Текст
                    П. а ЦУКАЛО • Н.Г. ЕРОШКИН
П. В. ЦУКАЛО • Н.П ЕРОШКИН
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1986
УДК 629.423.2 : 621.3.024
Цукало П. В., Ерошкин Н. Г. Электропоезда ЭР2 и ЭР2Р. — М.: Транспорт, 1986. — 359 с.
Описаны конструкция механической части, электрическое и тормозное оборудование, электрические и пневматические схемы электропоездов ЭР2 и ЭР2Р. Указано назначение электрооборудования и блок-контактов. Даны рекомендации по управлению электропоездом, устранению возможных неисправностей, организации технического обслуживания и ремонта. Рассмотрена работа тормозов и локомотивной сигнализации. Отражены вопросы техники безопасности.
Книга предназначена для локомотивных бригад и работников, связанных с ремонтом электропоездов ЭР2 и ЭР2Р. Так как электрические схемы электропоезда ЭР2 внедряются в порядке модернизации иа электропоездах ЭР1 при их капитальном ремонте, книга может быть полезной также работникам депо, где парк состоит из электропоездов ЭР1.
Ил. 249, табл. 9, библиогр. 13 назв.
Рецензент М. А. Костюковский
Заведующий редакцией Н. В. Зенькович
Редактор Н. А. Голованова
Книгу написали: главы I, Ш, VI, VII, IX, X, XII—XV — инж. П. В. Цукало, главы II, IV, V, VIII, XI — инж. Н. Г. Ерошкин.
, 3602030000-161
Ц	049 (01)-86	125'86
© Издательство «Транспорт». 1986
Глава I
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ И РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
1.	Общие сведения
Электропоезда постоянного тока предназначены для перевозки пассажиров на линиях пригородного сообщения, электрифицированных на постоянном токе с номинальным напряжением 3000 В.
В 1926 г. в СССР было открыто, движение поездов на электрической тяге. В 1929 г. началось движение электропоездов не пригородном участке Москва— Мытищи протяженностью 18 км с напряжением в контактной сети 1500.В. Дальнейшая электрификация пригородных зон Москвы, Ленинграда, Киева и других городов в то время производилась также на постоянном токе напряжением 1500 В.
Первоначально отечественная промышленность поставляла электросекции постоянного тока С® и Сд. В 1946 г. было освоено производство трехвагонных секций Ср(Пг М + Пг) на напряжение 1500 и 3000 В, а в 1952 г. начат выпуск трехвагонных секций С₽ на напряжение только 3000 В. В дальнейшем в связи с необходимостью повышения скоростей пригородного сообщения началась разработка новых электропоездов. Так, в 1957 г. появился первый серийный электропоезд ЭР1, сформированный из 10 вагонов (двух головных, пяти моторных и трех промежуточных прицепных) и рассчитанный на напряжение 3000 В постоянного тока.
В это время Советский Союз уже занимал первое место в мире не только по темпам электрификации железных дорог, но и по протяженности линий, переведенных на электрическую тягу. Были электрифицированы такие направления, как Москва — Новосибирск, Москва — Тбилиси, велась электрификация магистрали Москва — Львов — Чоп.
В 1962 г. был начат выпуск электропоездов ЭР2 (рис. 1). С 1974 г. Рижский вагоностроительный завод производит электропоезда ЭР2 с измененной лобовой частью головного вагона (рис. 2).
В результате многолетних теоретических и экспериментальных исследований в нашей стране для электропоездов постоянного тока была разработана оригинальная система рекуперативно-реостатного торможения. Впервые эта система нашла воплощение в электропоездах ЭР6 и ЭР10. В 1964 г. началось производство электропоездов ЭР22; в 1972 г. было выпущено два электропоезда ЭР22М, а в 1975 г. — два электропоезда ЭР22В.
Использование полупроводниковой техники позволило усовершенствовать системы электрической тяги и торможения электропоездов. Построено несколько опытных электропоездов ЭР2И и ЭР12 с тиристорно-импульсным управлением режимами пуска и торможения, создан электропоезд ЭР200, конструкционная скорость которого 200 км/ч.
С 1982 г. выпускаются электропоезда ЭР2Р с рекуперативным торможением (при эксплуатации электропоезда ЭР2Р сокращается тормозной путь и создается дополнительно экономия электроэнергии). Электропоезд ЭР2Р (рис. 3) построен на базе электропоездов ЭР2 и ЭР22В.
Для обслуживания участков с высокими и низкими платформами в вагонах электропоездов ЭР2 и ЭР2Р предусмотрен комбинированный выход.
3
Рис. 1. Общий вид электропоезда ЭР2
В салонах электропоездов предусмотрены полумягкие сиденья, принудительная вентиляция, калориферно-печное отопление. На рис. 4 показаны общий вид и планировка вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР2Р.
К началу 1984 г. протяженность электрифицированных железных дорог составила 46,8 тыс. км, из них на постоянном токе — 26 тыс. км, остальные 20,8 тыс. км электрифицированы на переменном токе.
Необходимо отметить, что электрификация железных дорог — это важный фактор технического прогресса не только транспорта, но и всего народного хо-
Рис. 2. Общий вид электропоезда ЭР2 с измененным io.iobhmm вагоном
4
Рис. 3. Общий вид электропоезда ЭР2Р
зяйства страны. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 —1990 годы и на период до 2000 года, утвержденных на XXVII съезде КПСС, отмечается, что за пятилетку 1986 —1990 гг. должно быть электрифицировано 8 тыс. км железнодорожных линий. Одновременно будет совершенствоваться и подвижной состав. С учетом того, что в последние годы в пригородных поездах перевозят более 3 млрд, пассажиров в год, в перспективе намечена организация производства пригородных электропоездов на базе вагонов длиной 21,5 м с двумя дверями шириной по 1250 мм вместо 980 мм на эксплуатируемых вагонах.
На базе таких вагонов идет подготовка к выпуску пригородных поездов ЭРЗО с рекуперативным торможением и импульсным регулированием. В настоящее время для использования электрооборудования, отработанного для электропоездов ЭР22В, выпускаются электропоезда ЭР2Р с вагонами длиной 19,6 м, а в дальнейшем с этим оборудованием планируется выпускать электропоезда ЭР24 с длиной вагона 21,5 м.
Удлинение вагонов, а также увеличение их числа в составе электропоезда будет способствовать увеличению провозной способности, что так необходимо особенно на Московском узле.
2.	Формирование электропоездов и их основные технические характеристики
За основную поездную единицу электропоездов ЭР2 и ЭР2Р принят 10-ва-гонный электропоезд, состоящий из двух головных Пг, пяти моторных М и трех прицепных 77 вагонов. В эксплуатации эти поезда могут формироваться из 4, 6, 8, 10 и 12 вагонов (рис. 5, а).
Для обеспечения условий автономности поезда число вагонов в нем должно быть не менее четырех, из них два вагона — головные с кабинами управления. Наибольшее число вагонов, выбираемое по условиям нагрузки цепей управления и длинам пассажирских платформ, — 12. В любом варианте электропоезд содержит два головных вагона, а количество моторных равно половине общего числа вагонов.
Различают механическое, электрическое и пневматическое оборудование вагона. К механическому оборудованию относятся кузов, ходовые части, редук-
5
Рис. 4. Общий вид и планировка вагонов электропоездов ЭР2 (а) и ЭР2Р (б)
6
П1 09	10	01	08	06	05	06	03__02	01
' 2ПЖаДЖ2ЕЛЖ^
10	06-	05	06	03_	02	01
08	06	05
SMIiMI
iHUBiiHia
ИЯМ®
01	02	03	06	10	09
б! у та w~^~T№ । д ч ttt । та ж~татотата>
01	02	10	09
СМЖГШ л.....№Ю
09	10	01 08 06	05__
Цифры-окончания номеров ВагоноВ
ааяини!
01	08	06	05	09	03	02 ....... 11	12
01
иояилнф
Рис. 5. Схемы формирования электропоездов ЭР2 и ЭР2Р (а) и расположения меж-дувагонных соединений на ЭР2Р (б) и ЭР2 (в)
торы и тягово-сцепные устройства; к электрическому — токоприемники, пускорегулирующие аппараты; к пневматическому — аппараты и приборы тормозной системы, устройства подачи звуковых сигналов, стеклоочистители, резервуары, краны и др.
В вагонах предусмотрены тамбуры, наружные двери которых закрываются и открываются посредством электропневматических приводов.
Кабины управления предусмотрены только в головных вагонах электропоездов. Для входа в кабину управления имеется служебный тамбур.
Электропоезда обслуживают пригородные линии, характеризующиеся короткими перегонами и высокой интенсивностью движения, поэтому они должны иметь высокие ускорение и замедление для реализации высоких скоростей на всех участках обращения. Основные технические данные 10-вагонных электропоездов ЭР2 и ЭР2Р приведены в табл. 1.
Таблица 1
Показатель	Характеристика электропоезда серии		Показатель	Характеристика электропоезда серии	
	ЭР2	ЭР2Р		ЭР2 |	ЭР2Р
Масса, т: поезда моторного вагона головного	»	467,9 54,6 40,9	494,8 57,85 42,3	Скорость	движения при часовом режиме и полном	возбуждении, км/ч	52,0	56,5
прицепного » Конструкционная скорость, км/ч Мощность часового [.•ежима (номинальная), кВт: общая моторного вагона Ток часового режима, А:	38,3 130 4 000 800	40,55 130 4 800 960	Скорость	движения при продолжительном режиме и ослабленном возбуждении, км/ч - Ускорение поезда с пассажирами на прямом горизонтальном участке пути, м/с2	82,5 0,6	82 0,72
общий моторного вагона	1 460 292	1 625 325	То же замедление, м/с2	0,8	0,8
7
Окончание
Показатель	Характеристика электропоезда серии	Показатель	Характеристика электропоезда серии
	ЭР2 | ЭР2Р		ЭР2 1 ЭР2Р
Размеры кузова ваго-		
на, мм:		
длина	19 600	19 600
ширина (по гофрам)	3 522	3 522
высота собственная	3 146	3 146
»	от головки	4 253	4 253
рельса		
Высота вагона от го-		
ловки рельса, мм:		
при опущенном то-	5 486	5 486
коприемнике		
при поднятом токо-	6 986	7 026
приемнике		
База вагона, мм	13 300	13 300
Количество мест для		
сидения:		
всего	1 037	1039
в том- числе в ваго-		
не:		
моторном	ПО	НО
прицепиом	107	107
головном	83	84
База тележки вагона, мм: моторного прицепного Масса тележки ваго-	2 600 2 400	2 600 2 400
на, т: моторного	14,7	15,7
прицепного	7,0	8,0
Диаметр колеса вагона по кругу катания, мм: моторного	1050	1 050
прицепного	950	950
головного	950	950
Передаточное число	3,17	3,41
Число тяговых двига-	20	20
телей поезда Длина поезда по осям	201 810	201810
автосцепки, мм Высота автосцепки от	1 070	1 070
уровня головки рельса на головном вагоне, мм		
Примечания. 1. Подвеска тяговых двигателей рамная.
