 197 — -
53 Вес двигателя, отнесённый к моменту. кг} кем 8,71 — — —
54 К. п. д. двигателя — 0,7—0,85
55 Коэффициент мощности двигателя — 0,8—0.95 — —
56 Количество вентиляционного воздуха, м*1мин. — — 65 85
57 Число полюсов двигателя 14 — 4 6
58 Тип трансформатора и его характеристика 3100 ква (длительная) (7 — 04-420 в 1 600 ква с масляным охл аждением 4 969 ква пираналовое охлаждение 4 200 ква (длительная), инертиновое охлаждение
59 Преобразователь и его характеристика Отсут гвует 2 агрегата: синхронный двигатель 1 350 в, 2 220 кет, 750 об/мин; два генератора, 700 н 450 в, 1 500 и 2 300 а 4 блока с игнитронами по 6 вентилей с водяным охлаждением
60 Количество комбинаций (соединений) двигателей Одна (все двигатели соед. параллельно) — — Одна (все двигатели соединены параллельно)
61 Ступени ослабления поля — — __
62 Количество ходовых скоростей и переход с одной позиции на Другую при пуске Пуск через трансформатор
63 Охлаждение сопротивлений и машинного отделения — — —
64 1 Конструкция рамы тележки Сварная из элементов листовой мартемовскойстали (см. фиг. 10). Боковины рамы и крайние поперечины имеют двута вровое сечение — — —
65 Рессорное подвешивание тележки и буксовый узел Осевые буксы роликового типа. Букса связана с рамой тележки двумя шарнирными 'I ягами
66 Демпферные устройства — — — —
67 Конструкция кузова Сварной, цельно-несущей конструкции — — —
68 1 Конструкция рамы кузова Сварная — — —
69 Подвешивание кузова (опоры) Центральная опора с коническими эозиновыми прокладками — — Три ТОЧКИ опоры на тележке, люлька на эллиптических рессорах
70 Передача Привод системы Альстом Полый вал — —
71 72 i Передаточное отношение Подвеска тягового двигателя 4,94 6,93 Опорно 1 4,11 рамная —
* При часовом режиме.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
559
Продолжение табл. 3
электров оз а
Е2С Са-С. ED451 ED441 А. 6/6
— — — — —
— — — —
— — — — —
— — — — —
— — — —
— — — — —
85 — — 90 — 95 —
6
4 200 кеа (длительная) — — — —
инертиновое охлаждение
4 блока с игнитронами по 6 венти- — 8 игнитронов на 750 в 300 а Нет Ист
лей с водяным охлаждением
Одна (все двигатели соединены параллельно) Две на переменном токе, две на постоянном токе Одна (дв агатели соединены п а раллельно)
50% — —— — Нет
14 ХОДОВЫХ ПОЗИЦИЙ, Пуск через 35 позиций, управле- 16 позиций, управле- 27 позиций, управле-
пуск через транс- трансформатор ние на стороне вы- ние на стороне высо- ние на стороне вы-
форматор с использованием пусковых сопротивлений сокого напряжения кого напряжения сокого напряжения
Охлаждаются от спец, вентиляторов, вкл. параллельно с сопротивлением Отсутствует
— Литая, челюстная Сварная, коробчатого сече »ния
— Типа «Пенсильвания» (с балансиром на буксах и винт. цилиндр, рессорами) — — —
— — Применение шарниров типа «Silentbloc» — —
Кузов коробчатого сечения, выполнен сварным из листовой и профильной стали Сварной, цельнонесущей конструкцн заодно с рамой и, работающий
— Сварная, работает заодно с кузовом — — Сварная, коробчатого сечения
Три точки опоры на тележке, люлька, на эллиптических рессорах Опущенный шкворень, люлька, 4 точки опоры
— Односторонняя, косозубая, привод эластичный, пружинный, системы Броун-Бовери
Опорно-осевая — - Опорно-рам пая 2,216
560
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Основные данные электросекций однофазного тока промыш
Показатель Железная дорога;
Хеллентальская (Германия) Экс-ле-Бан (Франция)
Z9051+2S10051 Z9052+2S19052
Год постройки 1950 1951 1953
Фирма-конструктор Сименс Эрликон МТЕ
Род тока Переменный Переменный 2 5 кв, 5 0 гц
50 гщ
Система С однофазными коллекторными двигателями
Осевая формула секции В„-2+2-В„ Bq - Во -J-2 -2 Во -Во 4 2-2
Состав секции м+м м+п м+п
Длина моторного вагона, м — 21,05 —
Длина прицепного вагона, м ........... — 21,05 —
База тележки, м:
обмоторенной 2,0 —
необмоторенной — 2,438 —
Диаметр колеса, мм — 1 100 —
Система передачи — — ВВС
Передаточное отношение —
Вес секции заполненной, т 130 126 121
Вес тары секции, т 110,6 114 —
Вес моторного вагона, т:
порожнего — 71 —
заполненного — 77
Вес прицепного вагона, т
порожнего — 43 —
заполненного 49 48
Вес электрооборудования, tn-.
моторного вагона 30 18 —
прицепного вагона — 2,2 —
Мощность секции на ободе, кет:
часовой режим — 1 280 1 210
длительный режим — 1 215 1 115
Сила тяги, кг:
часовой режим — 8 160 7 880
длительный режим — 7 440 6 760
Скорость, км!час:
часовой режим — 57,5 56,5
длительный режим .— 60 60,5
Конструктивная скорость, км/час ........ 90 80 80
Удельная мощность, Kemjm — 10,15 10
Тип тягового двигателя .— 14HW750 ELM6 70
Количество тяговых двигателей на секцию . . . 4 4 4
Мощность часовая двигателя, кет. ........ 385 327 310
Мощность длительная, кет ............ 335 313 284
Напряжение на коллекторе, в 243 251 230
Меры для улучшения коммутации — Шунтировка Уменьшение
дополнительных силы тяги при
полюсов до ско- скорости до
рости 20 км/час 6 км/час
Ток часовой, а — 1 670 1 800
Ток длительный, а ................. — 1 580 1 620
Максимальный ток, а — 2 300 —
Максимальная скорость вращения, об/мин . . . — 1 800 1 810
П,; /Пда, об/мин — 1 295/1 350 1 260/1 345
Число полюсов двигателя — 14 12
Кпд — 0,84—0,85 0,845/0,86
COS': — 0,89—0,9 0,89—0,91
Вентиляция двигателя и количество вентиляцион-
ного воздуха, м*!мин Независимая 60 —
Подвеска двигателя Опорно- рамная ——
Вес двигателя, т .................. 2,55 1,6 1,83
Мощность трансформатора, ква .......... 2 х 700 1 035+150 ' —
Охлаждение трансформатора Естественное, Принудительное, —
масляное масляное
Электрическое торможение Реостатное — —
Система управления г Р у п п о в а я
Число ступеней 11 13 14
Система вспомогательных машин Конденсаторные двигатели
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
561
Таблица 4
ленной частоты 50 гц и пониженной частоты 25 гц
серия электросекцин
Экс-ле-Бан (Франция) Сиркеси-Сугуксу (Турция) Нью-Йорк— Нью-Хавен (США) Ланкастер—Хейшем (Англия)
Z9053- Z9054 Z9055 + +2S19055
1951 1951 Вестингауз 1955 Альстом; Жемон; 1954 Пульман, 1955 1952 Метровиккерс
де-Дитрих; Вестингауз
Шнейдер-
Пер еменный 25 кв, 5 Вестингауз Переменный 25 гц, 11 кв; постоянный Переменный 6,6 кв, 5 0 гц Переменный 6,6 кв, 50 гц
С однофазными Однофазно- С однофазными 650 в Однофазно- Однофазно- Однофазнопостоянного
коллекторными двигателями постоянного тока с игни тронами коллекторными двигателями постоявн ого тока с игнитронами тока с германиевыми выпрями- тока с игнитронами
телями
на 750 квт
В„-2 + 1-1 + В„-В„4 2-2 В „-2 + 2-2 + В„-В„ + В„-В„ 2-2 + В„-В„ + 2-2 2-2+В„-В„ + + 2-2
+ 2-В„ м + п+м М + П + 2-В0 М -j-11 t М м+м 11-J-M+II 17,4 П+М+П 17,4
22,1 22 22 — 17,4 17,4
2,8 2,667 2,667
3,6 — 2,74 2,74
3 950 1 100 915 Зубчатая, 1 067 3 у б ч 1 067 а т а я
4,8 эластичная 5,31 4,17 4,17
' 140 114 162,5 —
119,3 105 125 —
51 — — 78 — —
60 70 —
17,3 — 78 — —
20 44 — -
— — — — — —
1 110 632
1 350 545 — ___
— — 1 030 6 800 — 5 200
6 240 4 480 —
— 6 160 —
79,5 60 — — —
- — 63 —— 120
100 — 90 130 -
9,65 4,78 6,84 — 1 451-А
APM750MN62 ТАМ639 — 4 4
4 4 4 8 -
350 294 73,6
287 265 — —
190/266 — 240 325 —
— — Шунтировка дополнительных —
полюсов
сопротивлением
2 240 1 400 — —
1 500/1 240 1 320 — —
2 000 — —
2 290/2 000 — — — —
14/12 0,84/0,83—0,86 0,854 0,74—0,81 — —
0,95/0,87—0,9 0,9 0,92—0,924 0,875—0,92 — —
120 Самовентнляция . —
О п О Р И О - р а м i а я ——•
2,16 __ 2,65 — —
2x510 380 —
— — Маслян ое —
— —
Труп п о в а я Групповая, полу- Г рупповая
автоматическая автоматическая —
22 —
К о и д е н с а т о р н ы е д в и г а т е Л И
36 Том 9
562
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
реостатов и ступенчатое регулирование-скорости с потерей тягового усилия при переключении ступеней. Преобразователь фаз системы Кандо, так же как и на первых электровозах, имеет масляное охлаждение статора и водяное охлаждение ротора, что значительно усложняет конструкцию локомотива.
Электровозы с преобразователями фаз системы Кандо не получили общего признания вследствие сложности их исполнения и не были применены за пределами Венгрии.
Для опытного участка хелленталь-ской дороги на однофазном токе промышленной частоты были изготовлены 4 электровоза с часовой мощностью 2 000; 2 020; 2 056 и 2 400 кет различных типов: один с коллекторными двигателями; один с однофазными асинхронными двигателями с промежуточным ротором и два электровоза однофазно-постоянного тока с насосными многоанодными ртутными выпрямителями. Все эти электровозы имеют осевую формулу О-2о-2о-О.
Однако ни один из этих электровозов не дал хороших результатов в эксплуатации главным образом вследствие относительно низкого технического уровня электровозостроения в 1930—1936 гг.
Для электрифицированного участка Валансьена— Тионвилль по заказу французских государственных железных дорог были изготовлены и поставлены 14 электровозов Во-Во серии 13000 с коллекторными двигателями; 58 электровозов Со-Со серии 14100 с мотор-генераторами и 6 электровозов Во-Во серии 12000 с игнитронными выпрямителями. Кроме того, для этого участка в 1952 г. были заказаны в Швейцарии 20 электровозов с машинными преобразователями фаз и частоты и трёхфазными короткозамкнутыми асинхронными двигателями. По этому заказу фирмой Эрликон были изготовлены и поставлены только 3 электровоза. Однако эти электровозы вследствие ряда недостатков в электрооборудовании на участке Валансьенн — Тионвилль почти не работали и в 1956 г. были разобраны для переделки на заводе-изготовителе.
Сравнение электровозов с коллекторными двигателями и электровозов с мотор-генераторами и игнитронными выпрямителями по удельному весу электрооборудования, коэффициенту сцепления, стоимости, к. п. д. локомотива и мощности показывает, что наиболее прогрессивными в настоящее время
являются электровозы с ртутными выпрямителями, которые имеют ряд преимуществ (табл. 5).
Таблица 5
Сравнение электровозов однофазного тока промышленной частоты различных систем по основным показателям
Система электровоза
Удельный вес электрооборудования в кг1квт 10,8 19 23,7
Коэффициент сцепления: при трогании с места 0,4
при следовании по подъёму без применения песка 0,25
К. п. д. локомотива . . 0,83 0,77 0.76
Мощность на ось в кет 750—1 000 500 300
Стоимость локомотива на 1 кет в % 77 100 138
Учитывая преимущества локомотивов с ртутными выпрямителями, французские железные дороги в 1956 г. заказали только электровозы этого типа (табл. 6).
Однако для пассажирских электровозов и моторвагонной тяги целесообразно применять систему с коллекторными двигателями 50 гц.
Таблица 6
Общие сведения о заказе электровозов французскими государственными железными дорогами
Год заказа
1952
1954
1955
1955
Количество заказанных электровозов
с ртутными выпрямителями с коллекторными тяговыми двигателями однофазного тока с мотор-генераторами и тяговыми двигателями постоянно- го тока с 3-фаз-иыми короткозамкнутыми двигателями
5 15 65 20
9 9 37 .—
113 29
30 — — —
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Конструкция и расчёт механической части электровозов и электросекций определяются в основном мощностью локомотива, его скоростью движения и прочностью верхнего строения пути, а поэтому не зависят от рода тока и напряжения.
Так, например, механическая часть электровозов однофазного тока с игнитронами
Новочеркасского электровозостроител ьного завода имени С. М. Буденного выполнена на базе механической части электровозов постоянного тока ВЛ22М с некоторыми улучшениями рессорного подвешивания (обе тележки полностью сбалансированы в продольном направлении) и постановкой дополнительных опор иа брусьях сочленения и кузова новой конструкции (фиг. 1).
Особенностями механической части элек-
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО состава
563
троподвижного состава переменного тока '.арубежных дорог являются: отсутствие сочленений между тележками, передача тягового и тормозного усилия через раму кузова, широкое применение сварных и литых рам тележек, бесчелюстных буксовых узлов, резиновых прокладок для рессорного подвешивания и опор, эластичных передач с внбро-иоглощающими промежуточными элементами (сайлентблоков1), шарниров и поверхностей трения из высокомарганцовистой стали. Шарниры и поверхности трения из высокомарганцовистой стали, а также резиновые прокладки дают возможность многим узлам электровозов работать без смазки при практи-зеском отсутствии износов.
Для изготовления зубчатых колёс и шестерён применяются малоуглеродистые хромоникелевые стали с цементацией и шлифовкой зубьев. Пробег таких шестерён составляет свыше 2 млн. км.
Ниже описывается ряд узлов механической части электроподвижного состава переменного тока зарубежных железных дорог.
ТЕЛЕЖКИ
Тележки электровозов и моторных вагонов, так же как и тележки электроподвижного состава постоянного тока, состоят из рам, рессорного подвешивания, колёсных пар с буксами, тяговой передачи, устройств для улучшения вписывания в кривые и тормозной рычажной передачи.
Рамы
На всех, современных электрических локомотивах переменного тока рамы тележек выполняют с внутренним расположением колёс. Такая конструкция рам даёт возможность увеличить габариты для размещения тяговых двигателей и поперечную устойчивость’ввиду большего расстояния между шейками осей колёсных пар.
Рамы выполняют сварными из элементов листовой мартеновской прокатной стали (фиг. 2) или литыми с Н-образиыми открытыми балками (фиг. 3).
Толщина листов прокатной стали колеблется: на электровозах 25—40 мм, иа моторных вагонах 12—15 мм.
Рамы сваривают из листов прокатной стали или из штампованных профилей. Для исключения коробления свариваемых элементов, увода концов и вибрации сварку рам производят в определённой последовательности,' а места, имеющие большое напряжение металла и переменную нагрузку, стремятся не сваривать.
Средние рамные крепления выполняют коробчатого сечения.
Рамы с прямыми продольными боковинами (см. фиг. 2,6) упрощают конструкцию и обеспечивают хорошую развеску, что имеет особенно большое значение для сварных конструкций в отношении равномерного сопро-
1 Сайлентблок представ ляет собой конструкцию, состоящую из резиновых подушек, помещённых в цилиндр из тонкой стали. Он упруг, поглощает удары и не требует регулирования в процессе работы.
L- К01-
Фиг. 1. Магистральный электровоз однофазного тока с игнитронами: / — трёхосная тележка с брусковой рамой; 2-кузов; 3 — пантограф; 4 — главный выключатель
36*
564
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
тивления динамической нагрузке, возникающей от вибрирования при движении локомотива.
Фиг. 2. Сварные рамы тележек электровозов типов: а — Ba-Bv германских железных дорог; б—СС20001 н в — СС14101 французских железных дорог
Для того чтобы обеспечить плавность при трогании локомотива, рамы трёхосных тележек, как правило, имеют по две шкворневые балки (траверсы, см. фиг. 2,6).
Фиг. 3. Литая рама с Н-образными открытыми балками электровоза Во-Во французских железных дорог: а-—общий вид; б —схема подрессоренной части; 1 — соединительная тяга; 2 — траверса; з—опора первичного рессорного подвешивания; 4 — проушины для подъёма тележки; 5—опора шкворневой балки; 6 — опора для установки тягового двигателя; 7 —опора для крепления кожуха зубчатой передачи
Для увеличения жёсткости на кручение боковины и поперечные крепления рам усиливают приваркой вертикальных рёбер.
Рамы тележек выполняют с челюстями и без них. На бесчелюстных тележках широкое применение получили крыльчатые буксы, что даёт значительное упрощение надбуксового
подвешивания. В этом случае цилиндрические пружины располагаются непосредственно на крыльях букс, а в качестве предохранительной меры, на случай излома пружин, в раме ставят штыри (см. фиг. 2,6).
Бесчелюстные рамы с крыльчатыми буксами получили широкое распространение. Они имеют более простую конструкцию и требуют меньшего ремонта, чем рамы с челюстями, у которых наблюдается интенсивный износ букс и буксовых направляющих. Конструкция поперечного сечения рам в основном определяется продольными усилиями. Расчётные режимы рам и их расчёт такие же, как у рам электроподвижного состава постоянного тока (см. раздел «Подвижной состав постоянного тока»).
Рессорное подвешивание и опоры тележек
Рессорное подвешивание является промежуточным звеном между рамой и колёсными парами и состоит из совокупности рессор, пружин, балансиров и связующих деталей (рессорных подвесок и стоек, опор, балансиров, призм и др.). Оно должно удовлетворять следующим требованиям:
1) передавать нагрузки от рам на колёсные пары и распределять их между отдельными колёсными парами и колёсами;
2) смягчать удары, передаваемые на надрессорное строение при прохождении колёс по неровностям пути или при непраЕзильной форме колёсных бандажей;
3) поддерживать проектные нагрузки между колёсными парами и колёсами при прохождении отдельными колёсами неровностей пути [41].
Учитывая вышеприведённые требования, рессорное подвешивание на электрических локомотивах однофазного тока зарубежных железных дорог имеет различное выполнение.
Вместо листовых надбуксовых рессор (см. раздел «Подвижной состав постоянного тока») широкое распространение получили люльки с одиночными и двойными рессорами, расположенные вдоль тележки под боковинами. Шкворневой брус в этом случае укрепляется на хомутах рессор, а концы рессор подвешиваются короткими подвесками к боковине.
Горизонтальные силы от кузова через шкворневую балку передаются на хомуты и воспринимаются на концах рессор, где передаются на боковины тележки. В связи с тем, что расстояния между серединами продольных люлечных рессор больше расстояния между хомутами эллиптических рессор, продольные рессоры создают бблыпую поперечную устойчивость кузову, чем эллиптические, и снимают часть изгибающего момента, так как они работают в отношении воспринятая изгибающего момента от вертикальной нагрузки параллельно с боковинами рамы.
Для обеспечения большей устойчивости кузова по отношению к люлечной балке у тележек скоростных локомотивов иногда предусматривают боковые опоры кузова на люлечной балке (фиг. 4). Такая конструкция обеспечивает упругое подвешивание кузова на широко расставленных опорах и погло
механическая ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО состава
565
щение боковых ударов, передаваемых от рамы кузова на тележку.
Схема передачи сил, действующих в продольном направлении, показана на фиг. 4
версами 5 и рамой тележки служат штанги 9 (горизонтальные тяги), на концах которых имеются шаровые цапфы, обеспечивающие свободное перемещение во всех направлениях.
Фиг. 4. Схема рессорного подвешивания электровоза В„-
стрелками с пунктирными линиями. Сила тяги, развивающаяся в опорных точках движущегося колеса с рельсом, передаётся через буксу 1 и буксовые направляющие на раму 2 тележки и через среднее межрамное крепление 3 на шкворень 4. Шкворень передаёт силу тяги через подшипник 5, люлечный брус 6 и боковую опору 7 на раму кузова 8.
Поперечные горизонтальные силы, действующие от рельсового пути на колёсные пары, тем же путём передаются на шкворень 4 (однако люлечным брусом 6 не воспринимаются, так как подшипник 5 шкворня имеет боковой зазор, равный 2 X 30 мм) и через цапфу 9 и траверсу 10 на продольную рессору 11, удерживаемую наклонными подвесками 12 на боковине рамы 2 тележки. Люлечный брус 6 воспринимает только продольные силы, траверса 10 — поперечные силы и перемещает соответственно люльку; ленкера 13 препятствуют передаче продольных сил на рессоры И.
Опорные подшипники 14 и цапфы 9 находятся в масляных ваннах.
Виляние тележки предотвращается трением в опоре 14.
Аналогичную конструкцию рессорного подвешивания имеет и трёхосная тележка (фиг. 5) электровоза СС20001 французских железных дорог.
Продольная балка 1 рамы кузова через опору 2 и скользуны 3 опирается на люльку, состоящую из двойных продольных рессор 4, траверс 5 рамы кузова. Траверсы соединены с концами рессор 4 и через ленкера 6 и ушки 7 с боковинками 8 рамы тележки. В качестве продольной связи между рессорами 4 тра-
Таким образом люлька образует прямоугольную рамку, позволяющую поместить в раму тележки среднюю колёсную пару вместе с тяговым двигателем.
Фиг. 5. Тележка электровоза СС20001 французских железных дорог; ь—общий вид; б — схема рессорного подгешивания
Для передачи силы тяги или тормозного усилия от рамы 8 тележки на раму 1 кузова служат шкворни 10, установленные в поперечных креплениях 11 рамы тележки и связанные со сферической цапфой (вкладышем), кулисным камнем 12 кулисы и с траверсой 5 рамы кузова. Кулиса обеспечивает
>06'5
Фиг, 6. Основные размеры тележки электровоза СС20001 французских железных дорог
СП
О
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
567
перемещение шкворня в поперечном направлении. Шкворни 10 могут свободно перемещаться в кулисном камне в вертикальном направлении за счёт прогиба люлечных рессор 4, т. е. шкворни не передают вертикальной нагрузки от кузова на раму тележки.
ляной ванне находятся шкворни и ихТвкла-дыши. Основные размеры тележки электровоза СС20001 показаны на фиг. 6.
Применение люлечного подвешивания на тележках даёт возможность для шестиосного-электровоза применять три двухосные тележ-
Фиг. 7. Схема рессорного подвешивания электровоза ВВВ20003 французских железных дорог
Вертикальная нагрузка от люлечных рессор 4 передаётся на поперечные балки 14 и через ленкера 6 на раму тележки.
Кулисные камни 12 и кулисы устроены так, что продольные усилия передаются только одним из шкворней 10 (что достигается выбором соответствующих продольных зазоров между кулисным камнем 12 и^сфери-
ки, из которых, например, две крайние имеют люлечное подвешивание и отклоняются поперёк относительно кузова при вписывании в кривую, а средняя тележка связана в поперечном направлении с кузовом.
Такое подвешивание принято на электровозе ВВВ20003 французских железных дорог. В этом случае кузов имеет четыре точки опоры (фиг. 7): по одной центральной опоре на люльке первой и третьей тележек (опоры 1 н 2) и две боковые упругие опоры 3 на средней безлюлечной тележке. Средняя тележка имеет шкворень 4, несущий нагрузку; люльки крайних тележек связаны с рамами тележек при помощи ленкеров.
На фиг. 8 показаны опоры с коническими прокладками из резины, которые, поглощая как вертикальные, так и горизонтальные
Фиг. 8. Опоры с коническими прокладками’из резины электровозов однофазного тока 50 гц железных дорог: а —Франции; б—Западной Германии; / — поперечная балка рамы кузова;
2 — поперечная балка рамы тележки
ческим кольцом 15, благодаря чему кулисный камень может перемещаться до’35 мм. При тяговом режиме усилия передаются только через задний шкворень (по ходу движения), т. е. работает задняя цапфа; при тормозном режиме — через передний шкворень (т. е. работает передняя цапфа).
Такая конструкция шкворней и цапф обеспечивает устойчивость системы сил.
Опоры рамы кузова обработаны по треугольнику, что исключает боковую игру. Опоры 2 и скользуны 3 находятся в масляной ванне, чем уменьшается их износ. Ванна сверху закрыта крышкой 13. Также в мас-
Фиг. 9. Центральные боковыеГопоры с резиновыми прокладками
толчки, обеспечивают в известной мере относительные перемещения кузова и тележек во всех направлениях н гасят одновременно всевозможные колебания между кузовом и тележкой.
Кроме того, такие опоры обеспечивают поворот тележки в кривой и в то же время не требуют смазки. Резиновые прокладки применяют и для боковых опор. На фиг. 9 показана центральная и боковые опоры с резиновыми прокладками. В этом случае смазка всех опор оказывается излишней.
На фиг. 10 показаны общий вид и схема рессорного подвешивания тележки с прокладками из резины электровоза ВВ4003 турецких железных дорог.
568
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Первичное рессорное подвешивание те-.лежки состоит из цилиндрических рессор 1, расположенных по обеим сторонам буксы. Амортизация всех вертикальных колебаний осуществляется сайлентблоками соединительных тяг.
и возвращающимися пружинными элементами 5, Упругость направляющих тяг 4 увеличивается сайлентблоками 2. Нагрузка от кузова на раму тележки передаётся через конические прокладки 1 из резины и маятниковую опору 3. При вписывании в кривые
Фиг. 10. Тележка электровоза ВВ4003: и —общий вид; б —схема рессорного подвешивания
Вторичное рессорное подвешивание состоит из конических резиновых прокладок 3 и боковых продольных листовых рессор 2. Центральная опора с коническими резиновыми прокладками допускает поперечное смещение в своём гнезде до 10 мм по отношению к среднему положению. Смещение ограничивается резиновыми упорами. Листовые рессоры 2 подвешены к раме тележки при помощи регулируемых по длине тяг. Тяги 4 опираются через резиновые прокладки 5 на раму. Хомут каждой продольной рессоры связан с рамой кузова через продольную тягу, имеющую по своим концам резиновые сочленения, что обеспечивает удержание без трения хомута рессоры в одной и той же вертикальной плоскости, при всех колебаниях кузова.
Трущиеся части тележки и рамы кузова облицованы пластинами из марганцовистой стали, которые представляют большое сопротивление износу даже при отсутствии смаз ки.
Стремясь увеличить гибкость рессорного подвешивания и плавность движения на электровозах в Западной Германии, Франции и на моторных вагонах турецких железных дорог, применяют так называемые маятниковые и танцующие опоры.
На фиг. 11 показана схема маятниковой опоры электровоза однофазного тока. Маятниковая опора 3 удерживается в центральном положении направляющими тягами 4
маятниковая опора устанавливается под углом, что уменьшает боковые усилия, износ реборд и частоту боковой качки. В направлении движения маятниковая опора имеет игру порядка 0,3 мм.
Фиг. 11. Схема маятниковой опоры электровоза однофазного тока Западной Германии
Маятниковые опоры передают только часть вертикальной нагрузки, остальная часть передаётся через четыре боковые опоры кузова, расположенные по две в поперечной плоскости.
Тележка с танцующей опорой моторного вагона турецких железных дорог показана на фиг. 12.
Первичное рессорное подвешивание тележки состоит из цилиндрических пружин 1, расположенных по обе стороны букс.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
569
Фиг. 12. Тележка моторного вагона: а — общий вид; б—схема рессорного подвешивания; в на —разрезы
09£1--Я01
570
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ.ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Амортизация вертикальных вибраций осуществляется сайлентблоками соединительных тяг.
Вторичное рессорное подвешивание состоит из двух продольных боковых рессор 2 и эластичной центральной опоры с конусными резиновыми прокладками 3. Опора установлена на центральной поперечной балке 4 посредством двух цилиндрических пружин 5 и может перемещаться в поперечном направлении между двумя скользунами из марганцовистой стали. Смазка опоры не применяется.
Продольные боковые рессоры подвешены к раме тележки при помощи регулируемых по длине тяг 6 на прокладках 7 из резины. Хомуты рессор соединены с рамой тележки продольной тягой, имеющей по обоим концам также прокладки из резины. Тяга без трения удерживает хомуты рессор в одной и той же вертикальной плоскости при всех колебаниях кузова. В момент поворота кузова по отношению к тележке имеет место скольжение-трение между верхней плоскостью хомута боковой рессоры и рамой кузова, что служит амортизацией виляний.
Все трущиеся поверхности снабжены накладками из марганцовистой стали, что исключает их смазку и ограничивает износ.
Колёсные пары и буксы
На электроподвижном составе переменного тока, как и на электроподвижном составе постоянного тока, применяются колёсные пары со спицевыми н дисковыми центрами.
Стремясь уменьшить динамическое воздействие неподрессоренных масс иа путь, на некоторых скоростных электровозах иногда п рименяют колёсные пары со сниженной против обычного толщиной бандажей.
Фиг. 13. Букса электровоза ^СС20001 французских железных дорог: 1— корпус; 2 — подшипник; я— опорный элемент, размещённый между корпусом и подшипником; 4 — опора корпуса; 5 — сайлент-блок; 6 — бронзовая цилиндрическая буксовая направляющая; 7 —тяга буксы; 8 —фрикционный амортизационный элемент; 9 —пружина для амортизации; 10 — фланец; // — прокладка;
12— крышка буксы
Конструкция н методы расчёта колёсных пар ничем не отличаются от конструкции и расчёта колёсных пар электроподвижного состава постоянного тока (см. раздел «Подвижной состав постоянного тока»).
Буксы на электроподвижном составе переменного тока применяются как с подшипниками трения скольжения, так и с под
шипниками трения качения (роликовые). Кон • струкция букс такая же, как и букс электроподвижного состава постоянного тока. Однако можно отметить следующие особенности крыльчатых букс, получивших широкое применение на электроподвижном составе зарубежных железных дорог:
1) буксы с подшипниками скольжения, как правило, выполняются типа «Изотермос» с центробежной смазкой (фиг. 13);
2) для уменьшения зазоров между буксовыми направляющими и буксами последние выполняют с цилиндрическими направляющими;
3) для обеспечения некоторой амортизации при передаче боковых ударов буксы выполняют с сайлентблоками.
Приводы
Приводы служат для передачи вращающего момента от тяговых двигателей к колёсным парам и разделяются на индивидуальные (когда на каждую движущую колёсную пару передаётся вращающий момент от своего отдельного тягового двигателя) и групповые (когда на локомотиве устанавливаются один или два тяговых двигателя н их вращающий момент передаётся на группу движущих колёсных пар, связанных между собой и с двигателями при помощи спарников).
На электроподвижном составе переменного тока в настоящее время применяется исключительно индивидуальный привод. Групповой привод в силу крупных своих недостатков в настоящее время на электрических локомотивах не применяется.
Приводы должны обеспечивать следующие требования:
1) допускать такое расположение тяговых двигателей, при котором они были бы легко доступны для осмотра и ремонта и защищены от снега, сырости и пыли;
2) давать возможность использовать наиболее выгодные скорости вращения якорей тяговых двигателей и обеспечивать высокий к. п. д. локомотива;
3) допускать высокое расположение двигателя и центра тяжести электровоза с тем, чтобы ослабить вредное воздействие электровоза на верхнее строение пути;
4) обеспечивать минимальный вес иеоб-рессоренных частей и не вызывать вредного воздействия на путь;
5) упруго связывать якорь тягового двигателя с колёсной парой.
Кинематические схемы н конструкции передаточных механизмов при индивидуальном приводе в основном определяются способом подвешивания тяговых двигателей и описаны в разделе «Подвижной состав постоянного тока».
КУ 30 ВЫ
Конструкция электровозного кузова зависит от передачи тягового усилия и от веса и размещения оборудования.
Внешний вид кузова в основном определяется размещением оборудования и кабины управления.
механическая часть электроподвижного состава
571
При расположении кабин управления по концам, а оборудования между кабинами кузов имеет форму, сходную с кузовом вагона (вагонного типа). Такие кузова применяются почти на всех электровозах. Исключением
Фиг. и. Рамы кузовов электровозов однофазного тока железных дорог: а —Западной Германии;
б —Франции
являются олектровозы (французских железных дорог и др.), где кузова имеют центральное расположение кабин управления (по середине), а оборудование располагается по концам в так называемых капотах.
Центральное расположение кабин на французских электровозах применено для уменьшения веса и сохранения допустимой нагрузки на ось.
По принципу воспринятия нагрузки кузова подразделяются на:
1) кузова со свободно несущей рамой, у которых основную нагрузку воспринимает рама;
Внешняя форма такого кузова показана на фиг I,
На электровозах переменного тока зарубежных железных дорог исключительно применяются цельнонесущие кузова, у которых рама, боковые стенки и крыша работают как одна балка коробчатого сечения. В этом случае цельнонесущий кузов состоит из рамы коробчатого сечения (фиг. 14), безраскосного
Фиг. 15. Каркас и рама кузова электровоза однофазного тока Западной Германии
каркаса (фиг. 15) и металлической сварной обшивки.
На вагонах электросекций применяются кузова с несущими боковыми стенками и рамой. Общий вид кузова вагона электросекции однофазного тока показан на фиг. 16.
Расчёт кузовов электроподвижного состава переменного тока не отличается ' от расчёта кузовов электроподвижного состава постоянного тока, который приведён в разделе «Подвижной состав постоянного тока».
Фиг, 16. Моторный вагон электросекцин с коллекторными двигателями однофазного тока 50 гч французских железных дорог
2) кузова с несущими боковыми стенками и рамой;
3) цельнонесущие кузова.
На отечественных электровозах переменного тока серии НО применяются кузова со свободно несущей рамой.
Остальные узлы механической части электроподвижного состава переменного тока в основном не отличаются от таких же узлов механической части электроподвижного состава постоянного тока и поэтому в данном разделе не описываются.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Применение на электрических локомотивах с ионными преобразователями переменного однофазного тока промышленной частоты, наиболее экономичного по устройствам энергоснабжения, сочетается с установкой двигателей постоянного тока. В этом случае на электрических локомотивах используется хорошо известный принцип статического преобразования переменного тока, получаемого от контактного провода, в пульсирующий постоянный ток, которым питаются тяговые двигатели. Таким образом, на локомотивах одновременно используются преимущества системы питания переменным током и тяговых двигателей постоянного тока. Благодаря этому система электрических локомотивов с ионными преобразователями позволяет унифицировать тяговые двигатели не только с элек-троподвижным составом постоянного тока, но и с тепловозами.
Однако для развития локомотивов с ионными преобразователями еще не решены полностью такие вопросы, как введение рекуперативного торможения, выбор оптимального напряжения контактной сети и повышение коэффициента мощности. Удачное решение этих вопросов может существенно повысить эксплуатационные качества этих локомотивов.
Осуществление рекуперации связано с некоторыми трудностями, но которые могут быть преодолены. На зарубежных железных дорогах уже имеются первые образцы ионных электровозов с рекуперацией.
Повышение напряжения контактной сети (хотя бы до 35 кв) по конструкции электровоза вполне возможно, но оно ограничивается изоляционными расстояниями в тоннелях и других искусственных сооружениях. Однако, эти сооружения можно проходить вставками пониженного напряжения.
Электрическое оборудование локомотивов с ионными преобразователями состоит из главных трансформаторов, ионных преобразователей тяговых двигателей постоянного тока, аппаратов силовой цепи и цепи управления и вспомогательных машин.
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Для электрических локомотивов трансформаторы строятся как стержневого, так и броневого типа.
Характерная особенность современных электровозных трансформаторов заключается в высокой форсировке системы масляного охлаждения, уменьшении объёма масла и обеспечении более интенсивного его движения вдоль обмоток.
Основные размеры и конструкция трансформатора определяются не только его мощностью, но и специфическими требованиями его установки на электровозе. Так, трансформаторы электровозов серии ВВ12000 для возможности установки их под кабиной машиниста выполнены весьма небольшими по высоте, но очень широкими. Высота транс
форматоров электровозов. НО, ВВ8051 и 2(С0-С0) почти равна высоте кузова. Установка трансформатора в кузове электровоза даёт проектировщику большую свободу в выборе таких размеров трансформатора, которые соответствуют максимальному снижению его веса. Тем не менее и в этом случае необходимость обеспечения изолирующих расстояний между изоляторами ввода и крышей электровоза накладывают дополнительные ограничивающие условия. В связи с этим заслуживает внимания решение, принятое на электровозе 2(ВВ) с однофазными коллекторными тяговыми двигателями Пенсильванской железной дороги. На этом электровозе применён трансформатор, высота которого равна высоте кузова. Вводные изоляторы трансформатора расположены над уровнем крыши кузова электровоза. Благодаря этому в кузов не вводится высокое напряжение, устраняются высоковольтные проходные изоляторы, уменьшается длина высоковольтных кабелей. Такое же решение может быть принято и для электровозов с ионными преобразователями.
Трансформаторы изготовляют с регулированием напряжения как на стороне высшего напряжения, так и на стороне низшего напряжения. В первом случае получается резкое уменьшение тока в регулируемой аппаратуре, что имеет большое значение для электровозов большой мощности, а во втором случае этот ток возрастает до нескольких тысяч ампер, особенно на электровозах с тяговыми двигателями низкого напряжения.
При регулировании напряжения на стороне высшего напряжения усложняется конструкция трансформатора и возникают затруднения в создании электрической аппаратуры на высокое напряжение (20—25 кв) для переключения ступеней трансформатора. При регулировании напряжения на стороне низшего напряжения сильно увеличиваются габариты электрических аппаратов.
На электровозах применяют регулирование напряжения как на стороне высшего, так и на стороне низшего напряжения. На моторных вагонах наибольшее распространение получило регулирование напряжения на стороне низшего напряжения.
Регулирование напряжения применено: на стороне высшего напряжения на электровозах серии ВВ12000 и др.; на стороне низшего напряжения—на электровозах НО, ЕД451 и др.
Увеличение ступеней повышает плавность пуска локомотива, но в то же время дополнительные выводы трансформатора сильно усложняют его конструкцию. Поэтому при расчёте трансформатора стремятся к получению наибольшего числа ступеней регулирования при минимальном числе выводов.
Ступени трансформатора переключают или индивидуальными электропневматическими контакторами (применяются на электровозах НО и др.) или переключателем ступеней высокого напряжения (применяется на электровозах ВВ12000 и др.).
Для перехода с одной ступени на другую под нагрузкой применяют схемы с переход-
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
573
рой переход с одной
D
Фиг. 17. Упрощённая схема перехода с переходной катушкой мостового типа
ними катушками (реакторами), с переходным реостатом и др.
На фиг. 17 показана упрощенная схема мостового типа (подробно о схемах мостового типа и с нулевым выводом см. стр. 581) со ступенчатым регулированием напряжения на стороне низшего напряжения, в кото-ступени на другую, без размыкания цепи, достигается переходной катушкой D, концы которой посредством системы контакторов 1, 2, 3, 4, 5 можно присоединять к любой секции обмотки трансформатора. При такой схеме включения катушка Сработает, как автотрансформатор, и делит напряжение соответствующей секции пополам, так что на
пряжение на вентилях получается равным сумме напряжений секций, полностью включённых в цепь, плюс половина напряжения той секции, на которую включена катушка [42).
При переходе с одной ступени на другую один конец катушки D отключается от секции обмотки трансформатора и присоединяется к выводу следующей секции.
На каждой ступени всегда включены два контактора, и катушка D присоединена обоими концами к выводам трансформатора. При этом ток делится полуобмотками катушки иа два тока равной величины, н. с. которых взаимно уравновешиваются и не создают магнитного потока в катушке. Поэтому катушка не вносит дополнительного реактивного сопротивления в цепь, исключая незначительное индуктивное сопротивление от потоков рассеяния.
Помимо этих токов, в катушке протекает намагничивающий ток i, создающий в сердечнике катушки магнитный поток, который наводит противо-э. д. с., уравновешивающую напряжение секции обмотки трансформатора, приложенное к концам переходной катушки.
При одностороннем включении катушки весь ток вентилей протекает по одной полуобмотке и равен намагничивающему току катушки, поэтому cos ср локомотива дополнительно ухудшается. Если намагничивающий ток i в п раз меньше тока 1, то при одностороннем включении в полуобмотке катушки будет иметь место индуктивное падение напряжения
А (7 Хй/япу.
Прн малом токе i и большом п индуктивное падение напряжения в катушке будет велико и может вызвать в момент перехода со ступени на ступень уменьшение напряжения и тока вентилей. Поэтому ток/не может быть выбран произвольно малой величины, несмотря на некоторое ухудшение cos <р локомотива. Одиако снижение cos ср приостанавливается с увеличением числа пусковых ступеней, так как реактивная мощность переходной катушки в этом случае составляет
незначительный процент от мощности системы. Кроме того, целесообразно принимать достаточно высокую индукцию в сердечнике переходной катушки с тем, чтобы при одностороннем включении её магнитный поток был ограничен насыщением и не мог значительно возрасти.