2. На электропоездах ЭР2 установлены тяговые двигатели типа УРТ-110В, на ЭР2Р — типа 1ДТ-003.1.
3. Расчетный коэффициент загрузки вагона 1.5. т. е. половина от числа сидящих пассажиров стоит.
3-	Расположение оборудования в вагонах электропоезда ЭР2
Головной вагон. Оборудование головного вагона электропоезда ЭР2 с измененной лобовой частью (см. рис. 4,а) расположено в кабине машиниста, служебном помещении, в служебном тамбуре и под вагоном. В кабине.машиниста (рис. 6) находятся аппараты управления, сигнализации, контроля, радиовещания, а также радио-и телефонной связи. Эти аппараты расположены на пульте управления со стороны машиниста и помощника машиниста, а также на задней стенке кабины.
Аппараты, находящиеся на центральном пульте, скомпонованы по принципу их назначения в отдельные съемные блоки. Соединение электрических цепей блоков с цепями вагона осуществляется штепсельными разъемами ШР. Они установлены внутри пульта и закрыты съемной крышкой.
В блоках в соответствии с их назначением установлено оборудование (рис. 7).
В блоке А смонтированы аппараты управления 33 (см. рис. 6) — переключатель и кнопка АЛСН, рукоятка бдительности 31, аппараты управления системой оповещения 34 — переключатель для переговоров по радио и оповещения пассажиров, регулятор громкости, кнопка звонка, выключатели управления наружными раздвижными дверями 27; в блоке Б — скоростемер 20, освещение скоростемера 21, радиостанция ЖР-ЗМ 22, выключатель освещения скоростемера 23, телефон 24; в блоке В — вольтметр 14; в блоке Г — второй пульт управления радиостанции ЖР-ЗМ 9. (На электропоездах более позднего выпуска второй пульт радиостанции расположен слева от сиденья помощника машиниста на боковой стенке.)
8
Рнс. 6. Расположение оборудования в общий вид кабины (б)
кабине машиниста электропоезда ЭР2 (а) н
9
В блоке Д установлены выключатель управления 38 и предохранители 16. На электропоезде ЭР2Р в этом блоке смонтирована рукоятка для регулирования уставки реле ускорения (БРУ). В блоке К перед машинистом, находятся все основные выключатели 18 управления поездом («Возврат БВ и РП», «Токоприемник поднят», «Токоприемник опущен», «Пониженное ускорение», «Ручной пуск», «Питание
Рис. 7. Схема расположения блоков на пульте управления электропоезда ЭР2
дверей», «Зеленый свет», «Управление песочницей», «Пониженное» освещение пульта», «Нормальное» освещение пульта). На электропоезде ЭР2Р, кроме перечисленных выключателей, смонтированы выключатели: возврат защиты, аварийный ЭПТ (отпуск тормоза), освещения кабины и измерительных приборов на пульте.
В блоке Л установлены сигнальные лампы 15 [реле напряжения (PH), контроля закрытия двер'ей, реле перегрузки тяговых двигателей (РП), быстродействующий выключатель (БВ), линейный контактор (ЛК), реле боксования (РБ), реле перегрузки динамотора (РПД), реле перегрузки компрессора (РПК), реле перегрузки отопления (РПО), сигнализатора отпуска тормоза (СОТ), торможения (Т), отпуска (О) контроля целостности проводов электротормоза (К)1; в блоке М — манометры 17 (тормозного цилиндра, уравнительного резервуара, тормозной и напорной магистралей); в блоке О — переключатели обогрева лобовых и боковых окон кабины машиниста 10, обогрева окон кабины машиниста 11, тормозной переключатель ПТ 39.
В блоке Р предусмотрены место для расписания движения поездов 8, лампа для освещения расписания 7.
В блоке С смонтирован переключатель 12 яркости сигнальных ламп; в блоке У — розетки 19 телефона, пульт управления 25 усилителя УП-50.
’На пульте установлены также локомотивный светофор 13, кран машиниста 26, микрофоны 32 для оповещения и переговоров, переключатель 28 прожектора на тусклый свет, контроллер машиниста 36.
Со стороны помощника машиниста расположены маховик ручного тормоза 4, отделения для технической документации 3 и для аптечки 5, штепсельные разъемы 6 для подключения цепей обогрева лобовых и боковых окон.
Под пультом на полу перед креслом машиниста установлена педаль для воздействия на клапан тифона и свистка. Такая же педаль находится также и перед креслом помощника машиниста. Внутри пульта управления смонтированы предохранители и рейка зажимов с проводами (рис. 8).
На задней стенке кабины расположены розетки 1 (см. рис. 6, а) маршрутного указателя, панель 2 с кнопками ВК и В системы АЛСН, громкоговоритель 40 для переговоров между кабинами, светильник 37 для освещения кабины, лампы
7?Я7
15С
15Я
15Ш
15ДП 15Х
	] ЛР»[	] Пр1э[	] W[	]	Лр21[	] ПР28{
15/3
15Р	 15П
о----^3----о
О О О О О о О о	о	о О О	О——о	о о
15ДШ 15ДН 15ДК 15ДЛ 15ДН 15ДН 15ДС	15ДТ 15Л	15 Ю	30	15ДУ 15Д-Ф
Рис. 8. Расположение предохранителей и проводов в пульте управления электропоезда ЭР2 (начиная с Ns 1028)
10
Рис. 9. Планировка головного вагона электропоезда ЭР2 (с № 1028):
1 — шкаф с выключателями вспомогательных цепей; 2 — шкаф с панелью управления и регулятором давления АК-11Б; 3—шкаф с усилителем, передатчиком и блоком питания радиостанции; 4 — шкаф с реле, панелью отопления и вентиляции; 5 — шкаф с аппаратами локомотивной сигнализации; 6 — шкаф для одежды локомотивной бригады; 7 — шкаф с рейками для междувагош иых соединений; 8 — шкаф свободный
зеленого света 30, громкоговоритель радиостанции 35, панель 29 блока ВВ с выключателями вспомогательных нужд. Доступ к внутреннему монтажу блока осуществляется через двери шкафа 1 (рис. 9) служебного тамбура.
В блоке ВВ скомпонованы выключатели: освещения кабины, маршрутного указателя, сигналов красного огня, буферных фонарей, сигнальных ламп освещения, дежурного освещения, вентиляции, отопления, вспомогательного компрессора, отопления кабины, радиосвязи, выключатель с вольтметром, выключатель ВА отключения ЭПК системы АЛСН и обогрева маслоотделителя. Над блоком ВВ находится блок Т с термоконтакторами, регулирующими температуру воздуха в кабине.
В шкафу 2 (см. рис. 9) находится блок с регулятором напряжения СРН (рис. 10), а также контакторы батарей КБ1 и КБ2, промежуточное реле батареи ПР А, полупроводниковый диод ДБ, выполняющий функции реле обратного тока генератора, регулятор давления АК-11Б, контакторы вентиляции В, главного освещения ОС, обогрева влагомаслосборника ОМ, промежуточного реле отопления ПРО, реле промежуточное термоавтоматики ПТР, реле токовое вентиляторов ТРВ, предохранители Пр1, — Прб, Пр9 — Пр14, резистор вентилятора и рейки зажимов 9.
На электропоездах с № 1101 вместо вибрационных регуляторов напряжения во 2-м шкафу установлен бесконтактный регулятор напряжения БРЗГ (блок регулирования и защиты генератора).
В шкафу 3 (см. рис. 9) размещены усилитель радиооповещения У400, приемопередатчик, блок питания радиостанции и переходное устройство из комплекта аппаратуры радиооповещения «ТОН».
В шкафу 4 (см. рис. 9) расположена панель с аппаратами электропневмати-ческого тормоза, вентиляции и отопления кабины (рис. И)...
В шкафу 5 (см. рис. 9) находятся аппараты локомотивной сигнализации и отопительный канал.С обеих сторон служебного тамбура у задней стенки кабины машиниста расположены шкаф 6 для одежды и шкаф 1, где размещены: элект- > ропневматический клапан автостопа, кран двойной тяги, электрический звонок, штепсельные разъемы, вентиль замещения электропневматического торможения пневматическим. На каркасах этих шкафов около наружных дверей установлены панели с выключателями управления раздвижными дверями и лампы сигнализации закрытого положения дверей, а также пульты радиооповещения «ТОН»,
11
Рис. 10. Расположение электрооборудования в шкафу 2 головного вагона электропоезда ЭР2;
/ — резисторы регулятора напряжения; 2 — регулятор напряжения; 3 — лампы контроля изоляции; 4 — контактор включения вентиляции; 5 — контактор включения освещения; б диод; 7 — контактор включения обогрева влагомаслоотделителя; 8 — резистор двигателей вентиляторов; 9 — рейки зажимов
Рис. 11. Расположение электрооборудования в шкафу 4 головного вагона электропоезда ЭР2:
/ — реле контроля безопасности; 2 — реле блокировки лестницы; 3 — реле электропиевматического тормоза; 4 — реле торможения; 5 —контактор включения вентиляции кабины; б — реле отпуска тормоза; 7 — промежуточное реле термоавтоматики кабины; 8 — реле контроля отпуска тормозов (блок-реле); 9 — реле токов вентилятора кабины машиниста
12
Рис. 12. Расположение оборудования под кузовом головного вагона электропоезда ЭР2
В канале КО рядом со шкафом 1 расположены электронагреватели отопления кабины и термоконтакт с легкоплавким сплавом. Над шкафом 6 расположен шкафчик для продуктов и термоса. В торцовом шкафу 7 смонтированы рейки для междувагонных соединений.