Как видно из фиг. 17, при переходе с одной ступени на другую с помощью переходной катушки ток силовой цепи распределяется на два контактора. Это преимущество имеет существенное значение для мощных электрических локомотивов, у которых тяговые двигатели рассчитаны на низкое напряжение и большие токи. Кроме того, проще сам переход, который производится только выключением одного и включением другого контактора.
Однако по схеме фиг. 17 обмотка переходной катушки и контакторы должны быть рассчитаны с j четом намагничивающего тока, что вызовет соответствующее увеличение габаритных размеров и веса этих аппаратов.
Более совершенной будет схема, в которой к каждому выводу трансформатора присоединены два контактора. В этом случае ступени регулирования получаются путем присоединения переходной катушки к двум смежным выводам, как и в схеме фиг. 17, а также при двустороннем включении катушки на один общий вывод.
В первом случае катушка работает как делитель напряжения секции трансформатора, а во втором — как делитель тока. Прирост напряжения между ступенями будет равен MJ
-g—, т. е. в два раза меньше, чем но схеме фиг. 17.
В качестве ходовых ступеней целесообразно использовать ступени с включением катушки на один общий вывод, а включение катушки на два вывода—в качестве пусковых. При таком порядке включения катушки можно рассчитывать ее обмотку и контакторы по нагреванию на меньший ток нагрузки, поскольку на ходовых позициях намагничивающий ток катушки отсутствует. Одновременно устраняется ухудшение коэффициента мощности локомотива намагничивающим током катушки на ходовых позициях. Некоторым недостатком такой схемы являются провалы напряжения при переходе с одной ступени на Другую.
При схеме выпрямления с нулевым выводом переключение ступеней трансформатора производится в каждой фазе 0А1 и 0А2 (фиг. 18). По сравнению с мостовой схемой (при данном числе ступеней регулирования напряжения) число контакторов 1—12, переходных катушек D1 и D2 и секций трансформатора удваивается, тогда как расчетный ток, уменьшается только в /2 . При большом числе ступеней, которое необходимо, например, для электровозов, можно при схеме фиг. 18 допустить неравенство напряжений фаз (несимметрию), что дает возможность удвоить число ступеней или соответственно сократить число контакторов путем поочередного переключения в фазах.
Схема с поочередным переключением ступеней в фазах применена, например, на опыт
574
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ных электровозах Пенсильванской железной дороги.
Схема фиг. 18 может быть улучшена путем подразделения каждой фазы на две части и применения встречного и согласованного переключения частей обмоток. Это позволяет
Фиг. 18. Упрощенная схема перехода с переходной катушкой и нулевым выводом
дважды использовать одни и те же контакторы в процессе регулирования. Такая схема, например, применена на отечественных опытных электровозах НО (см. фиг. 55 и 56).
Регулирование на стороне высшего напряжения не. может быть осуществлено простым переключением ступеней первичной обмотки трансформатора, так как пуск в этом случае должен начинаться с максимального числа витков первичной обмотки с дальнейшим уменьшением числа включенных витков. По окончании пуска значительная часть витков первичной обмотки должна быть выключена из цепи. При этом иа конце этой обмотки появится напряжение, которое будет в несколько раз превосходить напряжение контактной сети.
Чтобы избежать многократного повышения напряжения и неудовлетворительного использования первичной обмотки, применяют автотрансформатор, обмотка которого подключается к контактной сети и которым регулируется напряжение на обмотке основного трансформатора.
Регулировочный автотрансформатор может .быть выполнен или на отдельном сердечнике, или в виде дополнительной обмотки на сердечнике основного трансформатора (фиг. 19).
Сердечник его имеет три стержня. На стержне 1 расположена обмотка 2, постоянно подключенная к контактной сети и имеющая ряд выводов для регулирования напряжения на обмотке 3.
Обмотка 3 расположена на среднем стержне 4, вместе с обмоткой 5 низшего напряжения, через которую получают энергию по схеме
мостовой или с нулевым выводом выпрямители. Магнитный поток в стержне 1 иа всех ступенях регулирования остается постоянным по величине, так как напряжение на обмотке 1 постоянно. В начале регулирования, когда скользящий контакт 6 находится на выводе О и напряжение на обмотке 3 равно нулю, весь магнитный поток стержня 1 замыкается через стержень 7. При этом напряжение на обмотке 5 также равно нулю.
При перемещении контакта 6 на выводы I—VII напряжение на обмотке 3 повышается и увеличивается поток в стержне 4 и соответственно напряжение на обмотке 5.
Обмотка 2 обычно выполняется с числом витков вдвое большим, чем обмотка 3. При таком соотношении количества витков число вольт на одни виток для этих обмоток становится равным в среднем положении контакта 6, и весь поток стержня 1 замыкается через стержень 4. При дальнейшем регулировании напряжения поток стержня 4 начинает превышать поток стержня 1 и избыток потока стержня 4 замыкается через стержень 7.
Трансформаторы с регулированием на сто-роневысшего напряжения иногда выполняются так, что напряжение на обмотке 3 не доводится до полного напряжения контактной сети.
Недостатком рассматриваемой системы регулирования является пониженный к. п. д. электровоза на промежуточных ступенях скорости.
При регулировании на стороне низшего напряжения во время движения электровоза с пониженной скоростью из цепи выключена часть вторичной обмотки трансформатора и потери в меди уменьшаются пропорционально вторичному напряжению. Одновременно
пропорционально уменьшится ток в первичной обмотке, а потери в ней уменьшаются пропорционально квадрату напряжения. В рассматриваемой схеме потери в обмотках 3 и 5 при движении электровоза на пониженной скорости ие уменьшаются, а общие потери в меди трансформатора возрастают за счет потерь в обмотке 2.
Аналогичное явление имеет место и в отношении коэффициента мощности электровоза.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
575
11ри выключении витков вторичной обмотки индуктивность ее и реактивная мощность уменьшаются пропорционально квадрату числа витков или вторичного напряжения, тогда как активная мощность уменьшается только в первой степени. Следовательно, коэффициент мощности электровоза повышается. Это справедливо, если выключение витков обмотки низшего напряжения не изменяет проводимости цепей для потоков рассеяния трансформатора. В действительности проводимость при выключении витков несколько увеличивается. Однако приведенная индуктивность трансформатора падает настолько, что коэффициент мощности на ступенях пониженного напряжения заметно повышается.
В рассматриваемой схеме индуктивность обмоток 3 и 5 остается неизменной, а реак-1 явная мощность даже возрастает за счет рассеяния обмотки 2. Следовательно, коэффициент мощности электровоза при движении с пониженной скоростью резко падает.
Преимуществом регулирования на стороне высшего напряжения является простота схемы и аппаратов.
Упрощённая схема переключателя ступеней со скользящими контактами Броун-Бовери и схема, поясняющая способ перехода с пере-х одным сопротивлением, приведены на фиг. 20.
Переключатель состоит из ряда контактных пластин 1,2, 3,..., 9, соединённых с выводами первичной обмотки М трансформатора, и двух щёток: широкой главной щётки А, рассчитанной на длительное прохождение тока, и вспомогательной В. Щётки посредством винта D могут перемещаться вдоль контактных пластин К и Е, соединяя обмотку S с различными выводами трансформатора. Набегание и сход щёток с контактных пластин происходят при отсутствии тока, а замыкание и выключение тока производятся двумя контакторами Ci и Сг, которые включены в пень каждой щётки и действуют механически
S
AWWVWV'v'W—«' Л i/w/vra/M
Фнг. 20. Схемы переключателя ступеней ГЗроун-Бовери и перехода с переходным сопротивлением
о1 кулачков, насаженных на один нз концов винта подачн щёток. Кинематика аппарата рассчитана так, что цепь любой щётки замыкается соответствующим контактором после •её входа на очередную контактную пластину, и наоборот, сходу с контактной пластины предшествует размыкание цепи контактором.
При переходе с одной ступени на другую следующей контактной пластины касается сначала вспомогательная щётка В и замыкается контактор Ci, причём очередная секция трансформатора шунтируется сопротив-
Фиг. 21. Общий вид трансформатора
типа ОЦР-2400/20 электровоза НО: Г —кожух; 2 — расширитель; 3 — термометрический сигнализатор; 4 — выводы высокого напряжения; 5 — выводы вторичной обмотки; 6— крюк для подъёма трансформатора; 7 —кольцо для подъёма выемной части; 8 — краны для присоединения маслоохладительной системы; Р —кран для спуска масла; 10— люк; 11— маслоуказатель; /2—пробка отверстия для доливки масла
лением В. Далее размыкается контактор Сг, после чего главная щётка сходит с предыдущей контактной пластины. При этом обмотка S уже включена на следующую ступень трансформатора, но в цепи остаётся ещё переходное сопротивление R.
Переход заканчивается входом главной щётки на контактную пластину, на которой находилась вспомогательная щётка, и замыканием контактора Са. При этом контактор Ci размыкается.
На фиг. 21 показан общий внд трансформатора типа ОЦР-2400/20 электровоза НО. Трансформатор имеет трн обмотки: высоковольтную, главную (вторичную) для питания через выпрямители тяговых двигателей и вспомогательную, от которой питаются вспомогательные машины, электропечи и система зажигания и управления выпрямителей. Вторичная обмотка имеет трн не соединённые внутри трансформатора части, средний вывод (нулевую точку) и ряд выводов для регулирования напряжения на зажимах тяговых двигателей.
Выводы от обмоток трансформатора сделаны через проходные изоляторы, укреплённые па крышке бака.
Обмотки трансформатора выполнены в виде отдельных катушек, размещённых на сердечнике (фиг. 22). На каждом вертикальном стержне размещено по 32 катушки главной вторичной обмотки и по одной катушке вспо-
576
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
могательной обмотки. Схема соединения катушек вторичных обмоток и выводов из них показана на фиг. 23.
Размещение катушек одной секции обмотки между катушками других секций сделано для уменьшения потерь в трансформаторе за счёт возникновения магнитных потоков рассеивания.
Общий вид трансформатора с переключателем ступеней электровоза ВВ12001 французских железных дорог показан на фиг. 24. Трансформатор броневой, с баком и съёмным кожухом колоколообразного типа. Он состоит из автотрансформатора, питаемого от контактной сети при напряжении 19—27,4 кв с 20-ю регулирующими ступенями в пределах напря-
Фиг. 22. Основные размеры сердечника трансформатора ОЦР-2400/20
Фиг. 24. Общий вид трансформатора с переключателем ступеней электровоза ВВ 12001 французских железных дорог: /—трансформатор; 2 — переключатель ступеней; 3 —дугогасительные камеры контакторов; 4 — переходное сопротивление переключателя ступеней; 5 и в —кабели вЫсокогоХпапряжения
Фнг. 23. Схема соединения катушек вторичной обмотки трансформатора ОЦР-2400/20
женин от 0,81 до 16,7 кв при холостом ходе и 25 кв сети, н трансформатора, питаемого напряжением от 0,81 до 16,7 кв на выходе автотрансформатора посредством переключателя ступеней. Оба трансформатора помещаются в одном баке с общим раздвоенным магнитопроводом.
Трансформатор имеет шихтованный сердечник из стали, обладающий малыми потерями (0,93 вт/кг).
В электрической тяге преимущественно применяются масляные трансформаторы, так как масло обеспечивает более надёжную изоляцию их обмоток. Кроме того, масляные трансформаторы обладают большой перегрузочной способностью благодаря высокой теплоёмкости масла.
На фиг. 25 показана общая схема охлаждения трансформатора ОЦР-2400/20. Нагретое в трансформаторе 3 масло охлаждается в радиаторах 2, расположенных в форкамерах вентиляторов тяговых двигателей. Для создания циркуляции масла служит центробежный насос 1. Охлаждённое в радиаторах 2 масло поступает в нижнюю часть бака трансформатора 3, проходит через каналы между катушками обмоток и из верхней части бака
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С
ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
577
поступает в бак реактора 4. Дополнительно нагретое в реакторе масло засасывается насосом 1 и вновь подаётся в радиаторы. Включённое в Маслопровод струйное реле 5 контролирует действие масляного охлаждения при работе электровоза.
Фиг. 25. Схема охлаждения трансформатора ОЦР-2400/20
Охлаждение трансформатора электровоза ВВ 12001 показано на фиг. 26. Циркуляция масла осуществляется с помощью насоса производительностью 600 л/мин. Поток охлаждённого .пасла посредством специальных пластин рав-
12
Фиг. 26. Схема охлаждения трансформатора: / —цир-к /ляцнонный насос; 2 — переключатель ступеней;
3 -расширитель; 4 —нагретое масло; 5—пластины для регулирования потока охлаждающего масла;
6 — ось подвески трансформатора-, 7 —магнитопровод (сердечник); <3 — радиатор; 9 — охлаждённое масло; /о —бак трансформатора; // — струйное (циркуляционное) реле; 12 — спускной кран
номерно распределяется по всему баку, благодаря чему устраняется опасность возникновения местных перегревов обмоток трансформатора.
37 Том 9
Таблица 7
Основные данные главных трансформаторов электровозов НО и ВВ 1200 1
Показатель
Трансформатор ОЦР-2400/20 электровоза НО
Трансформатор электровоза ВВ12001
Мощность ' !
часовая в ква — — — 4 590 на пер-
Мощност ь длительная 2 100 2 300 100 вичной стороне при 22,5 кв 3 8 40 при тех
Напряжение в в 2() ООО 2 061) х 2 412 же данных
Ток длительный в а . 120,5 792 243
Число витков 970 100x2 20 —
Вес общий в кг.......
Вес выемной I части в кг . . ;
Вес бака и ; арматуры в кг I । Вес масла | [ в кг.......
1 2 300 (вместе с переключателем ступеней)
Для трансформаторов применяется нормальное трансформаторное масло. Нормы перегревов для трансформаторов локомотивов те же, что и для стационарных.
Основные данные главных трансформаторов электровозов НО и ВВ12001 советских и французских железных дорог приведены в табл. 7.
ИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Общие сведения
Под ионными преобразователями локомотивов понимают ртутные вентили с ртутным катодом, у которых в проводящую часть периода горит электрическая дуга самостоятельного разряда, являющаяся проводником тока внутри прибора. Дуга горит в парах ртути, заполняющих внутренний объем вентиля (в котором предварительно создается вакуум путем удаления из него и электродов до предельно возможной степени воздуха и других заключенных в них газов), до тех пор, пока главный анод положителен по отношению к катоду (т. е. пока напряжение между анодом и катодом не меньше, чем напряжение горения дуги ДО- Когда положительный потенциал на аноде становится Гменьше напряжения горения дуги ДД, дуга гаснет и зажигается вновь лишь в следующую положительную часть периода. Для того чтобы дуга самостоятельного разряда могла зажигаться на главном аноде при напряжении, немного превышающем напряжение ее горения, к моменту зажигания главной дуги на катоде должен уже существовать источник электронов в виде катодного пятна, создаваемого вспомогательной дугой.
578
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В одних ртутных вентилях вспомогательная дуга поддерживается постоянно (при помощи так называемых анодов возбуждения), в других типах вентилей она создается в каждый период переменного напряжения накануне зажигания главной дуги. 11ервый тип ртутных вентилей называется экзитронами, второй тип — игнитронами.
В процессе работы вентиля ртуть, испаряющаяся с поверхности катода, конденсируется на охлаждаемых (водой, воздухом или водой и воздухом или специальными составами — антифризом, этилен-глюколем и др.) стенках корпуса и вновь возвращается к катоду. Рту it, не вступает в химические соединения со сталью, графитом и другими материалами, которые применяются при изготовлении ртутных вентилей. Поэтому при нормальных условиях работы ртутных вентилей их детали принципиально не подвергаются износу. Кроме того, ртутный катод допускает весьма высокую плотность эмиссионного тока, доходящую до 106 а/елг2 и более, в связи с чем при больших юках, эмигрирующих электроны, площадь катода получается небольшой.
Эмиссия электронов из ртутного катода концентрируется в зависимости от величины тока на одной или нескольких катодных пятен и поддерживается (главным образом) сильным электрическим полем, создаваемым непосредственно у поверхности ртути ионами, направляющимися к катоду из ближайшего к нему участка дуги. Поэтому в ртутных вентилях не требуется нагрева катода внешним источником тока. Однако для обеспечения нормальной работы вентиля температура его деталей должна поддерживаться в определенных пределах.
Величина тока в цепи ртутного вентиля определяется количеством электронов, принимаемых анодом. Электрическое сопротивление вентиля в этом случае оказывается небольшим и определяется сопротивлением дуги. Величина падения напряжения в дуге вентиля определяет его к. п. д.
На современных локомотивах с ионными преобразователями в основном применяются одноанодные, металлические, безнасосные (запаянные) ртутные вентили—игнитроны с поджигателями, выполненными из карборунда или карбида бора, обладающие нелинейным сопротивлением.
Импульсы тока повторяются перед каждым положительным полупериодом напряжения на главном аноде, следовательно, как только напряжение между анодом и катодом падает до величины, которая не может поддержать дугу, игнитрон потухает. Далее при следующей положительной полуволне напряжения процесс повторяется в течение положительного полупериода напряжения.
Конструкция игнитронов
На фиг. 27 показан разрез игнитрона типа ИВС-200/5 электровоза НО [43]. Игнитрон состоит из запаянного металлического цилиндра 1, крышки 2 и дна 3, в котором помещены графитовый анод 4, сетки 5 и 6, фильтр 7, подхватывающий анод 8, два поджигателя 9 и ртуть 10. Анод 4 изолирован от корпуса вентиля изолятором 11, выполненным из специального
сплава стекла. Сетки 5 и 6 служат для управления игнитроном. При подаче отрицательного потенциала па сетку вентиль запирается и независимо от наличия дуги между поджигателем и катодом (ртутью 10) дуга между анодом 4 и катодом не возникает. Если же в момент, когда надо зажечь дугу (отпереть анод), сменить отрицательный запирающий потенциал на сетках положительным, то электроны смогут достигнуть анода и возникнет главная дуга. При наличии двух сеток на ниж:нюю сетку иногда подаётся больший по
Фиг. 27. Разрез игнитрона типа ИВС-200/5 электровоза НО
абсолютной величине отрицательный потенциал, что позволяет использовать эту сетку для повышения надёжности запирания вентиля при больших токах (токах короткого замыкания и обратных зажиганиях).
Фильтр 7 состоит из ряда концентрических колец (цилиндров) различной высоты. Фильтр даёт возможность уменьшить величину отрицательного потенциала на сетках, необходимого для запирания вентиля. Подхватывающий (вспомогательный) анод 8 служит для подхвата вспомогательной дуги между поджигателем и катодом до зажигания главной дуги.
Вводы 12 к сеткам расположены на крышке 2, выводы к поджигателям 9 (рабочему и запасному) и подхватывающему аноду 8 укреплены на фланце, прикреплённом к катод
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С И ЭННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
579
ному дну 3. Концы выводов закреплены на клеммовой панели 13. Для отвода тока от катода к дну 3 приварена шина 14.
Катодное дно и корпус вентиля имеют рубашки, через которые прогоняется охлаждающая вода или антифриз.
Для предотвращения конденсации ртути иа анодном изоляторе 11 имеется специальный нагреватель из нихромовой спирали, через которую перед включением вентилей пропускается переменный ток (нагревате-ти анодных изоляторов четырех вентилей включены последовательно и питаются от обмотки главного трансформатора напряжением 380 в).
Четыре вентиля 1 вместе с аппаратурой шжигапия, возбуждения и сеточных цепей и системой трубопроводов для подачи и отвода охлаждающей жидкости смонтированы в одном агрегате (фиг. 28).
Вентили крепятся на отдельной стойке, которая связана с основной рамой посредством амортизирующего устройства, состоящего из резиновых шайб и пружин. Крепление вентилей к стойке выполнено при помощи стяжных полухомутов и четырёх болтов. От стойки вентили изолированы гетинаксовыми плитами.
В верхней части рамы имеется четыре опорных изолятора для крепления шин 2, к которым присоединяется анодный кабель, и гибкий проводник анода вентиля.
В нижней части рамы закреплена катодная шина 3 выпрямителя. К ней гибкими медными проводами присоединены катоды вентилей.
Фиг. 28. Агрегат вентилей электровоза НО
Панели с аппаратурой собственных нужд '.креплены па обратной стороне агрегата. Каждый агрегат имеет самостоятельную систему охлаждения.
Система охлаждения игнитронов на электровозе НО состоит из двух баков: верхнего ёмкостью 160 л и нижнего ёмкостью 300 л, шести радиаторов, насоса, струйного реле, термосигнализатора, водозапорного клапана и трубопроводов.
Вода или антифриз подаётся вертикальным центробежным насосом 1 (фиг. 29) из нижнего бака 2 через струйное реле 3, в рубашки охлаждения катодов 4 и далее в рубашки корпусов 5 игнитронов. Из игнитронов вода поступает в верхний бак 6, откуда при открытом клапане 7 сливается по вертикальной трубе в нижний бак. По этому пути
Фиг. 2’). Схема охлаждения вентилей на электровозе НО
вида циркулирует пока её температура не достигнет 35J, после чего термореле 9 прерывает цепь катушки электромагнита 8, удерживающего клапан 7 в открытом положении, и клапан закрывается. Уровень воды в верхнем баке повышается, и она начинает переливаться через перегородку 10, поступая в нижний бак по трубкам радиатора 11. Последний, как и масляный радиатор, охлаждается потоком воздуха, который используется для охлаждения тяговых двигателей.
Циркуляция воды через радиаторы продолжается, пока температура её не понизится до ЗСГС. При этой температуре термореле вновь включает электромагнит 8, клапан 7 открывается и охлаждение воды в радиаторах прекращается.
Так как включение выпрямителей под нагрузку допускается при температуре их корпуса около 20—25э, то для первоначального подогрева жидкости в нижнем баке имеются трубчатые электронагреватели, которыми жидкость подогревается до необходимой температуры.
После остановки центробежного насоса вода из верхнего бака через рубашки игнитронов в обратном направлении стекает в нижний бак. Чтобы замедлить стекание жидкости и постепенно охладить игнитроны, в струйном реле сделано небольшое калиброванное отверстие.
Для избежания образования воздушных мешков при сливе жидкости подвод жидкости к вентилям осуществлён двумя трубами — основной и промежуточной, расположенной несколько выше основной и соединённой с основной трубой узкой трубкой 12. Наклон труб в сторону стока при длительной остановке насоса обеспечивает стекание всей жидкости в нижний бак.
Система водяного охлаждения позволяет поддерживать температуру корпусов игнит-37*
580
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО.-ТОКА
ронов^в достаточно узких пределах и благодаря этому обеспечить их надёжную работу. Система обеспечивает медленное охлаждение игнитронов после отключения электро-
Фиг. 30. Игнитрон SW типа SET электровоза ВВ 12001: а—разрез; б—общий вид игнитрона SW и стойки на два вентиля: Г —анодный ввод; 2—-охлаждающие рёбра анода; 3 — выход воды ; 4 — анод; 5 —сетка; 6 -экран; 7 —поджигатель: S —вспомогательный анод; 3 — вход воды; 10— катодный ввод
воза, благодаря чему устраняется опасность перегрева их корпусов теплоотдачей от анодных головок. Вместе с тем при низких температурах жидкостная система охлаждения вызывает ряд затруднений в эксплуатации: необходимость подогрева жидкости после длительных стоянок электровоза, возможность
нарушения уплотнений, образования ледяных пробок в трубопроводах, радиаторах и т. д. Эти недостатки устраняются при применении вентилей с воздушным охлаждением. Однако их габариты больше, чем вентилей с жидкостным охлаждением. Опасность перегрева вентилей, возникающая при исчезновении напряжения в контактной сети, может быть устранена благодаря переводу питания вентиляторов охлаждения вентилей на аккумуляторную батарею.
В 1956 г. французская фирма «Альстон» разработала конструкцию ртутного вентиля мощностью около 600 кет, с воздушным охлаждением, которую предполагает применить иа выпускаемых в ближайшее время скоростных электровозах.
Область целесообразного применения жидкостной и воздушной системы охлаждения игнитрона может быть определена после обобщения опыта эксплуатации электровозов этой системы в различных климатических условиях.
Разрез игнитрона SW типа SET электровоза ВВ12001 французских железных дорог показан на фиг. 30,о. Игнитроны смонтированы в отдельные, агрегаты. Общий вид игнитрона SW и стойки на два вентиля показан на фиг. 30,6. Схема охлаждения вентилей на электровозе ВВ12001 приведена на фиг. 31.
Таблица 8
Основные данные игнитронов типов ИВС-20 0/5 и SET электровозов НО и ВВ1 200 1
Показатель Тип игнитрона
ИВС-200/5 SET
Выпрямленное напряжение в в ............. 1 5(XJ— 1 650 675—750
Мощность часовая в кет . 300—330 351
Часовой ток в а ...... 200 —
Мощность длительная в кет — 320
Длительный ток в а ... . 165 —
Максимал ьное обратное напряжение в в 5 200 —
Ток поджигателя в а ... 8—12 —
Средний ток подхватывающего анода в а ...... 1,5-2 —
Температура охлаждающей воды в °C 25—45 45
Перепад температуры воды в °C 5—7 7
Расход воды в л/мин . . . 8—10 —
Объем жидкости на электровоз вл ......... 600 100
Высота игнитрона в мм . . 690 760
Наружный диаметр » . . 260 225
Вес в кг ........... 40 36
1 Количество игнитронов на j электровозе 8 8
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
581
Основные данные игнитронов типов ИВС-200/5 и SET электровозов НО и ВВ12001 приведены в табл. 8.
Фиг. 31. Схема охлаждения вентилей на электровозе ВВ12001: 1 — игнитроны; 2— расширитель;
,у— насос; 4 — подогреватель; 5 — термостатический вентиль; 6—-блок водяного охлаждения; 7--фильтр;
8 — охладители
Схемы соединения игнитронов
На современных электрических локомотивах с ионными преобразователями применяют двухполупериодное выпрямление однофазного тока по мостовой схеме (фиг. 32,а) или по схеме с нулевым выводом (фиг. 32,6).
В мостовой схеме (см. фиг. 32,и) ток каждый полупериод протекает через всю вторичную обмотку 1 трансформатора, поочерёдно в одном и другом направлениях. Цепь тока замыкается либо через игнитроны 2 и 3, тя-
4 и 5 и далее также через тяговые двигатели к точке 0.
Для схемы с нулевым выводом типовая мощность трансформатора должна быть увеличена в связи с худшим использованием вторичной обмотки трансформатора, по фазам которой ток протекает поочерёдно. Коэффициент типовой мощности трансформатора для этой схемы ктл1=1,34, т. е. требуется выбирать трансформатор повышенной типовой мощности, соответственно больших габаритных размеров и веса. Вес меди обмоток трансформатора для схемы с нулевым выводом и потери в меди больше в отношении коэффициента типовой мощности.
В схемах магистральных электровозов практически применяется параллельное соединение двух или нескольких вентилей. В этом случае средний ток вентиля
1сР = 2пв 1в’
где п„— число параллельных вентилей;
1в—ток выпрямленной цепи.
При этом общее число вентилей для мостовой схемы Ne=4ne н схемы с нулевым выводом Ne=2ne.
Мостовая схема, обеспечивающая хорошее использование вторичной обмотки силового трансформатора и снижающая величину обратного напряжения, ложащегося на вентиль, требует, однако, применения большого количества игнитронов и вызывает ухудшение к. п. д. электровоза из-за увеличения потерь в вентильной группе.
Фиг. 32.’Схемь' 'ГК’Диневлй игнитронов:
с —мо<тогая;г б—с нулевым выводом
roBbiefдвигатели /—III, игнитроны 4 и .7 и обмотку 1, либо через игнитроны 6 и 7, тяговые двигатели I—III, игнитроны 8 и 9 и обмотку 1.
В схеме с нулевым выводом (см. фиг. 32,6) вторичная обмотка 1 разделяется на две фазы; 0—а, и 0~а2. При работе выпрямителя ток поочерёдно протекает через фазу 0—ui, игнитроны 2 и 3, тяговые двигатели I—III, к средней точке 0 вторичной обмотки 1 трансформатора и через фазу 0—аг, игнитроны
Поэтому на электрических, локомотивах с ионными преобразователями в основном применяется схема с нулевым выводом. Такая схема соединения игнитронов применена на электровозах НО, ВВ12001 и др.
Схемы управления игнитронами
Импульсы тока между поджигателем (иг-найтером) И и катодом К (фиг. 33) игнитрона на электровозе НО создаются зарядным транс
582
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
форматором ТЗ, первичная обмотка которого питается от вспомогательной обмотки главного трансформатора переменным током напряжением 380 в.
От вторичной обмотки трансформатора ТЗ через дроссель ДР1 происходит заряд конденсатора С1. Индуктивность дросселя ДР1 и ёмкость конденсатора выбирают так,
ное отрицательное напряжение, равное 125 е, подаётся на сетки СТ.
Конденсатор СЗ и сопротивление R2 обеспечивают уменьшение пульсации выпрямленного напряжения.
Положительное напряжение на сетки СТ подаётся от трансформатора сеток ТС, первичная обмотка которого питается от фазо-
Фиг. 33. Принципиальная схема зажигания, возбуждения, сеточной цепи и подогрева анода игнитрона электровоза НО
чтобы напряжение на конденсаторе отставало по фазе от зарядного напряжения (напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТЗ) на 90J— на четверть периода.
При напряжении на конденсаторе 650— 700 в происходит разряд конденсатора С1 через дроссель ДР2 и селеновый выпрямитель СВ на поджигатель 11, т. е. возникает дуга между игнайтером и катодом, вызывающая появление катодного пятна. Зажигание вентилей при такой системе возбуждения катодного пятна происходит на несколько градусов раньше появления на главном аноде положительного напряжения.
После возникновения дуги между поджигателем И и катодом К она перебрасывается на другой вспомогательный электрод ПА, так называемый подхватывающий анод, который питается переменным током, и поддерживает дугу в течение части положительного полуиериода, обеспечивая возникновение дуги на главном аноде А. Напряжение на подхватывающий анод ПА подаётся от вторичной обмотки трансформатора подхватывающего анода ТПА. Чтобы напряжение на подхватывающем аноде опережало напряжение па главном аноде на 45й — на одну восьмую периода, питание первичной обмотки трансформатора ТПА производится через фазосдвигающее устройство, состоящее из конденсатора С2 и сопротивления R1.
Каждый игнитрон имеет по две сетки СТ, на которые также подаётся переменное напряжение, причём так, что в положительный полупериод напряжения главного анода сетки имеют положительный потенциал, обеспечивая зажигание главного анода с начала полупериода.
Напряжение на сетку подаётся от выпрямителя и трансформатора сеток ТС. Выпрямитель представляет собой трансформатор сеточного смещения ТСС, от вторичной обмотки которого через четыре селеновых выпрямителя CBi, CBi, СВ3 и CBt выпрямлен-
сдвигающего устройства, состоящего из конденсатора С4 и сопротивления R3. Это устройство обеспечивает опережение по фазе напря-
Фиг. 34. Графики напряжениями тока игнитрон,- поджигателя, подхватывающего анола и напряжения на сетках
жения на сетках на 453 — на одну восьмую периода — по отношению к напряжению на главном аноде, т. е. напряжение на сетках вентиля находится в фазе с напряжением
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОП СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
583
подхватывающего анода. Напряжение на вторичной обмотке сеточного трансформатора 200 в.
Момент зажигания дуги на сетке и продолжительность горения её примерно такие же, как и подхватывающего анода.
О нормальной работе вентилей можно судить по горению неоновых сигнальных ламп Ил, установленных в выпрямительной установке. Эти лампы включены через сопротивление Ил параллельно сеточным сопротивлениям Rc. Падения напряжения в сопротивлениях Rc при прохождении в течение полупериода сеточного тока достаточно для горения неоновой лампы.
На фиг. 34 показаны графики напряжения и тока игнитронов, напряжения и тока поджигателя, напряжения и тока подхватывающего анода и напряжения на сетках вентилей.
Схема щита возбуждения и соединений с игнитроном электровоза BB1200I французских железных дорог показана на фиг. 35.
Фиг. 35. Схема щита возбуждения и соединений с игнитроном: / - к сетке и вспомогательному аноду; У—сухие выпрямители; .3 — сопротивление вспомогательного анода; 4 — сигнальные лампы; 5 — сопротивление вспомогательного анода; J —сетка; 7 — главный анод; 8 -трансформатор сеток;
—рубильник для отключения игнитронов; 10—трансформаторы поджигателей; 11- реактивное сопротивление (реактанс) смещения фаз; 12- постоянный -ок 72 в\ 13 — конденсаторы; 14 - вспомогательный анод; /5 —игнайтер; 16--контактор короткого замыкания поджигателей; 17 -насыщенное реактивное сопротивление; 18 — катод; 19--сухие выпрямители;
20 — к поджигателю трубки А
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Тяговые двигатели постоянного тока электрических локомотивов с ионными преобразователями по конструкции почти ничем не от
личаются от тяговых двигателей электрических локомотивов постоянного тока. Однако пульсации выпрямленного напряжения у тяговых двигателей локомотивов с ионными преобразователями вызывают:
1) некоторое увеличение потерь в меди обмоток, так как эффективное значение пульсирующего тока больше среднего значения;
2) увеличение потерь в стали из-за пульсации магнитного потока;
3) ухудшение коммутации, вызываемое пульсацией потока возбуждения, который наводит трансформаторную э. д. с. в коммутируемых витках обмотки якоря.
Для обеспечения удовлетворительной работы двигателей постоянного тока на локомотивах с ионными преобразователями применяют ряд мер (уменьшение величины пульсации выпрямленного тока, уменьшение пульсации тока в обмотке возбуждения и др.).
Для уменьшения величины пульсации выпрямленного тока применяют сглаживающие реакторы, включаемые последовательно с двигателями. Однако введением реактора практически не удаётся уменьшить пульсацию тока до такой величины, которая не оказывала бы ощутительного влияния на работу двигателей. Реактор с необходимой для этого само-
Фиг. 36. Характеристика ф = f (/)
индукцией имел бы неприемлемые габаритные размеры и вес. Применение стального сердечника для увеличения самоиндукции реактора не дает нужного эффекта из-за намагничивания стали постоянной составляющей тока.
Если постоянная составляющая тока ог-сутствует, то изменение тока на величину Д; (фиг. 33) вызывает изменение потока во много раз большее, чем при наличии постоянной coci являющей тока 1 где при той же пульсации тока магнитный поток изменяется на Д</'2. Кроме этого, невозможно подобрать такую величину индуктивности, которая полностью coo I нетствовала бы всем режимам нагрузки. Пульсирующий поток возбуждения индуктирует в массивном остове двигателя вихревые токи, которые нагревают остов. Нагрев осюва ухудшает теплоотдачу от обмотки возбуждения, непосредственно примыкающей к остову; в результате обмотка возбуждения перегревается значительно сильнее, чем обмотки якоря и дополнительных полю
584
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
сов. Кроме этого, пульсирующий поток вы-
зывает ухудшение, коммутации.
Уменьшение пульсации тока в обмотке возбуждения достигается шунтированием её
омическим сопротивлением.
При наличии параллельно подключённого к'обмотке возбуждения 1 (фиг. 37) сопротивления Rlu постоянная составляющая 1 а разветвляется обратно пропорционально омиче-
ским сопротивлениям парал тельных цепей. Если сопротивление Rul превосходит в несколько раз сопротивление обмотки 1, то ослабление потока возбуждения получается незначительным. Переменная же составляющая тока протекает преимущественно по сопротивлению Rlu, так как обмотка возбуждения, обладающая большой самоиндукцией, представляет для переменного тока большое сопротивление. При этом в обмотке 1 ток почти не пульсирует,
Фиг. 37. Схема подключения омического сопротивления к обмотке возбуждения тягового двигателя
что резко уменьшает дополнительные потери и нагрев двигателя и улучшает коммутацию.
На электровозах ПО установлены тяговые двигатели типа ДПЭ-400П (двигатели электровозов В Л22м). Для улучшения их работы применяют шунтирование омическим сопротивлением девятикратной величины (по сравнению с омическим сопротивлением обмоток возбуждения) и установку сглаживающих реакторов.
Па электровозах ВВ12001 — ВВ12014 французских железных дорог применены специально сконструированные для этих электровозов двигатели типа SW-435. имеющие следующие данные:
Напряжение................. 675- 750 в
Мощность на валу пун Дли-
тельном режиме 675 в и пульсирующем токе при изоляции класса F................. Я 10 л. с.
То же при часовом режиме 675 в и пульсирующем токе при изоляции классг! F......... ООО » '>
Ток при Длительном режиме . 1 000 a
Момент па валу при напряжении 6 75 в.............. 650 кгм
То же при напряжении 750 в . 720 '>
Скорость вращения при 100%-
ном поле, 1 000 u, G75 в . . 870 оо/лгггк
То же при 45%-ном ослабле-
нии поля, I 000 а, 675 в . . 1 <520 »
.Максимальная скорость вращения .......................2 ?'!( »
Число главных полюсов ... 6
Интенсивность вентиляций при
давлении 120 мм вод. ст. . . 2 ти3/сек
Остов двигателя ........ Стальное литье;
наружный
диаметр 980 мм
Вес..................... 3 030 кг
Удельный вес............ 3,6 кг) л. с.
Подвеска двигателя .... Опорно-рамная
Двигатель SW-435 имеет кремнийоргани-ческую изоляцию класса F и слабое насыщение благодаря шестиполюсному исполнению. Для
уменьшения нагревания обмотки возбуждения катушки выполнены без внешней изоляции в средней части.
Улучшение работы двигателей типа SW-435 при пульсирующем напряжении достигается
Фиг. 38. Характеристики Двигателя SW-435 электровоза ВВ 1 2001: 1 — полном поле; 2 — при ослаблении поля на 50%
применением только одних сглаживающих реакторов с двойной обмоткой.
Характеристики двигателей ДПЭ-400П и SW-435 показаны на фиг. 38 и 39.
юоо лео
•^о <б!\> -е:о
Фнг. 39. Характеристики (расчётные) двигателя ДПЭ-4 00П электровоза НО
РЕАКТОРЫ И АНОДНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ
Сглаживающие реакторы на электрических локомотивах применяют для уменьшения величины пульсации выпрямленного тока.
Реакторы выполняют с масляным и воздушным охлаждением.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
585
Сглаживающий реактор типа РЭМ-2200 (фиг. 40) электровоза НО имеет следующие данные:
Напряжение ............
Длительный ток ........
Индуктивность..........
Система охлаждения . . . .
1 65 0 в
1 320 а
4 мгн масляная с принудительной циркуляцией
1 830 кг
Вес с маслом ............
моиндукции в обмотке первого вентиля иодновременно индуктирует э. д. с. в обмотке второго вентиля. В результате возникает разность потенциалов между анодом и катодом (НФ
второго вентиля, равная 2^ - —&Ue (где
щ — число витков полуобмотки делителя). Сердечник делителя обычно выполняется зам-
Фиг. 40. Реактор РЭМ-2200 и его основные размеры: /-обмотка; 2 —выводы; 3 — кожух; 4— крышка; 5— пробка для спуска масла и взятия пробы: б — пробка для спуска остатков масла; 7 — скоба для подъёма реактора; <8 —кольцо Для подъёма выемной части; 9 — опорные швеллеры; 10 — болт для крепления выемной части к кожуху; //—краны для присоединения циркуляционного охлаждения; 12- болт заземления
П[е р сходные реактор ы (дроссельные катушки) применяют на электровозах для перехода с одной ступени трансформатора на другую.
Переходной реактор (фиг. 41) электровоза I И) имеет следующие данные:
Напряжение ..................... 242 в
Ток............................. 44 0 а
Вес ..................’......... 630 кг
А иодные де л и т е л и применяют при параллельном включении вентилей. Их применение необходимо,так как разность потенциалов между анодом и катодом, необходимая для возникновения дуги, выше чем падение напряжения в дуге вентиля после возникновения ее. При этом, если возникла дуга па одном из параллельно включенных вентилей, во втором дуга возникнуть уже не может, и весь ток нагрузки протекает через первый вентиль. При наличии анодного делителя нарастание тока в одном вентиле (в начале процесса перекрытия) вызывает в магнитопроводе делителя нарастающий магнитный поток, который наводит противо-э. д. с. са-
кнутым, поэтому в нем, при относительно ма-AZ
лых величинах , возникает значительная
в самом начале процеса, что вызывает
mi пененное повышение разности потенциалов на втором гептиле и возникновение в нем дуги. При дальнейшем увеличении тока делитель обеспечивает его равномерное распределение между параллельно включенными вентилями. Обычно применяют на два параллельно включенных вентиля один делитель.