На крыше вагона размещена антенна радиостанции.
Под вагоном установлены ящик с аккумуляторной батареей'-# (рис. 12), тормозной цилиндр 15, маслоотделитель 10 с электрообогревателем, электровоздухораспределитель 13, воздухораспределитель 14, запасной резервуар 12 вместимостью 78 л, компрессор 8, два главных резервуара 11 по 170 л каждый, делитель напряжения с генератором управления 6, камера 7 с контакторами ЯК-125, уравнительный резервуар 1 вместимостью 20 л, свисток 2, тифон 3, фильтр 9, розетка 5 типа РЗ-8Б, камера 16 с контакторами ЯК-104 (для включения вспомогательных цепей).
Моторный вагон. Электрическое и пневматическое оборудование размещено на крыше вагона, в шкафах тамбура и под кузовом вагона (рис. 13, а). На крыше вагона находятся токоприемник Л-13У (Л-14М), дроссель и конденсатор для защиты от радиопомех, два разрядника РМВУ-3,3; опорные изоляторы и соединительная шина для параллельной работы токоприемников.
Для подъема на крышу вагона имеется выдвижная лестница с блокировочным устройством.
Рис. 13. Расположение оборудования (а) и шкафов (б) моторного вагона электропоезда ЭР2
13
Рис. 14. Расположение оборудования под кузовом прицепного вагона электропоезда ЭР2
Шкаф 1 (рис. 13, б) тамбура низковольтный. В нем установлены разъединитель цепей управления РУМ, четыре реле РП-23-17, реле РРУ, ПРО, БР1, БР2, реле ТРВ1, контакторы В, ОС, ПРУ, ОМ, панель ПР-345, три пакетных выключателя (БВ, «Управление» и «Дежурное освещение»), кнопки «Токоприемник поднят» и «Токоприемник опущен», рейки с зажимами. В шкафу 1 также находятся пневматический клапан токоприемника, регулятор давления АК-11 Б, манометр, сигнальные лампы, выключатель освещения подножек.
Шкаф 2 тамбура высоковольтный. В нем установлены счетчик электроэнергии с шунтом, ящик с добавочными резисторами, панель с реле ускорения ПР-102, амперметр. Двери шкафа имеют электрическую блокировку.
Шкаф 3 свободный, в шкафу 4 смонтированы рейки с зажимами.
На тележках установлены тяговые двигатели 1 типа УРТ-ПОБ (см. рис. 13, а). К кузову вагона крепится камера 2 (ЯК-Ю6Д-5), в которой установлены высоковольтный предохранитель вспомогательных цепей, главный разъединитель, силовой реостатный контроллер, реверсивный переключатель, а также реле PH, РБ1, РБ2, ПРО, РП1-2, защитная панель с дифференциальным реле, блок резисторов, электромагнитные контакторы МК1, МД2.
Под кузовом находятся: два ящика 3 пусковых резисторов (КФ-115А); резисторы 5 ослабления возбуждения (КФ-ЗЗУ); ящик 6 для размещения запасных частей (ЗИП); камера 4 (ЯК-125Б-2), в которой смонтированы контакторы МК для подключения цепей отопления вагона; тормозные цилиндры 7—по два на каждую тележку; два индуктивных шунта 8, два запасных резервуара 9 вместимостью по 78 л каждый; влагомаслоотделитель 10; воздухораспределитель 11; электровоздухораспределитель 12; вспомогательный компрессор 13 для подъема токоприемника; камера 14 (ЯК-Н5А) с электропневматическими контакторами ЛК 1-2, М, П 1-2, Ш 1-2; быстродействующий выключатель 15 (БВП-105А1). Там же расположены относящиеся к тормозной системе реле давления и сигнализатор неотпуска тормозов (СОТ), а также бункера песочницы 16.
Прицепной вагон. Расположение шкафов в тамбурах прицепного вагона аналогично показанному на рис. 13, б для моторного вагона. В шкафу 1 установлена панель ПА-368, на которой смонтированы контакторы В, ОС, реле ТРВ, полупроводниковый диод ДБ, контактор ОМ, регулировочный реостат двигателей-вентиляторов, предохранители низкого напряжения. На панели ПУ-10Г этого же шкафа установлены регулятор напряжения СРН с блоком резисторов, рубильник аккумуляторной батареи, два предохранителя, амперметр и вольтметр аккумуляторной батареи. На панели ПР-138 смонтированы реле КБ1, КБ2 и ПР А. Кроме того, в шкафу расположены реле ПРО и ПТР. На левой стенке шкафа установлен выключатель ПОБ для включения наружного и внутреннего питания. Внизу находится рейка с зажимами для низковольтных проводов. На электропоездах с № 1101 в шкафу 1 прицепного вагона, так же как 14
и на головном вагоне, вместо вибрационных регуляторов напряжения СРН установлен бесконтактный регулятор напряжения БРЗГ. Шкаф 2 используют как подсобное помещение. Шкафы 2 и 3 свободные. В шкафу 4 находятся рейки с зажимами.
На крыше проложены провода параллельного соединения токоприемников, на концах крыши для этого предусмотрены опорные изоляторы.
Под кузовом вагона расположены ящик ЯК-10Б 1 (рис. 14) с контакторами и реле, аккумуляторная батарея 5, маслоотделитель 2, делитель напряжения 3, электрокомпрессор 10 с фильтром 11, электровоздухораспределитель 7, воздухораспределитель 8, тормозной цилиндр 6, два главных резервуара 4 вместимостью по 170 л каждый и один резервуар 9 вместимостью 78 л.
4.	Расположение оборудования в вагонах электропоезда ЭР2Р
Головной вагон. Электрическое и пневматическое оборудование размещено под кузовом головного вагона, в кабине машиниста в шкафах и на крыше.
На раме под кузовом вагона подвешены ящик с аккумуляторной батареей 12 (рис. 15, а); блок резисторов 11 (1 БС.016), ящик 16 (1Я-072.1) с контакторами высоковольтных вспомогательных цепей, электрокомпрессор 5; преобразователь 17; электровоздухораспределитель 14 и воздухораспределитель 15; воздушные резервуары — два главных 19 вместимостью по 170 л и три резервуара 6 вместимостью по 78 л, один уравнительный резервуар 2 на 20 л и один вспомогательный резервуар 13 на 12 л.
На рамах тележек установлены тормозные цилиндры 3. Под кузовом вагона также находятся фильтр 4 для очистки воздуха, засасываемого компрессором, два маслоотделителя 18, обогреватель 20 сливной трубы, два свистка 1, два тифона 21, мусоросборник 9, розетки 7 деповского питания, вакуумные патрубки 10 и патрубки 8 водоснабжения, используемые при механизированной уборке вагона.
В шкафу 1 (рис. 15, б) размещены электропневматический клапан автостопа, кран двойной тяги, вентиль замещения электропневматического торможения пневматическим, два разобщительных крана, фильтр, электрический звонок,
Рис. 15. Расположение оборудования (а) и шкафов (б) головного вагона электропоезда ЭР2Р
15
штепсельные разъемы. На каркасах шкафа 1 и шкафа для одежды ШО около наружных дверей установлены блоки ДВ с выключателями дверей, кнопками звуковой сигнализации и лампами сигнализации закрытого положения дверей; рядом размещены пульты радиооповещения «ТОН».
На крыше вагона установлены антенна и резисторы прожектора, на торцовой стене вагона — розетки и штепселя междувагонных соединений.
В шкафу 2 размещен блок 1Б. 253 с аппаратами управления поездом, вентиляцией и электропневматическим торможением; в шкафу 3 — усилитель и устройство питания из комплекта аппаратуры «ТОН», приемопередатчик и блок питания из комплекта радиостанции, блоки питания, управления и регистрации из комплекта скоростемера ЗСЛ2М. В шкафу 4 находятся дешифратор и усилитель из комплекта аппаратов локомотивной сигнализации. В шкафу 5 установлен блок 1БА. 256 с аппаратами управления освещением, отоплением и вентиляцией, в шкафу 6 —• блок 1БА. 255 с амперметром и вольтметром заряда батареи и регуляторами напряжения и частоты преобразователя.
В шкафу 7 установлены блок 1 БА.254 с аппаратами управления и переключателем заряда батареи и трансформатор управления зарядом батареи и питания цепей напряжением ПО В. Рядом со шкафом 1 в канале ЭК смонтирован электрокалорифер для обогрева кабины. Шкаф для одежды ШО расположен слева от двери кабины; он открывается со стороны тамбура. Над ним находится шкафчик для термосов и продуктов, двери его открываются вовнутрь кабины.
Моторный вагон. Все основное электрическое и пневматическое оборудование размещено под кузовом вагона: по два тяговых двигателя 1 (рис. 16, а) и два тормозных цилиндра 2 на каждой тележке, ящик 10 (1Я К-013) с силовыми контакторами, ящик 14 (1Я.070) с контакторами отопления и реверсивно-тормозным переключателем, ящик 16 (ТЯ-071) с реостатным контроллером, главным разъединителем, автоматический быстродействующий выключатель 3, силовой индуктивный шунт 6 (1ШИ.001), блок 7 шунтирующих резисторов (1БС.022), блок 15 резисторов ослабления возбуждения (1БС.048), электровоздухораспределитель 12, воздухораспределитель 13, воздушные резервуары 4 вместимостью по 78 л и 11 на 12 л, а также мусоросборник 5. С левой и правой стороны расположены вакуумные патрубки 8 и патрубки 9 водоснабжения, используемые при механизированной уборке вагона.
Рис. 16. Расположение оборудования (а) и шкафов (б) моторного вагона электропоезда ЭР2Р
Рис. 17. Расположение оборудования прицепного вагона электропоезда ЭР2Р
В шкафу 1 (рис. 16, б) расположены блок 1Б.250 с аппаратами управления вспомогательным компрессором, выключатели ПВУ-2 и ПВУ-4, вспомогательный компрессор, в шкафу .2 — блок 1Б.249 с аппаратами управления торможением.
В шкафу 3 размещены блок 1Б.248 с электронными устройствами управления торможением, амперметры для измерения токов в режимах тяги и реостатного торможения, вольтметр для измерения напряжения тяговых двигателей, в шкафу 4 — амперметр для измерения тока тяговых двигателей в режимах тяги и рекуперативного торможения, счетчики, шунты и добавочные резисторы. В шкафу 5 установлена колонка ручного тормоза.
На крыше вагона смонтированы токоприемник, два разрядника РМВУ-3,3, конденсаторный и индуктивный фильтры от радиопомех и 16 блоков пускотормозных резисторов. Разрядники и фильтры установлены на общей раме, которая прикреплена к крыше на амортизаторах; для обеспечения безопасности в случае разрушения разрядников предусмотрены ограждения.
Провода для соединения токоприемников при их параллельной работе проложены в трубе вдоль крыши, перемычка междувагонного соединения прикреплена болтами к кронштейнам по концам крыши.
Ввод проводов высокого напряжения от пускотормозных резисторов осуществляется по желобу на чердак и далее в торцовый шкаф / , а от токоприемника к главному разъединителю — по трубе, проложенной в боковой стене вагона.
Лестница для подъема на крышу находится на лобовой стене и имеет электрическую блокировку безопасности. На лобовой и торцовой стенах вагона установлены розетки и штепселя междувагонных соединений.
Прицепной вагон. Под кузовом вагона размещены аккумуляторная батарея 11 (рис. 17), преобразователь 16, электрокомпрессор 3, ящик 15 (1Я.072) с контакторами вспомогательных цепей высокого напряжения, блок 9 демпферных резисторов (1БС.016), электровоздухораспределитель 13, воздухораспределитель 14, по два тормозных цилиндра 1 на каждой тележке, два главных резервуара 18 по 170 л каждый, три резервуара 4 по 78 л, резервуар 12 на 12 л, два маслоотделителя 17, обогреватель сливной трубы 19 и мусоросборник 8, фильтр 2 и ящик для колодок 10.
С левой и правой стороны расположены розетки 5 деповского питания, а также вакуумные патрубки 7 и патрубки 6 водоснабжения.
В лобовых шкафах установлены колонка ручного тормоза, блок 1Б.251 с аппаратами управления освещением, отоплением и вентиляцией. В торцовых шкафах размещены блок 1 БА.255 с амперметром и вольтметром заряда батареи и регуляторами напряжения и частоты преобразователя, трансформатор управления зарядом батареи и питания цепей напряжением ПО В, а также блок 1 БА.254 с переключателем заряда батареи и аппаратами управления преобразователем и поездом.
На лобовой и торцовой стенах вагона смонтированы дазет,КИ и штепселя междувагонных соединений.
17
Глава II
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.	Тележки
Общие сведения. Все тележки электропоездов двухосные и расположены по концам кузовов на одинаковом расстоянии от середины вагонов. Тележки имеют различную конструкцию, поэтому их подразделяют на тележки моторных и прицепных (головных) вагонов.
Кузов вагона шарнирно соединен с тележкой посредством пятникового устройства, вокруг которого она может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Когда вагон проходит по кривым участкам пути, то оси колесных пар устанавливаются по радиусу кривой, что уменьшает угол набегания колеса на рельс и, следовательно, уменьшается износ гребня колеса и головки рельса.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р тележки обеспечивают нормальную эксплуатацию вагонов при скоростях до 130 км/ч.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2 (рис. 18) двухосная, челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, с фрикционными гасителями колебаний 1 в буксовом подвешивании, гидравлическими гасителями 10 и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании.
Тележка состоит из рамы 4, двух колесных пар с редукторами 7 и буксовыми узлами 2, центрального подвешивания 5 и рычажно-тормозной передачи 3. На тележке установлены два тяговых двигателя 8 с двумя упругими муфтами 6.
Кузов вагона опирается на тележку через боковые скользуны надрессорного бруса, а передача тяговых и тормозных усилий осуществляется через центральный шкворень, снабженный резиновой втулкой — амортизатором. Продольные колебания кузова вагона и связанного с ним через шкворень надрессорного бруса ограничиваются поводками с резинометаллическими амортизаторами. Поводки упруго соединяют раму тележки с надрессорным брусом. На раме тележки укреплены два тормозных цилиндра, и система рычажно-тормозной передачи от каждого цилиндра действует на два колеса с одной стороны.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р (рис. 19) отличается от тележки моторного вагона электропоезда ЭР2 тем, что на этой тележке применен бесчелюстной буксовый узел с буксовыми поводками; состоит она из тех же основных узлов. Соединение кузова вагона с тележкой в основном такое же, как и на моторном вагоне электропоезда ЭР2.
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2 двухосная, бесчелюстная, с с двойным рессорным подвешиванием, гидравлическими гасителями 8 (рис. 20) и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании. Она состоит из рамы 1, двух колесных пар 6 с четырьмя буксами 2, центрального подвешивания 3 и рычажно-тормозной передачи 5.
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2Р состоит из тех же основных узлов, что и тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2.
Рамы тележек. Они предназначены для восприятия, передачи и распределения веса кузова и оборудования между отдельными колесными парами с помощью рессорного подвешивания, а также для передачи тяговых и тормозных усилий от колесных пар на кузов вагона. Кроме того, рама воспринимает боковые усилия при прохождении тележкой кривых и стрелок.
Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2 штампосварной конст
18
рукции имеет в плане Н-образную форму (рис. 21). Рама состоит из двух продольных балок 11, двух поперечных балок 6 и четырех литых концевых балок 10.
Продольная балка 11 сварена из двух штампованных швеллеров толщиной стенки 12 мм и усилена в средней части сверху и снизу стальными накладками 4 и 13. К продольным балкам приварены кронштейны /, 12, 16, 18, предназначенные для крепления тормозных цилиндров, деталей и узлов рычажно-тормозной передачи, центрального подвешивания, гидравлических и фрикционных гасителей, а также литые буксовые направляющие (челюсти), на которых смонтированы съемные наличники из антифрикционного чугуна, обладающего наименьшей склонностью к заеданию и высоким сопротивлением износу.
В средней части против мест приварки поперечных балок вварены стальные литые гильзы, сквозь которые пропускают подвески центрального подвешивания. Концы продольных балок закрыты приваренными к ним стальными литыми концевыми балками, к которым крепят кронштейны для подвески тормозных башмаков.
Поперечная балка 6 сварена из двух штампованных элементов толщиной 10 мм, имеющих сложную конфигурацию, обусловленную тем, что к этой балке
Рис. 18. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2:
/—фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — рычажио-тормозная передача; 4 — пама- 5 — центральное подвешивание; 6 - упругая муфта; 7 — колесная пара с редуктором; 8 -тяговый двигатель- 9—поводок с резииометаллическим гасителем; 10 ~ гидравлический гаситель
2600
Рис. 19. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
/ — фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — колесная пара; 4 — центральное подвешивание; 5 — рычажно-тормозная передача; 6 — рама; 7 — упругая муфта; 8 — редуктор; 9 — тяговый двигатель; 10 — буксовый поводок с резинометаллическим гасителем; // — гидравлический гаситель
Рис, 21. Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2:
/ — кронштейн оси горизонтального тормозного рычага; 2 — наличник буксовый направляющий; 3. 8 — буксовые направляющие; 4— нижняя усиливающая накладка; 5 —распорка; 6 — поперечная балка; 7 — плита тормозного цилиндра; 9 — кронштейн подвески тормозной траверсы; 10 — концевая балка; // — продольная балка; 12 — кронштейн наклонного тормозного рычага; 13 — верхняя усиливающая иакладка; 14 — основание фрикционного гасителя колебаний; /5 —стальная гильза; 16 — кронштейн подвески редуктора; /7 — кронштейн поводкового резннометаллического гасителя; 18 — кронштейн гидравлического гасителя
20
Рис. 20. Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2:
/ — рама; 2 — букса; 3 — центральное подвешивание; 4 — буксовое подвешивание; 5—рычажнотормозная передача; « — колесная пара; 7 — надрессорный брус; 8 — гидравлический гаситель;
9 — поводковый резннометаллический гаситель
\
21
крепят тяговый двигатель и. подвешивают редуктор. Для крепления двигателя в нижней части балки приварены литые опоры, а сверху — упоры для клиньев, которыми притягивают приливы двигателя. С правой стороны от опор двигателя к поперечной балке приварен стальной литой кронштейн, предназначенный для подвески редуктора. Между поперечными балками 6 внизу установлены распорки 5, способствующие созданию большей жесткости. Соединение поперечных балок с продольными выполнено сваркой, места соединения усилены верхними и нижними накладками из стального листа толщиной 12 мм.
Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р (рис. 22) в основном аналогична раме тележки моторного вагона электропоезда ЭР2. Она состоит также из двух продольных и двух поперечных балок, все соединения которых выполнены сваркой. Продольные балки рамы имеют переменное сечение с плавным переходом от толстой средней части к более тонким концевым частям. Буксовые-направляющие отсутствуют, но вместо них приварены стальные литые кронштейны для крепления поводков букс 3,4. К продольным балкам приварены концевые балки и кронштейны для крепления деталей рычажнотормозной передачи и гасителей колебаний.
Поперечные балки рамы тележки электропоезда ЭР2Р такие же, как и у рамы тележки электропоезда ЭР2. Толщина стенок продольных и поперечных балок, накладок, усиливающих стыки, такая же, как и у рамы электропоезда ЭР2.
Рама тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2 штампосварной конструкции состоит из двух продольных и двух поперечных балок и имеет в плане Н-образную форму. Продольные балки сварены из двух швеллеров и усилены сверху и снизу накладками из листовой стали толщиной 14 мм.