Анодный делитель (фиг. 42) электровоза НО имеет следующие данные:
Ток............................. 185 а
Число катушек.................... 2
Общее число витков.......... 7 + 7
Сопротивление катушки при 75°С........................ 0,0008 см
Охлаждение..................естественное,
воздушное
В ес........................ 50 кг
586
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
-260
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
587
АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ
К числу аппаратов защиты на электрических локомотивах с ионными преобразователями относятся главные выключатели, быстродействующие анодные выключатели, реле перегрузки, плавкие предохранители высокого напряжения и аппараты для защиты от перенапряжений, боксования и заземления.
Главные выключатели применяются для защиты от коротких замыканий на высокой и низкой сторонах трансформатора. В качестве главных выключателей на электрических локомотивах с ионными преобразователями применяются выключатели масляные и безмасляные с воздушным дутьём и расширительные. Воздушные выключатели получили наибольшее распространение и применяются на электровозах НО, ВВ12001—ВВ12014 и др.
В главных выключателях с воздушным дутьём для гашения электрической дуги используется струя сжатого воздуха. Гашение происходит за счёт удлинения дуги струёй воздуха и деионизации (следствие охлаждения и выдувания ионов). Сжатый воздух, кроме того, используется для размыкания контактов выключателя.
Для стационарных установок воздушные выключатели не всегда целесообразны, так как требуют специальной компрессорной установки для питания сжатым воздухом. На электрических локомотивах этот недостаток отпадает.
Общий вид главного выключателя ВЭП-20 первых электровозов НО показан на фиг. 43.
Выключатель состоит из дугогасителыюй камеры 1, бака для сжатого воздуха 2, блоков управления и сигнализации, расположенных па крышке бака, и соединительных трубопровода и штанг.
Дугогасительная камера 1 расположена внутри проходного фарфорового изолятора 3. внутри которого помещены контакты — неподвижный 4 и подвижный 5.
Неподвижный контакт крепится к силуминовой литой головке 6, служащей для приёма и охлаждения раскалённых газов, выбрасываемых из дугогасителыюй камеры при отключении выключателя.
На головке 6 имеется прилив 7, к которому крепится контактная плита с кабелем от пантографа. Изолятор 3 фланцем 8 закрепляется на крыше электровоза.
На нижнем конце изолятора укреплена силуминовая литая головка 9, на которой укрепляется механизм подвижного контакта г.ыкл ючателя.
Во включённом положении выключателя подвижный контакт 5 прижат пружиной 10 к неподвижному контакту 4.
Ток от пантографа через головку 6, неподвижный контакт 4, подвижный контакт 5 и скользящий контакт 11 передаётся на латунную направляющую трубу 12 и далее через головку 9 и обмотку электромагнитного реле 13 к выводу силового трансформатора.
Для отключения выключателя открывается клапан отключения 14. Сжатый воздух из бака 2 через клапан отключения 14 и изоляционную трубу /5 поступает в полость дуго
гасителыюй камеры 1. Через отверстия в верхней части латунной трубы 12 сжатый воздух заполняет внутреннюю полость трубы 12 и заставляет поршень 16, жёстко связанный с подвижным контактом 5, двигаться
вниз.
Фиг. -13. I лавный выключатель типа ВЭП-20
При размыкании контактов 4 и 5 между ними образуется дуга, которая гасится потоком сжатого воздуха, вытекающим через отверстие в контакте 4.
Гашение дуги происходит при расстоянии между контактами 10—20 мм.
Движение подвижного контакта 5 вниз продолжается под действием сжатого воздуха и после гашения дуги.
При расстоянии между контактами 4 и 5 около 200 мм наконечник 17. жёстко связан
.588
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ный с подвижным контактом, упирается в демпфер 18 и движение контакта вниз приостанавливается. Одновременно наконечник 17 захватывается специальными защёлками 19, удерживающими контакт 5 в отключённом положении.
За несколько сантиметров до полностью отключённого положения контакта 5 наконечник 17 упирается в верхний конец изоляционной штанги 20 и начинает перемещать её вниз.
Нижний конец изоляционной штанги 20 связан с блоком контрольно-сигнальных контактов 21 и механизмом «отсечки» клапана отключения 14. Перемещаясь вниз, конец изоляционной штанги 20 переводит блок контрольно-сигнальных контактов в отключённое положение и одновременно снимает «подхват импульса» с клапана отключения. Клапан закрывается и прекращает впуск сжатого воздуха в дугогасительную камеру.
Открывание клапана отключения для операции отключения может происходить или от воздействия электромагнита 22 постоянного тока напряжением 50 в или от автоматического импульса от первичного электромагнитного реле 13. При увеличении тока, проходящего через выключатель, до 300—400 а первичное электромагнитное реле срабатывает и притягивает свой якорь. Якорь воздействует на изоляционную штангу 20, поворачивая её на некоторый угол вокруг оси. Нижний конец штанги 20 при этом повороте открывает клапан отключения 14 и производит отключение.
Отключающий электромагнит постоянного тока 50 в может быть возбуждён или ручным нажатием кнопки или автоматически контактами реле.
Клапан, отключения снабжён механизмом «подхвата импульса» в виде защёлки, удерживающей клапан в открытом положении, даже если командный импульс был кратковременным или почему-либо исчез. «Подхват импульса» снимается штангой 20 лишь при полном завершении операции отключения выключателя.
Для включения выключателя необходимо освободить наконечник 17 от удерживающих его защёлок 19. После открывания защёлок 19 включение выключателя производится за счёт энергии сжатой в процессе отключения пружины 10.
Открывание защёлок 19 можно производить дистанционно с помощью включающего электромагнита 23 на 50 в, воздействующего на изоляционную штангу 24, или непосредственно с помощью шальтштанги. При включении выключателя наконечник 17 уходит вверх. Штанга 20 освобождается и под действием специальной пружины тоже передвигается вверх; при этом контрольно-сигнальный блок переводится во включённое положение.
Со штангой 20 связан также указатель положения, указывающий включённое или отключённое положение контактов выключателя.
Бак 2 выключателя состоит из бесшовной стальной трубы, к которой привариваются днища и ножки для крепления бака ко дну кузова.
Все изоляционные штанги и изоляцион
ная труба, сочленяющиеся с баком и дугогасительной камерой, выполняются из винипласта и имеют упругое крепление через толстые резиновые прокладки.
Заполнение бака сжатым воздухом происходит через обратный клапан, вмонтированный в бак. Запас воздуха в баке достаточен для двух отключений без пополнения из пневматической системы электровоза.
Контрольно-сигнальный блок представляет собой сигнальные контакты типа КСА завода «Электроаппарат» на шесть направлений. По желанию из шести направлений пять контактов могут быть установлены нормально закрытыми или нормально открытыми или в любой другой комбинации. Катушка отключающего электромагнита питается через нормально открытый контакт КСА и потребляет около 7 а. Катушка включающего электромагнита потребляет около 10 а.
Фиг. 41. Схема главного выключателя тина ДВТЕ Броун-Бовери
Изоляцию выключателя выбирают в соответствии с требованиями ГОСТ на испытательные и разрядные напряжения для аппаратуры высокого напряжения на напряжение 20 кв переменного тока.
Остальные расчётные параметры выключателя (ток уставки, предельный ток отключения, собственное время выключателя и т. п.) выбирают в соответствии с требованиями технического задания.
На электровозах французских железных дорог в качестве главного выключателя применяются пневматические выключатели с воздушным дутьём типов ДВТЕ Броун-Бовери.
Главный выключатель типа ДВТЕ Броун-Бовери состоит из основания 1 (фиг. 44), на котором установлены два опорных изолятора 2 и 3 для дугогасительной камеры 4 и разъединителя 5. Опорный изолятор 2 соединён металлической оправой 6 с изолятором 7. Изолятор 7 и опорный изолятор 2 имеют внутренние полости 8 и 9, которые служат каналами для прохода сжатого воздуха к главным контактам — неподвижному 10 и подвижному И патрубкового типа. При включённом состоянии главный подвижный контакт 11 прижат цилиндрической пружиной 12 к неподвижному контакту 10. Для гашения дуги, размыкания и включения главных контактов выключатель снабжён: воздушным
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНО!"! СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
589
резервуаром 13 для запаса сжатого воздуха; специальными электромагнитными вентилями для включения 14 и выключения 15, размещёнными в приборе управления 16', блокировочным устройством 17. Параллельно главным контактам включено разрядное сопротивление 18, величина которого изменяется в зависимости от приложенного напряжения, что эффективно снижает перенапряжения при размыкании главных контактов.
Нижняя часть воздушного резервуара 13, которая входит внутрь кабины управления электровоза или пассажирского помещения вагона, покрыта теплоизоляционным материалом. Верхняя часть резервуара 13 изоляцией не покрыта, соприкасается с атмосферой и охлаждает находящийся внутри воздух. Это предохраняет дугогасительную камеру 4 и опорный изолятор 2 от образования в них влаги. Кроме этого, для выравнивания температуры в резервуаре 13 предусмотрен специальный патрон 32, который непрерывно подаёт небольшое количество воздуха в полость 9 изолятора.
При срабатывании реле перегрузки главной цепи на катушку электромагнитного вентиля 15 подаётся импульс напряжения. Вентиль 15 срабатывает и впускает сжатый воздух в цилиндр главного клапана 19 из воздушного резервуара 13. Поршень клапана 19 при этом перемещается влево, преодолевая усилие спиральной пружины 20 и через клапан 21, полости 9 и 8 подаёт сжатый воздух в цилиндр 22 дугогасительиой камеры. Поршень цилиндра 22, преодолевая усилие пружины 12, перемещается влево вместе с главным контактом 11, который размыкает главное цепь. При этом открывается полость 23, через которую возникшая электрическая дуга выдувается и гасится струёй воздуха.
;фиг. 45. Общий вид главного выключателя типа ДВТЕ Броун-Бовери
Одновременно с размыканием главной цепи сжатый воздух через редуктор 24 с некоторой выдержкой времени (пока не погаснет дуга) поступает в цилиндр 25 разъединителя. Поршень 26 перемещается вправо и закрывает клапан выключения 31 через рычаг 27, вал 28 разъединителя, рычаг 29 и вал 30 прибора управления, чем прекращается подача сжатого воздуха в цилиндр 22. После этого усилием пружины 12 снова замыкаются главные контакты. Однако цепь не будет зам
кнута, так как блокировочные контакты 17 и силовые контакты 33 и 34 разъединителя остаются разомкнутыми. Чтобы замкнуть эти контакты, необходимо подать импульс напряжения на катушку электромагнитного вентиля 14.
Основные данные главных воздушных выключателей типов ВЭП-20 и ДВТЕ приведены в табл. 9.
Общий вид выключателя ДВТЕ Броун-Бовери показан на фиг. 45, а осциллограмма размыкания цепи главным выключателем при разрывной мощности 292 000 ква и 24,2 кв — на фиг. 46.
Фиг. 4G. Осциллограмма размыкания цепи главным выключателем типа ДВТЕ Броун-Бовери f
А н о д н ы е в ы к л ю чате л и предназначены для защиты игнитронов при обратных зажиганиях.
На электровозах НО установлены анодные выключатели типа ВАБ-15, имеющие следующие технические данные:
Номиналы ое напряжение в в .... 1|500
Длительный ток в а................2 000
Напряжение на зажимах удерживающей катуп'ки в в . . . ........... 50
Тес, выключателя в кг........... 145
Конструкция анодных выключателей ана-лошчна конструкции быстродействующих выключателей электровозов постоянного тока.
Т/а б л и’ца 9
Основные данные главных выключателей
Показатель Тип выключателя
ВЭП-20 ДВТЕ (№ 301250)
Номинальное напряжение в кв ............ Номинальный ток в а ... Ток уставки в а Разрывная мощность в ква Полное время срабатывания в сек Напряжение катушки привода во Вес в кг Расход воздуха на одно срабатывание вл Объём бака' вл Привод 20± 150 300-400 100 0,1 50 260 100 Электроп ский и 25 400 2С0 0,0035 72 150 35 (при 7 ат и) невматиче-ручной
590
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
На электровозах ВВ12001—ВВ12014 для упрощения схемы силовой цепи применено непосредственное электрическое соединение между трансформатором, игнитронами и тяговыми двигателями и анодные выключатели отсутствуют. На этих электровозах роль выключателей обратного тока выполняют игнитроны, которые устраняют возможность самовозбуждения двигателей, когда электровоз передвигается в недействующем состоянии.
Реле перегрузки и боксования, плавкие высоковольтные предохранители и разрядники. Конструкция и назначение этих аппаратов принципиально не отличаются от подобных аппаратов электрических локомотивов постоянного тока.
Реле заземления. При пробое изоляции или возникновении кругового огня по коллектору тягового двигателя, сопровождающегося перебросом дуги па корпус или заземления, по неисправности силовой цепи со стороны средней точки трансформатора срабатывает реле заземления. Реле заземления вызывает выключение главного выключателя.
АППАРАТЫ СИЛОВОЙ ЦЕПИ И ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ
Контакторы
Контакторы с индивидуальным электропневматическим приводом на электровозах ПО применяют для: перехода с одной ступени трансформатора на другую (для регулирования напряжения па зажимах двигателей); замыкания накоротко групп тяговых двигателей во время предварительного нагрева анодов игнитронов после длительной стоянки электровоза в зимнее время (дополнительные контакторы); замыкания части сопротивлений, подключённых параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей (контакторы ослабления поля).
Устройство электропневматического контактора, осуществляющего включение и выключение отдельных секций вторичной обмотки трансформатора, показано на фиг. 47. Этот контактор построен на базе контактора ПК-301, применяемого на электровозах постоянного тока, и имеет следующие данные:
Напряжение номинальное в в.........2 000
» максимальное 2 200
Ток длительный в а.................. 500
В качестве дополнительных контакторов применяют контакторы типа ПК-141 и для ослабления поля — контакторы ПК-302Г и ПК-ЗОЗБ электровозов постоянного тока.
Контакторы с групповым приводом применяют: на электровозах ПО—для переключения полуфаз вторичной обмотки трансформатора, это даёт возможность иметь большее число ступеней регулирования скорости при данном количестве выводов вторичной обмотки трансформатора; на электровозах В В12001 — ВЕЗ 12014 — для регулирования скорости путём ослабления поля.
Эти групповые контакторы имеют электро-пневматический привод и кулачковые контакторные элементы (контакторы). По конструкции у них много общего с групповыми контакторами электровозов постоянного тока.
Групповые автоматические контроллеры
На электровозах ПО групповой автоматический контроллер служит для управления индивидуальными контакторами ступеней трансформатора. Автоматический контроллер должен обеспечить строгую последовательность работы индивидуальных контакторов, так как неправильная очерёдность их действия может привести к короткому замыканию секций трансформатора или к разрыву цепи питания тяговых двигателей.
Фиг. 47. Индивидуальный электропневматический контактор переменного тока
Устройство группового контроллера показано на фиг. 48. Групповой контроллер имеет 17 основных позиций. Кулачковый вал контроллера вращается небольшим электродвигателем СМ (фиг. 49), питаемым от цепи управления напряжением 50 в.
Этот электродвигатель на всех рабочих позициях реверсивной рукоятки контроллера машиниста оказывается включённым, и его якорь создаёт момент, действующий на вал группового контроллера.
Электродвигатель СМ имеет параллельную обмотку возбуждения. При прямом включении обмотки возбуждения электродвигатель вращается в одном направлении, поворачивая кулачковый вал контроллера от 1-й позиции к 17-й при встречном включении обмоток трансформатора; при обратном включении обмотки возбуждения электродвигатель вращается в обратном направлении и проходит
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
591
1'Г}3№1 nr Р и
Фиг. 48. Групповой контроллер автоматическою пхска: /- каркас; 2 — угольник; <3 —главный
кулачковый вал; 4 — шариковый подшипник; 5- корпхс водпнпшка; 6 — кулачковые шайбы; 7 — ку-
лачковые контакторы; 8- стойка; ^-сопротивление; 10 — щовод; //--шина; 21?редуктор;
/ J — электродвигатель; /4—храповики анкерного механизма; 16— дроссель; 16 — катушки анкерного механизма
ыг 17-й позиции до 33-й, которые отличаются от соответствующих позиций прямого хода только тем, что относятся к согласованному ь\лючению обмоток трансформатора.
Фиг. 49. Схема группового автоматического контроллера электровоза НО
На 1-й позиции группового контроллера шмкпуты цепи катушек вентилей контакто-I он 1, 10, 15 и 16. После включения этих
юнтакторов их блокировками замыкается пень питания электромагнита анкерной за-цёлки ЛЗ, удерживающей кулачковый вал ууппового контроллера на Гй позиции. !< электромагниту АЗ притягивается якорь А, правый конец которого отжимает вниз левое । лечо защёлки и её зуб а выходит на впадины «раповика, а зуб б опускается во впадину. ' !ри этом двигатель СМ переводит кулачковый вал группового контроллера ГК в промежуточное положение между позициями 1 и 2.
В промежуточном положении защёлка 3 сдерживает вал до тех пор, пока не выклю
чится контактор 10, цепь вентиля которого в промежуточном положении прерывается кулачковым контактором контроллера. После включения контактора 10 его блокировка прерывает цепь катушки АЗ, якорь А отпадает от электромагнита, а защёлка 3 под действием пружины П поворачивается по часовой стрелке так, что зуб б защёлки позволяет вращаться валу контроллера. Остановка вала на 2-й позиции фиксируется зубом и защёлки. На 2-й позиции замыкается цепь вентиля контактора 9, после включения которого возможно дальнейшее движение вала па промежуточную позицию между 2-й и 3-й позициями. При этом катушка электромагнита АЗ будет уже питаться через блокировки контакторов 9, 1, 16 и 15. Далее процессы переходов повторяются тем же порядком.
Описанное устройство ставит в зависимость перемещение кулачкового вала контроллера на каждую следующую (промежуточную или основную) позицию от выключения и включения очередных индивидуальных контакторов.
Групповой контроллер имеет два храповика и две анкерные защёлки ЛЗ. При прямом вращении движением кулачкового вала управляет одна анкерная защёлка, при обратном вращении — другая защёлка.
Контроллеры машиниста
Контроллер машиниста (фиг. 50) электровоза ПО имеет две рукоятки: реверсивную и главную. Реверсивная рукоятка имеет четыре положения, кроме пулевого: «Вперёд, полное поле», «Вперёд, ослабленное поле» и два таких же положения для хода назад. Главная рукоятка имеет 7 положений, кроме нулевого. Положения «Фиксация» и «Ручной пуск» служат для ручного (неавтоматического) пуска электровоза: при каждом переводе рукоятки из положения «Фиксация» в положение «Рдчной пуск» и обратно происходит переключен).е на одну ступень. Па положениях «Пуск 5 мин », «Пуск 3,5 мин.»,«Пуск 2 мин.» и «Пуск 0,3 мин.» происходит автоматический (хрономет риче-
592
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ский) пуск с общим временем переключения всех ступеней, до 33-й включительно, соответственно за 5; 3,5; 2 или 0,3 мин. На положении «Выключение 0,3 мин.» осуществляется обратный процесс переключения ступеней с временем полного выключения 0,3 мин. При постановке рукоятки в положение 0 происходит выключение без выдержки времен и.
Фиг. 50. Контроллер машиниста электровоза НО: / — крышка; 2 —сектор зубчатый; 3 — главная рукоятка; 4 — кожух; 5 —кулачковый контактор; в—рама: 7 — главный вал; 8 —шариковый подшипник главного вала; 9— корпус подшипника; 10— кулачковая шайба; // — стержень; /2 — стойка; /.? —шинаД соединительная; 14— провод 3
На электровозах ВВ12001—В В12014 jjjy п -равление ручное, осуществляемое с поста управления. В агрегате управления весом 130 кг сгруппированы все органы управления и блокировки переключателя ступеней, кулачковых контакторов вспомогательных устройств и реверсоров. Агрегат управления имеет по концам маховики управления со съёмной рукояткой (см. фиг. 54), реверсивную рукоятку и педаль управления со съёмным упором. Агрегат управления через зубчатую и карданную передачу соединён непосредственно с переключателем ступеней и контакторами вспомогательных цепей.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Для привода компрессоров, вентиляторов, масляных насосов, генераторов управления на локомотивах с ионными преобразователями применяются асинхронные конденсаторные электродвигатели, питаемые от главного трансформатора, или асинхронные электродвигатели трёхфазиого тока, питаемые от специального преобразователя фаз.
Магнитное поле у асинхронного конденсатора двигателя создаётся обмоткой статора, которая питается переменным током. Для создания вращающего магнитного поля в одну из фазных обмоток статора включают конденсатор (фиг. 51). При включении двигателя по схеме фиг. 51 переменный ток в фазных
Фиг. 51. Схема подсоединения к однофазной сети конденсаторного асинхронного двигателя с двухфазной обмоткой статора: 1 — первичная обмотка трансформатора; 2 —вторичная обмотка трансформатора; 3 — конденсатор; 4 — главная фаза обмотки статора; 5- конденсаторная фаза обмотки статора; 6 — ротор
обмотках статора создаёт и. с., смещённые в пространстве, в результате чего образуется вращающееся магнитное поле. Симметрия н. с. фазных обмоток, при которой получается круговое вращающееся поле, возможна лишь при определённых режимах работы двигателя, отклонение от которых вызывает образование эЛлиптическо'о вращающегося поля или инверсных полей, приводящих к увеличению потерь, снижению к. п. д. и ухудшению электромеханических характеристик. Для устранения или уменьшения несимметрии фазных нагрузок в конденсаторном двигателе прибегают к переключению числа витков, введению регулируемого автотрансформатора, ступенчатому изменению! ёмкости конденсаторов или включению регулируемых реактивных сопротивлений в одну из фазных цепей (по предложению академика В. С. Кулебаки-на) [44].
На опытных электровозах НО для привода вспомогательных машин применены конденсаторные асинхронные двигатели с двухфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором типов: АС-72-4 (для привода вентиляторов), АС-81-6 (для привода компрессоров), А-52-4 (для привода генератора управления), А-42-2 (для привода масляного насоса) и АОС-42-2 (для привода водяных насосов).
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГ! СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
593
Таблица Ю
Основные данные конденсаторных асинхронных двигателей электровоза НО
Показатель
Мощность на ва-I лу в кот ....
1 Скорость вращения в об/мин Коэффициент мощности . .
11апряженпе фазы прямого включения в в Рабочий ток фазы прямого включения в а . ... . 1
I Рабочий ток в I I линии ъ а . . . | , Напряжение кон- j | денсаторной фа-| зы в о . ... . । Рабочий ток кон-I денсаторной фа-I зы в а........
| Рабочая емкость | (при иапряже-; нии 380 в) в;х F Пусковая ём-
кость в Ji F
, Пусковой момент в кгм ......
, Пусковой ток в фазе прямого
। включения в а Пусковой ток В” колденсаторной фазе за ....
! Пусковой 1 ок | в линии в а . .
21,65*
1450
0.82
381)
27,3
3«,2
226
61,8
420
260
224,3
112
147
Тип двигателя
02 А- д 1 5 2-4 1 А- : 42-2 АОС-42-2
15,2* 8,1* 1,99s* 1,99**
260 1440 2970 2900
0,77 0ДЖ — —
.38 0 38 0 380 380
17 6,65 7.23 7,3
62 10 4,23 5,2
240 224 240 224
1 80 11,6 7,9,5 8,2
520 80 55 55
600 300 215 2,5
24 — (',72
— 70,3 —
— 84,5
— 26 _S_
* Основные данные двигателя даны по результатам испытаний института МЭИ.
♦ * Основные данные двигателя даны по формулярам завода НЭВЗ.
Основные данные этих двигателей приведены в табл. 10.
На одном опытном электровозе НО и на электровозах ВВ12001—ВВ12014 для привода вспомогательных машин установлены асинхронные трёхфазные короткозамкнутые двигатели с питанием от однофазно-трёхфазного вращающегося преобразователя.
Преобразователь пускается как асинхронный однофазный двигатель, третья фаза которого питается через омическое сопротивление от дополнительного вывода вспомогательной обмотки. При приближении к нормальной скорости третья фаза преобразователя от вспомогательной обмотки трансформатора отключается, ио в ней уже возникает э. д. с., индуктированная вращающимся полем ротора, которая вместе с напряжением других фаз образует систему симметричного трёхфазного напряжения.
расположение оборудования
Основными требованиями, предъявляемыми к расположению оборудования на электрических локомотивах с ионными преобразователями. являются:
1) обеспечение удобного доступа к машинам и аппаратам;
2) удобство монтажа и демонтажа;
3) минимальная длина трубопроводов системы охлаждения игнитронов и трансформатора;
4) равномерное распределение веса оборудования вдоль продольной и поперечной осей электровоза.
Примеры расположения оборудования на электровозах с ионными преобразователями показаны на фиг. 52 [45] и 53.
/—патограф; 2—аварийный переключатель; с?—конденсаторы силовые; 4—контакторы: 5—переключатель обмоток трансформатора; 6—главный выключатель; 7 — дроссель переходной; 8 — главные резервуары; 9--анодные делители; 10—разрядник; 11 — реверсор: 12—отключатель двигателей; 13—пульт управления: /4—контроллер машиниста; 15—электропечи; 16—радиаторы охлаждения; /7 —масляный насос; 18—контроллер групповой; 19— реактор сглаживающий; 20—панель реле и контакторов; 21—трансформатор силовой; 22—выключатели анодные; 23—мотор-генератор управления. 24—шкаф игнитронов; 25—мотор-компрессор; 26— мотор-вентилятор; 27—кнопочный выключатель: 28—высоковольтный изолятор; 29—прожектор; 30—насосы водяного охлаждения
38 Том 9
594
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Фиг. 53. Расположение оборудования на электровозе BB1200I: /—аккумуляторная батарея; 2—однофазно-трёхфазный вращающийся преобразователь (агрегат Арно); 3 — генератор; 4 — вспомогательный трансформатор; 5 — вектиляторы тяговых двигателей; 6 — двигатели вентиляторов; 7 — индуктивные шунты; 8 — охлаждающие радиаторы игнитронов; 9 — сопротивления шунтировкн; /0 —блок водяного охлаждения игнитронов; // — агрегат игнитронов; /2 —распределительный щнт батареи и сборных шин; /<? —переключатель заземления; 14 — главный выключатель: /5 —разъединитель пантографов; 16 — ввод через крышу; 17 — трансформатор тока для общего реле перегрузки; 18— блок с реле на пульте управления; 19 — переключатель шунтировкн; 20 — реверсор; 21 —сопротивления переключателя ступеней; 22 — реле вентиляции; 23 — группа мотор-компрессора; 24 — тяговый двигатель; 25 — сглаживающий реактор; 26 — контактор для включения поездного отопления; 27 — переключатель ступеней; 28 — масляный насос; 29 — трансформатор тока к счётчику электроэнергии; 30 — расширитель главного трансформатора; 31 — трансформатор напряжения к счётчику электроэнергии; 32 — контактор подогрева воды; 33 — контактор компрессора; 34 — главный трансформатор; 35 — охладитель главного трансформатора; 36 — панель с аппаратурой возбуждения игнитронов; 37 — трансформатор для тепловой защиты (игнитронов); з8 — блок реле игнитронов; 39 — шина и сопротивление цепи заземления; 40 — ящик разъединителя поездного отопления; 41—регулятор давления компрессора; 42 — вспомогательный компрессор; 43 — групповые кулачковые контакторы вспомогательных машин; 44 —трансформатор тока для контроля цепей отопления; 45 — разьеди-нитель поездного отопления; 4#—пусковое сопротивление агрегата Арно; 47—вспомогательные сопротивления
Фиг. 54. Общий вид кабины управления электровоза ВВ12001: / — разъединитель заземления; 2 — указатель положения главного выключателя; з— сигнальный факел; 4 — главный выключатель с резервуаром сжатого воздуха; 5 — рычаг звукового сигнала; 6—выдвижное окно; 7 —маховик ручного тормоза; 8 — кран автоматического тормоза; 9 — кран прямодействующего тормоза; 10—кнопка непосредственного отключения главного выключателя; // — обогреватель кабины; /2 — вспомогательные контакты; 13— корпус щита управления; 14 — -пульт с выключателями; 15 — сигнальные лампы; 16 — агрегат воздушного тормоза; /7—подогрев пищи; 18— трансформатор тока на 25 кв; 19 — сигнальный гудок (сирена); 20 — сигнальный звонок; 21 —скоростемер; 22—конденсаторный вывод 25 кв', 2.3 — отверстие для доступа к реле; 24 — указатель положений переключателей ступеней и ослабления поля; 25 — выключатель вспомогательного воздушного насоса; 26 — маховик переключателя ослабления поля; 27 — рычаг управления реверсом; 28 — съёмная рукоятка маховика; 29 — маховик главного переключателя ступеней; зО — педали песочницы, блокировка устройства против скольжения колёс и отпуска тормозов; 31 — электропечь для ног
Общий вид кабины с центральным расположением электровоза ВВ 12001 показан на фиг. 54.
Центральное расположение кабин управления сокращает количество оборудования,
кабельной проводки, снижает вес локомотива и удобно при маневровой работе.
Однако на электровозах с центральной кабиной управления условия обслуживания вспомогательных машин ухудшаются.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ состав с ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
595
СХЕМЫ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ
Общие сведения
Схема силовой цепи локомотива с ионными феобразователями в основном определяется типом схемы выпрямления (мостовая или . нулевым выводом), схемой регулирования спряжения выпрямителя, количеством вен-гилей, способом обеспечения их параллельной заботы и способом отключения тяговых дви-гпелей и вентилей при аварийных режимах.
Тяговые двигатели на локомотивах с ионными преобразователями обычно строят на полное напряжение выпрямителя и соединяют параллельно; перегруппировка их для регу-шрования скорости при нормальном режиме ie предусматривается. Исключение могут иметь локомотивы, предназначенные для питания от контактной сети как переменного, -ак и постоянного тока.
По способу соединения вентилей с тяговыми двигателями схемы подразделяются на индивидуальные и групповые. В индивидуальных схемах каждый тяговый двигатель подключается к двум вентилям и образует г ними самостоятельную единицу. При таком разделении питания каждого двигателя наиболее просто решается схема аварийного режима. При неисправности одного из двигающей он может быть выключен путем выключения управления его вентилей. Также может быть выключена неисправная группа вентилей совместно со своим двигателем. При этом электровоз теряет усилие тяги одной оси. Такая схема, например, применяется наэлек-|ровозах BBI2 000 французских железных до-но1. В групповых схемах тяговые двигатели объединяют в группы, подключаемые к группам вентилей. Первые из указанных схем требуют большого количества вентилей, но благодаря возможности отключения тяговых двигателей с помощью вентилей позволяют уменьшить количество коммутационной аппаратуры; вторые —позволяют сократить число вентилей, но требуют большего количества контакторов и разъединителей.
В групповых схемах в случае неисправности части вентилей группы тяговых двигателей можно соединять последовательно и питать от одной половины выпрямительной установки локомотива. В этом случае локомотив полностью сохраняет тяговое усилие за счет понижения скорости движения в два раза.
В построении схем силовых цепей должны считываться особенности, вызываемые шунтированием обмоток возбуждения тяговых двигателей омическим сопротивлением. При коротком замыкании на «землю» в одном из двигателей группы возникает короткое смыкание всех двигателей. При отсутствии шунтирования обмоток возбуждения такое короткое замыкание не представляло бы опасности для двигателей последовательного возбуждения, так как оно вызывало только кратковременный и относительно небольшой толчок генераторного тока, который быстро бы исчезал благодаря размагничиванию двигателей. Однако при шунтированных обмотках возбуждения генераторный ток протекает через шунт и размагничивание двигателей происходит замедленно, что вызывает резкое
увеличение толчка тока. Этот недостаток устраняется выполнением схемы силовой цепи без заземления или с заземлением через большое сопротивление и реле заземления, которое используется для защиты тяговых двигателей и всей силовой цепи от перебросов и коротких замыканий на землю.
Защита от обратных зажиганий может осуществляться быстродействующими выключателями обратного тока или «запиранием вентилей». При этом в анодные цепи выпрямителей включаются реле обратного тока, которые срабатывают при обратном зажигании вентилей.
Схема силовой цепи электровоза НО
Цепь тока высокого напряжения (20 000 в) проходит от пантографов 21 и 22 (фиг. 55) через главный выключатель 34, первичную обмотку трансформатора 32 и трансформатор тока 33 к рельсам. К трансформатору тока 33 подключён счётчик электроэнергии 84.
Для защиты трансформатора от перенапряжений в контактной сети между пантографом и землёй включён разрядник 31.
От средней части вторичной обмотки Б — Ж сделаны выводы для регулирования напряжения на зажимах тяговых двигателей; средняя точка этой части обмотки («нулевая» точка) соединена через разъединители 55 и 56, катушки сглаживающего реактора 41, отключатели тяговых двигателей ОМ1—ОМ6 и реле перегрузки 42—47 с тяговыми двигателями 1 — VI.
Выводы Б, В, Г, Д, Е, Л, К, И н Ж средней части вторичной обмотки через индивидуальные контакторы 1—20, переходные реакторы 39 и 40 и кулачковые контакторы переключателя обмоток трансформатора 85 соединены с крайними частями (полуфазами) А1 — XI и Х2 — А2. Выводы А1 и А2 через анодные выключатели 70 и 71, разъединители 55 и 56 и анодные делители 35—38 соединены с двумя выпрямительными агрегатами с игнитронами 23—26 в одном и 27— 30 в другом. От первого агрегата получают питание через разъединитель 55 параллельно соединённые тяговые двигатели /—III, от второго — через разъединитель 56 двигатели IV— VI.
Регулирование напряжения на зажимах выпрямителей (двигателей) осуществляется контакторами 1—20 и контакторами переключателя 85, которые соединяют часть вторичной обмотки трансформатора Б—Ж или согласован» но с частями обмотки А1 — XI и Х2 — А2 (фиг. 56, а) или встречно (фиг. 56, б). В первом случае напряжения частей обмоток А1—• XI и Х2—Л2 складываются с напряжением части обмотки Б—Ж', во втором— к выпрямительным агрегатам подводится разность напряжений частей обмоток А1 — XI, Х2 — А2 и части Б — Ж.
1-я позиция с наименьшим напряжением па зажимах тяговых двигателей получается замыканием контакторов 1, 10, 15 и 16 в положении переключателя контакторов 85, соответствующем встречному соединению частей вторичных обмоток трансформатора (см. фиг. 55). При таком включении на выпрямители подаётся небольшое напряжение
38*
596
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
за счёт того, что напряжение на частях вторичной обмотки XI — А1 и Х2 — А2 несколько больше, чем напряжение на частях обмотки О — Б и 0 — Ж.
При переходе на 2-ю позицию размыкается контактор 10 и замыкается контактор 8. При этом напряжение действующей части обмотки О — Б уменьшается на половину напряжения секции Б — В, так как часть обмотки А2— Х2 присоединена к средней точке переходного реактора^ 39, делящего напряжение секции
т. е. увеличение напряжения на тяговых двигателях.
При переходе на 5-ю позицию размыкается контактор 15 и замыкается контактор 14.
Дальнейшее переключение ступеней не отличается от описанного и может быть рассмотрено по табл. 11.
Как видно из табл. 11, на 17-й позиции пуска замкнуты контакторы 5, 6, 11 и 20, что будет соответствовать полному выключению средней части обмотки. К выпрямитель-
Фиг. 55. Принципиальная схема
силовой цепи электровоза НО
пополам. Так как" вычитаемое напряжение уменьшается, общее напряжение между выводами 0 и А2 соответственно увеличивается. Напряжение на тяговых двигателях, которое определяется средним напряжением между выводами 0 и А1 и выводами 0 и А2 также увеличивается.
При переходе на 3-ю позицию размыкается контактор 16 и замыкается контактор 18. При этом напряжение между выводами 0 и А1 повышается и сравнивается с напряжением между выводами 0 и А2.
На 4-й позиции размыкается контактор 1 и замыкается контактор 2, что соответствует полному выключению одной секции части обмотки 0 — Б из цепи и даёт дальнейшее уменьшение вычитаемой части напряжения,
ным агрегатам на этой ступени подведено полное напряжение частей обмоток А1 — XI и Х2 — А2.
Для дальнейшего регулирования переключатель обмоток трансформатора 85 переводится в положение, соответствующее согласованному соединению частей обмоток А1 — XI, Б—Ж и Х2 — А2, а контакторы включаются и выключаются в обратном порядке. При этом напряжение полуфаз 0 — Б и 0 — Ж ступенями добавляется к напряжению частей обмоток А1 — XI и Х2 — А2. На 33-й позиции к выпрямительным агрегатам подведено наибольшее напряжение, равное сумме напряжений частей обмоток. При холостом ходе это напряжение равно около 2 060 в. При этом выпрямленное напряжение на зажимах тяго-
;->ЛЕКТРОГ1<)ДПИ7КПОГ1 ССС'ГАВ С ИОННЫЛ1И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
597
Последовательность замыкания контакторов
Т а б л и ц а I 1
вых двигателей составляет 1 850 в. При нагрузке оно соответственно уменьшается.
Все ступени регулирования, с 1-й по ЗЗ-ю, могут быть использованы для пуска электровоза.
Для длительной работы электровоза предназначены только те позиции, на которых напряжение между выводами 0 и XI равно напряжению между выводами 0 и Х2 и переходные реакторы 39 и 40 присоединены крайними своими зажимами на один и тот же
Фиг. 56. Схемы соединения частей вторичной обмотки , трансформатора: и — согласованное включение;
б—встречное включение
вывод трансформатора. На этих позициях не создаётся дополнительных потерь, которые возникают при включении реакторов к отдельным секциям вторичной обмотки. Ходовыми позициями являются 1, 3, 9 13, 17, 21, 25, 29 и 33.
Обмотки возбуждения тяговых двигателей имеют значительную индуктивность, представляющую большое сопротивление переменному току, поэтому для пропуска пульсирующей составляющей выпрямленного тока параллельно этим обмоткам постоянно вклю
чены омические сопротивления (Р1—РЗ, Р4— Р6, Р7—Р9, Р10—Р12, Р13—Р15, Р16—Р18) девятикратной величины по сравнению с сопротивлением обмотки.
На 33-й позиции возможно дальнейшее повышение скорости электровоза ослаблением поля тяговых двигателей. Чтобы уменьшить толчок тока при ослаблении поля до 50% одной ступенью, предварительно автоматически производится возврат на 29-ю позицию, после чего замыканием контакторов 64— 69 ослабляется поле тяговых двигателей и вновь с ослабленным полем повторяется ступенчатый пуск до 33-й позиции.
При неисправности одного из выпрямительных агрегатов возможно движение электровоза с питанием всех шести тяговых двигателей от одного исправного выпрямительного агрегата. Неисправный агрегат выключается ножевым переключателем 55 или 56, а группы тяговых двигателей соединяются последовательно.Такое переключение позволяет сохранить полное тяговое усилие и, не уменьшая веса состава, следовать с пониженной скоростью.
Для выключения неисправных тяговых двигателей служат ножи отключателей двигателей ОМ1—ОМ6.
При коротких замыканиях в цепи вторичной обмотки трансформатора последний отключается от токоприёмников главным выключателем 34. Выключатель срабатывает П' д воздействием электромагнита, имеющегося в выключателе, питаемого от трансформатора тока. При обратных зажиганиях в игнитронах, приводящих к короткому замыканию вторичной обмотки трансформатора, срабатывают быстродействующие выключатели обратного тока 70 и 71, которые отключают выпрямители от трансформатора.
В случае возникновения кругового огня по коллектору тягового двигателя, сопровождающегося перебросом дуги на корпус, или пробоя изоляции и заземления силовой цепи со стороны средней («минуса» срабатывает через добавочные и Р27-Р28 с катодами выпрямителей, реле вызывает выключение главного выклю
точки трансформатора выпрямленного напряжения) реле заземления 57, соединённое сопротивления Р25-Р26 Это
598
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
чателя 34. При перегрузках тяговых двигателей срабатывают реле перегрузки 42—47, блокировочные контакты которых выключают цепи питания сеток игнитронов, т. е. снимают напряжение с тяговых двигателей. Одновременно контакты реле перегрузки выключают контакторы регулирования 1—20.
В цепи тягового двигателя VI включён шунт амперметра 124, к которому присоединены амперметры 122 и 123, установленные в кабинах машиниста.
Параллельно группе тяговых двигателей IV—VI через добавочные сопротивления 188 включены вольтметры 125 и 126, показывающие величину выпрямленного напряжения. При аварийном режиме, когда группы двигателей включаются последовательно, вольтметры показывают половину выпрямленного напряжения, т. е. показывают действительное напряжение на зажимах тяговых двигателей.
Для предварительного нагрева анодов вентилей после длительной стоянки в зимнее время на нулевой позиции контроллера возможно включение 1-й ступени напряжения помимо тяговых двигателей. Последние в этом случае замыкаются накоротко контакторами 48 и 49.
Фиг. 57. Тяговые характеристики электроиоза НО
Тяговые характеристики и пусковая диаграмма электровозами О показаны на фиг. 57 и 58.
Схема силовой цепи электровоза ВВ12001
Цепь тока высокого напряжения (25 000 в) от пантографов 1 и 2 (фиг. 59) через разъединители 3 и 4, главный выключатель 5 проходит первичную обмотку 6 автотрансформатора к рельсам.