Рис. 22. Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
/ — продольная балка; 2 — опора тягового двигателя; 3, 4 — кронштейны для крепления буксовых поводков; 5 — продольная балка; 6, 16, 17 — кронштейны подвески деталей рычажно-тормозной передачи; 7 — плнта тормозного цилиндра; 8 — кронштейн гидравлического гасителя; 9 — отверстие подвески центрального подвешивания; 10 кронштейн поводкового гасителя; // — концевая балка; /2 — кронштейн подвески редуктора; 13 — поперечная балка; 14 — распорка; 15 — кронштейн
22
По концам продольных балок к нижним плоскостям приварены фланцы, к которым болтами крепят шпинтоны надбуксового рессорного подвешивания.
В средней части продольной балки сделаны отверстия для подвесок центрального подвешивания и сверху под валики подвесок установлены усиливающие накладки. К торцовой части подольных балок приварены концевые балки, к которым крепят кронштейны для подвески тормозных башмаков. К продольным балкам также приварены кронштейны для установки гидравлических и поводковых гасителей. Поперечные балки имеют коробчатое сечение и сварены из листовой стали. Толщина вертикальных элементов 8 мм, горизонтальных — 10 мм. Соединение поперечных балок с продольными выполнено при помощи сварки, места соединения усилены накладками. К поперечным балкам приварены боковые скользуны центрального подвешивания, а к продольным балкам рам тележек головных вагонов со стороны кабины машиниста прикреплены горизонтальные брусья для подвешивания на угольниках и косынках приемных катушек локомотивной сигнализации.
Рама тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2Р по конструкции не отличается от рамы тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2.
6.	Центральное подвешивание
Общие сведения. На тележках электропоездов ЭР2 и ЭР2Р применено двойное рессорное подвешивание, первая ступень которого, расположенная в буксовом узле, называется надбуксовым подвешиванием, а вторая, расположенная в центре тележки, — центральным подвешиванием. Обе ступени работают последовательно.
В рессорном подвешивании применены только цилиндрические пружины. Их изготовляют из стального прутка, который навивают на цилиндр диаметром, равным внутреннему размеру пружины. Для придания пружине необходимой упругости ее подвергают закалке.
Цилиндрические пружины применяют вместо листовых рессор. Последние обладают значительным внутренним трением между листами, поэтому при движении электропоезда возникают высокочастотные колебания, которые не гасятся листовыми рессорами. Эти колебания передаются вагону в виде шума, тряс-ски, вибрации. Цилиндрические же пружины, не имея внутреннего трения, обеспечивают вагону плавный и бесшумный ход. Рессоры должны быть прочными и обладать достаточной упругостью, т. е. способностью под воздействием усилия прогибаться, а по прекращении воздействия вновь принимать свою прежнюю форму.
Центральное подвешивание тележки моторного вагона электропоезда ЭР2. Оно состоит из четырех подвесок 12 (рис. 23), верхние головки которых шарнирно крепятся к продольным балкам рамы тележки и сверху закрыты колпачками К нижним головкам подвесок с помощью валиков и четырех серег подвешен стальной литой поддон 7, на котором установлены два комплекта 6 двухрядных цилиндрических пружин. Каждый комплект состоит из наружной пружины диаметром 240 мм и внутренней диаметром 170 мм. На пружинные комплекты (по два с каждой стороны) устанавливают надрессорный брус 4 коробчатого сечения, сваренный из листовой стали. Этот брус относительно рамы тележки упруго фиксирован двумя поводками с резинометаллическими гасителями 2.
Каждая подвеска представляет собой кованый стержень с двумя головками. В отверстие верхней головки вставлены втулка валика,^предохраняющая отверстие от износа, и валик, который опирается на вкладышподвески. Подвеска проходит сквозь вертикальное отверстие- в продольной балке, в которое вварена труба, имеющая упоры для вкладышей,- Допускается установка прокла-
23
A- A
Рис. 23. Центральное подвешивание тележки моторного вагона электропоезда ЭР2:
1 — резинометаллический элемент; 2 — поводковый резинометаллический гаситель; 3 —-колпачок; 4 — надрессорный брус; 5 — шкворень с гасителем; 6 — комплект цилиндрических пружни; 7 — поддон; 8 — армированный резиновый упор; 9 — резиновая прокладка; 10 — скользун; 11 — резинометаллический упор; /2 — подвеска; /3 — гидравлический гаситель; 14 — прокладка
24
док иод вкладыши для регулировки высоты вагона. В нижней головке имеется цилиндрическое отверстие, в которое запрессована закаленная втулка. На каждом конце поддона также имеется по отверстию с запрессованными закаленными втулками. В эти отверстия вставлены валики, головки которых имеют прямоугольную форму. На одной из коротких граней головки валика сделана канавка, на которую опирается серьга, а на другой конец валика поддона или подвески надета опорная шайба, имеющая такую же канавку. Шайбу закрепляют на валике корончатой гайкой и шплинтом.
11 11	10	9	8
Рис. 24. Центральное подвешивание тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р: / — подвеска; 2 -- колпачок; 3 — скользун; 4 — гидравлический гаситель; 5 — валик; 6 — надрессорный брус; 7 — резннометаллическнй элемент; 8 — поводковый резинометаллический гаситель; 9 — поддон; 10 — комплект цилиндрических пружин; 11 - серьга; /2 — предохранительный трос
Рис. 25. Шкворневой узел тележки моторного вагона электропоезда
Кованые серьги имеют прямоугольную форму, короткие стороны их служат опорами верхних и нижних валиков. Чтобы поддон не упал на путь, предусмотрены предохранительные стальные тросы, которые прикреплены одним концом к проушинам коробок на продольных балках, а другим — к проушинам на поддоне. Надрессорный брус также имеет предохранительные устройства в виде скоб, которые крепят к приваренным кронштейнам поперечных балок рамы тележки. По концам надрессорного бруса вварены литые коробки с чашками для установки цилиндрических пружин.
Кузов вагона опирается на сколь-зуны 10, расположенные на литых опорах по концам надрессорного бруса. Скользуны изготовляют из древесно
слоистого пластика и устанавливают на упругой резиновой прокладке 9. Это уменьшает боковую качку вагона и виляние тележки из-за дополнительного трения между скользунами кузова и тележки, повышая тем самым плавность хода. Нагрузка от веса кузова передается через надрессорный брус, комплекты цилиндрических пружин, поддон и подвески на раму тележки и далее через буксовый узел на ось колесной пары.
Для ограничения перемещения подвески при поперечных колебаниях, например при входе в кривую, стержни подвесок упираются в армированные резиновые упоры 8, установленные на продольных балках рамы тележки, а для смягчения возможных боковых ударов надрессорного бруса о продольную балку предусмотрены упоры И, армированные стальной пластинкой. Такая конструкция подвески позволяет уменьшить силу ударов, передаваемых от ходовых частей на кузов вагона. Для гашения колебаний в центральном подвешивании применяют гидравлические гасители 13, установленные под углом 35° к горизонтали с таким расчетом, чтобы они поглощали частично и вертикальные колебания, Тяговые и тормозные усилия передаются кузову вагона через шкорень 5, имеющий резиновую втулку-амортизатор.
25
Поводки с резинометаллическими амортизаторами не только фиксируют надрессорный брус относительно рамы тележки, но также передают тяговые и тормозные усилия кузову вагона. Одним концом их крепят к кронштейну, приваренному к продольной балке рамы тележки, а другим — к кронштейну надрессорного бруса. В узлах крепления между гайками и кронштейнами установлены резинометаллические элементы. Относительные перемещения надрессорного бруса вдоль оси кузова вагона ограничены возможностью деформаций амортизаторов поводков на 2—4 мм при передаче продольных усилий.
Центральное подвешивание тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р. Оно аналогично центральному подвешиванию тележки моторного вагона электропоезда ЭР2. Гидравлические гасители 4 (рис. 24) на данных тележках установлены под углом 50° к горизонтали.
26
Рис. 26. Центральное подвешивание тележек прицепных вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР2Р:
/ подвеска; 2 предохранительная скоба; 3 -- скользун; 4 — резиновая шайба; 5 — гидравлический гаситель; —поводковый резинометаллнческий гаситель; 7, 9, 13 — гайки;
8 резинометаллический элемент; 10 — надрессорный брус; 11— предохранительный стержень; 12 прокладка; 14 поддон; 15 комплект цилиндрических пружин


Шквсриевсе устройство моторного вагона. Оно служит для соединения кузова вагона с тележкой.
В шкворневую балку рамы кузова 7 (рис. 25)'вагона вварен пятник 6. В него запрессован шкворень 8 так, чтобы между верхней кромкой буртика шкворня и нижней частью пятника был зазор не менее 4 мм. Металлическую шайбу 5 и резиновую втулку 4, армированную стальной проволокой, надевают на шкворень и всю конструкцию пропускают через цилиндрическое отверстие в надрессорном брусе, в которое вварена труба.
Когда посадка вагона на скользуны будет закончена, на хвостовик шкворня, надевают упорную шайбу 13 и гайкой 3 подтягивают ее до упора, в результате чего резиновая втулка распирается и уплотняет отверстие в надрессорном брусе 12. Сверху и снизу на хвостовики шкворня, кроме гаек 3, И, устанавливают контргайки 2, 10 и шплинты 1, 9. Наличие шкворня с резиновой втулкой способствует гашению оставшихся колебаний после второй ступени рессорного подвешивания.
Центральное подвешивание тележек прицепных вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР2Р. Оно имеет конструкцию, сходную с конструкцией центрального подвешивания тележки моторного вагона электропоезда ЭР2, за исключением следующих особенностей:
шкворневое устройство выполнено полностью металлическим, кузов вагона опирается на надрессорный брус 10 (рис. 26) через скользуны <?;
комплект 15 цилиндрических пружин состоит из трех пружин: наружной (диаметром 290 мм), средней (210 мм) и внутренней (140 мм). Высота пружин подобрана так, что при порожнем вагоне в работе участвуют только наружная и внутренняя пружины, а при полной загрузке вагона включается в работу и средняя пружина;
верхние головки подвесок 1 имеют также шарнирное крепление, но оно установлено сверху на продольной балке рамы тележки;
предохранительные устройства поддона 14 выполнены в виде двух стержней 11 (а не стальных тросов), верхние концы которых закреплены в продольных
27
балках рамы тележки, а нижние имеют шайбы и гайки для удержания поддона в случае падения;
кроме упоров, установленных на продольных балках рамы тележки и торцовой части надрессорного бруса, установлены еще боковые упоры (скользуны), расположенные на поперечных балках рамы тележки и боковой стороне надрессорного бруса. Служат они для ограничения перемещения надрессорного бруса в продольном направлении относительно оси тележки.
Шкворневое устройство на тележках состоит из пятникового устройства и шкворня (рис. 27). В свою очередь пятниковое устройство состоит из верхнего плоского пятника 7, который крепят к шкворневой балке рамы кузова вагона, и нижнего подпятника 2, установленного иа надрессорном брусе. Вагон при помощи верхнего пятника входит в углубление нижнего подпятника и удерживается в таком положении шкворнем. Шкворень вставляют по окончании по
садки вагона на скользуны.
Шкворень состоит из трех частей: двух полушкворней с буртиками и клина, раздвигающего и закрепляющего полушкворни таким образом, что они удерживаются в шкворневом гнезде с помощью буртиков. Плоские пятники просты в изготовлении, но требуют регулярной, смазки и тщательного ухода за ними.
Гидравлический гаситель.Он служит для поглощения колебаний надрессор’ кого бруса центрального подвешивания относительно рамы тележки и представляет собой поршневой телескопический демпфер двустороннего действия с разгрузочными шариковыми клапанами.
Одним концом его крепят к кронштейну надрессорного бруса, другим — к кронштейну, приваренному к продольной балке рамы тележки. Крепление осуществляют двумя болтами, проходящими сквозь отверстия в головках гасителя. Для компенсации возможных перекосов, а также для гашения мелких колебаний во время движения в эти отверстия вставлены резиновые втулки, внутренние поверхности которых армированы стальными втулками.
Гидравлический гаситель (рис. 28) имеет цилиндрическую форму и состоит из двух основных частей, перемещающихся относительно друг друга в осевом направлении. В нижнюю часть входят рабочий цилиндр 17 и запасный резервуар 10, вверху находятся сальник 6 и головка рабочего цилиндра 18, служащая для направления штока 9 поршня, а внизу — клапанное устройство, служащее одновременно дном рабочего цилиндра и аналогичное по конструкции клапанному устройству поршня.
Верхняя часть гидравлического гасителя состоит из штока с поршнем и наружного кожуха 8, закрывающего гаситель от проникновения пыли и влаги. В штоке над поршнем имеются два щелевых канала, сообщающихся с верхним двойным клапаном, который состоит из шарикового клапана, расположенного в центре и прижатого пружиной к отверстию диаметром 4 мм, и внешнего пла-
стинчатого клапана, состоящего из кольца, прижимаемого пружиной к корпусу клапана, на поверхности которого проточена канавка с шестью расположенными по окружности сквозными отверстиями диаметром 2 мм. Клапан закреплен в своем гнезде стопорным кольцом 75.
Принцип работы гидравлического гасителя основан на перетекании вязкой жидкости из одной полости в другую под воздействием поршня с калиброванными отверстиями. Когда поршень идет вверх, жидкость в надпоршневой полости рабочего
Рнс. 27. Пятниковое устройство при-
цепного вагона:
/ верхний пятник: 2 — нижннй подпятник; и - контролируемый размер
28
цилиндра сжимается, а в подпоршневой полости создается разрежение, и через два
Рис. 28. Гидравлический гаситель:
/ -- штифт: 2 — верхняя головка; 3 — стопорный винт; 4 — гайка сальника; 5 — стопорная планка; 6 — сальник; 7 — корпус сальника; 8 — защитный кожух; 9 — шток; 10 — запасный резервуар; // — нижний клапан; 12.— нижняя головка; 13 — резиновое кольцо; 14 — поршневое кольцо; /5 — стопорное кольцо; 16 — приборное масло; /7 — рабочий цилиндр: 18 — головка рабочего цилиндра; /9 — резиновое кольцо; 20 - металлическое кольцо; 21 -гайка
щелевых канала жидкость перемещается в полость под поршнем. Одновременно туда же перетекает жидкость и из запасного резервуара через ряд отверстий в корпусе нижнего клапана. Жидкость под высоким давлением при относительно плавном ходе поршня вверх находится только над поршнем. При резком ходе штока вверх (или при загустевании жидкости) давление в полости над поршнем резко повышается, так как жидкость не успевает переместиться через щелевые каналы клапана. Когда давление станет равным (4,5+0,5) МПа [(45±5) кгс/см2)], вступает в работу шариковый перепускной клапан поршня.
Когда поршень идет вниз, жидкость в полости под поршнем сжимается, открываются отверстия в корпусе клапана, через которые жидкость из подпоршневой камеры перетекает в полость над поршнем и в то же время через два щелевых канала нижнего клапана перемещается в запасный резервуар.
При резком ходе поршня вниз давление в подпоршневой камере резко повышается, и, когда оно достигает (4,5+0,5) МПа, начинает работать шариковый перепускной клапан нижнего клапанного устройства.
При прохождении жидкости через каналы возникает вязкостное трение, в результате чего происходит превращение механической энергии колебательного движе-
ния вагона в тепловую и последующее ее рассеяние в рабочей жидкости.
Таким образом, жидкость гасителя не оказывает большого сопротивления при медленных перемещениях штока поршня в обоих направлениях и оказывает большое сопротивление при быстрых перемещениях штока; этим достигается
гашение вибраций рессор центрального подвешивания.
О работоспособности гидравлического гасителя судят по рабочей диаграмме. Усилие иа штоке, замеренное по диаграмме, должно быть при ходе поршня вверх (отдача) 55OO±®ooo Н (55O±®go кгс), а при ходе вниз (сжатие) 5ООО1Шо Н (500±Ш кгс).
Технические данные гидравлического гасителя
Диаметр, мм:
поршня................................._
штока..................................)
кожуха.......................................
68
48
120 '
29
Ход поршня, мм.................................... 190
Длина гасителя по осям отверстий в головках при полном сжатии, мм................................. 360
Рабочая жидкость.....................................0,9	л приборного
масла МВП
Рабочую диаграмму записывают на стенде на специальном бланке после изготовления гасителя или при его ревизии.
7.	Колесные пары
Общие сведения. Колесные пары несут на себе всю нагрузку от кузова вагона, рам тележек с установленными на них узлами и при движении направляют вагон по рельсовому пути. На моторных вагонах они, кроме того, преобразуют-вращающий момент от тягового двигателя в поступательное движение поезда.
Колесные пары жестко воспринимают все удары от неровностей пути и в свою очередь жестко воздействуют на рельсовый путь. Поэтому колесные пары являются наиболее ответственной частью электропоезда: от их исправной работы зависит безопасность движения. Колесные пары электропоездов подразделяют на колесные пары моторного вагона и колесные пары прицепного вагона,
Колесная пара моторного вагона электропоезда ЭР2Р состоит из оси 1 (рис. 29), двух спицевых колесных центров 2 (один из них — правый — изготовляют с
Рис. 29. Колесная пара моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
1 — ось; 2 — бандажный колесный центр; 3, 4,10 — лабиринтные крышки; 5> 9 — подшипниковые обоймы; 6, 8 — опорные подшипники; 7—зубчатое колесо; 11 •— бандаж: 12 — бандажное кольцо; 13 — призонный болт; 14—ступица зубчатого колеса
30
лабиринтными проточками на внутреннем торце ступицы), двух бандажей 11 с бандажными разрезными кольцами 12 и зубчатого колеса 7 со ступицей 14, а также подшипникового узла корпуса редуктора. У колесной пары моторного вагона электропоезда ЭР2 правый колесный центр изготовляют с удлиненной ступицей; подшипники корпуса редуктора устанавливают непосредственно на опорную по-
верхность оси.
Колесная пара прицепного вагона (рис. 30) имеет только ось 2 и два цельнокатаных колеса 1.
Ось колесной пары испытывает сильные удары и значительные нагрузки от изгиба и скручивания. Тяжелые условия работы предъявляют особо высокие требования к материалу и способу обработки осей. Обработка всех поверхностей оси должна быть точной, а переходы от одного диаметра к другому должны выполняться плавно. Оси изготовляют ковкой из .специальной осевой стали, а затем обрабатывают на токарных станках.
После механической обработки ось имеет: две шейки, служащие опорными поверхностями для буксовых подшипников . и оканчивающиеся резь-
Р»с. 30. Колесная пара прицепного вагона
Рис. 31. Профиль бандажа колесной пары: / — бандаж; 2 — бандажное кольцо; 3 — обод колесного центра
бой; две подступичные части, на которые напрессовывают колесные центры;
две предподступичные части, осуществляющие переход от подступичных частей к шейкам оси; часть, служащую опорной поверхностью для ступицы зубчатого колеса; среднюю часть.
Ось колесной пары прицепного вагона отличается от оси колесной пары моторного вагона меньшим сечением подступичных и средней частей, а также отсутствием опорной поверхности для ступицы зубчатого колеса.
Колесные центры моторного вагона спицевые. Состоит колесный центр из следующих частей: ступицы, служащей для насадки колеса на ось; обода, на который насаживают бандаж; равномерно расположенных 11 спиц, служащих для соединения обода со ступицей.
Цельнокатаное колесо прицепного вагона состоит из ступицы, обода, которому придают форму бандажа при вальцовке, диска, служащего для скрепления обода со ступицей.
Колесные центры и цельнокатаные колеса изготовляют из углеродистой стали, причем спицевые колесные центры отливают в форме, а цельнокатаные колеса вальцуют на специальных станках.
Бандажи устанавливают на ободья колесных центров только моторных вагонов. Их изготовляют ковкой из высококачественной мартеновской стали с последующей прокаткой. Наружную поверхность бандажа, которая соприкасается с рельсом, называют поверхностью катания. Обточку бандажа осуществляют и1 специальному профилю (рис. 31). Поверхность катания бандажа кониче-лая, с уклонами 1/20 и 1/7 в наружную сторону. Уклон 1/20 делают для улучшения условий прохождения вагона по кривым участкам пути.