Первичная обмотка 6 имеет выводы 1 — 20 для регулирования напряжения от 810 до 16 700 в при холостом ходе и 25 кв контакт
ной сети. Переход с одной ступени на другук> осуществляется переключателем ступеней 7 Броун-Бовери, который соединён с первичной обмоткой 8 главного трансформатора. Вторичная обмотка 9 главного трансформатора вы-
Фиг, 58. Пусковая диаграмма электровоза НО
полнена с нулём в средней точке и через сглаживающие реакторы 10 соединена с якорями тяговых двигателей I — IV. Реверсирование двигателей производят реверсом 11.
Выводы £ и /< вторичной обмотки 9 соединены непосредственно с анодами игнитронов 12—19.
Катоды игнитронов соединены с обмоткам» возбуждения тяговых двигателей.
Регулирование напряжения на зажимах тяговых двигателей осуществляется переключателем ступеней, который зубчатой передачей связан с маховиком агрегата управления. Переключатель ступеней имеет 24 позиции, в том числе 20 ходовых и 4 подготовительных. Первые подготовительные ступени (один поворот маховика соответствует одной ступени) позволяют осуществить включение вспомогательных цепей и вспомогательных машин.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ состав с ионными преобразователями
599
При повороте из нейтральной позиции 00 на позицию А замыкается главный выключатель; па позиции В включается однофазнотрёхфазный преобразователь Арно для питания вспомогательных машин; на позиции С замыкается цепь компрессоров и на позиции 0— цепи вентиляторов.
Управление этими операциями производится механическим приводом, связанным с контроллером, в который входит 6 кулачковых контакторов типа JH для вспомогательных цепей и 10 кулачковых контакторов тина SW для цепей управления.
Рукоятка реверсора, полный ход которой соответствует полуобороту вала, связана с механическими блокировками, препятствующими реверсированию на ходовых положениях главного вала; с другой стороны, защёлка препятствует повороту маховика, если реверсивная рукоятка не переведена в. рабочее положение.
Для увеличения скорости движения на* электровозе предусмотрено четыре ступени ослабления поля тяговых двигателей (24; 36; -18 и 55%). Ослабление поля осуществляется шунтированием обмоток возбуждения тяговых
фиг. 59. Принципиальная схема
(иловой цепи электровоза ВВ12001
На подготовительных четырёх позициях переключатель ступеней работает вхолостую, переключая ступени, не соединённые с трансформатором.
При дальнейшем перемещении рукоятки с позиции 0 на позицию 1 и далее до 20-й позиции переключаются рабочие ступени, в то время как кулачковые контакторы вспомогательных цепей остаются в неизменном положении. На электровозе с игнитронами допускается задержка в среднем положении между любыми из 20 соседних ступеней, на половине полного поворота маховика после фиксированной позиции при временном включении сопротивлений. Фиксация крайних позиций 00 и 20 обеспечивается кулачковыми упорами, которые перемещаются под действием кулачковых шайб, приводимых в движение передачей. При обратном ходе на ступени О включается пружинящий упор, препятствующий выключению вспомогательных цепей. Для возвращения на ступень 00, т. е. для полной остановки электровоза, этот упор должен быть освобождён при помощи педали.
двигателей сопротивлением. Включение и отключение сопротивлений ослабления поля производят кулачковыми контакторами переключателя. В цепь ослабления поля каждого двигателя включен индуктивный шунт.
Управление переключателем ослабления поля осуществляется маховиком агрегата управления.
Переключение каждой из четырёх ступеней ослабления поля осуществляется при полном повороте маховика аналогично управлению переключателем ступеней.
Переключатель ослабления поля не блокируется механически с переключателем ступеней. Позиции главного переключателя и переключателя ослабления поля отмечаются на индикаторе, имеющем вид барабана с окнами и с двусторонними показаниями любой позиции рукоятки контроллера (см. фиг. 54).
Тяговые характеристики электровозов ВВ12001—ВВ12005 и электровозов ВВ12006— ВВ12014 приведены на фиг. 60 и 61.
600
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Сило тяги но ободе
ВВ12 001 —ВВ12005
Фиг. 61. Тяговые характеристики электровозов ВВ12006 — ВВ12014 с различными поездами на подъёмах 5 и 1 О°/о о- <2 —максимальный пусковой режим; б —нормальный пусковой режим; в — часовой режим; д — длительный режим; г — специальные грузовые поезда весом 1 600 т на подъёме I 0°/по; е — обычные грузовые поезда весом 2 400 т на подъёме 5°/00; wc —специальные грузовые поезда весом 2 400 т на •подъёме 5J/0l); з —обычные грузовые поезда весом 1 400 пг на подъёме 10°/оо; и — почтовые поезда весом 1 200 т на подъёме 1 0°/Оо: к — почтовые поезда весом 1 200 т на подьёме 5°/00; л — пассажирские поезда весом 600 т на подъёме 10°/Оо; -и —пассажирские поезда весом 800 т на подьёме 5°/00;— пассажирские поезда весом 600 т на подъёме 5°/00; о — пассажирские поезда весом 1 000 т; п — ослабление поля*'на 20-й позиции; р — ослабление поля на 18-й позиции
СХЕМЫ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
Схема цепи управления электровоза НО*
Принципиальная схема цепи управления показана на фиг. 62.
Включение 1-й ступени. После включения выключателя управления 172
* Написана применительно к опытным Электр ово-эам НО-005 и НО-006.
(173) напряжение подаётся на верхний контакт реверсивного кулачкового вала контроллера машиниста 159 (160). При постановке реверсивной рукоятки в одно из рабочих положений («Вперёд» или «Назад») напряжение через контактор главного вала контроллера машиниста, замкнутый в нулевом положении главного вала, провод Э7 и блокировку промежуточного реле 153 подаётся к катушке венти-ляД привода переключателя обмоток трансформатора 85 и переключатель трансформатора переходит в положение встречного включения частей вторичной обмотки трансформатора.
При переводе главной рукоятки контроллера в положение «Фиксация» напряжение через контактор провода Э1 главного вала контроллера машиниста, контактор , реверсивного вала и один из проводов Э13 или Э14, в зависимости от положения реверсивной рукоятки «Вперёд» или «Назад», подаётся к катушке одного из электромагнитных вентилей реверсора. После поворота последнего в соответствующее положение через блокировку реверсора «Вперёд» или «Назад» по проводу Н16, через последовательную цепь ряда блокировок, служащих для выключения тока в цепи тяговых двигателей при всяких отклонениях от нормальной работы, получит питание катушка реле 153, которая соединена с «Землёй» через провод Н83, контактор группового контроллера управления (ГК), замкнутый только на 1-й позиции (в первоначальном положении) и блокировку 85-Д. Реле 153 срабатывает и своими блокировками замыкает цепи питания сеток игнитронов обоих выпрямительных агрегатов (см. фиг. 64) и цепи вентилей контакторов 1, 15, 10 и 16 от провода Э12, через контакторы ГК, замкнутые на 1-й позиции кулачкового вала, и блокировку 244 промежуточного реле. Контакторами/, 15, 10 и 16 включается'первая ступень пуска.
Такая система блокировок обеспечивает включение тяговых двигателей только при положении реверсора, соответствующем положению реверсивной рукоятки контроллера, встречном включении обмоток трансформатора и 1-й позиции ГК-
После включения контакторов 1, 15, 10 и 16 замыкается цепь; провод Э1, блокировки контакторов 10, 1, 16 и 15, блокировка реле 144, катушка реле 156. Реле 156 срабатывает.
В положении «Фиксация» через контакторы главного вала напряжение также подается !на провод Э5 и Э9. От провода Э9 возбуждается катушка промежуточного реле 130.
Неавтоматический (ручн ой) пуск. При переводе главной рукоятки в положение «Ручной пуск» размыкается цепь питания провода Э9 и блокировкой реле 130 в проводах Н31-Н32 подается напряжение на катушку контактора 154. Контактор/5-/замыкается и двигатель СМ группового контроллера управления ГК вызывает поворот вала последнего с 1-й позиции на промежуточную позицию. В положении «Ручной пуск» через контакторы главного вала напряжение подается на провода Э8, Э10иЭ4. От провода Э4 через блокировку реле 156 возбуждается катушка промежуточного реле 144. При этом реле 144 срабатывает и размыкается его блокировка в цепи катушки реле 156, но питание последней сохраняется через блокировку
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
601
156, включенную параллельно блокировке /•W. Одновременно блокировками 144 замыкаются цепи и провода Э8 и катушки электромагнита защёлки АЗ-1 через блокировки контакторов 10, 1, 16 и 15, блокировки реле 156, 144 и 148 и блокировку контактора 154.
На промежуточной позиции /7\ размыкается цепь вентиля контактора 10 и его блокировкой в цепи провода Э1 прерывается питание катушек реле 156 и электромагнита .ащёлки АЗ-1 контроллера управления ГК. Последняя позволяет ГК перейти на 2-ю позицию, на которой замыкается контактор 8. Дальнейшее вращение вала группового контроллера управления прекращается, так как остаётся разомкнутой цепь катушки АЗ-1 (блокировка в проводах Э16-Н410 реле 144, катушка которого получает питание от провода Э8 через собственную блокировку, остаётся при этом разомкнутой). В этом состоянии защёлка удерживает вал контроллера на 2-й позиции. Чтобы осуществить переход на следующую ступень, главная рукоятка контроллера машиниста возвращается в положение «Фиксация». При этом положении контактор контроллера машиниста выключает цепь провода Э8 и катушка реле 144 обесточивается. Затем главная рукоятка ставится в положение «Ручной пуск», но цепь питания реле 144 не восстанавливается, так как разомкнута собственная блокировка этого реле в проводах Э8-Н412. В то же время замкнутый контактор контроллера в цепи провода Э1 позволяет включиться реле 156 через блокировки контакторов 8, 1, 16, 15 и блокировку реле 144. Далее процесс перехода на следующие ступени повторяется в том же порядке. Отличие имеется только на ходовых ступенях 5, 9, 13 и т. д., на которых по проводу ЭЮ через блокировки реле 156 и 144 и контактор группового контроллера, замкнутый на этих позициях, получает питание катушка реле 130. При переводе главной рукоятки контроллера машиниста в положение «Фиксация» катушка реле 130 питается от провода Э9 через замкнутую блокировку реле 144, так как цепь катушки 144 прерывается. При срабатывании реле 130 его блокировка размыкает цепь катушки контактора 154, что приводит к выключению электродвигателя СМ. Это исключает его нагревание при длительном движении электровоза на ходовых ступенях. На ходовых позициях контактором группового переключателя замыкаются провода Э12-1120 и загораются сигнальные лампы.
На 17-й позиции группового контроллера управления, после перевода рукоятки контроллера машиниста в положение «Ручной пуск», по проводу Э5, через блокировку контактора 11, замкнутого на 17-й ступени, подаётся питание к катушке вентиля С переключателя обмоток трансформатора 85; переключатель переходит в положение согласованного включения обмоток. Блокировка контактора 11 в цепи катушки вентиля С обеспечивает поворот переключателя трансформатора при включённых контакторах 6, 5, 20 и 11, т. е. когда отсутствует напряжение между средними выводами переходных катушек 39 и 40, замыкающихся между собой накоротко во время перехода переключателя.
После перехода переключателя 85 в поло
жение согласованного включения обмоток замыкаются блокировки 85-С и от провода Э5 через блокировки разомкнутого контактора 10 и блокировки реле 148 и 130 получает питание катушка контактора 155. Контактор 155 включается и электродвигатель СМ начинает вращать вал группового контроллера в обратном направлении.
Автоматический пуск. Если главная рукоятка контроллера машиниста из пулевого положения поставлена в положение «Пуск 5 мин.», то включение 1-й позиции происходит так же, как и при ручном пуске. После включения контакторов 10, 1, 16 и 15 их блокировками замыкается цепь катушки реле 156, которое замыкает цепи электромагнитных реле выдержки времени 157 и 158, питаемых по проводам Э2 и ЭЗ. Блокировками реле времени 157 и 158, включёнными в провода ЭИ и Н412 замыкается цепь катушки реле 144, которое замыкает цепь катушки электромагнита защёлки АЗ-1. При этом групповой контроллер переходит на промежуточную позицию, так как катушка реле 130 не возбуждена, а цепь катушки контактора 154 замкнута. На промежуточной позиции, как и при ручном пуске, выключается контактор 10, размыкается его блокировка и прерывается цепь катушки АЗ-1 и катушки реле 156. Это позволяет групповому контроллеру перейти на 2-ю позицию, на которой включается контактор 8. При этом цепь катушки электромагнита защёлки АЗ-1 остаётся прерванной блокировками реле 156 и 144, так как питание катушки реле 144 сохраняется до отпадания якорей реле времени 157 и 158 и сначала отпадает якорь реле 158, цепь катушки которого прерывается блокировкой реле 156 в правоцах ЭЗ-Н414. Реле времени 158 размыкает цепь катушки реле времени 157, которое с дополнительной выдержкой времени размыкает цепь реле 144. Последнее своей блокировкой в проводах Э16-11410 замыкает цепь катушки реле 156. Далее процесс перехода на следующие позиции повторяется, причём каждый переход сопровождается дополнительной задержкой группового контроллера на время последовательного действия реле 158 и 157. Время перехода на каждую последующую позицию составляет около 10 сек., а общее время пуска до 33-й ступени — около 5 мин.
При нахождении главной рукоятки контроллера машиниста в положении «Пуск 3,5 мин.» разрывается цепь провода Э2 и выключается реле времени 157, имеющее выдержку времени 1,5 мин. В результате общее время пуска уменьшается до 3,5 мин. В положении «Пуск 2 мин.» размыкается цепь провода ЭЗ и выключается реле времени 158, имеющее выдержку времени 3,5 мин., а реле 157 вновь включается, так как возбуждается провод Э2. В положении «Пуск 0,3 мин.» разрываются цепи проводов Э2 и ЭЗ и выключаются оба реле времени. Поэтому время на каждую позицию определяется только собственным временем действия группового контроллера и реле 144 и 156.
Порядок переключений при прохождении 17-й позиции для автоматического пуска ничем не отличается от порядка при ручном пуске.
602
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ состав переменного тока
Если во время пуска главную рукоятку контроллера поставить в положение «Фиксация», то автоматический пуск прекращается на любой достигнутой позиции.
Режим ослабленного поля. После окончания пуска, т. е. после выхода на 33-ю позицию, возможен переход на режим ослабленного поля тяговых двигателей. Переход происходит при постановке реверсивной рукоятки в положение ослабленного поля 0П, на котором по проводу Э15, через блокировку 85-С переключателя обмоток трансформатора, контактор группового переключателя, замкнутого на 33-й позиции, и блокировку контактора ослабления поля 64 получает питание катушка реле 244. Блокировками этого реле в проводах Н73-Н53, Н73-Н52 и Н73-Н56 размыкается цепь вентилей контакторов 10 и 16 и замыкаются цепи вентилей контакторов 8 и 18. Контакторы 10 и 16 выключаются, а контакторы 8 и 18 включаются. Блокировками контакторов 10 и 16 в цепях вентилей контакторов 8 и 18 обеспечивают включение последних только после размыкания контакторов 10 и 16.
При включении контакторов 8 и 18 их блокировками в проводах Й73-Н74 размыкается цепь питания вентилей контакторов 1 и 15 и эти контакторы выключаются. Такое включение соответствует 29-й позиции с той разницей, что в цепь игнитронов включены только полуобмотки переходных катушек 39 и 40, а следовательно, увеличивается индуктивное сопротивление цепи.
Теперь, когда выпрямленное напряжение понижено, производится ослабление поля тяговых двигателей: блокировками контакторов 1 и 15 в проводах Н78-Н79 и Н79-Н80 замыкается цепь вентиля контактора 64, через который подаётся сжатый воздух также в цилиндры контакторов 64—69.
Эти переключения происходят на 33-й позиции группового контроллера. Однако после ослабления поля групповой контроллер возвращается на 29-ю позицию. Для этого при переводе реверсивной рукоятки в положение 0П и срабатывании реле 244 его блокировкой в проводах Э5-Н41 замыкается цепь питания катушки реле 148. После включения контактора 64 образуется цепь: провод Э5, блокировка 85-С, провод Н35, блокировка 64, провод Н36, блокировка реле 148, катушка контактора 154. Контактор 154 включается и электродвигатель СМ начинает поворачивать вал группового контроллера с 33-й позиции в направлении 29-й. Катушка электромагнита защёлки АЗ-1 при этом получает питание от провода Э5, через блокировку реле 244, провод Н41, контакторы группового переключателя, замыкающие цепь на основных позициях 33, 32, 31, 30, 29, провод Н26, блокировку реле 148 и провод Н25. Это обеспечивает действие электромагнита и защёлки, необходимое для вращения вала группового переключателя без фиксации на позициях. На 29-й позиции вал группового контроллера останавливается, так как его контактором в проводах Н77-Н82 размыкается цепь катушки реле 244, получавшей питание после включения контактора 64 и размыкания его блокировкой проводов Н81 и Н80 через собст
венную блокировку. Реле 244 выключается и выключает реле 148, что восстанавливает нормальную схему пуска. На 30-й и 29-й позициях группового контроллера включаются контакторы 2 и 14 и получается нормальная 29-я позиция напряжения. Далее вновь происходит автоматический пуск до 33-й позиции со скоростью, соответствующей положению главной рукоятки контроллера машиниста.
Выключение. Для выключения ослабленного поля необходимо перевести реверсивную рукоятку из положения 011 в положение ПГ1. При этом отключается от питания провод Э15, а следовательно вентиль контактора 64, т. е. размыкаются контакторы 64—69. Выключение ослабленного поля происходит также при переводе главной рукоятки контроллера на любое из положений «Ручной пуск», «Фиксация» и «Выключение 0,3 мин.».
Для перехода позиций более высокого напряжения на зажимах тяговых двигателей на позиции более низкого напряжения главная рукоятка контроллера ставится в положение «Выключение 0,3 мин.».
Это положение отличается от положения «Пуск 0,3 мин.» только тем, что напряжение вместо провода Э5 подаётся на провод Э6 и через блокировки 85-С, 130 и 148 получает питание катушка контактора 154. Поэтому групповой контроллер начинает быстро переходить с позиции на позицию в направлении от 33-й позиции к 17-й, что для согласованного включения обмоток трансформатора соответствует понижению напряжения на зажимах тяговых двигателей. На 17-й позиции образуется цепь: провод Эб, блокировка контактора 11, провод Н45, вентиль Д переключателя обмоток трансформатора 85 и переключатель трансформатора переходит в положение встречного .включения обмоток. После этого от провода Э6 через блокировки 85-Д, 10, 148, 130 получает питание катушка контактора 155 и групповой контроллер начинает переходить с позиции на позицию в обратном направлении, т. е. напряжение на зажимах тяговых двигателей продолжает понижаться.
Понижение напряжения может быть прекращено на любой достигнутой ступени постановкой главной рукоятки контроллера в положение «Фиксация».
Быстрое выключение тяговых двигателей производится постановкой главной рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение. При этом разрывается цепь реле 153 и запираются сетки игнитронов. Кроме того, блокировкой 153 в проводах Э12-Н73 прерывается цепь питания вентилей контакторов ступеней трансформатора. На нулевом положении главной рукоятки контроллера от провода Э7 напряжение подаётся через блокировку 244 и замкнутый на 2-й — 32-й позициях контактор ГК к катушке реле 148.
Реле 148 срабатывает и своими блокировками образует цепь: провода Э7, блокировки 148 и 130, катушка контактора 155. Групповой контроллер начинает переходить к 1-й позиции. При этом катушка электромагнита защёлки АЗ-2 получает питание через периодически замыкающиеся контакторы ГК
ЭЛЕКТРОПОДВИЖ11ОП СОСТАВ С ИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
603.
в проводах Н42—Н26. На i-й позиции цепь катушки реле 148 прерывается контактором !'К в проводах Н42—Н41.
Схема цепи управления электровоза В В12001
Принципиальная схема цени управления показана на фиг. 63.
Фиг, 63. Принципиальная схема цепи управления электровоза ВЫ 2001: / --переключатель батареи;
нагрузочное сопротивление; 3 —к цепи освещения;
1 сигнал; 5- отопление; 6--скоростемер; 7—кнопка аблюдення; 8 сигнальные лампы; 9 блокировка i-глачкового вала; 1 с/—блокировка контактора могор-омирессора; 11 — блокировка реле напряжения;
/ 2 блокировка переключателя ступеней; 1 з - веп1и-.'Яционные реле; 14 реле вспомогательных цепей; 15 кнопка главного выключателя; 16 -блокировка пантографа; 17— блокировка кулачкового вала: 18 и 19 — реле защиты; 20 блокировка кулачкового кала; 21- блокировка реле напряжения; 2 2 -к цепи •ажигания игнитронов; 2сУ--термостат водоподогре-нателя; 24— кнопка прямою включения мотор-ком-нрессора; 25- кнопка отопления поезда; 26- регулятор давления; 27— вспомогательный компрессор; .Я-реле времени для защиты вспомогательного • |борудования; 29 — вспомогательное реле времени; .) и -- удерживающая катушка главного выключателя; ,1- включающая катушка главного выключателя; .12 —катушки контакторов в цепи короткого замыкали игнитронов; 33 — катушка контактора водоподо-1ревателя; 34 -катушка контактора мотор-компрес-сора; 35- катушка контактора отопления
СХЕМА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
Схема вспомогательных цепей электровоза НО
Принципиальная схема вспомогательных пеней показана на фиг. 64 (см. стр. 604). Конденсаторные электродвигатели вспомогательных машин (вентиляторов МВ1 иМВ2, компрессоров МК1 и МК2, генератора управления МГ и насосов МН1, МН2 и МПЗ), электропечи 108—119, нагреватели 120 и 121 и шкафы игнитронов 200 и 201 питаются от вспомогательной обмотки ХЗ — АЗ трансформатора напряжением 380 в. Выводы этой обмотки присоединены к двухполюсному автомату 53 , ручным включением и двумя электромаг
нитными реле перегрузки, воздействующими на механизм свободного расцепления автомата при коротких замыканиях в цепи.
Один из выводов вспомогательной обмотки за автоматом заземлён, ко второму через переключатель ножевого типа 252 присоединена нагрузка. В нижнем положении ножа переключателя 252 вспомогательные цепи подключаются к шине 254, расположенной под кузовом электровоза, к которой может быть подведено питание гибким кабелем.
Электродвигатели вспомогательных машин защищаются тепловыми реле 220—235, включёнными в главную и конденсаторную фазы, и подключаются к цепи электромагнитными контакторами 72—79.
В цепи конденсаторных фаз включены рабочие ёмкости 94, 96, 97, 99, 100, 102, 104 и 106. Пусковые ёмкости 95, 98, 101, 103, 105 и 107 включаются электромагнитными контакторами 309—316. Параллельно пусковым ёмкостям подключены разрядные сопротивления Р29—Р31, Р47—Р49, Р32— Р34, Р41—Р43, Р35—Р37, Р44—Р46.
Для мотор-вентиляторов, которые пускаются поочерёдно, используется общая пусковая ёмкость 95. Общую пусковую ёмкость 98 имеют и мотор-компрессоры MKJ и МК2. Включение и выключение пусковых ёмкостей производятся токовыми реле 237—243.
Электропечи в кабинах управления включаются пакетными выключателями 86 и 87 и защищаются плавкими предохранителями, установленными на предохранительном щитке 245. Нагреватели воды 120 и 121 включаются электромагнитными контакторами 80 и 84 и защищаются плавкими предохранителями.
Аппараты возбуждения и управления выпрямителями (шкафы игнитронов 200 и 201) включаются электромагнитным контактором 82. Пакетными выключателями 195 и 196 включаются трансформаторы, от которых питаются нагреватели анодных вводов игнитронов. Шкафы игнитронов защищаются плавкими предохранителями, установленными па-щитке 245.
Фиг. 65. Принципиальная схема вспомогательных цепей электровоза BI312001
При выключении неисправного выпрямительного агрегата цепь питания шкафа игнитронов прерывается блокировкой 55 или 56 разъединителей вентилей.
«04
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА .
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
60S
К вспомогательной обмотке ХЗ — АЗ подключены также трансформатор напряжения 253, от вторичной обмотки которого питаются обмотка счётчика электроэнергии 84, вольтметры 186 и 187 и реле минимального напряжения 54. Токовая обмотка счётчика присоединена к трансформатору тока 33, включённому со стороны «Земли» первичной обмотки трансформатора. Вольтметры 186 и 187 имеют шкалы, градуированные на напряжение первичной обмотки трансформатора.
Схема вспомогательных цепей электровоза ВВ12001 ,
Принципиальная схема вспомогательных цепей показана на фиг. 65.
Асинхронные электродвигатели трехфазного тока вентиляторов МВ1 и МВ2, компрессора ЛУК, масляного насоса МН и насоса водяного охлаждения ВН получают энергию-от обмотки 3 статора преобразователя фаз Арно.
Обмотка 3 подключена к понижающему трансформатору 1. Трансформатор 1 подключен к выводу отопления 1 500 в и выполняет роль амортизатора между главным трансформатором и вспомогательными машинами.
При такой схеме соединения по данным [5] общий вес главного трансформатора получается меньшим, чем если бы преобразователь, фаз получал энергию непосредственно от обмотки главного трансформатора.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА 50 гц
КОЛЛЕКТОРНЫЕ ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА 50 гц
Общие сведения
Проблема электрической тяги на однофазном токе промышленной частоты сводится в основном к созданию надежного в работе локомотива, а если рассматривать коллекторные двигатели, то к созданию надежного тягового двигателя.
Преимущества электрификации железных дорог на однофазном токе промышленной частоты давно известны. Однако, несмотря на это, примерно 32,9% электрифицированных железных дорог работают на однофазном токе пониженной частоты. Это обстоятельство, в частности, обусловлено тем, что до сих пор ещё не найдено достаточно удовлетворительного технического решения по созданию однофазного коллекторного двигателя на частоте 50 гц.
Конструктивные особенности коллекторных двигателей переменного тока 50 гц свя-шны с ограничением величины магнитного потока полюса, напряжения на зажимах и мощности на пару полюсов, что обусловлено ограничением величины трансформаторной э. д. с.
Трансформаторная э. д. с., возникающая в коммутируемой секции якоря, замыкаемой накоротко щётками, вследствие пересечения её контура пульсирующим потоком возбуждения создаёт ток, который вызывает искрение или даж'е накаливание щётки в месте её контакта с коллектором [46].
Так как трансформаторную э. д. с. при всех скоростях и нагрузках двигателей не удаётся скомпенсировать действием дополнительных полюсов, то приходится считаться с её полным значением.
Трансформаторная э. д. с., которая по расчёту не должна превосходить 3 в, при номинальном режиме вызывает искрение под щёткой порядка двух баллов. Поскольку всякий тяговый двигатель должен быть рассчитан на перегрузку по моменту, то максимальная величина трансформаторной э. д. с. может достигать приблизительно 3,75 в,
что соответствует возрастанию потока на 25% г т. е. соответствует приблизительно двукратному моменту. При этом степень искрения под щёткой достигает предельно допустимой величины.
Величина трансформаторной э. д. с. ет„. пропорциональна частоте / тока и потоку <Р и может быть выражена формулой (при числе витков секции ю=1)
6^ = 4,44 0/. IO-8 в,
тогда магнитный поток при номинальном ре-
жиме двигателя
етр - 108 3 • 108
Ф = 4Д4Т“ = 4Д4Т мкс'
При частоте 50 гц максимально допустимое значение потока получается
1,35 • 106 мкс.
Э. д. с. якоря
Е= r.fpK •
где vK — окружная скорость коллектора;
—коллекторное деление.
При оптимальных значениях для ик и э. д. с. якоря для частоты 50 гц получается-примерно 160 в, а напряжение на зажимах машины будет около 200 в. Такая низкая величина напряжения предопределяет большой ток при относительно значительной мощности двигателя.
Мощность, приходящаяся на пару полюсов,. фн AempvK На
= ---~10-3,
Р ~f И,-
где А—линейная нагрузка;
DK— диаметр коллектора;
Da— диаметр якоря.
Отношение ус- для различных двигателей колеблется в очень узких пределах и обычно равно 1,25, тогда
Р,
Р
= 1,25
AempvK
10~3.
Из этой формулы видно, что чем больше будут взяты значения А и ик, тем ббльшая
€06
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
мощность может быть вписана в данный габарит двигателя.
Однако увеличивать линейную нагрузку А можно только до определённого предела, обусловленного как нагреванием обмотки якоря, так и коммутационными условиями. Практически при длительном режиме А ж- 500 а/см.
Что касается окружной скорости коллектора vK, то она для тяговых двигателей переменного тока принимается равной 0,7 'Jк макс-
Учитывая, что по конструктивным и коммутационным соображениям икмакс 50 м/сек, то
V,- < 35 м/сек.
Тогда при А = 500 а/см и vK = 35 м/сек мощность, приходящаяся на пару полюсов, для частоты 50 гц будет равна 42 квт.
При обычном диаметре колеса грузового электровоза 1 200 мм максимальный по вписыванию диаметр коллектора может быть принят примерно 600 мм. Величину полюсного деления по конструктивным соображениям выбирают не менее 120 мм, так как уменьшение расстояния между щёткодержателями ниже этого предела делает практически невозможным размещение их и приводит к чрезмерному перегреву коллектора вследствие малой удельной охлаждающей поверхности. Следовательно, максимально возможное число полюсов определится, как
п DK л • 600
<=120 16,
а максимальная мощность двигателя для частоты 50 гц
16
Р = у 42 = 336 квт.
Фиг. 06. Принципиальная схема однофазного двигателя О. В. Бенедикта
Однако в таком виде однофазный двигатель на частоте 50 гц не приемлем для реальных условий эксплуатации. Поэтому все конструктивные решения по этим двигателям в конечном счёте сводятся к тому, чтобы получить от машины достаточную мощность.
Первым решением этой задачи было предложение О. В. Бенедикта. Принципиальная схема этого двигателя показана на фиг. 66.
Основная идея этой схемы заключалась в том, чтобы у двигателя, рассчитанного на повышенную трансформаторную э. д. с. (примерно 8 в), ослаблять последнюю при пуске до приемлемого значения, а потерянную часть момента отчасти восполнять при помощи поперечной (второй) цепи.
В результате в двигателе получаются две рабочие цепи тока — основная, или продольная, A-l-l-Б с током /1 и добавочная, или поперечная, В-2-2-Д с током />.
Основная цепь представляет нормальную схему однофазного коллекторного двигателя последовательного возбуждения с обмотками главных полюсов < компенсационной Ki, добавочных полюсов Д1 и со щётками 1-1.
Добавочная цепь имеет трансформаторную связь с основной через обмотку Т. Она также имеет обмотки главных полюсов Ва, компенсационную К2 и добавочных полюсов Д2, шунтированную сопротивлением RIU(). В эту же цепь включена вторая обмотка добавочных полюсов основной цепи Д2т.
Предполагалось, что преимуществом такого двигателя будут меньшие потери в меди обмотки якоря (в 1,8 раза), чем в двигателе нормального исполнения на 50 гц при таком же пусковом моменте.
Предполагалось также, что коэффициент мощности этого двигателя при работе будет весьма большим вследствие того, что помимо э. д. с. вращения в основной цепи возникает ещё такая же э. д. с. в добавочной цепи (на щётках 2-2). Благодаря этому двигатель будет потреблять из сети опережающий ток, что весьма выгодно сточки зрения экономики энергоснабжения.
Однако у двигателя О. В. Бенедикта вследствие резкого ослабления потока при пуске происходит столь же резкое возрастание пускового тока и потерь, что приводит к неблагоприятным пусковым условиям. Кроме этого, двигатель с конструктивной стороны получается сложным из-за большого числа обмоток. Поэтому предложение О. В. Бенедикта не было принято.
Вторым решением этой задачи было создание сдвоенных двигателей на одном валу, учитывая, что на частоте 50 гц двигатели должны иметь малую длину пакета стали якоря и максимально возможный диаметр якоря. В этом случае двигатель может иметь максимальную мощность примерно 2 • 336 = = 672 квт, т. е. будет приемлем для реальных целей. Двигатели этого типа впервые были построены в Западной Германии в 1950 г. для электровоза Е244-22 с осевой формулой 0-20-2о-0 и диаметром колеса 1 250 мм. Этот двигатель име ет; часовую мощность 550 квт при скорости 70% максимальной, трансформаторную э. д. с. 3,3 в, количество полюсов 2Х 12 и вес 3 600 кг.
Следует отметить, что для однофазных коллекторных двигателей целесообразно всегда иметь возможно больший диаметр колеса электровоза, так как это мероприятие при заданной величине централи позволяет иметь наибольшее возможное передаточное число и, следовательно, наибольшую силу тяги. В конструктивном и эксплуатационном
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
607
отношении сдвоенный двигатель (фиг. 67) имеет ряд недостатков (очень тесное размещение в аксиальном направлении, два коллектора, трудность устройства вентиляции, большая длина двигателя, небольшой коэффициент мощности, сложность конструкции, высокая стоимость и др.), но по своим параметрам он близок к требуемым эксплуатационным ^показателям.
имеют эквипотенциальные соединения и между собой уравнительные соединения второго рода, проходящие под сердечником якоря. Такой тип обмотки позволяет увеличить поток на полюс вдвое по сравнению с обычным двигателем. Кроме того, он даёт возможность построить двигатель для большого тока при относительно умеренной линейной нагрузке якоря, что позволяет уменьшить количество
Середина оси
Фиг. 67. Продольный разрез сдвоенного коллекторного двигателя однофазного тока 50 гц
Третьим решением этой задачи является применение для коллекторных двигателей однофазного тока частотой 50 гц двойной параллельной обмотки, при которой можно взять расчётное значение трансформаторной э. д. с. гтр вдвое больше, чем при простой петлевой (параллельной) обмотке.
В этом случае формула для мощности на пару полюсов примет вид:
где f — перекрытие щёткой коллекторных пластин:
7=2,5 4-2,8;
а — число параллельных ветвей якоря.
При двойной параллельной обмотке а='2р, тогда э. д. с. якоря можно выразить
~'iemp vk emp’Js Е== = дк
При^переходе на двойную параллельную обмотку не удаётся поддержать высокое значение А, так как для этого потребовалось бы увеличить числа проводников и коллекторных пластин вдвое. Последнее трудно выполнить ввиду малого значения коллекторного деления в этих двигателях. В пределах реальных возможностей удаётся довести значение А до 350 и мощность па пару полюсов около 604-62 кет. Такие тяговые двигатели типа 16WB-880 построены для электровоза СС20001 французских железных дорог.
Схема такой обмотки показана на фиг. 68. Она имеет две параллельные ветви, из которых одна присоединена к чётным коллекторным пластинам, а другая к нечётным; ветви
меди и диаметр якоря. В этих двигателях трансформаторная э. д. с. при часовом режиме равна 4,3 в, а линейная нагрузка якоря составляет всего 300 а/см, благодаря чему достигается очень низкая э. д. с. реакции якоря. Двигатель с 16-ю полюсами имеет часовую мощность 530 кет при скорости 65% от максимальной и вес — 2 960 кг.
Фиг. 68. Схема двойной параллельной обмотки
Четвёртым решением этой задачи является постройка коллекторных двигателей однофазного тока частотой 50 гц с соединительными сопротивлениями между обмоткой якоря и коллектором для снижения тока короткого замыкания в коммутирующейся секции.
Эта конструкция была известна в самом начале развития тягового электромашиностроения, но она оказалась неработоспособной. В настоящее время в изменённом виде эта конструкция снова появилась.
Первые такие двигатели (двигатели типа MS-92) были построены для 24 электровозов
608
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ВВ 13000 линии Валансьенн—Тионвилль французских железных дорог. Они имеют обычную простую параллельную обмотку, 18 полюсов и часовую мощность 500 квт при скорости 50% от максимальной (700 квт при скорости 70% от максимальной) при весе 4 350 кг.
При наличии сопротивлений в соединениях обмотки якоря с коллектором допускается более высокая трансформаторная э. д. с., т. е. большие потоки на пару полюсов, что поз-
Фиг. 69. Соединительное сопротивление: /^секция обмотки; 2 — соединительное сопротивление; —коллектор; 4—коллекторная пластина; 5—вал двигателя
воляет получить и большую мощность на пару полюсов. В двигателе MS-92 трансформаторная э. д. с. при часовом режиме равна 4,65 в; однако напряжение между пластинами при трогании вследствие падения напряжения в соединительных сопротивлениях значительно ниже и при часовом режиме составляет 1,9 в.
Схема, принятая для соединительных сопротивлений в двигателях MS-92, показана на фиг. 69. Соединительные сопротивления из медно-никелевого сплава изолированы стеклянным шёлком, пропитанным кремнистым лаком; они хорошо охлаждаются воздухом,
Фиг. 70. Зависимость момента от числа оборотов при постоянном токе для двигателя MS-92
ляется припоем, имеющим высокую темпера-туру плавления (сплав свинца с оловом и серебром, температура плавления 296°С). Присоединение к секциям якоря производится обычной пайкой медью или латунью.
Соединительные сопротивления, ограничивая токи в короткозамкнутых секциях, уменьшая искрение под щетками, позволяют реализовать большие вращающие моменты двигателя при трогании локомотива. Сопротивления также хорошо влияют на сдвиг фазы токов и, кроме того, препятствуют уменьшению момен» та при трогании, как это показано на фиг. 70.
Основные технические данные существующих коллекторных двигателей однофазного тока 50 гц приведены в табл. 12. Сравнение этих двигателей, а также двигателей 50 гц, которые в настоящее время проектируются или строятся, с двигателями 162/з гц приведено в табл. 13.
Таблиц а 12
Основные технические данные коллекторных двигателей однофазного тока 50 гц
Иоказатсль Тип двигателя
С двойной параллельной обмоткой ТАМ-639 С двойной параллельной обмоткой 16WB-880 Сдвоенный двигатель ЕКВ 75 0 С сопротивлением в соединениях обмотки якоря с коллектором MS-9 2
Число ПОЛЮСОВ Часовая мощность в квт } . Напряжение в в Ток часовой в а Скорость вращения в об/мин п1пмакс cos ? К.п.д. на валу Трансформаторная э.д.с. в в Линейная нагрузка в а/см Максимальная окружная скорость коллектора в м{сек Ч ис ло щёток 294 240 1 400 0,92 0,854 16 530 250 2 780 1 060 0,65 0,89 (при 0,65 пмакс) 0,86 (при 0,65 4,3 300 47 1 6x5 = 80 2x12 550 2x235=470 1 490 1 160 0,70 3,35 480 51,5 2(5 х 12)=120 18 500 260 3 000 680 0,50 0,80 (при 0,50 пмакс) 0,865 (при 0,70 пмакс) 0,81 (при 0,50 пмакс) 0,87 (при 0,70 пиа/сс) 4,65 560 47,2 18х 5=90
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
609
Сравнительные данные однофазных двигателей
Таблица 13
Тип двигателя
Показатель ЕКВ-895 WB-358 5Л2°’ электро- Проект воза воза юдх г Е100-01 еюооз iJ48 Г- MS-92 1954 г. Двигатель MS-93 (опытный) Двигатель 20WB1140 электровоза на две частоты 1956 г.
Частота тока в гц Сила тяги при часовом режиме в т Часовая мощность Двигателя в кет Соответствующая скорость в % от максимальной Число полюсов Наружный диаметр двигателя в мм Вес Двигателя в кг Диаметр колёс электровоза в мм . 1 1 Hi 2/у 1 16 2/3 : 7)0 1а, 6 . КС1'» 1 12,7 895 950 750 7п I 7() 70 Т 1 Т i 1550 4 200 ' 3 ,)80 ) .-'00 _ -- 11 Goo 50 11,8 500 50 18 1 250 4 350 1 25D 59 15,2 810 54 18 1 250 4 450 1 250 50 18,6 840 53 20 1 259 4 900 1 250
Регулирование коммутации
В коллекторных двигателях трансформаторная э. д. с. не зависит от скорости вращения якоря и не может быть при всех режимах скомпенсирована дополнительными полюсами. При пуске коллекторного двигателя в результате малой окружной скорости якоря влияние дополнительных полюсов незначительно. При неподвижном якоре дополнительные полюсы вообще не в состоянии скомпенсировать трансформаторную э. д. с., зак как никакой э. д. с. от поля полюсов в короткозамкнутых секциях не наводится. При этом трансформаторная э. д. с. имеет наивысшее значение.
Поэтому в целях лучшего использования коллекторных двигателей 50 гц на локомотивах, предназначенных для обслуживания I рузовых и пассажирских поездов, применяют регулирование коммутации в зависимости от скорости движения.
Регулирование коммутации коллекторных двигателей широкое применение получило на электровозах ВВ13001—ВВ13024, ВВ4001 — ВВ4003 французских и турецких железных дорог.
Фиг. 71. Векторная диаграмма токов при шунтировке дополнительных полюсов омическим сопротивлением
В начале развития коллекторных двигателей для улучшения коммутации применяли шунгировку дополнительных полюсов омическим сопротивлением. В этом случае по закону сложения токов в разветвлённых цепях переменного тока ток I р в шунтирующем активном сопротивлении опережает ток I,)п в обмотке дополнительных полюсов на ' гол а (фиг. 71), представляющих собой реактивное (главным образом) и активное сопротивление.