31
При движении вагона по кривым оба колеса одной оси, имеющие одинаковый диаметр и одинаковую частоту вращения, катятся одно по наружному рельсу, а другое — по внутреннему. Но наружный рельс всегда длиннее внутреннего, поэтому если бы у колес была цилиндрическая поверхность катания, то колесо, катящееся по наружному рельсу, должно было бы отставать от колеса, катящегося по внутреннему рельсу. Такое явление привело бы к проскальзыванию и, как следствие, к боксованию. При конической обточке колесо будет катиться по наружному рельсу большей своей окружностью (ближе к гребню), а по внутреннему рельсу — меньшей окружностью. При этом оба колеса будут проходить кривой участок пути почти одновременно и проскальзывания не будет. Более крутой уклон 1И предназначен для поглощения наката металла, который образуется у наружного края бандажа во время движения.
Диаметр бандажа по кругу катания 1050 мм,внутренний диаметр 900 мм, ширина бандажа 130 мм. Для получения необходимого натяга бандаж до насадки протачивают до внутреннего диаметра, который на 0,9—1,1 мм меньше диаметра обода колеса.
Зубчатое колесо редуктора крепят к фланцу ступицы.
Формирование колесной пары. Формированием считают изготовление колесной пары из новых элементов. Вновь сформированная колесная пара должна удовлетворять утвержденным чертежам и техническим условиям.
Все элементы, подлежащие формированию, проверяют. Перед напрессовкой элементов все посадочные поверхности очищают от грязи и смазывают чистым растительным маслом.
Формирование колесной пары производят на гидравлическом прессе, снабженном манометром и прибором-индикатором, фиксирующим диаграмму усилий при запрессовке.
Бандажи надевают на колесные центры нагретыми до температуры 250— 320° С таким образом, чтобы упорный буртик бандажа упирался в обод. После этого в выточку бандажа заводят бандажное кольцо и при температуре не ниже 150° С на вальцовочном станке обжимают кромку выточки.
Сначала на ось напрессовывают колесные центры, а затем надевают на них бандажи.
Колесные центры (колеса) напрессовывают на ось в холодном состоянии с усилием 600—900 кН (60—90 тс) для прицепного вагона и 750—1000 кН (75— 100 тс) для моторного. Ступицу зубчатого колеса напрессовывают на ось с усилием 500—750 кН (50—75 тс). Чтобы обеспечить прочную посадку колеса, диаметр подступичной части оси делают на 0,1—0,35 мм больше диаметра1 отверстия ступицы. Во время запрессовки обязательно снимают диаграммы нажатий на ось как левого, так и правого колеса и хранят эти диаграммы в колесном цехе.
Сформированную и принятую колесную пару окрашивают в черный цвет (кроме осей колесных пар моторного вагона), а наружную грань бандажей — в белый. Также белилами красят внутреннее соединение ступицы с осью на прицепном вагоне. Затем наносят контрольные красные полосы по белилам. На колесных парах моторных вагонов эти полосы наносят в местах постановки контрольных меток, которые служат для контроля за сдвигом бандажа во время эксплуатации. Контрольная метка на бандаже, наносимая керном, имеет вид четырех-пяти углублений на 1,5—2 мм; контрольная метка на ободе, наносимая тупым зубилом, имеет вид риски глубиной до 1 мм.
Клеймение колесных пар. Эту операцию выполняют работники, имеющие удостоверение на освидетельствование колесных пар.
При формировании, ремонте и освидетельствовании колесных пар применяют следующие знаки и клейма:
клеймо в форме прямоугольника с закругленными углами, в котором стоит условный номер ремонтного пункта или завода, изготовляющего элементы ко-32
Рис. 32. Знаки и клейма, расположенные на правом торце осн колесной пары моторного (а) н прицепного (б) вагонов:
/ — номер завода-изготовителя; 2 — номер пункта, перенесшего знаки; 3 —номер оси; 4 — клеймо, удостоверяющее правильность переноса знаков; 5 — дата изготовления оси; 6 — клеймо приемки;
7 — клеймо формирования колесной пары или смены оси; 8—номер пункта, производившего формирование; 9 — клеймо приемки; 10— дата формирования илн смены оси; // — клеймо инспектора ОТК
лесных лар, производящего их формирование, освидетельствование с выпрессов-кой оси и полное;
цифры и буквы для обозначения даты и других данных (месяц обозначают только римскими цифрами, а две последние цифры года — арабскими; высота цифр 6 мм);
клеймо приемщика и инспектора ОТК;
клеймо в форме круга с’буквой Ф, обозначающее формирование новой колесной пары или смену оси;
клеймо в форме круга с буквой Д, обозначающее освидетельствование колесной пары с выпрессовкой оси;
клеймо в форме круга с буквами СБ, обозначающее смену бандажей.
Новые элементы колесных пар имеют четко обозначенные знаки и клейма (рис. 32 и 33).
Клеймение оси производят в два приема: вначале клейма ставят на необработанной средней ее части, а после обработки оси клейма переносят на правую торцовую часть. При формировании, а также при освидетельствовании колесной пары с выпрессовкой оси ставят дополнительные клейма на правом торце оси. В случае полного освидетельствования колесной пары дополнительные
Рис. 33, Знаки и клейма, расположенные на колесном центре (а), цельнокатаном колесе (б) и бандаже (в):
/ — номер завода-изготовителя; 2 — дата изготовления; 3 — номер партии; 4 — номер плавки; 5 — номер колесного центра; 6 — клеймо приемки; 7 —марка; 8 — номер колеса; 9— номер бандажа
2 Зак. 1069	.	33
клейма (номер ремонтного пункта, дата освидетельствования и клейма приемщиков) ставят на левом торце оси.
Клеймение бандажей выполняют на боковой наружной грани, колесных центров — на наружной стороне ступицы, цельнокатаных колес — на боковой поверхности обода, зубчатых колес — на венцах.
Правой стороной колесной пары считают сторону, на торце оси которой находятся знаки и клейма завода-изготовителя.
Виды и сроки осмотра и освидетельствования колесных пар. Колесные пары за время их службы подвергают осмотру под электропоездом, обыкновенному и полному освидетельствованию и освидетельствованию с выпрессовкой оси.	'
Осмотр колесных пар под электропоездом производят при техническом обслуживании и текущих ремонтах электропоезда.
При этом осматривают: бандажи и ободья цельнокатаных колес [проверяют, нет ли трещин, выбоин (ползунов), плен, раздавленностей, вмятин, отколов, раковин, выщербин, ослабления бандажей, предельного проката, вертикального подреза гребня и остроконечного наката!;
колесные центры и цельнокатаные колеса (нет ли трещин в ступицах, дисках, спицах и ободьях, признаков ослабления или сдвига ступиц на оси);
оси (нет ли поперечных или продольных трещин, плен, протертых мест или других дефектов на открытых частях);
зубчатые передачи редукторов моторных вагонов на предмет выявления механических повреждений.
В конце каждого месяца у колесных пар замеряют прокат, толщину бандажей, ободьев и' их гребней. Измерения выполняют по кругу катания, который находится на расстоянии 70 мм от внутренней грани бандажа или обода цельнокатаного колеса. Также замеряют расстояние между внутренними гранями бандажей. Результаты замеров заносят в книгу утвержденной Министерством путей сообщения формы.
Обыкновенное освидетельствование колесных пар производят во всех случаях их подкатки под электропоезд в депо. При обыкновенном освидетельствовании выполняют все проверки, предусмотренные осмотром колесных пар под электропоездом, а также очищают колесную пару от грязи и смазки; проверяют ось дефектоскопом, соответствие размеров всех элементов колесной пары установленным нормам допусков и износов, наличие установленных клейм и знаков; состояние зубчатого колеса, а также болтов, крепящих зубчатое колесо к фланцу ступицы; осматривают опорные роликовые подшипники редуктора.
Полное освидетельствование колесных пар осуществляют при:
ремонте электропоездов на заводах, связанном с выкаткой колесных пар; смене хотя бы одного элемента колесной пары;
неясности клейм и знаков последнего полного освидетельствования;
повреждениях колесной пары после крушения, аварии, столкновения или схода вагона электропоезда с рельсов.
В случае полного освидетельствования колесных пар выполняют все работы, предусмотренные для обыкновенного освидетельствования, кроме того, очищают колесную пару от краски до металла, проверяют подступичные части осей ультразвуковым дефектоскопом • (при непрозвучивании ультразвуком или обнаружении трещин в подступичной части ось подлежит выпрессовке), наносят клейма и знаки полного освидетельствования.
Освидетельствование колесных пар с выпрессовкой оси производят во всех случаях непрозвучивания оси ультразвуком (искажение отраженного сигнала на экране дефектоскопа) при полном освидетельствовании колесной пары, при необходимости снятия с нее одновременно обоих центров, а также при отсутствии или неясности клейм формирования, если колесной паре освидетельствование с выпрессовкой оси не производилось.
При освидетельствовании колесных пар с выпрессовкой оси выполняют все работы, предусмотренные для полного освидетельствования, и, кроме того, вы-прессовывают ось и проверяют магнитным дефектоскопом ее подступичные части; наносят клейма и знаки освидетельствования с выпрессовкой оси.