Ток разделяется на две составляющие: /йр и I(jR . Составляющая 1 др совпадает в
фазе с током I %, протекающим через якорь, а составляющая перпендикулярна к нему.
Составляющая тока Iдр обеспечивает создание в воздушном зазоре под дополнительным полюсом магнитного потока, под влиянием которого в короткозамкнутой секции наводится э. д. с., компенсирующая реактивную э. д. с.
Фиг. 72. Схема регулирования коммутации на электровозе BB13001 французских железных дорог: ! -якорь коллекторного двигателя; 2 — обмотка до-пОлнительных полюсов; j- обмотка главных полюсов; Ч, 5. 6 и 7 — контакторы кулачкового переклю чателя; 6’— реактор для разряда батарей конденса торов; S—сигнальная лампа «Конденсаторы отключены»; 1и- повышающий трансформатор; 7? г? RGc—омические сопротивления; X— индуктивное сопротивление; С—конденсаторы мощностью 150 квар
Составляющая тока создаёт под дополнительным полюсом поле, обеспечивающее, при определенной скорости вращения якоря, наведение в короткозамкнутых витках его-э. д. с., компенсирующую трансформаторную-э. д. с.
Чтобы обеспечить компенсацию трансформаторной э. д. с. при различных скоростях, и в особенности при пуске, на. электровозах
39 Том 9
610
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ВВ13001—ВВ13024 применено'три вида регулирования коммутации (фиг. 72):
Способ шунтировки дополнительных полюсов
Скорость движения в км/час
Омическим сопротивлением /? + /?вс и ёмкостью С . . .
Омическим сопротивлением/?
Омическим сопротивлением 7? и индуктивным сопро- i тивлением X ....... .
0—30
30—64
64—105
Для уменьшения габарита и веса батареи конденсаторов она питается через повышающий трансформатор. При скоростях свыше 30 км/час конденсаторы подключаются контактором к выводам 600 в, от которых питаются вспомогательные машины, что способствует улучшению среднего коэффициента
Фиг. 73. Векторные диаграммы токов при шувтировке дополнительных полюсов омическим сопротивлением и емкостью
которой можно сообщить любое требуемое положение, чтобы создать поле, необходимое для компенсации трансформаторной э. д. с. при заданной скорости.
При подключении индуктивности X составляющая Q (фиг. 74) уменьшается (точка Д"), благодаря этому уменьшается и соответствующее поле в воздушном пространстве между дополнительным полюсом и сердечником якоря.
Фиг. 75. Ограничение работы коллекторного двигателя MS-92 по коммутации
Регулирование коммутации на электровозах ВВ4001—ВВ4003 с коллекторными двигателями типа MS-72 турецких железных дорог применяется: в диапазоне скоростей от 0 до 36 км/час — омическим сопротивлением и ёмкостью и от 36 до 90 км/час — одним омическим сопротивлением.
Благодаря применению схемы регулирования коммутации пределы работы двигателя значительно расширяются (фиг. 75), а наличие соединительных сопротивлений ограничивает эффективное напряжение между пластинами коллектора (фиг. 76) при неподвижном якоре (благодаря возрастанию падения напряжения в соединительных сопротивлениях).
мощности электровоза. Необходимые переключения схемы регулирования коммутации осуществляются кулачковым переключателем, который связан с указателем скорости.
При подключении ёмкости С и дополнительного омического сопротивления RfiC по-
Фиг. 74. Векторная диаграмма токов при шунтировке Дополнительных полюсов омическим и индуктивным сопротивлением
лучаем две составляющие Iс (фиг. 73) и 1 Rec и Результирующую It. В результате этого составляющая Q смещается в точку Л',
Фиг. 76. Кривые е = f (/) двигателя MS-92:
1- трансформаторная э. д. с.; 2 -эффективное напряжение между пластинами коллектора; 3—падение напряжения в соединительных сопротивлениях
Иногда для улучшения коммутации (осо* бепно при пуске и разгоне) применяют уменьшение силы тяги. Такие меры предусмотрены на электросекции Z9052 + 2S19052 с тяговыми коллекторными двигателями типа ELM-670 французских железных дорог. Характеристики двигателя типа ELM-670 показаны на фиг. 77.
Однако, несмотря на улучшение конструкции, коллекторные двигатели 50 гц имеют к. п. д. примерно на 4% меньше, чем двигатели постоянного тока.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
611
Фгг. 77. Характеристики тягового коллекторного двигателя ELM-670 моторного вагона Z9052
Конструкция коллекторных двигателей однофазного тока 50 гц
В первые годы развития электрической тя-1 и были испытаны все известные в то время коллекторные двигатели однофазного тока. При этом наилучшие свойства показали коллекторные двигатели последовательного воз-б\ ждения. По принципу действия коллекторный двигатель однофазного тока ничем не отличается от обычного двигателя постоянно! о тока с последовательным возбуждением.
Коллекторный двигатель однофазного тока частотой 50 гц состоит из статора, якоря, щёточного устройства и подшипниковых щитов.
Статор. В отличие от тяговых двигателей постоянного тока статор коллекторного двигателя состоит из корпуса и сердечника.
Вследствие наличия пульсирующего магнитного потока и больших потерь на вихревые токи сердечники статоров выполняются наборными из отдельных штампованных листов электротехнической стали, изолированных между собой плёнкой лака.
Выполнение таких сердечников вызывается также и тем, что однофазные двигатели являются многойолюсными машинами. Сердечник однофазного двигателя не несёт механических нагрузок и укрепляется в стальном корпусе, который служит одновременно для крепления всех деталей двигателя и воспринятая механических нагрузок.
Корпуса отливаются из стали или свариваются из стального проката.
На фиг. 78 показан общий вид коллекторного двигателя MS-92 со сварным корпусом нз стальных листов, а на фиг. 79 — статор коллекторного двигателя 16WB-880 с литым корпусом.
Обмотки статора состоят из ряда катушек, закладываемых в пазы сердечника через уширенные пазовые прорези. По своей форме и характеру эти катушки напоминают катуш
ки машин переменного тока общего электромашиностроения.
В сердечнике статора между главными и дополнительными полюсами предусматриваются вентиляционные каналы.
Изоляция катушек главных полюсов статора современных двигателей (MS-92, MS-93 и др.) обычно изготовляется на стеклянной основе.
Фиг. 78. Общий вид коллекторного двигателя MS-92 со сварным корпусом
Катушки дополнительных полюсов подвергаются особой пропитке в запекающихся лаках, обеспечивающей их однородность и жёсткость.
Я корь. Так же как у двигателей постоянного тока, якорь коллекторных двигателей однофазного тока частотой 50 гц со-
Фиг. 79. Статор с литым корпусом коллекторного двигателя. 16WB-880
стоит из вала, сердечника, нажимных шайб, обмотки и коллектора. Конструкция этих узлов, за исключением обмотки (так как двигатели выполняются на сравнительно небольшое напряжение) и коллектора (у двигателей с соединительными сопротивлениями), ничем не отличается от двигателей постоянного тока.
У современных коллекторных двигателей 50 гц напряжение на коллекторе редко превышает 260—300 в. Это даёт возможность выполнять сравнительно тонкую покровную изоляцию катушек обмотки якоря.
Катушки якорной обмотки не имеют общей опрессованной изоляции. Покровная изоляция катушки предварительно укладывается 39*
612
ЭЛЕТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
в виде изоляционной гильзы. Затем в паз закладываются изолированные проводники и края гильзы отгибаются под пазовый клин, создавая замкнутую покровную изоляцию катушки.
Коллекторы у двигателей с соединительными сопротивлениями из медно-никелевых
Фиг. 80. Соединительные сопротивления, смонтированные на втулке якоря: 1—сопротивление; 2—втулка; 3— отверстие для пропуска потока воздуха
сплавов монтируют на валу машины с учё. том следующих основных условий:
1) удаления соединительных сопротивлений от всех магнитных цепей с целью сведения к минимуму э. д. с. самоиндукции и обеспечения правильного распределения реактивных напряжений различных витков обмотки, благодаря чему достигается правильная коммутация на всех пластинах;
2) обеспечения непосредственного контакта соединительных сопротивлений с охлаждающим воздухом, чтобы не допускать излишней тепловой перегрузки якорей;
Фиг. 81. Якорь двигателя MS-92
3) объединения коллектора и соединительных сопротивлений в общий блок для удобства монтажа. Такая конструкция была достигнута благодаря расположению соединительных сопротивлений внутри сердечника якоря на специальной втулке (фиг. 80). Из-за большой величины тока (3 000 а при часовом режиме) рабочая длина коллекторных пластин двигателя MS-92 получается значительной (фиг. 81). Наличие соединительных сопротивлений и большого выделения тепла
обусловили расположение вентиляционных каналов и вентиляцию двигателя MS-92.
Воздух, поступающий в двигатель MS-92, проходит: по внешней поверхности сердечника статора А (фиг. 82), активная поверхность
Фиг. 82. Распределение потоков воздуха в дви-гателе MS-92
которого увеличена соответствующими рёб-рами (поток /); по каналам между катушками возбуждения и катушками дополнительных полюсов статора (потоки II и 11/); по воздушному пространству между статором А и сердечником якоря В (поток /У); через вентиляционные каналы сердечника якоря (поток V) и через втулку якоря, где поток VI подразделяется на два потока: один проходит между соединительными сопротивлениями С и втулкой якоря; второй поток — через соединительные сопротивления. Потоки воздуха У и VI обтекают поверхность коллектора К, для чего петушки коллекторных пластин имеют специальную форму для получения общего сечения, достаточного для пропуска нужного количества воздуха и отвода части тепла, выделяемого в обмотке якоря.
Щёточное устройство. Для увеличения сопротивления коммутирующей секции, а следовательно, для уменьшения тока короткого ------------
замыкания под щётками при-меняют расслоённые щётки и '~~'к у щёткодержатели с изолирован-ными гнездами. Щётки обычно состоят из трёх частей: 1, 2 и 3 (фиг. 83), склеенных изолирующими прослойками 4. Соединение отдельных частей щётки осуществляется через переходные контакты и на- —
жимные пальцы. Такое уст- Фиг. 83. Рассло-ройство увеличивает сопротив- к®ллекТОрн™о ление щетки для коммута- двигателя
ционных токов. Щёткодержа- MS-92 тели оборудованы устройствами, обеспечивающими выравнивание усилий, действующих на отдельные щётки одного ряда. На фиг. 84 показаны щёткодержатели различных типов коллекторных двигателей 50 гц.
В связи с тем что щёткодержатели имеют большой вес и доступ к ним затруднён, применяют для удержания их специальную траверсу 1, не употребляемую обычно у тяговых двигателей постоянного тока.
В большинстве случаев траверса делается поворотной на 360° с тем, чтобы имелась воз
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
613
можность обслуживания и осмотра всех щёткодержателей 2 через один или, в крайнем случае, через два коллекторных люка.
Траверса представляет собой жёсткую кольцевую конструкцию, обеспечивающую за-
Фиг. 84. Щёткодержатели коллекторных двигателей типов; a-ELM-670; б — 1 6WB-880
крепление каждого щёткодержателя в двух точках с малым консольным вылетом.
Конструкция механизма поворота и закрепления траверсы щёткодержателей показана па фиг. 85. Поворот траверсы ] производят скреплённым с пей зубчатым венцом 2, который поворачивается небольшим зубчатым колесом укреплённым в корпусе двигателя. Для поворота зубчатое колесо снабжено квадратным штифтом 4, на который насаживается съёмный маховик. Фиксация траверсы в нужном положении осуществляется защёлкивающим штифтом 5. Для поворота траверсы необходимо оттянуть штифт 5 из фиксирующего гнезда б на траверсе/. Для удержания траверсы в зафиксированном положении служит колодка 7, которая для закрепления траверсы прижимается к опорной поверхности на ободе венца 2 нажимным винтом 8. Винт 8 предохраняется от самопроизвольного развёртывания специальным устройством 9.
Щётки в щёткодержателях устанавливают в шахматном порядке, чем достигается более равномерный износ коллектора по рабочей поверхности.
Фиг.'85. Механизм поворота траверсы с щёткодержателями однофазного коллекторного тягового двигателя 50 гц
Подшипниковые щиты кол-лекторых' двигателей принципиально не отличаются от подшипниковых щитов двигателей постоянного тока (фиг. 86).
Фиг. 86. Общий вид тягового коллекторного двигателя однофазного тока 50 гц типа MS-72: 1 — подшипниковый щит; 2 — вентиляционное отверстие; 3—шина выводная; 4 — вкладыш подшипника полого вала; 5—камеры с постоянным уровнем смазки
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформаторы электрических локомотивов с коллекторными двигателями принципиально не отличаются от трансформаторов локомотивов с ионными преобразователями. Трансформатор изготовляют как с регулированием напряжения на стороне высшего напряжения, так и с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения.
614
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Регулирование напряжения применено: на стороне высшего напряжения трансформатора на электровозах СС20001, СС20002,ВВ13001 — ВВ13053 и др.; на стороне низшего напряжения на электровозах ЕД441 и др. На моторных вагонах наибольшее распространение получило регулирование напряжения на стороне низшего напряжения.
Ступени трансформатора рассчитывают исходя из колебаний пускового тока в выбранных пределах /min и /тах, так же как при реостатном пуске двигателей постоянного тока. Для построения векторных диаграмм и определения ступеней трансформатора необходимо знать полное сопротивление обмоток двигателя cos у для тока /min и /тах н скоростную характеристику двигателя.
Для перехода с одной ступени трансформатора на другую под нагрузкой применяют схемы с переходным реостатом, с переходными (делительными) катушками и др.
Схема, поясняющая способ перехода с переходным реостатом, приведена на фиг. 87, а векторная диаграмма для всех моментов перехода—на фиг. 88.
На 1-й ступени включён контактор 1 и напряжение на зажимах двигателя составляет иг. При переходе на 2-ю ступень вначале включается контактор 2 и секция обмотки трансформатора замыкается иа сопротивление R- Затем выключается контактор 1. На 2-й ступени включается контактор 3 и напряжение на зажимах двигателя будет Ь'г. Путём подбора переходного сопротивления R переход без разрыва цепи не сопровождается уменьшением тока ниже /min-
Фиг. 87. Схема перехода с переходным реостатом
A ADO соответствует диаграмме напряжений до перехода U = I = /min; а АЕО— 2-й ступени, на которой к цепи двигателя подведено напряжение U2, но последовательно включено сопротивление R и ток остаётся равным /min и А ВСО~2-й ступени без переходного сопротивления, причём переход сопровождается толчком до /тах •
Из векторной диаграммы следует, что если R^min = я >
а
R =
^min
где ДЕ^—приращение э. д. с. при разгоне на 2-й ступени,
то при переходе на 2-ю ступень ток сохра-ДЕД
няет величину / . . При Е < а---полу-
1 min
чится некоторый толчок тока, но не превышающий / , так как ток может достигнуть
Фиг. 88. Векторная диаграмма при переходе с переходным реостатом
ДЕ/ только при R = 0. При R > ------ток
тах 1 min
на переходной ступени уменьшится ниже тока /min . Следовательно, для обеспечения перехода без уменьшения тока и падения тя-ДЕ>7
гового усилия необходимо, чтобы R -; ----.
* min
Для различных ступеней ДЕд различно, поэтому величина R выбирается по наименьшему значению.
Схемы перехода с делительными катушками на электрических локомотивах с коллекторными двигателями принципально не отличаются от таких же схем на локомотивах с ионными преобразователями.
При схеме перехода с одной делительной катушкой число ступеней равно
W = A\ — 1,
где Л'г — число выводов трансформатора.
Поэтому для увеличения числа ступеней без увеличения числа выводов трансформатора и распределения тока на несколько контакторов на некоторых локомотивах применяют схемы с тремя делительными катушками. На фиг. 89 показана одна из таких схем, при меняемая на моторном вагоне с коллекторными двигателями турецких железных дорог.
При семи выводах вторичной обмотки схема имеет 22 ступени, из которых 11 являются ходовыми; напряжение на зажимах двигателей изменяется от Одо 256 а. В этой схеме переход с одной ступени на другую осуществляется автоматически кулачковыми контакторами регулятора напряжения под контролем реле ускорения при постоянном тяговом усилии.
Общий вид трансформатора моторного вагона турецких железных дорог показан на фиг. 90. Для охлаждения масла этот трансформатор снабжён трубчатыми радиаторами, вваренными в боковые стенки бака. Охлаждение масла осуществляется встречным потоком воз-
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
615
Фиг. 89. Схема перехода с делительными катушками моторного вагона с коллекторными двигателями турецких железных дорог: /7—пантограф; А и Л—обмотки высокой и низкой сторон трансформатора; 1 — 28 — кулачковые контакторы регулятора напряжения: Дг, Дъ,
Д , Д2. д' —обмотки делительных катушек; 1 и // — коллекторные тяговые двигатели 50 гц
духа во время движения. Циркуляция масла в баке и трубах происходит за счёт конвекции.
Трансформаторы электровозов с коллекторными двигателями, как правило, имеют независимое охлаждение и принудительную циркуляцию масла.
Фиг. 90. Общий вид трансформатора моторного вагона пригородной линии Стамбула
По конструкции трансформаторы электровозов с коллекторными двигателями почти не отличаются от трансформаторов локомотивов с ионными преобразователями. Так, например, трансформаторы электровозов типов ВВ13000 и ВВ12000 французских железных дорог имеют одинаковую конструкцию (см. фиг. 23).
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
Тяговые коллекторные двигатели однофазного тока 50 гц с последовательным возбуждением, так же как и тяговые двигатели постоянного тока, могут работать в режиме рекуперативного и реостатного торможения.
Рекуперативное торможение
При рекуперативном торможении коллекторные двигатели с последовательным возбуждением не обеспечивают устойчивого режима рекуперации. Поэтому рекуперативное торможение коллекторными двигателями осуществляется при параллельном возбуждении с применением различных схем питания обмоток возбуждения, обеспечивающих необходимый сдвиг тока по фазе. Наибольшее распространение получили схемы с независимым возбуждением, под которым понимается питание обмоток возбуждения дигателей от вращающейся машины. В отличие от схемы локомотива постоянного тока, где мотор-генератор (возбудитель) необходим для получения тока низкого напряжения, в данном случае вращающаяся машина используется для смещения по фазе напряжения иа обмотках возбуждения двигателей, работающих в генераторном режиме. В качестве возбудителя может быть применён индукционный фазопреобразователь или использован один или два тяговых двигателя.
Простейшая схема рекуперативного торможения с использованием одного тягового двигателя в качестве возбудителя показана на фиг. 91. Для регулирования по фазе напряжения возбуждения двигателя, работающего в генераторном режиме, в цепь тока возбуждения вводится напряжение б/2 от части вторичной обмотки трансформатора. В схеме имеется два тяговых двигателя — I и II', при этом двигатель I работает в качестве возбудителя, а двигатель II — в качестве генератора.
Векторная диаграмма этой схемы приведена на фиг. 92. Напряжение U1, подведённое к зажимам обмотки возбуждения машины, обусловливает ток Ilt отстающий от на щ, который вследствие высокой индуктивности цепи возбуждения близок к ~. В фазе с током находится поток Ф возбудителя и э. д. с. вращения Еф, генерируемая потоком
616
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Ф в обмотке якоря возбудителя. Учитывая напряжение U2, вводимое в контур цепи возбуждения двигателя, получаем результирующую э. д. с. Ев этого контура, являющуюся
Фиг. 91. Схема рекуперативного торможения с использованием одного тягового двигателя в качестве возбудителя
суммой Et и U2- Ток 1в намагничивающего контура вследствие высокой индуктивности этой цепи будет отставать от полученной э. д. с. на
Фиг. 92. Векторная диаграмма
рекуперативного торможения
поток Фр двигателя II и его э. д. с. вращения Е. Последняя г, сумме с — 1х и — 1R (где / — ток якоря двигателя II, a R и х— активное и реактивное сопротивления рабочей цепи двигателя) должны давать напряжение U, равное по величине и обратное по знаку напряжению сети, представленной соответствующей частью вторичной обмотки трансформатора. Соотношение между х и R совместно с условием перпендикулярности векторов 1х и IR определяет при определённой величине Е ток якоря двигателя как по
фазе, так и по величине. Ток I перпендикулярен вектору 1х и пропорционален ему же. В этой схеме угол ср, определяющий коэффициент мощности машины при работе в генераторном режиме, небольшой, так что коэффициент мощности получается близким единице. Увеличивая иди уменьшая напряжение U2, можно регулировать как степень торможения (ток /), так и коэффициент мощности.
Подобная схема рекуперации с использованием двух тяговых двигателей в качестве возбудителей применена на электровозе СС20001 французских железных дорог. Характеристики рекуперативного торможения этого электровоза приведены на фиг. 93.
Фиг. 93. Характеристики рекуперативного торможения электровоза СС20001 французских железных дорог: 7 —ограничение при токе 2 000 а; /7 —то же при токе 2 4 00 а
Однако эти схемы имеют недостаток, так как двигатели, работающие в качестве возбудителей, дают на осях меньший тормозной момент по сравнению с остальными двигателями.
Реостатное торможение
Реостатное торможение может осуществляться таким же путём, как и при двигателях постоянного тока, т. е. при последовательном включении обмотки якоря с переключением её концов. Двигатели однофазного тока при этом будут работать как генераторы с последовательным возбуждением постоянного тока.
Для обеспечения остаточного магнетизма перед переходом на реостатное торможение обмотки возбуждения можно кратковременно намагничивать постоянным током от аккумуляторной батареи или же переводить их на независимое возбуждение от возбудителя постоянного тока с независимым возбуждением. Можно применять и схемы возбуждения от трансформатора»переменным током.
Однако, хотя эти способы реостатного торможения просты, тем не менее они почти не получили распространения на электровозах вследствие невозможности использовать коммутирующую аппаратуру для регулирования тормозного режима и необходимости постановки специальных тормозных сопротивлений.
Реостатное торможение возможно и при работе коллекторных двигателей как генераторов переменного тока. С точки зрения нагревания двигателей выгоднее реостатное
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
617
торможение на постоянном токе. При переменном токе, как правило, cos <р< 1, а следовательно, при данной мощности ток и соответственно медные потери и потери в стали больше, чем при постоянном токе.
Фиг. 94. Схема реостатного торможения на переменном токе
Преимуществом реостатного торможения переменным током является возможность использования ступеней трансформатора для регулирования тормозного режима (фиг. 94).
В схеме фиг. 94 обмотка возбуждения двигателя питается переменным током от главного трансформатора. Ток возбуждения регулируется посредством аппаратов, кото-
MWMVWWWAV НК-
Фиг. 95. Схема реостатного торможения на переменном токе с понижающим автотрансформатором
рые служат на тяговом режиме для управле-ния двигателями. Однако схема фиг. 94 не обеспечивает достаточно плавного регулирования реостатного торможения. Большее число ступеней дает схема, показанная на фиг. 95, в которой питание обмотки возбуждения происходит через понижающий автотрансформатор Т.
АППАРАТЫ СИЛОВОЙ ЦЕПИ И ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ
Эти аппараты с конструктивной стороны незначительно отличаются от таких же ап»
парадов локомотивов с ионными преобразователями и локомотивов постоянного тока.
Некоторыми особенностями отличаются главные выключатели типа АС12-12А электрических локомотивов турецких железных дорог.
Выключатель АС12-12А состоит из изоляционного цилиндра 1 (фиг. 96), с одного конца которого установлен неподвижный контакт с клеммой 2, с другого—пневматический привод и подвижный контакт.
Фиг. 96. Общий вид главного выключателя типа АС12-12А Альстома
Аппаратура управления 3 и резервуар 4 со сжатым воздухом расположены в нижней части выключателя. Этот тип выключателя имеет небольшие размеры (равные сдвоенному плафону), что даёт возможность разместить его в потолке моторного вагона электросекции, не снижая полезной высоты пассажирского помещения.
Выключатель типа АС12-12А имеет следующие данные:
Номинальное напряжение в кв . 25
Номинальный ток в а ......... 400
Разрывная мощность в ква . . 200 000
Фиг. 97. Общий вид плавкого предохранителя высокого напряжения типа BA-Dion моторного вагона турецких железных дорог
На моторных вагонах турецких железных дорог, кроме главных выключателей, в качестве дополнительной защиты применяются плавкие предохранители высокого напряжения. На фиг. 97 показан общий вид такого предохранителя на 25 кв и 100 а моторного вагона турецких железных дорог.
Предохранитель состоит из фарфоровой трубки 1, двух опорных изоляторов 2 и 3
618
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
и основания 4. Внутри трубки 1 помещаются фарфоровый стержень, на который навита спираль из плавкой проволоки, и дионизиру-ющая смесь.
Предохранитель калибруется таким образом, чтобы перегорание происходило во время нарастания тока короткого замыкания, прежде чем ток достигнет первого максимального значения.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
К вспомогательным машинам на электровозах с коллекторными двигателями относятся: мотор-компрессоры, служащие источником сжатого воздуха для тормозной и пневматической системы; мотор-вентиляторы для охлаждения тяговых двигателей, коммутационных сопротивлений, масляных радиаторов и переходных сопротивлений; мотор-насосы для циркуляции масла в трансформаторах.
Электродвигателями этих машин в большинстве случаев являются асинхронные, трёхфазные, короткозамкнутые машины с питанием от однофазно-трёхфазного вращающегося преобразователя. Напряжение этих электродвигателей обычно не превышает 380 в.
Кроме указанных выше вспомогательных машин, на некоторых электровозах для зарядки аккумуляторных батарей установлены генераторы тока управления с приводом от однофазно-трёхфазных преобразователей.
К вспомогательным машинам моторных вагонов относятся компрессоры большей части с конденсаторными электродвигателями. Мотор-компрессоры электровозов и моторных вагонов иногда снабжаются радиаторами для охлаждения сжатого воздуха (фиг. 98).
Генераторы тока управления, которые уста" новлены на каждом локомотиве постоянного тока, на моторных вагонах с коллекторными двигателями 50 гц, в большинстве случаев отсутствуют, так как питание цепей управ-
Фиг. 98. Общий вид мотор-компрессора 241VB мотор ' ного вагона турецких железных дорог: / — электро" двигатель; 2 — четырёхцилиндровый V-образной фор -мы компрессор; 3 — радиатор; 4 — каркас для подвески
ления осуществляется от аккумуляторных батарей, заряжаемых от сухих селеновых выпрямителей. Наибольшее распространение получили кадмиево-никелевые батареи ёмкостью 80—100 а-ч и напряжением 72 в.
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Расположение оборудования на электровозах
Требования, предъявляемые к расположению оборудования на электровозах с
Фиг. 99. Расположение оборудования на электровозе ВВ4003 турецких 1 железных~ дорог: / — пантографы; 2 —главный выключатель типа АС12-12А; 3 — трансформатор; 4 — тяговые коллекторные двигатели; 5 — мотор-вентиляторы для охлаждения тяговых Двигателей; 6 — мотор-вентилятор для охлаждения трансформатора; 7 — реверсоры; 8— контакторы: 9 — мотор-компрессор; 10 — однофазно-трёхфазный преобразователь; 11 — трансформаторыi и конденсаторы коммутационного оборудования; 12— коммутационные сопротивления; 13 — пневматическая аппаратура; 14 — сухой выпрямитель для зарядки аккумуляторной батареи;
/5 — аккумуляторная батарея; 16 — шкаф с реле; 17— пульт .управления; ,18— коридоры (проходы)
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
619'
Фиг. 100. Расположение оборудования на электровозе СС2001 ' французских’железных !
дорог: / — пантографы; 2 — отключатели пантографов; 3 — переключатель заземления: I
4 —главный выключатель; 5 — трансформатор; 6 — контакторы для переключения ступеней [
трансформатора; 7—возбудитель (рекуперативный агрегат); 5 —тормозной и групповой |
переключатели; 9 — омические сопротивления для улучшения коммутации; 10 — индуктив- ;
ные сопротивления; //—дроссельные катушки; 12 — быстродействующий выключатель для \
работы на постоянном токе; 13— переключатель питания с однофазного тока на постоянный; 14 — преобразовательный агрегат; /5 —возбудитель преобразовательного агрегата; !
16 — контактор отопления; 17 — контактор преобразовательного агрегата; 18 — панели <
плавких предохранителей и реле; 19 — контакторы вспомогательных приборов; 20—мотор- i
компрессор; 21—мотор-вентнляторы для охлаждения тяговых коллекторных двигателей и :
трансформатора; 22 — мотор-насос для циркуляции масла; 23—мотор-вентилятор для |
охлаждения омических сопротивлений и тяговых коллекторных двигателей; |24 — пре- |
образователь фаз Арно с генератором тока управления; 25 — аккумуляторная . атарея; i
26 — реактор; 27 —пульты управления; 28 — прожектор буферный ;
Фиг- 101. Расположение оборудования на электровозе ВВ 13001 французских железных дорог: / — пантографы; 2 — главный выключатель; з - переключатель заземления; 4 — пульт управления; 5 —трансформатор; 6 — переключатель ступеней; 7—переходное сопротивление переключателя; 8 —тяговые коллекторные двигатели; 9 — реверсоры; /^—главные сопротивления; //—вспомогательные сопротивления; 12 — реакторы; /3 —коммутационные трансформаторы (для питания конденсаторов); / 4 — конденсаторы; 15 — однофазно-трёхфазный преобразователь фаз Арно; 16 -генератор тока управления для зарядки аккумуляторной батареи; 17— аккумуляторная батарея; 18 — мотор-вентиляторы;
19 — мотор-компрессор; 20 — контактор отопления; 21—мотор-насос; 22—контакторы переключателя
620
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
коллекторными двигателями, такие же, как и на электровозах постоянного тока. Большинство электровозов с коллекторными двигателями выполнено с двумя кабинами управления по концам; при этом оборудование размещается между кабинами. Для удобства доступа осмотра электрических аппаратов и машин предусматривают боковые коридоры (проходы). Токоведущие части оборудования низкой стороны напряжения обычно ограждаются лёгкими защитными кожухами. Оборудование высокой стороны ограждается сетками с соответствующими электрическими и механическими блокировками.
На электровозах широко применяется агрегатный (блочный) способ монтажа.
Монтаж и крепление проводов и кабелей выполнены так же, как и на электровозах постоянного тока (см. раздел «Электроподвиж-ной состав постоянного тока»).
Примеры расположения оборудования показаны на фиг. 99, 100 и 101.
Вспомогательные машины в большинстве случаев имеют двухъярусное расположение (фиг. 102), причём в отличие от наших электровозов постоянного тока на электровозах ВВ4001—ВВ4003 мотор-вентиляторы под-
вешены к каркасу крыши кузова, а мотор -компрессоры установлены внизу (в первом ярусе), это облегчает обслуживание последних, а также улучшает систему вентиляции.
Фиг. 102 Общий вид коридора электровоза
ВВ4003
Фиг. 103. Общий вид кабины управления электровоза ВВ4003
Расположение оборудования на электросекциях
При расположении оборудования на электросекциях с коллекторными двигателями 50 гц руководствуются теми же соображениями, что и на электросекциях постоянного тока, которые описаны в разделе «Электро-подвижной состав постоянного тока».
Исходя из соображения наибольшего сохранения максимальной полезной площади
Фиг. 104. Общий вид кабины управления электросекции с коллекторными двигателями турецких железных дорог
В связи с применением на большинстве электровозов управления с ручным приводом в кабинах управления устанавливают пульты с маховиками, которые связаны механически с переключающей аппаратурой. На фиг. 103 показан общий вид кабины управления электровоза ВВ4003.
для пассажирских помещений, всё оборудование почти на всех электросекциях размещается под рамами кузовов, в кабинах управления и на крышах вагонов. В пассажирских помещениях размещаются только терморегуляторы, а на некоторых электросекциях (как, например, на электросекциях ту
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
621
рецких железных дорог) приводы управления главными выключателями.
На электросекциях, так же каки на электровозах, широко применяется агрегатный способ монтажа. Для удобства обслуживания и контроля аппараты, требующие хорошей защиты от пыли и постоянного наблюдения, объединяются в отдельные шкафы и размещаются в перегородках кабины управления под крышками из органического стекла.
Кабины управления почти всех электро-секций оборудованы устройством безопасности на случай потери сознания машинистом. Это устройство состоит из воздушного резервуара и блокировочного устройства с замедленным действием, которое нормально под воздействием машиниста держится под атмосферным давлением, а при отсутствии указанного воздействия вызывает с интервалами по несколько секунд, включение предупредительного звонка, затем отключение главного выключателя и, наконец, экстренное торможение поезда.
На фиг. 104 показаны общий вид кабины управления электросекции турецких железных дорог.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Силовые схемы
Принципиальная схема силовой цепи электровоза ВВ13001 французских железных дорог показана на фиг. 105.
С помощью переключателя ступеней (который рассчитан на 20 ступеней) напряжение регулируется от 0 до 15 кв на регулировочной обмотке 12 трансформатора. От вторичной обмотки 13 низкого напряжения питаются две группы тяговых коллекторных двигателей I, 11, Ill и IV.
Реверсирование тяговых двигателей производится контакторами реверсоров 14 и 15.
Управление переключателем ступеней и реверсорами ручное, что значительно упрощает электрическую схему электровоза и осуществляется из кабины машиниста маховиком и реверсивной рукояткой.
Реверсивная рукоятка механически сблокирована с приводом переключателя ступеней. Поворот _ маховика возможен при установке реверсивной рукоятки «Вперёд» или «Назад».
При первых оборотах маховика (на подготовительных ступенях) включаются главный выключатель 4, преобразователь фаз Лрпо, масляный насос и мотор-вентиляторы. Для питания этих вспомогательных машин, а также и мотор-компрессора в трансформаторе предусмотрена обмотка 18. При дальнейшем вращении маховика происходит переключение ступеней переключателя и изменение напряжения на обмотке 12 трансформатора. Передача привода рассчитана так, что при каждом обороте маховика переключается одна ступень.
Для защиты силовой цепи от перегрузки служит реле перегрузки 16, которое подключено к цепи через трансформатор тока 17.
105. Принципиальная силовая
схема электровоза ВВ13001 французских железных дорог
Фиг.
Силовая цепь состоит из двух пантографов 1 и 2, разъединителя пантографов 3, Iлавного выключателя 4, переключателя заземления 5, проходного изолятора 6, первичной обмотки 7 трансформатора, переключателя ступеней 8, переходного сопротивления 9 и контакторов 10 и 11 переключателя ступеней.
Па зарубежных железных дорогах при электрической тяге отопление пассажирских вагонов производится электронагревательными приборами. Для питания этих приборов в трансформаторе предусматривается специальная обмотка 19. Для защиты цепей отопления служит реле перегрузки 20, подключён
622
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ное к цепи через блокировку коробки ключей 41 и трансформатор 21.
Соединение цепей отопления электровоза и вагонов производят через контактор 36,
СС20001 при тяговом режиме и напряжении 25 кв.
Изменение напряжения на зажимах коллекторных двигателей I—VI осуществляется
Фиг. Ю6. Принципиальная силовая схема электровоза ВВ4003 турецких железных дорог: 1 и 2 —пантографы; 3 — разъединитель пантографов; 4—главный выключатель; 5 —переключатель заземления; 6—проходной изолятор; 7 —трансформатор; 8 — секционный регулятор напряжения; 9 — реверсор; 10 и // — омические и ёмкостные сопротивления для улучшения коммутации; /—IV — якори тяговых двигателей
блокировку 37, розетки 28 и 29 и гибкие кабели со штепсельными головками 30 и 31.
Режим работы тяговых двигателей, расход электрической энергии, состояние изоляции машинист контролирует: по амперметрам 22 и 23, счётчику 24 (которые подключены к цепи через трансформаторы тока 25 и 26), вольтметрам 39 и 40, реле минимального напряжения 38 и реле заземления 27.
Для шунтировкн реле заземления в схеме предусмотрены клеммы 32 и 33 и сопротивления 34 и 35.
Принципиальная схема силовой цепи электровоза ВВ4003 турецких железных дорог показана на фиг. 106.
В силовой цепи электровоза ВВ4003 блокировки и защитные устройства сведены до минимума и схема незначительно отличается от схемы силовой цепи электровоза ВВ 13001.
Принципиальная схема силовой цепи электровоза СС20001. В отличие от электровозов ВВ13001 и ВВ4003 электрические цепи электровоза СС20001 рассчитаны для работы на двух участках: переменного тока напряжением 25 кв и постоянного — напряжением 1 500 в с применением рекуперативного торможения.
Па фиг. 107 показана принципиальная схема силовой цепи электровоза
регулированием напряжения иа [вторичной обмотке 3 трансформатора путём переклю-
Фиг. 1 07. Принципиальная схема силовой цепи электровоза СС20001 Французских железных дорог при тяговом режиме и напряжении 25 кв
чения ступеней контакторами 1 и 2 группового переключателя. Переход с одной
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
623
ступени трансформатора на другую осуществляется с помощью делительных катушек 4.
Первичная обмотка 5 трансформатора через главный выключатель 6 и трансформатор гока 7 подключена к цепи пантографов 3 и 9.
Реверсирование двигателей осуществляется контактами 10 реверсора.
Для регулирования коммутации в схеме предусмотрены омические сопротивления И.
Защита тяговых двигателей от перегрузок и коротких замыканий осуществляется реле перегрузки 12, которые включены в каждую параллельную цепь через трансформаторы ока 13. Реле перегрузки воздействуют на специально предусмотренные контакторы.
Фиг. 1 08. Принципиальная схема силовой цепи электровоза CC2000I при тяговом режиме и напряжении 1 500 в
Защита от коротких замыканий на высокой о низкой стороне трансформатора производится главным выключателем 6. Для заземления цепи пантографов предусмотрен переключатель 14. Защита тяговых двигателей от коротких замыканий при пробое на землю производится реле заземления 15.
Принципиальная схема силовой цепи «лектровоза СС20001 при тяговом режиме и напряжении 1 500 в показана на фиг. 108. Для преобразования постоянного тока напряжением 1 500 в в однофазный ток с часто--ой 50 гц служит электродвигатель постоянного тока 4, который вращает якорь генера-гэра переменного тока 5. От генератора 5 питается вторичная обмотка 3 трансформатора. Регулирование напряжения на зажимах тяговых двигателей I—VI осуществляется контакторами 1 и 2 так же, как и на участке с напряжением 25 кв. Защита от перегрузок и токов короткого замыкания осуществляется реле перегрузки и выключателем 6.
Принципиальная схема силовой цепи электровоза СС20001 при рекуперативном режиме показана на фиг. 109. При рекуперативном
Фиг. 109. Принципиальная схема силовой цепи электровоза СС20001 при рекуперативном режиме! /—VI тяговые двигатели; / —индуктивный шунт для двигателей 1 - /V; 2 — индуктивный шунт для
двигателей V и VI', 3 — вторичная обмотка трансформатора; 4 — дроссельная катушка; 5 —первичная обмотка трансформатора; 6 — обмотка трансформатора рекуперации; 7 —омическое сопротивление ре-куиерации;£Й — пантограф
Фиг. 110. Принципиальная схема силовой цепи[электровоза СС20002 при тяговом режиме и напряжении 25 кв
торможении тяговые двигатели V и VI используются в качестве возбудителей, а двигатели I—IV работают как генераторы переменного тока.
624
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Принципиальная схема силовой цепи электровоза СС20002. Электрические цепи электровоза СС20002, так же как и электрические цепи электровоза СС20001, рассчитаны для работы на двух участках. Схема силовой цепи при тяговом режиме и напряжении 1 500 в такая же, как и на электровозе СС20001. Схема силовой цепи электровоза СС20002 при тяговом режиме и напряжении 25 кв показана на фиг. 110.
Регулирование напряжения на зажимах тяговых двигателей I — VI осуществляется на стороне низшего напряжения трансформатора
Для перехода с одной ступени главного трансформатора 3 на другую без разрыва цепи тока в схеме предусмотрена делительная катушка 4. В остальном эта схема аналогична схеме электровоза СС20001.
Вспомогательные цепи
Почти на всех электровозах с коллекторными тяговыми двигателями 50 гц питание вспомогательных машин осуществляется от преобразователя фаз. На фиг. 111 показаны схемы вспомогательных высоковольтных цепей электровозов ВВ 13001 и СС20001 французских железных дорог.
1 — пусковой кулачковый контактор;
2 — Демпферное пусковое сопротивление преобразователя фаз Арно; 3 — отключа-тели двигателя масляного насоса; 4 — электромагнитные контакторы двигателя компрессора; 5—кулачковые контакторы двигателей вентиляторов; 6 — плавкий предохранитель цепей отопления кабины управления; 7 и 8— отклю-чатели двигателей вентиляторов; 9 и 10--переключатели электропечей кабины управления; 11 и У2 —электропечи общие; 13 — центробежное реле Для пуска двигателя компрессора; 14 — промежуточное реле; 15 и 16 — электропечи для ног;
17 — преобразователь фаз Арно; 18 — главный трансформатор; 19 — реле заземления; ‘20 — переключатель питания с однофазного тока на постоянный; 21 и 22 —контакторы фаз; 23 — отопительные приборы электровоза и переключатели; 24 — генератор тока управления; 25 — отключатели мотор-вентиляторов МВ! и МВ2 и двигателя масляного насоса МН\ 26—отклю-чатель мотор-вентилятора МВЗ для охлаждения омических сопротивлений регулировки коммутации; 27—от ключате ль мотор-компрессора; з/—генератор переменного тока для работы электровоза на участке постоянного тока напряже-
нием 1 5 00 в
Фиг. И 1 .'Принципиальные схемы вспомогательных высоковольтных цепей: а —электровозы ВВ13001; б —электровозы СС20001;
с применением вольтодобавочного трансформатора 1, благодаря чему напряжение вторичной обмотки трансформатора или суммируется с напряжением главного трансформатора 3 или вычитается из него, в зависимости от положения переключателя 2 в цепи первичной обмотки трансформатора 1.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МОТОРНЫХ ВАГОНОВ
Электрические схемы силовых цепей моторных вагонов с коллекторными двигателями 50 гц почти все выполнены с регулированиеи напряжения на стороне низшего папряженям
ЭЛЕК'ГРОПОДВИЖИОП СОСТАВ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
625
трансформатора и переходом с одной ступени на другую с помощью делительных катушек.
И р и н ц и п и а л иная с х е м а силон о й и в с п о м о г а т е л ь п о й п е п и м о т о р и о г о в а г она турецких же л е з н ы х д о pi о г показана на фиг. 112. Регулирование напряжения па отжимах тяговых двигателей 1 и И производится на вторичной обмотке 15 трансформатора контакторами 1—14 i ру hiioboi о пере-
Ващита силовой цепи от перегрузки и то ков короткого замыкания производится реле перегрузки, плавким предохранителем 28 и воздушным выключателем 27. От перенапряжений цепь защищена воздушным штыревым разрядником вентильного типа.
Моторный вагон оборудован также полуавтоматическим п роти подо ксовочным устройством. состоящим из пневматического реле блокировок и дифференциального реле, об-
Фиг. И 2. Принципиальная схема силоьой и и», под огдтельной цени моторного вагона
эл&ктросекцип турецких железных дорог
ключатсля с ручным приводом или серводвигателем и тремя делительными катушками 16 и 17.
Переход с одной ступени па другую производится автоматически под контролем реле ускорения, при постоянном тяговом усилии. Реверсирование двигателей производится секционированными реверсорами 18 и 19 кулачкового типа, которые обеспечивают измене ние тока в обмотках возбуждения 20 и 21 и отключение тяговых двигателей в случаи неисправности последних. Для улучшения коммутации обмотки 22 и 23 дополнительных полюсов шунтируются омическими сопротивлениями 24 и 25.
Первичная обмотка 26 трансформатора через высоковольтный воздушный выключатель 27 и главный плавкий предохранитель 28 подключена к пантографу 29.
К40 Том 9
текаемою токуш каждого двигателя. Нарушение равновесия между токами двигателей вызывает зажигание сигнальной лампы.
Для прекращения боксования машинист подаёт сжатый воздух в тормозные цилиндры тележки, iде боксуются колёсные пары; давление воздуха при этом ограничивается заданной уставкой пневматического реле. Торможение автоматически прекращается после устранения боксования благодаря восстановлению дифференциального реле.
Вспомогательные цепи и электрические печи питаются от специальной вспомогательной обмотки 30 трансформатора. Обмотка 30 имеет два вывода: один 1 000 в для. электрических печей и второй 220 в для вспомогательных цепей. Электрические печи (радиаторы) 31- 34 прицепного вагона и 35—42 моторного вагона подключены к обмотке
626
ЭЛЕКТРОПОДВИЖИОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
30 через контакторы отопления 43, 44 и плавкие предохранители 45, 46. Электрические печи установлены вдоль стен под окнами. Печи могут включаться или на полное напряжение 1 000 в или на напряжение 500 в, что обеспечивает нормальную температуру внутри вагона при любой температуре окружающего воздуха.
Полная установленная мощность печей на вагон 20 кет.
t Люминесцентные лампы 47—50 прицепного вагона и 51--54 моторного вагона к обмотке 30 подключаются контактором освещения 55 через плавкий предохранитель 56'. Благодаря такому включению и подбору характеристик ламп яркость освещения почти не подвергается изменению при колебаниях напряжения в контактной сети.
Конденсаторный электродвигатель МК компрессора подключается к обмотке 30 рабочим контактором 57 через плавкий предохранитель 58. Пуск электродвигателя МК производят пусковым контактором 59 и пусковым конденсатором 60, который служит вспомогательной ёмкостной фазой. Параллельно конденсаторе 60 подключено разрядное сопротивление 61.
Питание цепей управления и сигнализации производится от кадмис-иикелевой аккумуляторной батареи ёмкостью 80 а-ч и состоящей из 48 элементов. Аккумуляторная батарея подключается в качество буфера к зажимам зарядного устройства, состоящего из питающего трансформатора 62, автоматического регулятора напряжения 63 и сухого селеновою выпрямителя 64, включённого по схеме моста.
Зарядное устройство подключено к обмотке 30 через плавкий предохранитель 65.
обмотке 7 трансформатора контакторами Si — Si5 группового переключателя и делительными катушками 8, т. е. так же, как и на моторном вагоне электросекции турецких железных дорог.
Переход с одной ступени на другую производится автоматически при постоянном тяговом усилии, начиная с 6-й позиции
Фш. 11-1. Пусковая диаграмма моторного вагона Z9052
(фш. 114). При этом характеристики V = - /’(О 11 « ДО при весе электросетей 126 /и и подъёме 7°/00 показаны на фиг. 115. Реверсирование двигателей осуществляется контакторами 9 реверсора (см. фиг. 113). На вагоне предусмотрено регулирование коммутации путём шунтирования обмоток 10 дополнительных полюсов омическим сопротивлением 11.
Отключение неисправпьх двигателей производят контакторами 12, которые при портальном положении замкнуты.
Фиг. 113, Приццишшлышч схема силовой цепи моторного вагона Z9052 французских железных лооог
Прин ц и и и а л ь и а я с х е м а силовой цепи моторного в а г о-н a Z9052 французских железных дорог показана на фиг. 113. Регулирование напряжения на зажимах коллекторных тяговых двигателей I — IV производится на вторичной
Первичная обмотка 6 трансформатора подключается к пантографу 1 через главный высоковольтный выключатель 5, переключатель предохранителей 3 и главный предохранитель 2.
Для замыкания цепи пантографа на землю служит переключатель 4. Питание вспомогательных цепей производится от вспомогательной обмотки трансформатора. Защита силовой цепи производится плавким предохранителем 2, главным выключателем 5 и реле заземления 13.
Последовательность включения контакторов приведена в табл. 14.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С МОТОР-ГЕНЕРАТОРАМИ
627
Таблица 14
Последовательность включения контакторов моторного вагона Z9052
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С МОТОР-ГЕНЕРАТОРАМИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для преобразования на электрическом локомотиве однофазного тока в постоянный, кроме ртутного выпрямителя, может быть применён мотор-генераторный или однофазный одноякорный преобразователь.
Однако одноякорный преобразователь имеет постоянное соотношение напряжений на стороне постоянного и переменного тока, что вызывает затруднения регулирования скорости вращения тяговых двигателей. При однофазном питании к этому присоединяются недостатки, связанные с пульсацией мгновенного значения мощности. Разность между мгновенным и средними значениями мощности при этом должна быть преобразована в механическую энергию, периодически воспринимаемую и отдаваемую массой якоря.
Наличие этих недостатков заставило отказаться от применения па локомотивах одноякорного преобразователя, хотя он по сравнению с мотор-генератором имеет лучший к. п. д. и меньший вес.
На выполненных электровозах мотор-генераторный преобразователь обычно состоит из однофазного синхронного двигателя и генераторов постоянного тока.
К преимуществам этих локомотивов относятся:
1) безреостатное регулирование скорости;
2) поддержание cos ср = 1 или получение опережающего тока регулированием возбуждения синхронного двигателя;
3) пуск и рекуперативное торможение до полной остановки без пусковых сопротивлений и перегруппировки тяговых двигателей;
4) выбор оптимального напряжения на зажимах тяговых двигателей в зависимости от их габаритных размеров, веса и стоимости.
Существенными недостатками мотор-генераторных локомотивов являются:
1) многократное преобразование мощности (трансформатор-мотор-генератор), вследствие чего эти локомотивы имеют низкий к. п. д. (0,76);
2) большой вес машинного оборудования;
3) низкая удельная мощность (14,3 квт!ту, 4) ограничение мощности на ось.
Ниже даётся описание электрической части электровозов с мотор-генераторами французских железных дорог.
ТРАНСФОРМАТОРЫ
На электровозах СС14100 установлены трансформаторы броневого типа с концентрическими обмотками и принудительным охлаждением масла.
Сердечник трансформатора имеет горизонтальное расположение, что вызвано формой
Фиг. 116. Главный трансформатор электровоза СС14101
кузова и установкой на электровозе мотор-генератора. В связи с этим трансформатор (фиг. 116) получился низким, что вызывает понижение общего центра тяжести надрессорного строения электровоза и увеличение боковых толчков при входе в кривую. Горизонтальное расположение сердечника вызыва ет также затруднение в создании хорошего охлаждения.
40 Том 9
628
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Трансформатор имеет четыре обмотки: первичную; тяговую (вторичную) напряжением 3 000 в для питания синхронного двигателя главного преобразовательного агрегата; вспомогательную напряжением 420 в для питания вспомогательного преобразователя фаз Арно; отопления с двумя выводами на 1 000 и 1 500 в для отопления поезда.
Обмотки намотаны на изолированные цилиндры. Аксиальные прокладки сделаны из пропитанного дерева и расположены таким образом, что между обмотками остаётся достаточно места для прохождения охлаждающего масла.
Фарфоровые изоляторы 1 вводов укреплены на промежуточной панели 2, прибол-ченной к баку 5, что облегчает доступ сверху к внутренним соединениям и даёт возможность легкой замены ввода после снятия панели. Последняя сделана из алюминия, чтобы устранить местные нагревы бака.
Соединение вводов с первичной обмоткой производится внутри кожуха, заполненного маслом и отделённым от бака. На кожухе имеется два ввода с проходными изоляторами; один ввод обычного типа и соединяется с обмоткой со стороны земли; другой (специальный) проходит через стенку кожуха и соединяется с кабелем 25 кв, идущим от главного выключателя. Изоляция между кабелем высокого напряжения и кожухом осуществляется благодаря тому, что кабель проходит в воздушной среде.
Трансформатор имеет вес 6 300 кг и мощность 2 400 кет и монтируется вместе с охладительным устройством 4.
ГЛАВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ
Агрегат (фиг. 117) состоит из синхронного однофазного двигателя 1 и двух генераторов постоянного тока 2 и 3 с независимым воз
Фиг. 117. Главный преобразовательный агрегат электровоза СС14101
буждением, каждый из которых питает независимо три параллельно включённых тяговых двигателя. Генераторы имеют компенсационную обмотку.
Двигатель и генераторы установлены на одном валу и имеют отдельные остовы, соединённые в один агрегат болтами.
Преобразовательный агрегат установлен на опорах 4 и 5, которые служат одновременно корпусами подшипников, расположенных меж
ду ротором синхронного двигателя и якорями генераторов, установленных консольно. Смазка в подшипники поступает под действием силы тяжести из резервуара, находящегося в передней части остова двигателя и заполняемого двумя постоянно работающими насосами. Контроль за смазкой осуществляется с помощью реле циркуляции масла, которое предотвращает включение агрегата, если опорные подшипники не имеют смазки.
Синхронный двигатель и генераторы имеют раздельную вентиляцию, что даёт возможность лучше регулировать режим нх работы.
Главный преобразовательный агрегат имеет следующие данные:
Напряжение синхронного двигателя . 3 000 в
Ток » » 875 а
Скорость вращения.................. 1 500 об/мии
Число полюсов синхронного двигателя 4
Напряжение генератора.............. 0—700 в
Число полюсов » ........... 6
Изоляция машин агрегата . ........... Класса В
Вес агрегата......................... 20,3 т
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Для уменьшения веса и габаритов тяговых двигателей последние выполнены с повышенной скоростью вращения, что привело к установке двойного редуктора.
Тяговые двигатели имеют следующие технические данные:
Мощно<ть часовая.................... 305 кёт.
Мощнщть длительная.................. 305 »
Напряжение.......................... 565—600 в
Ток часовой .........................5X5 а
» длительный...................... 550 »
Скорость вращения часовая ......... 1 020 об/мин
» » Длительная .... 1 090 »
» » максимальная . . 2 34 0 »
Число главных полюсов.............. 6
» дополнительных полюсов ... 6
Возбуждение Двигателя.............Смешанное
Изоляция двигателя................. Класса В
Количество воздуха Для охлаждения
двигателя.......................бО-и’/лин
Вес двигателя...................... 1 650 кг
Подвеска двигателя................ Опорно-осе-
вая
Передача...........................Прямозубая,
жёсткая, од-
носторонняя Передаточное число:'
первая ступень от Двигателя к про-
межуточному валу............... 2,75
вторая ступень от промежуточного вала на ось...................... 2.83
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ} £
Двигатели вспомогательных машин электровоза СС14100 трёхфазные, асинхронные, с короткозамкнутым ротором, рассчитаны на напряжение 380 в и питаются от преобразователя фаз Арно.
На электровозе установлены следующие вспомогательные машины;
1. Двигатель, приводящий в действие центробежный насос, обеспечивающий циркуляцию масла в трансформаторе; мощность двигателя 3,8 л. с.', скорость вращения 2 860 об/мин, производительность насоса 600 л/мин при давлении 10 гпз.
2. Двигатель, приводящий в действие вентилятор для охлаждения масла: мощность двигателя 4 л. с.; скорость вращения 1 410 об/мин; производительность вентилятора 4,3 м3!сек при противодавлении 42 мм вод. ст.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С МОТОР-ГЕНЕРАТОРАМИ
629
3. Два двигателя масляных насосов для смазки подшипников главного преобразовательного агрегата; мощность двигателя 0,75 л. с., скорость вращения 1 400 об/мин, производительность насоса 30 л/мин. при давлении 0,5 гпз.
4. Двигатель, приводящий в действие вентилятор для охлаждения стабилизирующих сопротивлений; мощность двигателя 7 л. с., скорость вращения 2 400 об/мин, производительность вентилятора 4,2м3/сек при противодавлении 80 мм вод. ст.
5. Двигатель, приводящий! в действие компрессор; мощность двигателя 26,5 л. с.; скорость вращения 1 000 об/мин; производительность 2 500 л/мин при давлении 8 гпз. Кроме указанных выше вспомогательных машин, на электровозе установлены: возбудитель синхронного двигателя, который используется в качестве двигателя последовательного возбуждения для пуска главного преобразовательного агрегата; генератор тока управления и возбудительный агрегат, состоящий из двух возбудительных машин для питания обмоток независимого возбуждения главных генераторов и тяговых двигателей.
Возбудительный агрегат имеет скорость
вращения 2 200 об/мин и приводится в действие через ремённую передачу от преобразователя фаз Арно, который является также приводом для возбудителя синхронного двигателя и генератора тока управления. Последние смонтированы па валу преобразователя фаз Арно.
РАСПОЛОЖЕНИЕ оборудования
Всё оборудование на электровозе СС14101 сгруппировано в отдельные блоки, что уменьшает количество соединений, кабелей, рукавов и время нахождения локомотива в ремонте.
На электровозе широко применены различные резиновые прокладки для предохранения от ударов и вибрации. Эластичность каучука облегчает монтаж и даёт возможность принимать большие допуски в производстве.
Провода сечением от 3 до 10 мм2 имеют изоляцию из покрытого лаком холста с оболочкой их хлорполивинила, на проводах большего сечеиия применена резиновая изоляция с оболочкой из неопрена (синтетический хлоропреновый каучук).
Расположение оборудования на электровозе СС14101 показано на фиг. 118.
- 18854
Фиг. 118. Расположение оборудования на электровозе СС14101: 1 — балласт; 2 — компрессор; 3— аккумуляторная батарея; ^—маслоохладитель (радиаторы); 5 — двигатель масляного на'оса; 6 — трансформатор; 7 — мотор-вентилятор для охлаждения радиаторов. 8 и 19 — вентиляторы тяговых двигателей; 9 — преобразователь фаз Арно; 10 — возбудитель синхронного двигателя. / / — генератор управления: 12, 17н24 — блоки аппаратуры; /” —главный выключатель; 14 — пульт управления; 15 — главные резервуары; 16 — пантограф; 18 —тяговый двигатель. 20 и 22 — главные генераторы; 21— синхронный Двигатель; 23 — сдвоенный возбудительный агрегат: 25—стабилизирующие сопротивления; 26 — двигатель вентилятора сопротивлений
40*
630
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
СХЕМА СИЛОВОЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ
Принципиальная схема силовой и вспомогательной цепи электровоза СС14101 показана на фиг. 119.
Цепь тока 25 000 в состоит из двух пантографов 1 и 2, разъединителей пантографов 3 и 4, главного выключателя 5,
Фиг. 119. Принципиальная схема силовой и вспомогательной цепи электровоза СС14101
первичиой обмотки 6 главного трансформатора. Для заземления цепи пантографов служит переключатель заземления 7.
। От вторичной обмотки 8 трансформатора через контакторы 9 и 10 питается синхронный двигатель главного преобразовательного агрегата CD. От вспомогательной обмотки 11 питается вспомогательный преобразователь фаз Арно ВП, пуск которого осуществляется через контактор 12 и омическое сопротивление R3. К трёхфазной цепи преобразователя ВП подключены двигатели: МН—масляного насоса трансформатора, МН1 и МН2— масляных насосов главного преобразовательного агрегата, МК — компрессора, МВ1 — вентилятора трансформатора и МВ2—вентилятора стабилизирующих сопротивлений.
Синхронный двигатель вращает два главных генератора Г1 и Г2 с независимым возбуждением. От первого генератора Г1 получает питание через контакторы 13—15 тяговые двигатели I—III (первой тележки), соединённые параллельно, от второго генератора через контакторы 16—18—тяговые двигатели IV—VI (второй тележки).
Реверсирование тяговых двигателей осуществляется контактами 19 реверсора путём изменения тока в обмотке якоря.
Вспомогательный преобразователь ВП вращает непосредственно генератор управления ГУ и возбудитель ВС синхронного двигателя, а через ремённую передачу — возбудительный агрегат, состоящий из двух машин ВГ и
и BD. От машины ВГ получают питание последовательно включённые обмотки независимого возбуждения главных генераторов Г1 и Г2 и от машины BD — тяговых двигателей I—VI
Пуск главного преобразовательного агрегата
При неподвижном синхронном двигателе действующие два момента от прямого и обратного вращающихся полей равны по величине и противоположны по Mtu знаку; поэтому для пуска синхронного двигателя требуется внешний привод. В качестве этого привода на электровозе используется главный генератор Г1. При пуске синхронного двигателя главный генератор Г1 подключается к возбудителю ВС (фиг. 120), приводимому в действие вспомогательным преобразователем ВП. При этом обмотка независимого возбуждения генератора Г1 сильно шунтируется омическим сопротивлением, чтобы обеспечить скорость вращения 1 500 об/мин. Такая скорость вращения достигается в течение 100 сек.
При достижении скорости 1 500об/мин реле с центробежным регулятором прерывает цепь постоянного тока от возбудителя ВС и даёт импульс тока для включения контактора 10 (см. фиг. 119), которым подключается иевозбуждённый синхронный двигатель ко вторичной обмотке 8 трансформатора на пониженное напряжение 1 500 в. Скорость вращения преобразовательного агрегата при этом фактически несколько отличается от синхронной вследствие до-
пуска, принятого для регулирования реле и из-за колебаний мгновенных значений частоты сети.
Фиг. 120. Принципиальная схема пуска главного преобразовательного агрегата
В этот период действуют результирующий асинхронный момент и синхронизирующий момент, вызванный изменяющимся магнитным сопротивлением, который приводит преобразовательный агрегат при холостом ходе к синхронной скорости. В этот момент выключается контактор 10 (т. е. статор синхронного двигателя отключается от сети) и включается контактор 9, который снова
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С МОТОР-ГЕНЕРАТОРАМИ
631
подключает статор двигателя CD к обмотке 8 трансформатора, но уже на полное напряжение 3 000 в.
Эта последняя фаза пуска главного преобразовательного агрегата регулируется хронометрическим реле и наступает через 4 сек. после включения статора двигателя CD на напряжение 1 500 в. После включения статора двигателя CD на 3 000 в включается его возбуждение.
Пуск главного преобразовательного агрегата машинист осуществляет поворотом рычага «Пуск синхронного двигателя», все дальнейшие операции пуска продолжаются автоматически. Окончание пуска сигнализируется потуханием лампочки.
Пусковой режим характеризуется следующими данными:
Ток, потребляемый генератором Г1, в а:
в начале пуска.................... I 200
при <коро1ти вращения 1 500 об/мин
и напряжении 265 в ............... 640
Среднее ускорение при скорости вращения 1 500 об/мии в об/сек‘ .... 20
Ослабление поля возбуждения генератора Г1 в %........................ 95
Возбуждение синхронного двигателя во время движения электровоза регулируется реостатом R2 путём изменения тока в обмотке независимого возбуждения возбудителя ВС.
Регулирование скорости вращения тяговых двигателей
Возбудитель ВГ имеет две обмотки возбуждения 20 и 21. Через обмотку 20, которая создаёт отрицательную н. с., проходит весь ток тяговых двигателей /—VI; обмотка
Фиг. 121. Характеристика возбудителя
21 питается от генератора ГУ постоянного напряжения, причём ток в ней изменяется на каждой ходовой ступени электровоза реостатом R1 цепи возбуждения и создаёт положительную н. с.
Таким образом возбудитель В Г имеет встречно-смешанную характеристику и напряжение на каждой ступени зависит от общего тока тяговых двигателей.
Такая схема позволяет ограничить потребляемую мощность, не перегружая синхронный двигатель, что устраняет опасность выпадания его из синхронизма.
Обмотки 22—27 независимого возбуждения тяговых двигателей I—VI питаются от возбудителя BD, имеющего две обмотки возбуждения — 28 и 29.
Обмотка 29 питается от возбудителя ВГ и даёт намагничивающую н. с. Обмотка 28 включена в цепь тяговых двигателей и даёт размагничивающую н. с. Благодаря такому способу регулирования возбуждение тяговых двигателей тем меньше, чем меньше ток силовой цепи. Таким образом, получается автоматическое ослабление поля двигателей.
Фиг. 122. Кривая мощности, отдаваемой главным генератором, в зависимости от скорости электровоза
На фиг. 121 показаны характеристики возбудителей. Кривая 1 зависимости мощности генератора от тока возбудителя имеет форму, близкую к параболе; кривая 2 зависимости тока обмоток 22—27 от общего тока генератора имеет сильно падающий характер в зоне, где возбудитель не насыщен. В этой зоне осуществляется очень быстрое уменьшение тока обмоток 22—27 при небольшом уменьшении величины тока главного генератора.
С’ыюость пп/оас
Фиг. 123. Тяговые характеристики электровоза СС14 101
Это позволяет осуществить регулирование скорости тяговых двигателей в широких пределах при небольшом изменении тока, т. е. практически при постоянной мощности (фиг. 122).
Тяговые характеристики электровоза СС14101 показаны на фиг. 123.
632
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Рекуперация
Схема силовой цепи при рекуперации показана на фиг. 124. Тяговые двигатели I—VI соединены параллельно н реку-
щие сопротивления от тяговых двигателей I—VI, и приводят в действие синхронный двигатель, обращённый в синхронный гене-
Фиг. 124. Схема силовой цепи при рекуперативном торможении
перируют энергию, как генераторы с независимым возбуждением. При этом главные генераторы Г1 и Г2 работают как двигатели, получающие питание через стабилизирую
ратор и отдающий энергию в контактную сеть через трансформатор,
Характеристики рекуперативного торможения показаны на фиг. 125.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ОДНОФАЗНО-ТРЁХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ Общие сведения
Трёхфазный асинхронный двигатель является бссколлекторной машиной, состоящей из неподвижной части — статора и подвижной—ротора. По сравнению с коллекторными машинами асинхронные двигатели имеют меньшие габариты, более дёшевы в изготовлении и в эксплуатации.
Работа асинхронного двигателя основана на электромагнитном взаимодействии между обмотками статора и ротора, одна из которых (обычно обмотка статора) подключается к силовой цепи и образует вращающееся магнитное поле, а в другой, электрически не связанной с сетью, индуктируется ток, создающий совместно с потоком статора вращающий момент. Теория асинхронных двигателей приведена в Техническом справочнике железнодорожника, т. 2, поэтому в этом разделе отмечаются только основные параметры, характеризующие их работу.
Магнитное поле статорной обмоткн имеет скорость вращения nlt равную [48]
где А — частота напряжения, подведённого к обмотке статора;
pt — число пар полюсов обмотки статора.
Скорость вращения ротора п2 при тяговом режиме несколько ниже скорости nlt называемой синхронной.
Разность п2, отнесённую к пъ называют скольжением, т. е.
пг — п2
Из этого уравнения можно определить скорость вращения ротора
,, ' 60 А „
= th (1 — s) = —(1 — s).
Pi
Скольжение smax, при котором имеет место максимум вращающего момента, может быть установлено из выражения
аГ2
smax i ---- - »
]/ г\ + (*1 + С1<)2
где г2 и Х2 — приведённые активное и индуктивное сопротивления в роторной цепи;
/1 и Xj — активное и индуктивное сопротивления обмотки статора;
с,— постоянная статора.
Если магнитное поле статора имеет рх пар полюсов, то за каждый оборот отставания ротора в любой его обмотке произойдёт рх полных периодов изменения э. д. с., индуктированной магнитным потоком. В секунду же число периодов э. д. с. в обмотке ротора будет
f П1~П2 П1 ~П2 . ,
А- во Р1~ nx A — sfv
Вращающий момент асинхронного двигателя равен
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
633
2Р2
М = -----------—_----5-------------кгм,
“л ^(/1 4' ci —+ (*1 + CiX2)2j9,81
где Uy — напряжение на зажимах статора;
mY — число фаз статорной обмотки;
— г [ Но — приведённое активное сопротивление роторной цепи;
Rd — приведенное активное сопротивление пускового реостата в роторной цепи;
о>э — электрическая угловая скорость вращающегося магнитного поля.
Рабочие характеристики асинхронного двигателя обычно строятся в виде зависимости основных параметров от вращающего момента на валу двигателя для;
тока статора
li = fi (М);
скорости вращения ротора
И 2 = f 2 (44 )»
коэффициента мощности cos <f = f3 (A4) и к. п. д.
Эти характеристики могут быть получены как опытным, так и расчётным путём. Исходными данными для построения характеристик являются показатели холостого хода и короткого замыкания, на основании которых выполняется круговая диаграмма машины (фиг. 126). По круговой диаграмме определяют количественное значение основных па-
раметров.
Фиг. 126. Круговая диаграмма асинхронной машины
Рабочие характеристики асинхронного двигателя показаны на фиг. 127.
Как видно из фиг. 127, асинхронные двигатели имеют в рабочей зоне жёсткую (шунтовую) характеристику, менее пригодную для целей тяги. При отклонениях в характеристиках и диаметрах бандажей колёсных пар (свыше0,1%) получается большая неравномерность в нагрузке отдельных двигателей.
Кроме того, при этой характеристике осложняется работа машин при многократной тяге, требующая искусственного увеличения скольжения двигателей на локомотивах, имеющих больший диаметр колёс; затрудняется
Фиг. 127. Рабочие характеристики асинхронного тягового двигателя
замена отдельных колёсных пар, поскольку допустимое отклонение их диаметров резко уменьшается; затрудняется преодоление локомотивом коротких подъёмов за счёт кинетической энергии поезда вследствие постоянства скорости на ходовых ступенях.
Пуск и регулирование скорости
Скорость вращения ротора пг можно регулировать: изменением скольжения s, т. е. введением пускового реостата в цепь ротора; изменением числа пар полюсов двигателя; включением двигателей в каскад и изменением частоты питающего тока.
Регулирование скорости введением пускового реоста-г а является самым простым, но неэкономичным, так как пропорционально увеличению скольжения для заданного момента вращения растут потери в цепи ротора. Поэтому этим способом пользуются только для пуска.
Регулирование скорости посредством изменения числа пар полюсов осуществляется без дополнительных потерь, но требует специальных обмоток как на статоре, так и на роторе, если последний не с беличьей клеткой. Обмотка ротора, выполненная в виде беличьей клетки, не требует переключений, так как при изменении полюсов статора на ней автоматически образуется то же число полюсов. Однако при этом возможно получить только 2—3 ступени скорости. При необходимости получения четырёх ступеней скорости на статор и ротор накладывают по две обмотки, не зависящие одна от другой в электрическом отношении. Каждая из этих обмоток должна быть выполнена с переключением на два числа полюсов.
Регулирование скорости вращения ротора изменением пар полюсов применяется на
634
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
венгерских электровозах V-60 и V-40, на электровозах типа (1-2-2-1)2 железной дороги Норфольк-Западная (США) и др. Статор двигателя электровоза V-40 с двумя не зависящими одна от другой обмотками выполнен с переключением на два числа полюсов: с 18 на 24 и с 36 на 72.
Ротор двигателя также имеет две не зависящие одна от другой обмотки. Одна обмотка, расположенная по наружной части ротора, выполнена трёхфазной и может иметь 36 и 72 полюса; 18 выводов этой обмотки подключены к контактным кольцам. Другая обмотка, расположенная с внутренней части ротора, шестифазпая, при 24 полюсах, состоит из 36 групп катушек с 30 витками каждая. При питании двухфазным током эта обмотка может быть переключена на 18-полюс-ную; 72 вывода этой обмотки присоединены к 10 контактным кольцам. Однако такие двигатели по конструкции сложные, с большим числом выводных концов и имеют большой вес. Наличие двух обмоток на статоре и роторе заметно повышает индуктивное сопротивление и расход меди. Увеличение индуктивного сопротивления обмоток уменьшает ток идеального короткого замыкания в круговой диаграмме двигателя, вследствие чего снижается степень перегружаемости машины и ухудшается её коэффициент мощности. Естественно, такие двигатели не получили распространения.
Регулирование скорости каскадным включением возможно только при наличии на электровозе чётного числа двигателей. В этом случае статор первого двигателя включается в сеть (фиг. 128, а), а к ротору его подключается
Фиг. 128. Принципиальные схемы включения двух асинхронных Двигателей в каскад
статор второго двигателя. Ротор же второго двигателя замыкается на реостат. В этом случае роторы двигателей механически связаны между собой посредством сцепления колёс локомотива с рельсами или сидят на одном
валу. Если роторы рассчитаны на меньшее напряжение, чем статоры, то между ними ставится повышающий трансформатор Т (фиг. 128, б) или же ротор первого двигателя подключается к ротору второго, а статор второго — к реостату. Реостат в этом случае рассчитывают на работу под напряжением ста-
Фиг. 129. Схема включения статорной обмотки для питания от пониженного напряжения
торной обмотки, так как в начальный момент пуска напряжение на статоре второго двигателя (при схеме фиг. 128, б) будет почти равно напряжению, приложенному к статору первого двигателя. Чтобы избежать применения трансформатора, обмотку статора второго двигателя иногда переключают на низкое напряжение. Для этого обмотку каждой фазы статора разбивают на три параллельные группы (фиг. 129) и при работе в каскаде соединяют в треугольник; при обычной работе двигателей эти три группы включаются в звезду. При этом соединение ротора первого двигателя с питаемой обмоткой второго двигателя должно быть таким, чтобы вращающий момент второго двигателя действовал согласованно с вращающим моментом первого двигателя.
При равенстве числа полюсов обоих двигателей скорость вращения при подключении их в каскад будет вдвое ниже, чем при их обычном подключении к сети. Таким образом получаются две ступени скорости — номинальная, когда двигатели работают независимо, и половинная, когда двигатели работают в каскаде. Если же оба двигателя сделаны с переключением полюсов, то число ступеней скорости будет соответственно большим, так как соединение в каскад возможно при всех числах полюсов обмоток. Однако скорости, полученные при каскадном включении двигателей, всё же нельзя отнести к ходовым (экономическим), и их следует рассматривать как пусковые, поскольку при номинальном моменте двигателей коэффициент мощности получается порядка 0,5—0,6.
Низкий коэффициент мощности в основном объясняется тем, что статор первого двигателя забирает из сети сумму намагничивающих токов первого и второго двигателей. Понижается также при каскадном включении и кратность максимального суммарного момента. Если у отдельного двигателя максимальный момент достигает 2,5—2,8 номинального, то при каскадном включении этот коэффициент снижается до 1,3—1,5. По этим причинам каскадное включение двигателей не получило широкого распространения. Применяется оно на электровозах типов (1-2-2-1) 2 и 1-3-3-1 железных дорог Норфольк-Запад-
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗНО 1РЕХФДЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
635
лая, Пенсильванской (США) и др., причём на электровозах (1-2-2-1)2 и 1-3-3-1 оно обычно используется только для маневровой работы. Остальные ступени скорости осуществляются переключением полюсов.
Р е г у л и р о в а и и е с к о р о с г и и 5 м с и е н и ем частот ы и и т а ю-щ е v о тока наиболее экономично и по-)}чило сравнительно широкое распространение. По данным академика М. П. Костенко, при режиме переменной частоты для получения практически одинаковой отдачи дви-। ателя, одинаковой перегрузочной способности, одинакового коэффициента moihhoc i и ii постоянного абсолютного скольжения (при наличии ненасыщенной стали и пренебреже нии влияния активного сопротивления цепи статора) должно иметь следующее соотпо 11) ей и е:
и\ ~ Г -I / м'
К ' f I Л'1 ’
, д; U [ и М' — соответственно напряжение и вращающий момент при изменённой частоте;
/' — изменённая частота.
При условии постоянства вращающею момента (М — const)
I. е. подводимое к двигателю напряжение (важно изменяться пропорционально частоте.
При условии постоянства мощности нра кающий момент должен изменяться обратно; ।ропорционально частоте
М' f .и - Г ГТ II
Практически приходится отстт Жив oi этих отношений из-за насыщения стали двша •е тя н условий охлаждения, которые завися, >т нагрузки.
Данный способ регулирования скорое, и сращения ротора асинхронного двигателя 11 р 11 ме и я ют на современных венгерских элек,-кшозах V-44 и V-55, на французских злою ровозах (4(214001 — СС14003 и др. Регхлнрог.а сне частоты па этих электровозах нронзво птся трёхфазным преобразователем частоты.
Установка на локомотиве машнпшио пре бразователя является общим недостатком для юектровозов этой системы.
Генераторный режим работы асинхронного двигателя
Асинхронный двигатель переходит в ецераторпый режим автоматически, ес.’н и вращается внешним моментом в том •ее направлении, что и его поле, со еко-юстыо, превышающей синхронную, т. е. чри отрицательных значениях скольжения. Рекуперация энергии возможна только при наличии напряжения в контактном проводе, ,ак как при переходе из тягового режима в । операторный реактивная составляющая тока
/1 (см. фиг. 126) сохраняет свой знак. По этому машина нуждается в получении намагничивающего тока извне для создания опережающего тока, источником которого являются генераторы электростанций.
Ре, у.тирование тормозного усилия на современных электровозах обычно производят изменением сопротивления в цепи ротора.
Тормозной момент генераторного режима для тяговых асинхронных двигателей в малой степени зависит от колебаний напряжения в контактной сети. При генераторном как и при иноком режиме скорость движения локомо-'юна, пренебрегая скольжением, зависит от частоты гока, которая практически постоянна. Это обстоятельство является преимуще -етвом тяговых асинхронных машин. Простота автоматического перехода из тягового в , операторный режим и обратно без применения посторонних возбудителей выгодно отличает асинхронные машины от тяговых двигателей других типов. Однако следует отметить, что работа асинхронных двигателей в генераторном режиме, протекает с очень низким коэффициентом мощности (порядка 0,3 0.7), ч го заметно снижает выгодность применения рекуперативного торможения.
Конструкция тяговых асинхронных двигателей
К,и: уже отмечалось выше, на современных электровозах с однофазпо-трёхфаз-пыми преобразователями получили широкое применение асинхронные двигатели
Фиг. 1 30. Общие виды тяговых Двигателей мощностью часо!Ю|о режима: а -ООО кет с фазным рстороч венгерскою электровоза V-55; 6—503 кеш с коротко-замкнутым рот ором французского электровоза СС14001
с регулированием скорости вращения ротора путем изменения чистоты питающего тока. Двигатели эти почти все выполнены или с короткозамкнутыми роторами или имеют обметку с выводами, вынесенными на контактные кольца. Конструкция этих двигателей ничем не отличается от обычных асинхрон
63b
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ состав переменного тока
ных машин, получивших широкое распространение в народном хозяйстве и описанных в т, 2 Технического справочника железнодорожника. Для примера на фиг. 130 показаны общие виды тяговых трёхфазных асинхронных двигателей электровозов V-55 и СС14001 соответственно венгерских и французских железных дорог.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ФАЗ И ЧАСТОТЫ
Преобразователи (расщепители) фаз
Преобразование однофазного тока в мною-фазный может быть произведено с помощью; синхронною преобразователя фаз; асинхронного преобразователя фаз; асинхронного двигатель-генератора; синхронного двигатель-генератора и других расщепителей фаз.
Однако на электрических локомотивах с однофазно-трёхфазными преобразователями получили распространение почти исключительно синхронные расщепители фаз.
В этом случае перевозбуждением расщепителя cos а электровоза может быть доведён до единицы и может быть получен даже опережающий ток.
Синхронный расщепитель фаз объединяет в одной машине однофазный синхронный двигатель и синхронный генератор.
Принципиальная схема и векторная диаграмма напряжений трёхфазпого расщепителя показаны на фиг. 131.
Расщепитель состоит из двух статорных обмоток 1 и 2 и короткозамкнутого ротора б, причём обмотка 2 пространственно смещена по отношению к первой на соответствующий угол. Вектор АВ представляет собой напряжение вторичной обмотки 4 трансформатора, приложенное к первичной обмотке 1 расщепителя; вектор CD — напряжение обмотки 2, присоединённой к средней точке обмотки 4.
и векторная диаграмма напряжений (б) трёхфазного расщепителя
Симметричная трёхфазная система напряжения расщепителя на зажимах Л, В и С получается, если напряжение на обмотке 2 вы
брано (см. фиг. 131), как него треугольника, т.
высота равносторон-
Уз
е. равно - от на-
пряжения обмотки 4 этом через обмотку 2 текать фазовый ток
трансформатора. При расщепителя будет про-/ тяговых двига гелей
5 и 6. Следовательно, отдаваемая об.чогкой 2 мощность равна
LJI COS ? = (( Рд,
где U — линейное напряжение
трёхфазной системы;
/—фазовый ток тяговых двигателей для обмоток, включённых в звезду;
I 3 UI cos -д— активная мощность, потребляемая двигателями. Из уравнения следует, что в схеме фиг. 131 преобразованию подвергается половина мощности, подводимой к тяговым двигателям.
На фиг. 132, а показана векторная диаграмма трёхфазного расщепителя при холостом ходе для случая избыточного возбуждения.
Фиг. 132. Векторные диаграммы трёхфазпого расщепителя: и— при холостом ходе для случая избыточного возбуждения (Ер ;> б- вторичная обмотка нагружена током тяговых двигателей
Напряжение 17х на зажимах первичной обмотки 1 расщепителя (см. фиг. 131, а) складывается из: составляющей Ер (см. фиг. 132, а), равной и противоположной по фазе э. д. с. Ер, наводимой вращающимся магнитным потоком Фр ротора; составляющей Es, равной и противоположной по фазе э. д. с. Es, наводимой потоком Ф. синхронной реакции статора; омического и индуктивного Ixt падений напряжения в первичной обмотке. Составляющая обратной последовательности реакции статора компенсируется короткозамкнутой обмоткой ротора. Суммарный магнитный поток расщепителя Ф наводит в первичной обмотке э. д. с. £,, равную геометрической сумме э. д. с. Ер и Е„ и во вторичной обмотке 2 (см. фиг. 131, а) э. д. с. Е2 (см. фиг. 132, а), смещённую по фазе относительно £\ на 90" благодаря пространственному смещению обмоток .
Вследствие перевозбуждения (Ер Еу) расщепитель потребляет из сети опережающий ток I. Ток I и магнитный поток Фр противоположны по фазе и вращающий момент на валу машины равен нулю.
При нагрузке вторичной обмотки расщепителя током тяговых двигателей напряжение на её зажимах будет U2 (фиг. 132, б). От вектора U2 на угол (который зависит от свойства нагрузки) отстаёт вектор тока 12. Э. д. с. £2 вторичной обмотки определяется
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗПО-ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
637
как геометрическая сумма вектора напряжения U2 и падений напряжений 12г2 и 12х2 в обмотке.
В связи с нагрузкой вторичной обмотки в первичной обмотке появляется дополнительный ток /’ , компенсирующий мощность, потребляемую двигателями от вторичной обмотки расщепителя фаз. Полный ток нагрузки /j первичной обмотки расщепителя определяется как геометрическая сумма тока 1 и гока холостого хода 1.
Изменением возбуждения расщепителя можно регулировать по фазе ток, потребляемый из сети, а при определённом возбуждении получить полную компенсацию сдвига фаз и при большом перевозбуждении — опережающий ток.
Однако такая система расщепителя фаз вызывает некоторые затруднения в компенсации несимметрии напряжений, так как сдвиг фаз между отдаваемым и подведённым напряжением непостоянен и меняется при изменении нагрузки.
Песимметрия вызывает дополнительные потери и некоторое снижение вращающего момента тяговых двигателей.
Для устранения несимметрии применяют различные способы. Один из них состоит в том, что напряжение вторичной обмотки расщепителя фаз и точку присоединения её к обмотке трансформатора выбирают так, что при холостом ходе получается обратная ие-енмметрия напряжений, которая компенсируется при определённой нагрузке, или применяют регулирование напряжения в зависимости от нагрузки (фиг. 133, и).
По другому способу в отдельные фазы включают обмотки трансформатора Т (фиг. 133, б), что даёт возможность получить симметрию напряжения в широком диапазоне нагрузок без переключений в цепи. Подоб-
Фиг. 133. Принципиальные схемы устранения несимметрии фаз: а — регулированием напряжения на вторичной обмотке расщепителя; б —применением трансформаторной связи между фазами
)гый способ выравнивания получающейся не-симметрии применён на электровозах V-55 венгерских железных дорог.
Расщепитель фаз электровоза V-55 выполняет функции главного трансформатора и преобразует однофазный ток напряжением 16 кв в трёхфазный напряжением около 1 000 в; частота 50 гц при этом остаётся без
•И Том 9
изменения. Статор расщепителя фаз имеет две основные обмотки: первичную однофазную и вторичную трёхфазную. Первичная обмотка расположена в специальных пазах 1 статора (фиг. 134), удалённых от ротора, и присоединяется непосредственно через главный выключатель и пантограф контактной сети.
Фиг. 13-1. Расположение пазов статора расщепителя фаз электровоза V-55 венгерских железных дорог
Вторичная трёхфазная обмотка расположена в открытых пазах 2 статора. Пазы первичной обмотки связаны с пазами вторичной обмотки узкими щелями 3. Поэтому значительная часть пути, по которому замыкаются потоки рассеяния первичной обмотки, проходит по сердечнику статора. Вследствие высокой проводимости пути для потоков рассеяния однофазная обмотка имеет большое индуктивное сопротивление. Благодаря этому обеспечивается саморегулирование работы расщепителя при колебаниях напряжения в контактной сети и сравнительно низкий ток короткого замыкания при выпадении расщепителя из синхронизма. При cos = 1 напряжение на вторичной обмотке увеличивается с ростом нагрузки (за счёт составляющей напряжения !х).
Кроме основных обмоток, в статоре расположены дне вспомогательные. Одна из них' размещена в общих пазах с основной первичной обмоткой и соединяется с ней последовательно со стороны земли. К этой обмотке присоединены трансформаторы освещения и измерительных приборов и одна из обмоток параллельного возбуждения.
Другая вспомогательная обмотка, расположенная вместе с трёхфазной, служит для питания вспомогательных машин электровоза.
Ротор расщепителя фаз выполняет такие же функции,как и ротор обычной синхронной машины, и, кроме того, он вращает ротор преобразователя частоты. Расщепитель фаз электровоза V-55 выполнен в виде четырёхполюсной машины и имеет постоянную скорость вращения 1 500 об/мин.
Ротор имеет водяное охлаждение. Статор расщепителя заключён в герметический кожух, имеющий цилиндрическую полость для ротора, и охлаждается маслом, циркулирующим вокруг сердечника и обмоток с последующим охлаждением в особом охладителе.
Преобразователь фаз (фиг. 135) электровоза СС14001 состоит из синхронного двигателя и связанного с ним генератора постоянного тока.
638
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Основные данные преобразователя фаз при 1 000 об/мин электровоза СС14001 при. ведены в табл. 15.
Фиг. 135. Схема преобразователя фаз электровоза СС14001 французских железных дорог
Синхронный двигатель преобразователя фаз выполнен шестиполюсным с явно выраженными полюсами; генератор постоянного
Фиг. 136. Общий вид преобразователя фаз электровоза СС14001
тока — восьмиполюсным со смешанным воз" Суждением и компенсационной обмоткой. Ста-
Таблица 15
Основные данные преобразователя фаз при 1 000 об/мин электровоза СС15001
Показатель - Синхрон н ый двигател ь Фазы статора Ротор Генератор по-стоянного тока GC
А в С
Часовой режим Напряжение в в 593 572 1 010 30 803
Ток в а 3 000 1 860 1 160 380 1 920
Мощность на зажимах в квт — — — — 1 540
Длительный режим Напряжение в в 800
Ток в а ....... — 1 700
Мощность на клеммах в квт — — — — 1J36O
Максимальный режим Напряжение в в . . 1 250
Ток в а ....... I 4 200 2 700 1 800 — 3 000
торы обеих машин образуют общий цилиндрический остов, опирающийся на 4 резиновых конуса (фиг. 136).
Преобразователь имеет принудительную вентиляцию. Расход воздуха на каждую машину 330 м3/мин. Вес преобразователя 15 т.
Преобразователи частоты
Преобразователи частоты обычно представляют собой асинхронную трёхфазную машину. Частоту изменяют или переключением полюсов (при постоянном числе оборотов) или изменением скорости вращения ротора.
Преобразователи частоты с переключением полюсов применяются на венгерских электровозах V-55. Каждый такой преобразователь состоит из асинхронной трёхфазной машины с фазовым ротором, объединённой в один агрегат с преобразователем фаз. Статор и ротор имеют по две обмотки. Одна система обмоток выполнена с переключением числа полюсов с двух на четыре; вторая не переключается, и число полюсов её равно шести.
Ротор преобразователя частоты расположен на одном валу с ротором расщепителя фаз и вращается с постоянной скоростью 1 500 об/мин. Преобразователь частоты имеет водяное охлаждение.
Преобразованная частота f„p получается в результате вычитания или сложения скорости вращения магнитного поля псин и скорости вращения ротора пр преобразователя частоты, т. е.
. _f псин j- пр
Г пр — I „ - >
"син
где f— частота питающего тока, равная 50 гц.
Преобразователь частоты работает как при питании обмотки статора от расщепителя фаз с присоединением тяговых двигателей к обмотке ротора, так и при обратном включении.
Если число полюсов преобразователя частоты равно двум и обмотка статора подключена к расщепителю фаз, а тяговые двигатели к ротору, то
3 000 — 1 500 fnp = 50 g qqq = 25 гц.
При этом получается 1-я ступень, соответствующая скорости движения 25 км/час.
При питании тяговых двигателей непосредственно от расщепителя фаз с частотой 50 гц получается 2-я ступень.
Если ко вторичной обмотке расщепителя фаз подключить двухполюсную обмотку ротора преобразователя частоты, а тяговые двигатели — к обмотке его статора, частота увеличится до 75 гц, т. е. получится 3-я ступень скорости.
При переключении преобразователя частоты на четыре полюса и сохранения схемы питания тяговых двигателей, как на 3-й ступени, относительная скорость магнитного поля равна 1 500 об/мин, а полная —3 000 об/мин. Частота же увеличится до 100 гц, что соответствует 4-й ступени скорости.
Если при той же схеме питания переключить преобразователь частоты на шесть полюсов, относительная скорость вращения маг-
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
639
пи того поля будет равна 1 000 об/мин, а полная — 2 500 об/мин. При этом частота увеличится до 125 гц, что соответствует 5-й ступени.
Описанный способ регулирования скорости имеет ограниченное число ступеней (пять) и связан с потерей силы тяги при переходе с одной ступени на другую. Кроме этого, конструкция преобразовательного агрегата имеет сложные узлы и требует водяного охлаждения.
Для получения плавного регулирования частоты, а следовательно, и скорости движения в широких пределах на электровозах СС14001 — СС14003 французских железных дорог в качестве преобразователя частоты применён асинхронный агрегат весом 12,5 //г, состоящий из асинхронной машины и двигателя постоянного тока. Основные данные этих машин приведены в табл. 16 и 17.
Таблица 16 Основные данные асинхронной машины, отнесённые к ротору при частоте 50 гц преобразователя частоты электровоза СС14001
П сказатель Режим
длительный часовой максимальный
Напряжение ротора В б 1 165 1 105 1 220
Г ок ротора в а ... 1 200 1 350 2 100
Скорость вращения в об/мин .... 585 600 1 275
Напряжение статора в в 980 990 1 350
Ток статора в а 1 950 2 250 3 500
Частота тока статора в гц 89 90 135
Асинхронная машина выполнена восьми-полюсной; двигатель постоянного тока, за исключением обмоток возбуждения, имеет конструкцию, аналогичную с генератором постоянного тока преобразователя фаз электровоза СС14001.
Асинхронная машина при часовом режиме и скорости 40 км/час имеет следующие мощности в квпк.
МаханИ1э~кая ротора .................. 1 476
Электрическая » 1 890
<>б:цая ротора........................ 3 360
Статора .............................. 3 25 0
Таблица 17
Основные данные двигателя постоянного тока преобразователя частоты электровоза СС14001
— Показатель Р е ж им
длитель-н ы й часовой максимальный
11апряжение во 800 803 1 250
Ток в а 1 700 1 920 3 000
Мощность на валу в
кет 1 300 1 470 —-
Скорость вращения в
об/мин 620 600 1 275
Плавное регулирование частоты тока от 0 до 135 гц, которым питаются шесть тяговых двигателей, производится возбуждением машин постоянного тока: двигателя МС (фиг. 137) — преобразователя частоты и генератора GC— преобразователя фаз.
Двигатель постоянного тока МС имеет обмотку 1 независимого возбуждения и обмотку 2 встречного возбуждения.
Обмотка 1 включена последовательно с цепью возбуждения синхронного двигателя MS преобразователя фаз и питается от вспомогательного возбудителя GA, приводимого в движение вспомогательным преобразователем фаз Арно. Вместе с возбудителем GA от преобразователя фаз Арно приводится во вращение генератор тока управления GE, служащий для заряда аккумуляторной батареи и питания обмоток независимого возбуждения 3 генератора GC и 4 возбудителя GA.
Кроме обмотки 4, возбудитель GA имеет обмотку 5 параллельного возбуждения, обмотку 6 встречного возбуждения и обмотку 7 встречного возбуждения. Обмотка 5 обеспечивает полную н. с. возбудителя в ненасыщенной части. Обмотки 4 и 6 создают и. с., которые взаимно компенсируются. Независимое возбуждение дополняется обмоткой 7, которая усиливает возбуждение при отрицательном напряжении машины МС и ослабляет его, когда это напряжение становится положительным (см. кривые фиг. 138).
Генератор GC (см. фиг. 137) преобразователя фаз, кроме обмоткн 3 параллельного независимого возбуждения, имеет обмотку 8 встречного возбуждения, обмотку 9 параллельного возбуждения, связанную с омическим
Фиг. 1 37. Принципиальная схема возбуждения машин повеянного тока преобразователей фаз и частоты
41*
640
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
сопротивлением /?„ и карборундовым сопротивлением RK. Это последнее состоит из нескольких дисков карборунда, зажатых между медными пластинами, которые одновременно являются и охлаждающими рёбрами.
Проходящий через диски ток возрастает пропорционально третьей степени напряжения, в результате чего получаются криволинейные электрические характеристики.
Фиг. 138. Характеристики параллельного возбуждения: /yiGA ~ ток противопараллельиого возбуждения от возбудителя GA; 1SGC и !SGA~~ токи параллельного возбуждения машин GA и GC-, Eqq—на-пряжение на клеммах генератора
Двигатель МС даёт механическую энергию, необходимую для вращения асинхронной машины МА, и получает электрическую энергию от генератора GC. Независимое возбуждение двигателя МС обеспечивается возбудителем С А, питающим одновременно возбуждение синхронного двигателя Л1 .S.
Генератор GC вращается с постоянной скоростью синхронным двигателем Л'1Х. Его обмотка 9 параллельного возбуждения питается от якоря и обеспечивает н. с., необходимую для возбуждения машины. Размагничивающая н. с. встречного возбуждения уравновешивается н. с. обмотки 3 независимого возбуждения. Таким образом, ток генератора GC зависит только от возбуждения обмотки 3, регулируемого машинистом рукояткой управления путём изменения величины сопротивления Re.
Асимметричная обмотка синхронного двигателя MS частично компенсирует индуктивное падение напряжения в обмотках статора таким образом, что асимметрия токов номинального режима оказывается слабее, чем для симметричной обмотки.
Замыканием контактора подводится постоянный ток от возбудителя GA к машине
GC. Машина GC приводит во вращение синхронный двигатель Л4Х, пока он не достигнет синхронной скорости. Как только двигатель Л4Х достигнет синхронной скорости, он начинает получать питание от главного трансформатора; при этом пусковой контактор Ki выключается, а контактор Ki включается. Далее включается контактор С4 и подаётся напряжение на синхронную машину МА, которая начинает вращаться. Машина МА играет роль электрического дифференциала, находящегося между синхронным и тяговым двигателями.
По мере повышения скорости вращения асинхронной машины напряжение на зажимах синхронного двигателя возрастает и достигает полного значения в конце синхронизации. Процесс синхронизации протекает автоматически и длится примерно 80 сек.
С наступлением синхронизации выключается контактор Ki и цепь питания катушки 1 прерывается. Параллельное возбуждение, создаваемое катушкой 2, остаётся единственным возбуждением двигателя МС.
При неподвижном электровозе частота тока, питающего тяговые двигатели, равна нулю. Ротор асинхронной машины вращается со скоростью 750 об/мин в направлении, обратном вращению магнитного поля, т. е. магнитное поле остаётся неподвижным в пространстве и э. д. с., наводимая в статоре асинхронной машины, равна нулю.
С изменением возбуждения двигатель МС тормозит асинхронную машину МА. Магнитное поле последней начинает вращаться и наводит э. д. с. во вторичной обмотке асинхронной машины. При неподвижном электровозе частота вторичного напряжения поддерживается около 8 гц. С увеличением частоты до 30 гц электровоз движется со скоростью-10 км,'час. При этом режиме асинхронная машина МА работает, как асинхронный двигатель, с половинной скоростью и вращает машину МС, которая работает уже генератором и питает машину GC, работающую в качестве двигателя. Синхронная машина /ИХ получает механическую энергию и питает третью фазу С.
С увеличением скорости электровоза скорость вращения асинхронной машины уменьшается до полной остановки. При этом магнитное поле машины МА в статоре и роторе вращается с одинаковой скоростью и вторичная частота становится равной 50 гц. При этом асинхронная машина МА- действует как статический трансформатор. Создаваемый машиной МА вращающий момент уравновешивается неподвижным двигателем МС. Энергия, необходимая для уравновешивания вращающего момента, обеспечивается машиной GC, режим которой перед этим уже изменился на генераторный. Напряжение машины GC невелико, но достаточно для покрытия омических потерь в машине МС. Мощность около 80 квпг обеспечивается синхронной машиной MS, которая переходит на двигательный режим.
С изменением режима возбуждения ротор асинхронной машины начинает вращаться в том же направлении, что и магнитное поле, в результате чего изменяется режим работы всех машин по сравнению с тем, какой они
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗНО ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 641
i-mo.ui при частоте ниже 50 гц. Асинхронная машина МА становится генератором, машина МС — двигателем, машина СС — генера-н’.ром, а синхронная машина MS работает г качестве двигателя. Вторичную частоту при этом можно изменять от 50 до 135 гц.
Рекуперативное торможение осуществляется переменой направления независимого 1чнбуждеиия машины СС. Режим всех машин при рекуперативном торможении изменяется о отношению к режиму тяги и для частоты ниже и выше 50 гц имеет следующий харак-iep:
Тяга
Частота от 0 До S0 гц:
MS — генератор
GC —двигатель
МС — 1 еиера-1 ор .НА — двигатель '1.плота от 50 до 135 гц:
MS — двигатель
<>С — генератор
МС — двигатель
МА — генератор
Рекуперация
Скорость от 0 до ДЗ км/час:
MS — Двигатель GC — генератор МС — двигатель А/Л -- генератор
Скорость от 33 до 00 к.ч/'он :
M.S — генератор GC — дши атель МС — генератор ЛМ — двигатель
частоты. От третьей фазы машины MS в первичную цепь также поступает практически постоянная мощность 640 квт. Таким образом первичная обмотка преобразователя частоты получает общую мощность 1 920 квт. Мощность Р4, передаваемая цепью машин GC и NC, существенно изменяется с изменением скорости. Примерно при скорости 20 км/час эта мощность достигает нуля, что соответствует тому моменту, когда преобразователь частоты меняет направление вращения. Затем мощность Р4 увеличивается в обратном направлении до 2.350 ква: при скорости 50 км/час.
Мощность, создаваемая машиной MS, равна Рг ф- Р5. С учётом потерь эта мощность ниже мощности Р,, подводимой от трансформатора к машине MS. При мощности преобразователя .3 250 квт номинальная мощность всех машин составляет от 1 800 до 2 550 квт.
Как видно из фиг. 139, при данной системе электровоза происходит почти двойное преобразование мощности и имеется низкий к. п. д., особенно при пуске.
Кривые мощности преобразовательных машин и тяговых двигателей, к. п. д. и cos у зависимости от скорости при тяговой уси-ии 27 т показаны па фиг. 139.
Фиг. 139. Кривые мощности, к. п. д. и cos с при тяговом усилии 37 т
Мощность /’G. развиваемая тяговыми двигателями М, пропорциональна скорости и меньше подводимой мощности Р5 на величину потерь в двигателях и зубчатой передачи. Мощность /ф, отдаваемая трансформатором TFP, складывается из мощности Р2 синхронной машины MS и мощности Р3, равной 1 280 квт и практически постоянной, которая поступает в первичную цепь преобразователя
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформаторы электровозов с преоб-ра шпателями однофазпо-трёхфазпого тока, с конструктивной стороны почти не отличаются от трансформаторов электровозов однофазного тока других систем. В связи с тем, что па электровозах с преобразователями однофазно-трёхфазного тока регулирования скорости осуществляется изменением частоты питающего чока или переключением полюсов, их трансформаторы имеют небольшое количество выводов.
Так. например, трансформатор электровоза СС14001 имеет две обмотки: первичную 1
Фиг. 1 10. Схема обмоток главного трансформатора электровоза CC1400I
(фиг. 140), рассчитанную на напряжение 25 кв и мощность 2 300 ква (при длительном режиме мощность 2 230 ква), и вторичную 2 (тяговую) -- на напряжение 1 100 в и мощность 2 150 ква. Вторичная обмотка имеет три вывода 3, к которым присоединяется непосредственно вспомогательный преобразователь фаз Л[>по. Первичная обмотка имеет два вывода для отопления па напряжение: 1 500 и 1 000 в, подключённые со стороны земли. Обмотка трансформатора, от которой питается отопление, рассчитана на длительный режим при нагрузке 400 а.
642
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Вес трансформатора с маслом 5 900 кг. Общий вид обмотки с сердечником трансформатора электровоза СС14001 показан на фиг. 141.
Фиг. 141. Общий вид обмотки с сердечником главного трансформатора электровоза
СС14001
АППАРАТУРА СИЛОВОЙ ЦЕПИ, ЗАЩИТНАЯ И ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ
Эти аппараты в основном имеют конструкцию, аналогичную конструкции таких же аппаратов электроподвижного состава, описанного выше. Исключением являются жидкостные реостаты, получившие применение на электровозах венгерских железных дорог, для пуска тяговых асинхронных двигателей и перехода с одной ступени на другую.
При металлических сопротивлениях пусковой реостат должен состоять для трёхфазных двигателей из трёх ветвей, причём ветви реостата на каждой ступени должны иметь равные сопротивления, чтобы сохранить максимальный вращающий момент.
В связи с этим потребное число контакторов в 3 раза больше необходимого числа ступеней. Сложность такого реостата ещё больше увеличивается с повышением числа ступеней.
Кроме того, металлические сопротивления обладают некоторой индуктивностью, понижающей максимальный момент двигателя. Жидкостные сопротивления, напротив, обладают ёмкостным эффектом, несколько компенсирующим индуктивность обмотки ротора и, следовательно, увеличивающий максимальный момент.
На фиг. 142 показана схема жидкостного реостата электровоза V-55.
В баке 7 соответственно пяти трёхфазным двигателям резмещены 15 стальных электродов 2. Из нижнего бачка 3 центробежный насос 4 постоянно перекачивает электролит через ёмкость 5 в электродное поле 6. Электролитом служит вода с добавлением аммиачной соды (0,5%). Сопротивление регулируется изменением уровня электролита в электродном баке ! и зависит от положения'регулируемой заслонки 7: чем выше уровень электролита, тем меньше сопротивление.
Регулирование заслонки производится пневмогидравлическим серводвигателем, режим работы которого изменяется электромагнитными масляными клапанами в гидравлической части двигателя. Управление воз
душным и масляными клапанами серводвигателя обеспечивается трёхпозиционным ваттметром, контролирующим подводимую мощность к статору тягового двигателя. Установка ваттметра на желаемую мощность производится машинистом поворотом рукоятки регулятора мощности.
Если мощность, подводимая к статору двигателя, соответствует установленному значению, ваттметр останавливает движение заслонки и таким образом поддерживается постоянное значение сопротивления в цепи роторов двигателей.
Если вследствие ускорения электровоза (уменьшения скольжения) установленное сопротивление велико и подводимая мощность уменьшается, ваттметр даёт серводвигателю импульс на дальнейшее движение заслонки до тех пор, пока повышение уровня электролита не восстановит принятого значения мощности. Процесс регулирования продолжается до тех пор, пока скорость вращения роторов не достигнет заданной ступени скорости, тогда заслонка полностью закрывает электродное поле и цепь контактных колец роторов двигателей практически оказывается закороченной. Такой процесс регулирования происходит на всех ступенях скорости.
Фиг. 142. Схема жидкостного реостата электровоза V-55 венгерских железных дорог
Введение автоматического пуска вызывается не только удобством и простотой управления, но также и тем, что сопротивление жидкостного реостата при данном уровне электролита непостоянно, так как весьма сильно зависит от температуры и концентрации раствора. Поэтому в зависимости от состояния электролита один и тот же пусковой режим требует различной скорости подъёма уровня жидкости. При таких условиях неавтоматическое управление крайне затруднено.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ЦЕПИ
Па венгерских электровозах вспомогательные машины питаются от вспомогательной обмотки преобразователя фаз, а на электровозах СС14001—СС14003 — трёхфазным током 380 в, 50 гц от вспомогательного преобразователя фаз Арно.
Основные данные вспомогательных машин электровоза СС14001 приведены в табл. 18.
ЭЛЕКТРОПОДВИ жной СОСТАВ С ОДНОФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 543
Таблица 18
Основные данные вспомогательных машин электровоза СС14001
Наименование машин Количе- ство М ощность двигателя в л. с. Скорость вращения в об/мин Производительность ( Назначение 1 1
Мотор-вентилятор . Агрегат масляного насоса Мотор-компрессор типа AD3000 . . . 2 1 1 26 4,07 26,5 2 860 2 860 2 • 225 № /мин при 170 мм вод. ст. 600 л[мин при 1 2 м ВОД. СТ. 2 500 л/мин при 8 кг!см* Для охлаждения преобра- । зовательного агрегата и тяговых двигателей < Для циркуляции масла в I трансформаторе 1 Для обеспечения сжатым > воздухом пневматической i сети
К трёхфазной сети преобразователя фаз Арно, кроме того, подключены:
трёхфазная цепь начального возбуждения тахогенератора, который вращается синхронным двигателем преобразователя фаз и служит для возбуждения реле синхронизации;
однофазная цепь печей кабины управления, состоящая из двух обогревательных печей мощностью по 2 500 вт и двух печей для ног по 150 вт;
однофазная цепь для питания двух вольтметров, служащих для измерения напряжения контактной сети, со шкалой от 0 до 35 кв.
Вспомогательные машины имеют пусковую защиту. В случае, если пуск не происходит нормально, выключается главный выключатель. Эта защита распространяется, кроме агрегатов вентиляторов, компрессоров и масляного насоса, также на пуск преобразователя Арно.
Защита осуществляется следующим образом.
Реле времени питается от нормально замкнутой цепи. Если пуск какого-либо двигателя продолжается более 5 сек., выключается главный выключатель. Контактор двигателя разъединяет реле времени с помощью вспомогательного контакта и механизм реле времени начинает действовать. В момент пуска
двигателя вспомогательный контакт замыкает цепь и предотвращает возможность выключения главного выключателя под действием реле времени. Вспомогательные контакты предназначаются для следующих операций:
1) для пуска преобразователя Арно при выключении пускового контактора в конце пуска, а также при включении контактора заряда и контактора циркуляции масла при одновременном пуске масляного насоса;
2) для пуска агрегата вентилятора при помощи аппаратов для регулирования циркуляции воздуха в воздухопроводах;
3) для пуска агрегата компрессора через реле, включаемое с помощью центробежного контакта компрессора.
Цепи отопления, освещения и измерительных приборов получают питание: на электровозе V-55 — от вспомогательной обмотки преобразователя фаз, на электровозе СС14001 — от части первичной обмотки главного трансформатора. С помощью переключателя цепь отопления в зависимости от температуры окружающего воздуха может переключаться с напряжения 1 000 на 1 500 в. Включение и выключение цепи отопления производятся электропневматическими контакторами. В случае неисправности междувагонных соединений отопления последние могут быть изолированы посредством разъединителя.
14 600
Фиг. 143. Схема расположения основного оборудования на электровозе V-55 венгерских железных дорог: Г и 2 — пантографы: главный выключатель; 4 — преобразователь фаз и
частоты; 5— мотор-компрессор; 6 — аппаратура управления; 7 —пульт управления;
8 — тяговый двигатель; 9—главные воздушные резервуары
644
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Фиг. 144. Расположение ’ оборудования иа электровозе CC1400I французских железных дорог: 1 и 2—пантографы: 3 — главный воздушный выключатель; 4 — тяговый двигатель; 5 —главный трансформатор; 6 —аккумуляторная батарея; 7—13 — контакторы; 14 —пульт управления; /5—реле: 16 —реверсор; 17 — омические сопротивления; 18—реактивное сопротивление в цепи синхронизации; 19— 2(5— входные двери в кузов (незаблокированные); '27 и 28—входные двери (заблокированные); ‘29 — мотор-компрессор; 30 — вспомогательный компрессор; з! —регулировочный коллектор и сопротивление: 3 2 — мотор-вентилятор: 33 — вспомогательный преобразователь фаз Арно; GA — вспомогательный генератор; —возбудитель; МС • двигатель постоянного тока преобразователя частоты; МА—асинхронная машина преобразователя частоты: MS — синхронный двшатель преобразователя фаз: GC- генератор постоянного тока преобразователя фаз; DP — тахогенератор; ZC — центробежный регулятор скорости
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Требования, предъявляемые к расположению обе рудования па электровозах с одпо-фазно-трёхфазными преобразователями, такие же, как и на электровозах постоянного тока. Примеры расположения оборудования на электровозах V-55 и СС14001 венгерских и французских железных дорог показаны па фиг. 143 и 144.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Принципиальная схема силовой цепи электровоза V-55
Силовая цепь электровоза V-55 венгерских железных дорог состоит из двух пантографов 1 п 2 (фиг. 145), главного выключателя 3, преобразователя фаз 4, преобразователя частоты 5, переключающей аппаратуры 6, реверсора 7, тяговых двигателей 8 и жидкостного реостата 9.
На 1-й ступени скорости тяговые двигатели 8 аппаратурой 6 подключаются к двухполюсной обмотке ротора преобразователя частоты 5.
На 2-й ступени тяговые двигатели аппаратурой 6 подключаются непосредственно к преобразователю фаз.
На 3-й ступени скорости тяговые двигатели подключаются к обмотке статора преобразователя частоты 5.
На 4-й ступени тяговые двигатели продолжают питаться от обмотки статора, но обмотки преобразователя частоты переключаются аппаратурой 6 на четыре полюса.
На 5-й ступени скорости тяговые двигатели продолжают питаться от обмотки статора, по обмотки преобразователя частоты 5 переключаются на шесть полюсов.
Фиг. 145. Принципиальная силовая схема электровоза V-55 венгерских железных дорог
Реостатный пуск на каждой ступени осуществляется жидкостным реостатом 9, реверсирование тяговых двигателей — реверсором 7.
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ОДНОФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
645
Принципиальная электрическая схема электровоза СС14001
[ Цепь тока высокого напряжения 25 кв проходит от пантографов 1 и 2 (фиг. 146) через разъединитель 34 или 35, главный выключатель 3, первичную обмотку трансформатора 5 к земле G.
В начале пуска электровоза включением контактора Кц пускается машина GC преобразователя фаз для привода во вращения синхронного двигателя 44S, пока он не достигнет синхронной скорости. При синхронной скорости тахогенератор ТГ, приводимый машиной GC, возбуждает реле синхронизации PC, которое включает контактор С>. После этого включаются контакторы Ci п Ki и выключается пусковой контактор А'г Цепь однофазного тока при этом запирается синхронизирующим реактором СР. В этот момент синхронный двигатель 44S начинает получать питание от вторичной обмотки главного трансформатора 5 и давать трёхфазный
ток, необходимый для пуска асинхронной машины Д4Л. При этом вспомогательный преобразователь Арно ПА во время пуска включён, но вспомогательные цепи и машины (двигатели масляного насоса МН, мотор-компрессора МК и мотор-вентиляторов МВ1 и МВ2) выключены, чтобы сохранить мощность агрегата, необходимую для пуска преобразователя фаз.
После синхронизации, которая протекает автоматически, включается контактор С4 и подаётся напряжение на двигатель МС.
Разгон электровоза и регулирование скорости производятся регулированием возбуждения маишц GC и МС ц изменением сопротивления Рв в пени их обмоток; контактор /<> главного возбуждения при этом находится во включённом положении.
Для исключения самопроизвольного пуска тяговых двигателей I и VI при включении преобразователя частоты в каждой группе из двух двигателей одна фаза прерывается контакторами Cat, Сиз и Сзз. Эти контакторы включаются одновременно с кон
Фпг. 146. Принципиальная схема силовой цепи и цепи возбуждения электровоза СС1 400 1 французских железных Дорог
646
ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
тактором С4 и остаются замкнутыми до тех пор, пока электровоз движется и рукоятка управления не будет возвращена в нулевое положение.
Для уменьшения количества аппаратов управление (переключение реверсора ПР, регулирование возбуждения и др.) на электровозе предусмотрено ручное.
ЛИТЕРАТУРА
1. К. Sachs. Elektrische Triebfahrzeuge. Bd. 1—2. Frauenfeld, 1953.
2. M. Garreau. Les locomotives monophasees de Valenciennes — Thionvill. — «Revue Generale des Chemins de Fer», 1 955, № 1.
3. M. D a n e y. Les locomotives CC serie 14100 a groupe convertisseur synchrone continn. — «Revue Generale des Chemins de Fer», 1955, № 1.
4. M. C. Bodmer, M. P. L e у v r a z, M. E. An-d e r e g g. Les Locomotives CC serie 14.000 a groupe convertisseur топорЬазё. — «Revue Generale des Chemins de Fer», 1955, № 4.
5. M. Rossignol et M. Machefert — Tas-s i n. Les locomitives BB a redresseurs ignitrons. — «Revue Generate des Chemins de Fer», 1955, № 3.
6. M. He idmann. Les locomotives BB amote-urs monophases directs.—«Revue Generale des Chemins de Fer», 1955, № 3.
7. Resultats d’exploitation des locomotives monophasees du Nord — Est. — «Revue Generale des Chemins de Fer», 1955, № 4.
8. L’Electrification des Chemins de Fer. Paris, 1953.
9. A. T. Dover. Electric traction. London, 1954.
10. M. Lefort. L’electrification des lignes du Nord —Est de la France. — «Revue generale des chemins de fer», 195 3, № 1.
11. L’extension de l’electrification des chemins de fer aux Etats—Unis et le courant & frequence industrielle. — «Revue generale des Chemins de Fer», 1953, № 1.
12. M. Lefort. L’electrification des lignes du Nord—Est de la France. Deuxieme etape.—«Revue generale des Chemins de Fer», 1954, № 3.
13. M. Vaubourdolle, M. Walter. L’equip-ment electrique a 20.000 volts, 50 Hz de la ligne d’Aix—les Bains a la Roche—-sur—Fo-ron.—«Revue generale des Chemins de fer», 1950, № 11.
14. Locomotives Electriques japonaises «Traction Electrique dans les Chemins de Fer», 1956, № 4, p. 228—229.
15. R. Dugas. Le probleme de I’energie dans les chemins de fer. «L’electrification des chemins de fer», 1953, №195 bis.
16. L’electrification en courant monophase & 50 Hz des lignes de chemins de fer du Nord—Est de la France.—«Genie civil», 1954, № 8.
17. A. E. Muller. Betrachtungen uber den elekt-rischen Bahnbetrieb mit Einphasenstrom von 50 Hz aus dem Netz der allgemeinen Landesversor-gung. «Brown Boveri Mitteilungen», 1952, № 7.
18. H. F. Brown, R. L. Kirnball. A Reappraisal of the Economics of Railway Electrification: How, When and Where Can it Compete with the Diesel — E lectric Locomotive? «Alee Trans.», 1954, Vol. 73, Part II.
19. J. P. Baumgarten Die Elektrifizierung der westeuropbischen Eisenbahnen. — «Technische Rundschau», 1954, № 33.
20. L. D e v a u d. Les locomotives prototypes a courant monophase 20.000 v — 50 Hz de la S.N.C.F. — «L’eTectrification des chemins de fer», 1953, № 195 bis.
2 1. F. Nouvion. Les locomotives monophasees 50Hz de Valenciennes—ThionviHe.— «L’electrif i-cation des chemins de fer», 1953, № 195 bis.
22. Les locomotives a courant monophase a 50 Hz des lignes des chemins de fer du Nord—Est de la France. —Genie civil»» 1954, № 9.
23. Increasing the Capacity of a Belgian Congo Railway. — «Railway Gazette», 1953, 9/1.
2 4. M. P. L e у v r a z, M. С. В о d m e r, M. E. A n-d e r e g g. Les locomotives CC serie 14 000 a groupe convertisseur monotriphaso. — «Revue generale des chemins de fer», 1955, № 4.
25. Equipment for Belgian Congo Electrificat ion — 1,2.—«Railway Gazette», 1953, 9/X.
26. Lancaster — Morecambe — Heysham Electrifica' tion.—« Railway Gazette», 1953, 20/111.
27. World Railways, 1954 — 1955. Ed. Henry Sampson, London, 1955.
28. L. Ve r e b e 1 y. Die elektrotechnischen Grund -lagen eines neuen Phasenumformer Systems zur Elektrisierung von Hauptbahnen. «ETZ», 1925, № 2.
29. L. V e г e b e 1 y. Betriebserfahrungen auf der mit Wechselstrom 50 Hz elektrisierten Linie Budapest — Hegyesha lom.—«Elektrische Bahnen», 1934, № 4.
30. Neuere Entwicklung des 50 Hz — Phasenumformer— Trakt ionssy stems.—xGanzausgabe», 194 8.
31. M. V a j t a. Die Probleme biem Netz von 50 Hz Einfasen — Vollbahnsystemen. «Acta Technica Academiac Scientiarum Hungarical», 1953, № 6.
32. D. Cai re. Les journees d’iformation de Lille sur la traction electrique par courant monophase de frequence industrielle. — «Chemins de Fer», 1955, № 192.
33. M. Garreau. Bilans compares des differents systemes de traction electrique.—«Revue generale des Chemins de Fer», 1955, № 7.
34. Cut. Der elektrische Zugbetrieb mit Einphasen-wechaelstrom 50 Hz auf der Hollental und Drei-seenbahn. — «Bundesbahn». 1954, № 9/10.
35. M. Walter. Quelques problemes de construction et d’entretien. — «Revue generale des Chemins de Fer», 1955, № 7.
36. W. Ohl. Die 50 Hz — Hollentalbahn — Lokomotive der AEG. — «Elektrische Bahnen», 1951, № 10.
37. R. Fritsche, E. К 1 1 b. Ergebnisse des 50 Hertz — Betriebs auf der Hollentalbahn» — «Elektrische Bahnen, № 3/4.
38. N a d e г e г. Das Unterwerk der Hollental—und Dreiseenbahn.—«Elektrische Bahnen», 1936, S. 255.
39. Ф. P а т к о в с к и й. Электрификация железных дорог нормальной колеи однофазным переменным током частотой 50 гц и система преобразования частот. — «Венгерская тяжёлая промышленность», 1953, № 12.
40. Л. М. Т р а х т м а н. Современные электровозы и моторные вагоны переменного тока промышленной частоты. В книге «Электровозы однофазного тока промышленной частоты». Трансжелдориздат, 1956.
41. В. Б. Медель. Подвижной состав электрических железных дорог. Часть I. Механическая часть. Трансжелдориздат, 1950.
42. Б. Н. Тихменев, Л. М. Т р а х т м а н. Подвижной состав электрических железных дорог. Часть III. Электрическая часть. Трансжелдориздат, 1951.
43. В. А. Раков, П. К. Пономаренко. Электровоз. Трансжелдориздат, 1956.
44. В. С. К у л е б а к и н. Об устранении асимметрии намагничивающих сил в конденсаторных асинхронных двигателях. Электричество, № 7, 1956.
45. Б. Р. Бондаренко, Н. X. Ситник, В. А. С т е к о л ь н и к о в. Электровозы однофазного тока промышленной частоты. Железнодорожный транспорт, № 11, 1955.
46. А. Б. Иоффе. Об однофазном коллекторном двигателе на частоте 50 гц для тяги. Электричество, № 1,1 956.
47. П. Н. Шляхто, Д. Д. Захарченко. Подвижной состав электрических железных дорог. Часть II. Тяговые электродвигатели и вспомогательные машины. Трансжелдориздат, 1951.
48. А. Е. Алексеев. Тяговые электродвигатели. Трансжелдориздат, 1951.
АЛФАВИТНЫМ УКАЗАТЕЛЬ
При пользовании настоящим указателем следует иметь в виду, что каждое название упоминается один раз и, как правило, не повторяется в перестановке слов.
В указателе упоминается вначале (за редким исключением) основное слово, а потом его определение, например, «Башмаки контактные», а не «Контактные башмаки».
В большинстве случаев, когда формула, определение, метод и т. п. носят название по фамилии ученого, инженера, новатора, в указателе приводится лишь фамилия (без сопровождающего термина), например, «Галахов Н. К.», а не «Рессоры Галахова Н. К.» и не «Галахова Н. К- рессоры».
А
Автосцепка вагонов метрополитена 129
Агрегат преобразовательный 628
Амортизаторы электровозов 165, 168, 169
Аппаратура защиты электровозов переменного тока 587
— электрическая электровозов 291, 292
— электросекций 441
Аппаратуры силовой цепи и цепи управления электровозов с ионными преобразователями 590
— .— — — — — однофазного тока 617
— — — электровозов с преобразователями однофазно-трехфазного тока 642
— цепей управления электропневматические 346
Аппарат электромагнитный 312, 313
Б
Балансиры 78
Балка сочленения передней тележки 70
— шкворневая 70
Бандаж 84
Батареи аккумуляторные 360
Башмаки контактные 292
Бенедикт О. В. 606
Блокировка двери в высоковольтную камеру 467, 468
— лестниц 468
—- щитов 469
Блокировки электрические 327
Боковина рамы 71
Боты диэлектрические 470
Бригады локомотивные 460,
463, 464, 465
— комплексные 533
Брус подрессорный люлечный 114
— упряжной 68, 69
Буксы электровозов постоянного тока 88
— — переменного тока 570
— электросекции 108
В
Вагоны метрополитена 125, 126
Валики подвески 80
Валы тяговых двигателей 186
Ввод электроподвижного состава в депо 466
Вентили электровоза НО 579
Вентиль включающий 308 — выключающий 309 — ионный 578
Вентиляция тяговых двигателей 189
Вес составов для различных расчетных подъемов и серий электровозов 457
Виляние электровозов 83 Включение тяговых двигателей электровозов 23, 24
Влияние электрифицированных железных дорог на работу смежных технических сооружений 17
Вождение сдвоенных поездов 460
Вписывание электровоза в кривые 89
Вращение тяговых двигателей 275
Время поездной работы электровозов 457
Время работы локомотивной бригады 458
Вставки плавкие предохранителей 346
Втулки резиновые уплотняющие 444,445
Вульф А. В. 9
Выдача электровозов под поезда 455
Выкатка колесной пары 72 Выключатели 296, 345,
346
— автоматические 296, 297, 300, 301
— анодные 589
— для защиты 587, 589
— кнопочные 357, 467
• — цепей управления 356
Г
Галахов Н. К- 112, 113
Галоши диэлектрические 470
Генераторы 260, 261
Геометрия зацепления зубьев 155
График движения поездов 457
— для определения фиктивного подъема 31
— оборота локомотивов 458 — технологического процесса текущего ремонта электровозов и электросекций 538
Графтио Г. О. 9
Д
Давление запрессовки 84
Двери электровагона 123
Двигатели тяговые постоянного тока 131, 170, 189 ---------- с ионными пре-
образователями 583
— типов ДК-1А 191
648
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Двигатели типов ДК-ЗА 190 -----ДК-102 А, Б, В, Г и Д 191
-----ДК-103А, дк-юзв и ДК-ЮЗГ 191
-----ДК-104 А, Б и Г 192
-----ДПИ-150 и ДПИ-152 191
-----ДПЭ-340 и ДПЭ-340А 189
-----ДПЭ-400А п ДПЭ-400Б 189
-----ДСЭ-680/2 191
-----IIБ-406А и Б 189
-----GDTM-655 190
— коллекторные 605, 606, 607, 608, 609, 611
— однофазные 607, 609 — тяговые электровозов с моторгеператорами 628
— — — постоянного тока 179
— — — — -- с ионными преобразователями 583
— — асинхронные трех-фазныс 632, 635
Делители напряжения и генераторов тока управления 263
Делитель анодный 585
Диаграмма тонно-километровая 457
Диаграммы круговые 89 — пусковые электроподвижного состава постоянного тока 277
Дубелир Г. Д. 9
Дуга электрическая 303, 305
Дугогашсние 303, 305
Е
Езда двойной тягой 53
— кольцевая 454
— петлевая 454
— плечевая 453
Ж
Жесткость пружины 78
— рессоры 77
3
Заводский Ю. Е, 156
Запас неснижаемый узлов и деталей электровозов 535, 536
— — — — — электросекций 537
Запрессовка 84
Защита вспомогательных цепей электроподвижпо-го состава 433
— от атмосферных перенапряжений 428
— от коммутационных напряжений и повышения напряжения 430
— от короткого замыкания 431
Защита от перегрузок 431 — при падении уровня изоляции 433
И
Игнитрон 578, 580, 581, 582
Измерители работы электроподвижного состава 455
Инструктаж локомотивных бригад 462
Изменение направления вращения тяговых дви-1ателей 275
Изоляция проводов электроподвижного состава 443, 444
— тяговой аппаратуры 362, 363
К
Кабель для заземления 470
Каблирование линий связи 17
Камеры дугогасительные. 305
— высоковольтные электровозов 438, 440
Каркас кузова электровагона 122
Катушки добавочных полюсов 185
— дроссельные 360, 585
Клапаны пантографа 349
Классность машинистов 461
Коврики резиновые 470
Колебания электровозов 82
Коллектор двигателя 186
Коллекторы 472
Компрессоры 248
Кондуиты 444, 445, 446
Контакты б л о к и р о в о ч н ы е 327
— контакторов 301,302,303
Контактор заземления 325
— заземляющий 469
Контакторы 301
— с индивидуальным элек-тропневматическим приводом 590
— электромагнитные 312, 313
— электропневматические 310, 311
Контргайки 447
Контроллеры машиниста 591
— управления 352
Контроль магнитный деталей электровозов и электросекций 516
Конструкции тяговых асинхронных двигателей 635
Короткозамыкатели быстродействующие 300
Коэффициент выполнения весовой нормы поездов 456
— для определения расчетной скорости 54
Коэффициент использования реостатов 339
— — силы тяги электровоза 457
— нажатия 29
— неравномерности пуска 38
— одиночного пробега электровозов 456
— полезной работы электровоза 457
— потерь 55
— приведения вращающихся частей 20
— регулирования возбуждения 24
— скорости 456
— тормозной 37
— учитывающий возврат энергии при рекуперации 55
Коэффициенты ударные 78 Кржижановский Г. М. 9 Крепление рамное 69, 71, 73 — тягового двигателя при опорно-рамном подвешивании 137
Кронштейн щеткодержателя 188
Кузов вагона метрополитена 125, 128, 129
— электровагона 119, 120, 121
— электровоза постоянного тока 96
— — переменного тока 570
Л
Лагинов Д. А. 9
Лебедев А. Б. 9
М
Манжеты изоляционные 187
Материал зубчатых передач 152, 153
Материалы монтажные 443 Машинисты электровозов и моторвагонных электропоездов 461
Машины вспомогательные электровозов 264, 592, 618, 628
— — — с преобразователями однофазно-трехфазного тока 642
— — — с коллекторными двигателями 618
— — — с мотор-генсрато-рами 628
Меры безопасности при обслуживании электроподвижного состава 466 — защитные и предупредительные на электропод-нижпом составе от поражения электрическим током 466
— предосторожности при ремонте электроподвижного состава 471
Метрополитен 125
Л Л Ф А В И Т Н Ы П УК Л 3 л ТЕЛЬ
649
Механическая часть электроподвижного состава постоянного тока 68 — — вагонов метрополитена 125
— — — — переменного тока 562
— — электросекний 100
Механизм сочленения электровоза 74
Монтаж аппаратуры на электросекциях 441
- - высоковольтных камер 438
Мотор-вентиляторы 252, 253 Мотор-генераторы 254, 255, 261
Мотор-компрессоры 247
- - — служебного тока 255
Муфты концевые 444
- - прямые 447
Н
Нагревание тяговых двигателей 41
Нажатие на ось расчетное 29
Напряжения в боковинах 73, 74
Ножи рессорного подвешивания 80
Николаев И. И. 90
Иольтейн Е. Е. 77
Нормы времени простоя электровозов под техническими операциями 458 — допусков и износов вспомогательных машин 527
— — — — компрессоров 517
— — — — механического оборудования 518
— — -- — тяговых двигателей 525
__ — — — электрической аппаратуры 524
---- на изоляцию тяговой аппаратуры 363
— пробега электроподвижного состава между ремонтами 528
— — тяговых двигателей вспомогательных машин между ремонтами 529
— простоя электроподвижного состава 529
--- расхода смазочных и обтирочных материалов 495, 496
О
Обмотка якоря 187
Оборот электровоза 455
Обогреватели электрические 358
Обозначения условные, принятые при расчете тяговых тормозных передач, 154, 155
Обозначения условные, принятые в тяговых расчетах, 19
Оборудование моторных нагонов 437
— постов управления 441
— тормозное электровозов 95
— — электросекций 123, 124
— цехов и отделений электродепо 480
— электровозов 434, 436, 618
— электросекций 620
— электрическое электроподвижного состава с ионными преобразователями 572
— — — — с коллекторными двигателями однофазного тока 605, 618 — — — — с мотор-гене-
раторами 629
— — — с одпофазно-
трехфазньши преобразователями 632
— электрических локомотивов с ионными преобразователями 593
Обслуживание поездов электровозами 453, 451
— электропоездов моторвагонными секциями 454
Ограничение по самовозбуждению 45
— тормозной силы 29
— тормозных характеристик 47
Окна электровагона 123
Опоры кузова электровоза 76, 77
Организация текущею ремонта электроподвпжно-ю состава 533
Оси моторных вагонов 104, 106, 107
— прицепных вагонов 106
Осмотр электровозов 513, 514, 515, 530, 540
— электросекний 513, 514, 515, 540
Остов двигателя 178
Острогубцы 470
Охлаждение вентилей 579
— трансформаторов 575, 576
П
П а л ь ц е д е р ж а те л ь реверсора 324
Пантограф 292, 293, 294, 295
Парк моторвагонный 450 — неэксплуатируемый 451 — эксплуатируемый 451 — электровозный 450
Пары колесные вагонов метрополитена 128, 131 — — моторных вагонов 101
Пары колёсные прицепных вагонов 104
— — электровозов постоянного тока 83
— — — переменного тока 570
Паспорт технический электровоза и электросекции 528
Передача вагонов метрополитена 128, 129
Передачи зубчатые жесткие моторных вагонов 149, 150, 151
— — упругие модернизированные 145, 146, 147, 148
— — — с цилиндрическими пружинами 145
— — тяговые с пластинчатыми пружинами 141, 142
— тормозные рычажные электросекций 124, 125
Переключатели групповые 322, 323
Пересылка электровозов и моторвагонных секций 453
Пересчет характеристик при изменении передаточного числа и диаметра движущего колеса 22 — — реостатного торможения 47
— электромеханических характеристик на электротяговые 21
Перечисление электроподвижного состава 451
Перчатки резиновые 470
Песок 491, 492, 493
Печи электрические 358
Пироцкий А. Ф. 9
Планирование расхода электроэнергии па тягу поездов 59
— ремонта электроподвижного состава 531
Пластины маркировочные 446
Плотности тока в катушках тяговой аппаратуры 361
Плотности и постоянные рабочие медных контактов 302
Площадь отделений и цехов электродепо 479,480
Пневматическая сеть вагонов 123
Подвешивание рессорное люлечное 113
— — электровозов постоянного тока 75, 80
— — — переменного тока 564
— — электросекний 111,
113
Подвеска тяговых двигателей вагонов метрополитена 131
Подвески рессорные 78
650
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Подстанции тяговые 13
Подталкивание поездов 459 Подшипники качения, применяемые на вспомогательных машинах электроподвижного состава, 269
— моторно-осевые 184
— якорные роликовые 178
— — скользящего трения 184
Поезда сдвоенные 460
Показатели экономические и энергетические различных систем электрической тяги 17
Полюсы двигателя 185
Последовательность замыкания контакторов электровоза ВЛ22м 368, 374 — — — восьмиосного электровоза Н8 381
Пост управления 441
Потери в зубчатой передаче моторно-осевых подшипников 21
— пусковые при применении машинных преобразователей 273, 277
Потребность в стойлах электродепо 476
— в электроподвижном составе 455
— электроподвижного состава в ремонте 531
Предохранители плавкие высоковольтные 343, 344, 590
Преобразователи ионные 577
— машинные 272
Преобразователи фаз 636 — частоты 636, 638 — электровозов с мотор-генератором 627
Приборы ударно-тяговые 123
Привод гидравлический 318 — двигателя при опорнорамном подвешивании 132 — электровоза 139
Приводы электровозов постоянного тока 132, 138 — — переменного тока 570 Приводы воздушные с масляным демпфером реостатного торможения 318 — контакторов групповые 314
— — индивидуальные 307, 310, 312
— пневматические 316
Приемка и сдача электровозов и моторвагонного подвижного состава 463 — электровозов и электросекций из текущего ремонта 539
Пробег электровозов и моторвагонных секций 455
Провода для электроподвижного состава 443, 444
Провода обмоточные361,362
Прогиб пружины 77
Производительность электровоза 456
Протяженность электрифицированных железных дорог по системам тока и напряжения 541, 542
Процент неисправного электроподвижного состава 532
Пружины цилиндрические 146
— электровоза 77, 78
— электросекций 113
Пункты линейные 503
Пуск реостатный 338
— электроподвижного состава переменного тока 600
— — —• постоянного тока 277
Путь тормозной 35
Пяты 75
Р
Развеска оборудования электровозов 441
Размеры производственных цехов и отделений 477
Разрядники 590 »
Разъединители 345, 346, 466
Рамы электровозов постоянного тока 68, 71 — — переменного тока
563, 571
Расположение оборудования на моторных вагонах 437
— — на электрических локомотивах с ионными преобразователями 593 ------------ с коллекторными двигателями 618 — — — — — с мотор-генераторами 629
— — — — — с преобразователями однофазнотрехфазного тока 605
— — на электровозах постоянного тока 434, 436
— — на электросекциях с коллекторными двигателями 620
Распределение электровозного парка по видам работы и его состоянию 450
Расход электроэнергии на тягу поездов 38
Расчет амортизатора 169 — геометрии зацепления зубьев 155
— веса поезда 29
— деталей рессорного подвешивания электровозов 78
— катушек тяговой аппаратуры 360
— кривых движения поезда 32
Расчет маневровых ступеней 286
— непрерывной продолжительности работы локомотивных бригад 458
— осей моторных вагонов НО
— прямозубых тяговых передач 157
— пусковых сопротивлений электрический 281
— развески оборудования электровозов 441
— рамы 71
— рамных креплений электровоза 73
— рекуперативных характеристик 51, 52
— сопротивлений тепловой 289, 290
— температуры обмотки тягового двигателя 43
— тормозных сопротивлений 288
— удельных тормозных и замедляющих характеристик 29
— тяговых характеристик
22, 23, 24, 25
Расчеты тормозные 35
— тяговые 18, 46
Расщепители 636
Реакторы переходные 586
— сглаживающие 584
Реверсор 323, 324
Регулирование возбуждения тяговых двигателей 24
— коммутации коллекторных двигателей 609
— мощности тягового двигателя 274
— скорости движения электрического локомотива 270, 271, 273
Расход электроэнергии на тягу поездов 53, 473
Регулятор давления 348
— напряжения 350
Режим генераторной работы асинхронного двига-тел я 635
— тяговый электровоза 21
Режимы расчетные рамы тележки моторного электровагона 118
Резерв депо 452
— дороги 452
— Министерства путей сообщения 451
— электроподвижного состава 451
Рекуперация тяги 49
— энергии 10
Реле 329
Реле автоматического пуска 336
— боксования 590
— заземления 590
— напряжения 335
— перегрузки 332, 588
— потенциальные 334
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
651
Реле промежуточные 338 — типовые 335, 336 — ускорения 337
Ремонт электроподвижного состава 471, 506, 508, 509, 510, 512, 513, 515, 532, 533, 530
— электровозов и электросекций 537
Реостат 339
Рессоры электровоза 75, 76
— электросекций 112
Решетов Л. Н. 319
С
Сердечник двигателя 185, 186
Сеть контактная 14
— тяговая 12
Сила тормозная поезда 28 — тяги 20, 21, 30
Силы сопротивления движению поезда 26
Системы дугогасительные 305, 306
— управления электро-подвижным составом постоянного тока 270
— — — — переменного тока 541
— электрической тяги 11, 12, 15
— электроподвижного состава 14
Склады песка 493
Скорость движения электрического локомотива 270
— поезда допустимая 34, 76 — при расчетном подъеме 30
Скорость техническая 456 — участковая 456
Смазка 464, 465
Снижение расхода электроэнергии 473
Соединение игнитронов 581 — секций пусковых сопротивлений на реостатных позициях 383
Сопротивление основное удельное 26
— от кривизны пути 27
— от уклона пути 27
— при трогании с места 28
— пусковое 281
— тормозное 288
Сопротивления, применяемые на электроподвиж-ном составе 339, 342 — чугунные 339, 340, 342 Состав электроподвижной 14
Спрямление профиля пути 31, 32
Сравнение систем электрической тяги 15, 16 — электровозов однофазного тока промышленной частоты 541, 545
Средства защитные в депо, на электровозах и моторвагонных секциях 470
Сталь для осей моторных вагонов 104
— — — прицепных вагонов 106, 107
— — — электровозов 83
Стойки рессорные 78, 79
Стойла электродепо 476
Структура электровозного депо 449
Ступени маневровые 286
Сушка песка 493
Схемы вспомогательных цепей электровоза ВВ 12001 603
-------------НО 595, 603
— силовой цепи электровоза ВВ 12001 598
---------ВВ 13001 621
-------------НО 595
Схемы вспомогательных цепей электровоза с мотор-генераторами 632
— — — управления электровоза НО 603
— включения защитных аппаратов в силовые цепи электроподвижного состава 428
— вспомогательных цепей электровозов 425, 602, 605, 624
-----------ВЛ22м 426
—------восьмиосного элек-
тровоза Н8
- - — — моторвагонных секций и вагонов метрополитена 427
— монтажные 443
— — •— электровоза НО 603
-----------ВВ 12001 605
— силовые электровозов серии ВЛ22М 366, 373
— — вагонов метрополитена 397
— — восьмиосного электровоза 118 366, 368 — — моторвагонных секций 394, 414
— силовых цепей 365
— электрические 365, 621 — — моторных вагонов с коллекторными двигателями 624
— — электровозов с коллекторными д в и г ате л я м и 605, 621
— — — с преобразователями однофазно-трехфазного тока 644
— управления восьмиосного электровоза Н8 408
— — игнитронами 582
— — моторвагонных секций 419
— — электровозов ВЛ22ч 405
Схемы цепей управления 404, 600, 603
— — — вагонов метрополитена 422, 424
Т
Тележки бегунковые электровозов 91, 92
---вагонов электросекций 115, 117
— — метрополитена 127, 128, 131
— электровозов переменного тока 563
- - — постоянного тока 91, 92
Территория деповского хозяйства 502
Типы рессорного подвешивания электровозов 80
Токоприемники 291, 292
Торможение реостатное 43, 45, 4S, 282, 616
— электрическое двигателей однофазного тока 603, 615
— — рекуперативное 47, 615
— — коллекторных двигателей 615
— — электроподвижного состава 43
Тормоз вагона метрополитена 127, 128, 131
Тормоза электровозов 43, 95
Трансформаторы электровозов постоянного тока
— — переменного тока 5724 613, 627
— — с мотор-генератора-ми 627
— — с преобразователями однофазно-трехфазного тока 641
— электрических локомотивов с коллекторными двигателями 613
Тройники смотровые 447
Трубы кондуитные 444, 445, 446
Тяга поездов электрическая 15, 18, 19
У
Угольники прямые 448
Удар на автосцепке 72
Уклон фиктивный 27
Управление игнитронами 582
— электроподвижным составом постоянного тока 270
Уравнение движения поезда 18, 22
Учет расхождения характеристик электровозов 52
652
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Учёт ремонта электроподвижного состава 532
Устройства экипировочные 491, 497
Уход за электроподвижным составом 462, 465
Ф
Фитинги соединительные для трубопроводов 446
Фланкирование зубьев шестерен зубчатого колеса 156
Факторы эксплуатационные и метеорологические при планировании расхода электроэнергии на тягу поездов 59
Формулы расчета геометрии зацепления зубьев 155, 156
— расчетные основного удельного сопротивления 26
X
Характеристика тормозная электровоза 50
— тягового режима электровоза 20, 21
— электровоза при регулировании скорости 22
Характеристики аэродинамические 173
— двигателей тепловые 173 — — электромеханические 173
— тяговые электровозов 24, 25, 65, 66, 599, 600
Хозяйство деповское 502
Хозяйство песочное 491 — смазочное 494 — электровозное 474 — электротяговое 449, 474 Хромов Г. А. 156
Ц
Цепи силовые и вспомогательные электровозов с мотор-генераторами 630
Цепи силовые электровозов ВВ 12001 592
—------НО 595
— управления 347, 356, 404
— — электровозов В В 12001 603
— — — с мотор-генераторами 628
-------НО 595
Цех заготовительный 534
Цехи производственные и отделения электродепо 477
Цикличность ремонта 530
Ч
Чистка коллекторов 472
Ш
Шацилло А. А. 156
Шевалин Б. А. 9
Шишкова Т. В. 156
Штанга изолирующая 470
Шунты индуктивные 351, 352
щ
Щетки вспомогательных машин 266, 267
— двигателя 189
Щеткодержатели двигателя
188
Щипцы 470
Щиты подшипниковые 178
Э
Экипаж электровоза 93
Эксплуатация электроподвижного состава 449
Экономия электрической энергии 472
Электрические железные дороги 9
Электрификация железнодорожного транспорта 10
Электровоз В В 63
- В В 12001 599
- В В 12005 599
- В В 12006 599
- ВВ 13001 621
Электровоз ВЛ 62, 68
— ВЛ 19
— ВЛ22 62, 68
— ВЛ22м 62, 68
— ВЛ23 62
— Н8 63
— НО 62, 593
— ОР 62
— ПБ 62
- - СК 62, 68
— СС 14100 628
— V-35 602
Электровозы железных дорог СССР 15, 16, 63
— — — зарубежных стран 65
— однофазного тока промышленной частоты 541, 545
Электродвигатели вентиляторов 253
— компрессоров 251
Электродвигатели тяговые постоянного тока 171, 172, 174, 178, 180, 181
Электродепо 533
Электроподвижной состав переменного тока 541, 562, 632
— — постоянного тока 62
— — с коллекторными двигателями однофазного тока 603
— — с однофазно-трех-фазным преобразователем 632
Электросекцин постоянного тока 100
— однофазного тока промышленной частоты 560
Элементы контакторные 321
Энергоснабжение электрических железных дорог 11, 12, 13
Я
Якоби Б. С. 9
Якорь двигателя 186
Ящики с чугунными элементами сопротивления 341
Переплёт художника Б. В. Шварца
Технический редактор Г. П. Верина
Корректор А. И. Левина
Сдано в набор 10/VIII 1955 г. Подписано к печати 22/1 1957 г.
Формат бумаги 70 х 1 081 /, й. Печатных листов 42,75 (5 вклеек) (условных 58,57). Бум. листов 21,37
Учётно-нзд. листов 87,5. Тираж 10 000 ТОП 17. ЖДИЗ 76528. Заказ тип, 1 724.
Цена 43 р.
ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, Москва, Басманный туп., 6а
\-я типография Трансжелдориздата МПС. Москва, Б. Переяславская, 46
1S 28Д
G
ОМ
~±двб HL” 1Б^
ТК-7
21 15В ОМ15ГТК-Т
20
Ы5Д
ИьКПС'ГГ—
rW
<? 7* 9QD
—a^^N
28 Б ™
* •“VW * 70
45, 28Г Дд.
БВ ВБ 54
КСД-С
КСП-СП
—о о--
5 4=
гвдвв^
G
13
---
31/7 КСП-П
~•------, Q О—
_ КСП~С
№ 30 А I
______
г Вперед ^г^ДЛЛ*-
|'1 54 ;
г Zj^LT 1 Вентили ।
КСП-П
। —о О-J оенгпилц I
71 ТМ? [групповых ।
1 1 'контакторо8\
• L _ Назад__| *" ।
25 -fG
W ом 16
КСИ /-
4'7
5ыс.
панпп
flaunt
ДД
П-П.
А Л 3.36
W- Г* 'ЛМ*~
У5 ксп-cnt W-&J
Вспомога
t^St
VJ
ОТ
h 7Д ТК-м\
5В ОМ в Г бяксл-
ББ
~~wn.« Г^лдЖ
Низ-вен
Возврат вс
Oj>
Выси:-вена.
5-
4n^~-
----
.
21Д
13Д
1?Д в5
Возврат
95
ИЗБ
Ко/
-..^____________________
, ж Возврат Б в
ДДД-.-----------------------
wmifamsKtti
&
Контроллер машиниста на 2-м конце электровоза
Ког
Па>
Па:.
Во.
мотке мнения. отпои р-гене-юра
10 °2 3° °4 По о18 15° °20 33° °3i 35° °36 99° oSO 51° 052 ° HO ° 15 °50M °59P
5° 37° 53° °59B
° в о22 °3S °5p °59fi
7° 1.1° 39° 55° °53Г
°8 °25 oW) °5b ° H3
.4° 25° 4/о 57° О HP
о10 °28 о/,? °58 °H37
11° 27° 4J° 59° °H38
012 °28 044 °S0 OH39
13° 29° 45° 51° OHM
о/4 °,30 °W °82 °H91
1£о 31° 470 53° 0
о/S °32 0# °69 °H20
—---------------—----
о
5}
77
К
Розетки междузлектровозных соединений
2- го конца электровоза
69 8з'^
Тормозной барабан
d 1
15 13 11 9 7 5 3 1 \1б'12\10^8 ‘6 । 4 i2 I
26
27 I
28Г<
LU_
НЛ1“
&
I " 7(7^5
Параллельное ЛослеВовательно-лараллельное-\г\ , ПослеВобательное_тк I \32
Селективный барабан
00 1(7/7
1 I21
Г“, !1£
х 61
j_93___
39
38
37
36
35
Ж ч 27
28
lie___
Br>\
Реверсивный барабан
Главный барабан
35 33 31 29 27 25 23 1 \збШ32Р0\28 Л6\2Ы22
'^31
29
30
Коб возбц zeHei. моше pan
Розетки мемдуэлектровозных соединений 1-го конца электровоза
Контроллер машиниста. Ш-112
30
наз
Т ? 018)
KCO-L
тк-т
I___________________
LL 31 «I
7\ iol
ей
131
20\
г/1
22
2Д Ж
«9
К обмотке eg) возбуждения ‘~м I двигателя мотор-гене-ратора
б____'
рТК-б /gj—а н_____
1_2___
13____
17____
18____
19____
20____
V_____
22____
23____
29
U9
г с
130
пв-в
/18...
Ш'М
Замок
АВУ ЛЗУ
вч во pan I 6 В
шш, <
(108) 25(29) к„
РП 5-6РЛ 3-0РП'1-2РМН 82 ь°
Блокировки контакторов (злектропневма тческих) _____19 21 22 29
27 37 Щ 42
29 Л (296) ,
Пантографы
:ая скорость илятороб
тельные уепи
•про о'ейшп Ууюицзй Выключатель
чая скорость тиляторов
'пталятаров
\50м \60
ВооОиВатель
Компрессоры
компрессоров
-^34
100(101)
Замок
Г-
Штепсель междуэлектровозного соединения
Все остальные про-v вода соединены со-1 ответственно /1 1 и 1 ,2 и 2 и т .д.
15
10
/4
Морщение машинного помещения
hlCOKOOIW намерь!
Но 106(105)
50Д 50Б 50В7В50Г50С
6 у зом^
92______
Г° 122 58
&
&
Возврат S3
55
59
52
33
51
Возврат 8в
ПВ-В
S3 6ч .. ^vw--н —52А526^ чья 69 51Г 65 __4JO_rvu_rw~u
Сопротивления В цепи поля.воз-буОителя при торможении
Позиция Сопротивление Позиция Сопротивление
1 72,585 ом 9 8,335 ом
2 52,585ом 10 6,585 ом
3 37,585ом 11 5,335 ОМ
Ч 27,585ам 12 4,085ОМ
5 21,585ом 13 2,835ом
6 17,0 85ОМ 14 1,710 ом
7 13,585ОМ 15 0,585 ом
8 10,525 ом
ГЖЗ о о о о о о о о о О Q о о
Тип ппппп uuuou йвд
щ Ж£г Ж™ sm
43
47
Здыь
J Jiff wISl
Блокировки контакторов (электромагнитных^ if й
Блокировки реле
76 77 82 93 ВЧ
85 *0.
8Г KLi
%
34
59
возврат 86
1 В оз врал) 8%
Ч№--------
G
5
чпртлос №1
\58А
чпрессор
|53
imot'ocp
\57
/у°г
imospcf
Wo
'Вубитель
Ограни читель скорости > возбудителя
В этих кабелях про Вова 0-8,29-25. 'ПО-Pt и 556-57 перекрещены
86
----
66
---68С-----ДАЛ-
боя
60Г8? 80S 7в
78 60 В
в--
--Н
G
Сигнализация fj-|
Пусклое освеще- Jj ние кабины Г»
Яркое освеще- tl| ние кабины '!'
Злектронечи >! 8' общей группы ГТ)
Электре печи н
KOHic.piuijmpct
^ЛЙ39
__0 Нт •
Н19(Н28)\ ппГГ
~rp/Vr*~| К КУ в кабине^ '«А 6бШ ~
102(103)
ПО /
Лампы ходщ- U-I вых частей. । 1 Освещение измепк) | тельных приборов 'll Фонарь tHjaiepHMiliLl правый *Т"
Фонарь банерный 11 | левый Г|1
Прожектор । । «<
тусклого света ,
Прожектор , | 11
яркого света r7|t
-------1 i53J>
К КУ в кабине №2.
Н231Н30)
I Н2У(Н31)
\rt7l.in(118) (12b гк п п
0 \(н32)1,75ом Н26(НЗЗ) ' L ►——(
О
6-1
Блокировки илоктропнедматичвских контактов
пт I о :о i г р <> о ч / и с о/пою ни
1соко&ольтной. камеры
перегрузки. Вспомогательных
‘f 95 96
Поводов
Цепь
ЦОИ аккумулятора енер. управления Цепь управления
-спомогательные цепи ? тушка вентилятора лбещение
^мерительные приборьГ _____внешн-________ •мерительные проворы
Внутр-
Таблица пр едох f
К электропнеВ^ати че с кому клапрну 191
Тип
аппар
Наименование >
ЕлокироЬки защитных роле
боксоЕонио
г,) l пл! о г,7-я >
Церч> я поря генератора
о о
Блокировки к
1
Блокировки реле \ маши» 1
S3 34
Таблица пр
О5оз-нач. Сеч. ммг Марка
25 ПС-1000
7/ )) £
® 6 в’
(2z) 2,5 V Kt
7,5 V 0
2,5X13 езш-шо И.
Зрхц ИЗ-
I—
7
ги-г
с
в
яг ^"^яя1 вв_в нт I -С Г / ; |-' ' *—
К1М 8101
201(202)
21J-?
Песок
>14'1
Сигнал
214'2
Сбисток\л9и№
i” ]с—rWW
-•15'1
>15'2
ШШ2
НЗВ
79(80)
535
- К покомотибнои сигнализации
Г
I Н4
_ Ц________________________
Освещение машинного иомещен^ЦЭ^
HS6 пв-н
НЯ2
ИЗ/
Ш2
Рубильник усилен нои зарядки аккумуляторной батареи •
Сиенан
Свисток
Отпуск тормозов
HilH?)
ВЬ(ВТ) 124 ви
нН 5
ГХЛ1
WWWWW
Освещение в!’> л имерш
_т Л _г ~н55
313
HL
312
з7о
314
321
311
322
Соединитель -ные зажимы
С аединитело ные зажимы
"28
позорат Б 81
Б01
Б В?
348
HZ
353
ffitZ
Возврат 582
Возбудител^у
359
357
юнителеи
цепи о Q ио1 Но пр. S в Ко АО -честбо
ппраБленця 80 50 2
Таблица L о про т и б л ении
Наименование сопротивлений Сопротивление 6 ом Наименование сопротивлении Сопротивление бон Наименование^ сопротивлении Сопротивление в ом
Н41(Н42)
21
10
11
12
13
14
15
19
20
21
22
23
23
16
26
27
J, f 29.26
-ЛА—
4-^
4^ 4-—
°S 26
о I _ 21 I g=g=l
о 2 то ’’04
5 о
об 7*
08 9о
ою 1,°О12 ^14 ,5%16
170 о18
Во20 21°о22 27о“ о 24
25 о А с„
270 028
29° о 30
310 -г,-
Г 074 оАУ
35о
55о„.
оЗб 370
45§«
47°oW
~777о о
37Ао 0376
™ООЖ
о
К4°оНЗ
В17°О™
"Е
37-101
LA^LJ 67(68) сигнализация Тусклое освещение > кабины
Яркое освещение кабины v
Электропечи общей группы Электропечи
Обогрев контроллер!. • Лампы хо<1оВых~ частей
Освещение измерительных приборов Фонарь буферный правый Фонарь буферный лебь/й
Прожертор тусклый свет
Прожектер яркий свет
о-
1№г
ксп-с
8 лМг
КСП'С 4Л
Вперёд ~~Вперёд
Паза.
Контроллер машиниста на 2-м конце ,v _ электровоза Компр>
КСП-П ЛА ------вбДлтгт
Розетки 2-го конца олектровоза.
Вь/кл ЩбЛ \ЛЬ@К.
ксп-сп --о о—
всЯ-п
—о о
______ 17
——фбу----------
/J
•vW
// лМг
18
VW
16
т/W
9
тЛЛг
12
лЛЛ
16
-J\N-
7
-AV
10 Возврат б в '^л -vW
Возврат S3 I быстродействуб ций выключат^ Пантографы Пантограф задниц
Пантограф передний 6 спомогателенг цепи
Низкая екороегп. Вентилятор од
Возврат вентиляторов высокая скоросе вентиляторов возбудитель
Компрессоры
Возврат 5 компрессоров *
X X X X X X
Компу сор h/'i
сор М1' Пантсгрб
N’1
Лантогрс
№?'
звз
зчзг/
волбрат
6В1
BoaSpain 082
Пантиграфы
Пантограф передний
Пантограф задний
Низкая скорость вентиляторов
Высокая скорость вентиляторов компрессор I
компрессорИ
Возбудитель
п?7/нгв>
368
353
358
369
350(351)
‘361 - >Vg3 tin М223 „Ж
----—--------ГИЪ~^АЛЛ------
359
397
8226 SJt
L-—WW
возврат SBi
----------
368
<7
—АГЬ-----------------------------WW-1
873 1159 855 Н57
Удерж В В!
бвг из 90 г Уо-1 es fZ
!Kt r 46J
pijb
866
P137
5В1 к 58
65-1
65-2
66-/ ““
""“ 66-2
О О—* § |о-Г
351(350)
358 К53
35 b
КВО
352
о-
852
359
|о-
357
69
P83 P/Pn l1,3J ’ l-‘‘J P87
p93
!b
-AAW
2 tjif 24 j 7 1
«« НЧд aw к 61 ♦ о о—-----о •>——
33S _____50?
662
вег
о
УВержбвЗ
-АМЛ-
Р35 ~6 "
853
Р39
8В2 Н!б0
868 62-2 877 Н!62 Р10'
8110(8111}
Кб?
hiio(hui)
о
71118(6719)
8120(8321)
8122(8123)
О
о-
о
Печи и группа.
Э55
Н 116(71! 77)
гоЯовых частей
08 л
35ч
nil
ПвВ
j5b
Обогрев контакторов
62
856 1 861)
МН2(Н113)
Н 78 7579)
H80(H8t)
8/101(8182}
853
208 \
J55
357
Освещение иимер |--1
приборов
\P1U? nn HM
'-----ЧПг » t
Ч2-! 876 nn ,1166
Фанарь буфера правого
Фанор буфера ледово
Прожектор тусклый свет
Прожектор яркий свет
Тускпоеосбе щение кабины Яркое о с вещ? ние кабины
Печи Iгруппы
Ь?-2
AVW
60'2 670
РЮ?
’ 869 „ _ нм
H126(HI25)
И 90(Н 31)
Н 9 2 (И 33) Ь
IQ5 Кб?
Р113
I
-о—
UI
H1ie(H!t9)\^нв8(Н85) РШ (PJ2i[ PI3B(P?SS!
01 8
В §
в
S3
H : 20(71171)/^ HB9/W)
62-1 Kc, ЛВВ
ЛМЛг-^у-ЯО
----ШЛ-----
Юд Вл l
W^-iTs—® . . . . H178
------------~2
110 НГ,, Ha3I
7\М\/\Г-^--2_g~
111 hMl
г2Л!\г -^g
Таблица сопротивлении б цепи возбуждения
Позиция тор рук
С О прО' тивлекиъ
8 ом
Позиция тор рук
Сопри -тиблени» 6 ом
л/?4/л/Лг,1„1л?б>,ЗД/7 Pl3l2/pi33
———
_____________7132(693)
нюрнипй__________
H!0J(t11U6)______
860_________
852______________
— 35
m—WWr
^Z—-WW----------1
bj-tfij-z)
АЛМ/~тл7—* ТГТ—W\K---
-WW------'
<t0!
73 к
'о yz/-_>vw
+Н72 №7
//™ /РУ»
Ограничитель / Ограничители скорости П 1 скорости П2
г
I I
I
I I
I I I I
i
I
I
I
I
I I I
I
J I
Контроллер машиниста 60(61)
на конце №1 электровоза
ГлаВный барабан
36 W 323028 2624222018 16 14 12 10 8 6 4 2
35 333129 272323211917 1513 11 9 7 5 3 1
(hi P) ISfHin flmlU ------------------
174
Poafiponi PH
Ш
Рв( подъем)
PK8 7U
ph 7чГГ 18
<yJLM- ofL&.
Pit I H III !8
- t.-’o
nt w
i/! -4>l t-O- о
---—-Cd l <>..о
ПiJHinjlJlr-'-
L
агонов метрополитена типа Д
qu g
лллг^н
S7£
£0£H
991 S£H 0£i8£\
3
Z/7
И । l_ ___ _JW___________99_
6£i . i£L___
'dnxoug
t
IL 9_
E2bq
^rrT-Lwy^ w*_—£-7 >-чг
LLU
6LU
os/cislC doguxoui_du3d_ ’ jpgdwujdUJd s-jgjuu ие нянину
w/cisic
60-LI-U9
Ш Ю-U-UV hig^HU uenDUGuy
fuil/fy. Hiun'mvi'wnuHtig
IS! Ud шЬжэыйои ai/ay
_ш ZQc' ngQQU ' tiDxwvggouau 6-fiL-VdJ ьпнджьди -UH doiutflfnzdd
U'9 ь чдишипт l-J9id \}XQ1 UUiUdQQ dUdy
9LG- Cd nudhjadff auad
~'йр^^чрой' иишэ'чро'у' 9i-ui aogauhu auad
UoiZ. ^JOi _ Ml t/injfn шымйшпцми
TiiMlUW naDhnft;doi)(uinog
bQSlOZLHUyt ШНУСМПШШ
gim-M идани IfCdOiXUlXOy
60i ~ ~~8Z£ gilfrniwJh&udg ОиаОадду
_bO_i_ bTftn&VWUVMB UQ'm&j'dhQiUvg vdoiBudodionDdiu хошыдо HuaiUhu/uxaiidu
£i tiu'niix’Dg г.ьпнгяыдиц 91 -909 nn'moiligi'jiiaa oqLqiiq iu9hq'o»v Я(/ашоыуи»1чд
— юкюоьошшчд ttvVn&Dh&UbQ 0Z-UE9 mwmhgcog vuauDhiHijwg
xdno g епнаи gnioduu^ nxnihuJDM Мнодокшпид Ullj_ UlUdOuuff
ZO£V
?.h
Zl’lH
11
_________I frit
t
Wo
<-•—*
OSd{ Tiu
yuLuudUuud xjmhuiiix u'nnuyui
I w<i 0)6 \Г^г-Л-------- ----
0£l 6019
6
Kj
titrzu П7С7Н g ?гч 9
9n
W£6i
| ШН
"_JJUJO______i
frl W ££d~r^£^,
699 _.t.t
ssu W О О--. iSH
rs-^f <?/да gi SSL__U—Я0____
——। isn m is
319 ^JOIU 91 ~SL9 g 0W~
069
Wlr
Ш Ш. (Ы€)£1£
Zl€
11285
0151 ,S4
«162
885
H25r—
4
7
248
249
ш
Н88
190\
освещение кабины I flo4-Освещение e t______i|<<
ходовых частей I Tlo+ Обогрев окон i4il
'Тб 7 3 9 10 11 12 1314 15 1617\
’«I--------------------------
\23М7Ш5\24\25Ш1
172(17J)\
|4-
W
№
Песок
Сигнал
К272Л°?к
Свистрк
181(182)
к
и +- L
Сигнал
Свисток
№1(152)
I-----1
ВклтиениеГЗ
итклтениеГВ
] X I Пантограф
« iW°
Пантограф задний
318
h153\
I H87
К клеммам 313,337 присоединены провода 314,338 К клеммам 314,338 присоединены провода 313,331 Розетка 1-го конца Розетки 2-го конца
электровоза. электровоза
обки электропневматических контакторов
4 5 6 7 __8_____9__________
и
12 13_
48
49
Вспомогатепьч fou ные цепи I [To^-f-
Компрессоры
Подогрев а кодов
327
334
321
нгш 325 '
326 '
163(164)
Пантографы
включение вДБ
lw-Л
буфер, левый
Освещение измерительных приборов
I 330 \~J~zT ч ~331
шт
• l»^yZW;
Прожектор i_JJQ яркий свет ’ -----—
165(166)
Охлаждение , трансформатора\ Обогрев । вентилей 1
Охлаждение РВ-?гр. |—
Сигнализация I—1,|~4!1
T и с к л о e ।____11 cr
освещение кабины I || ©-)—
Компрессор I компрессор Л~ (аба рийныа)
компрессор И
Пантограф I
пантограф Л
335
329
336
319
\П67(ШХ\
\fl99(K2m
' Qi / IX
Г, ~j 023 , <
II 39? I
' i ла
редки зпект ромагнитных ко нт ан торов
74 _75_^ ™ 77
29 СО SI 32 154
309.
Фиг. 82. Схема цепи управления электровоза НО
1S7
он т г7/ tqnn Q
— ш
13? KZ6S гЗЗ L^'J . ^ПНУ)
— т UULii?A “ Л?¥ Н28?
м mt VT
• UUu* " 0-1
Таблица проходов
Обозначения по схеме ф Наименование цепи Марна провода Сечение вмм?
г ккумуляторная батарея ПС-1000 №
® Генера тор управления 10
($) Управления, общие 1/ 6
® Управления »> 2,5
(у) Осв е щ е н и е и сигнализация 1,5
® Между электр внутренняя лао-юок If *16
Таблица блокировок
ТШ блокировки № контактора Тип блокировки № контактора
6-16-1 7 355.6,7 6- 16-19 64
6-16-1 9,13 13,14 6-16-13 6,10,19
6-16-1 /7, 19, 20 6-16-15 /Z
6 -16-7 1, >5,16,40 6-16—15 49 \
Сигнализация
Фиг. 43. Схема цепей управления в
Зак, 1721