Неисправности колесных пар. Запрещается эксплуатировать колесную пару, если у нее имеется хотя бы одна из нижеперечисленных неисправностей:
поперечная трещина в любой части оси колесной пары (к поперечной трещине относят также косую трещину, расположенную к образующей под углом более 30°). Поперечная трещина оси образуется из-за механических повреждений или вследствие пороков в структуре металла. Трещины выявляются магнитной дефектоскопией, а в отдельных случаях — непосредственно при осмотре;
продольная трещина или плена на средней части оси длиной более 25 мм, а на других обработанных поверхностях оси независимо от размера;
прокат по кругу катания, измеряемый абсолютным шаблоном, более 8 мм;
толщина гребня, измеряемая абсолютным шаблоном, более 33 мм или менее 25 мм при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;
вертикальный подрез гребня, измеряемый специальным шаблоном, более 18 мм от поверхности катания. Под вертикальным подрезом гребня понимают большой износ нижней части гребня, когда на его поверхности, обращенной к рельсу, образуется вертикальная площадка;
остроконечный накат гребня (выявляется ощупыванием при осмотре);
ползун (выбоина) на поверхности катания более 0,7 мм. Получается он при заклинивании колесной пары, которое может произойти при неправильном торможении или вследствие разрушения подшипников двигателя, заклинивания зубчатой передачи и др. Глубину выбоины определяют путем сравнения результатов измерения абсолютным шаблоном в месте выбоины и по той же линии в другом месте, где нет выбоины;
раковина на поверхности катания (образуется из-за недоброкачественной отливки или плохой прокатки бандажа или обода цельнокатаного колеса на заводе; выявляется после износа или обточки верхнего слоя поверхности катания);
выщербина на поверхности катания у моторного вагона независимо от размера, а у прицепного вагона длиной более 25 мм и глубиной более 3 мм (возникает в результате отслаивания тонкого поверхностного слоя металла);
ослабление бандажа на колесном центре, оси в ступице, зубчатого колеса на ступице. Ослабление бандажа может произойти из-за недостаточного натяга, недоброкачестванной расточки бандажа или обода, попадания между посадочными поверхностями бандажа и обода окалины, грязи и песка. Для тонких бан- -дажей причиной ослабления может явиться их недопустимый нагрев при чрезмерном нажатии тормозных колодок. Ослабление определяют по глухому дребезжащему звуку при обстукивании молотком или по несовпадению контрольных рисок. Если при работе на линии возникло подозрение, что произошло ослабление бандажа, то необходимо на бандаже и ободе сделать отметки мелом и по прибытии в пункт оборота (или на ближайшей станции) проверить их взаимное расположение. Ослабление оси в ступице может произойти из-за неправильной обточки подступичной части или расточки ступицы. Ослабление устраняют путем перепрессовки колесного центра. Признаками ослабления может быть выделение ржавчины или масла вокруг ступицы с внутренней стороны или нарушение целости красочного покрытия в месте сопряжения оси со ступицей. В этом случае нарушается расстояние между внутренними гранями колес. Ослабление зубчатого колеса может произойти из-за ослабления призонных болтов;
ослабление бандажного кольца на длине более 20% общей длины, а также не ближе 100 мм от замка кольца;
2*	35
трещина или плена в бандаже, ободе, спице или ступице колесного центра; трещина или плена в ободе, диске или ступице цельнокатаного колеса. Эти трещины возникают при пороках металла или нарушении технологии изготовления;
местное увеличение ширины бандажа или обода цельнокатаного колеса в результате раздавливания более 5 мм. Это указывает на мягкость металла или наличие в нем внутренних продольных трещин или раковин:
протертое место на оси глубиной более 2,5 мм (может образоваться при попадании какого-либо предмета между остовом тягового двигателя и осью колесной пары);
толщина бандажей по кругу катания менее 35 мм, а толщина ободьев цельнокатаных колес менее 25 мм;
острые поперечные риски и задиры на шейках и предступичных частях осей;
неясность клейм последнего полного освидетельствования, отсутствие или неясность клейм формирования, если колесная пара еще не подвергалась освидетельствованию с выпрессовкой оси.
Также запрещается эксплуатировать колесную пару, если расстояние между внутренними гранями колес не будет соответствовать 1440 мм. Отклонение допускается в сторону увеличения или уменьшения не более чем на 3 мм, а у электропоездов, обращающихся со скоростью свыше 120 км/ч, — в сторону уменьшения не более чем на 1 мм. Нарушение этого расстояния может произойти по причине ослабления ступицы на оси колесной пары или в результате неправильной обточки внутренней грани бандажа.
8.	Буксы
Общие сведения. Буксы служат для передачи веса кузова вагона и тележки на ось колесной пары и тяговых и тормозных усилий от колесной пары на раму тележки, а также для ограничения продольного и поперечного разбега колесной пары. Корпус буксы, кроме того, защищает шейку оси и подшипники от грязи, песка и влаги, является резервуаром для смазки.
На электропоездах применяют буксы только с роликовыми подшипниками качения, которые по сравнению с подшипниками скольжения обладают следующими преимуществами: оказывают меньшее сопротивление движению, особенно при трогании; требуют меньшего ухода; обеспечивают большую долговечность работы буксового узла; позволяют увеличить скорость движения и экономию электрической энергии; предотвращают износ шеек оси, так как имеют внутренние кольца.
В буксовом узле расположена первая ступень рессорного подвешивания, которая смягчает удары, воспринимаемые колесной парой. Оставшиеся колебания через раму тележки передаются на вторую ступень — центральное рессорное подвешивание.
Буксовый узел моторного вагона электропоезда ЭР2. Корпус буксы стальной, литой, имеет в нижней части хвостовик, через который проходит балансир 14 (рис. 34) с укрепленными по его концам опорными стаканами. Стаканы закреплены болтами и служат для установки цилиндрических надбуксовых пружин 1 (рис. 35).
Балансир 14 (см. рис. 34) крепят к хвостовику буксы стальным валиком 1, который закреплен стопорной пластиной 17. Отверстия для валика как в хвостовике буксы, так и в балансире армированы стальными закаленными втулками 15. На корпусе 7 буксы укреплены наличники 4 (см. рис. 35), предохраняющие буксу от износа, возникающего вследствие ее взаимодействия с буксовыми направляющими рамы тележки. Каждый наличник состоит из двух стальных цементированных пластин — большой и малой, расположенных взаимно перпендику-ан
Рис. 34. Букса моторного вагона электропоезда ЭР2:
/—валик балансира; 2 — лабиринтное кольцо; 3— подшипник № ЗН42726Л; 4, 5 — большое и малое дистанционные кольца; 6 — подшипник № 3H232726JI1; 7 — корпус буксы; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — крышка; 10 — проволока; // — стопорная планка; 12 — болт; 13 — торцовая гайка; 14 —- балансир; 15 — втулка; 16 — шариковая масленка; 17 — стопорная пластина
лярно. Большие пластины крепят к боковым сторонам корпуса буксы (они ограничивают разбег колесной пары вдоль тележки); малые пластины крепят к боковым ребрам корпуса буксы (они ограничивают разбег колесной пары в поперечном направлении относительно тележки). Между - наличниками буксы и наличниками буксовых направляющих рамы тележки имеются зазоры: вдоль оси колесной пары 2—4 мм, поперек оси 1—3 мм (суммарно на обе стороны). Наибольший допуск на зазоры в эксплуатации 5 мм — поперек оси и 7 мм — вдоль оси.
Монтаж буксы и подшипников выполняют в следующем порядке: на шейку оси напрессовывают в горячем состоянии лабиринтное кольцо 2 (см. рис. 34), далее внутреннее кольцо подшипника 3 с задним упорным буртиком, малое дистанционное кольцо 5, внутреннее кольцо подшипника 6 со съемной упорной шайбой. Затем надевают корпус буксы со вставленными
в него наружными кольцами с обоймами подшипников и большим дистанционным кольцом 4 между ними. Детали, напрессованные на ось, стягивают торцовой гайкой 13, для предотвращения отворачивания которой предусмотрена стопорная планка 11, закрепленная двумя болтами 12, соединенными проволокой 10. Детали, вставленные в полость буксы, фиксируются крышкой 9, имеющей кронштейн для фрикционного гасителя. После сборки буксы в нее закладывают 2,5 кг смазки ЖРО.
Надбуксовое рессорное подвешивание состоит из двух цилиндрических пружин 1 (см. рис. 35), вставленных в опорные стаканы 2 балансира 6. Между стаканом 2 и пружиной 1 находится резиновый гаситель 3, который уменьшает шум, возникающий в результате ударов колес о стыки и неровности рельсов. Верхняя его часть армирована стальной накладкой для предотвращения быстрого изно
Рис. 35. Надбуксовое рессорное подвешивание моторного вагона электропоезда ЭР2; 1 — цилиндрическая пружина; 2 — стакан; 3 — резиновый гаситель; 4 — наличники; 5 — букса; 6 — балансир; 7—буксовая направляющая; 8 — продольная балка рамы тележки; S —резиновая втулка; 10— поводок фрикционного гасителя; 11 — ось; 12 — фигурная шайба; 13 — пружина; 14 — крышка; 15 — поворотный рычаг с фрикционными дисками; 16 — неподвижный диск
37
са резины. На верхние концы пружин 1 опирается рама тележки, для чего в буксовых направляющих 7 предусмотрены чашки. Между верхним концом пружины 1 и дном чашки имеется стальная прокладка, предохраняющая дно чаш-
ки от износа.
Фрикционный гаситель служит для гашения вертикальных колебаний тележки. Он состоит из оси II и неподвижного диска 16, закрепленных на раме тележки. На ось устанавливают поворотный рычаг 15, обе стороны которого армированы шайбами из фрикционного материала (пластмассы), крышку 14 и нажимную пружину 13 с фигурной шайбой 12. Поворотный рычаг зажат между неподвижным диском и крышкой пружиной.
Усилие пружины 13, регулируемое гайкой, контролируют по расстоянию между крышкой 14 и фигурной шайбой 12, которое должно быть 70+0>Бмм. Его определяют как полусумму двух расстояний, измеренных в диаметрально противоположных точках.
Поворотный рычаг 15 вытянутой частью соединен с поводком 10, а последний — с кронштейном корпуса буксы. В местах соединения поводка установлены резиновые втулки 9, обеспечивающие возможность перекосов поводка.
Гашение колебаний происходит из-за трения в паре пластмасса—сталь, возникающего вследствие того, что пружина прижимает фрикционные диски друг к другу. Фрикционные поверхности должны быть чистыми и сухими. Попадание во фрикционную пару смазки, графита или других инородных веществ недопустимо. Фрикционные гасители устанавливают только на моторных ваго
нах.
Буксовый узел прицепных вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР2Р. Корпус буксы (рис. 36) стальной, литой, выполненный для бесчелюстного подвешивания, представляет собой одно целое с опорными чашками для установки надбуксовых цилиндрических пружин. В чашках имеются отверстия для прохода шпин-тонов. Подшипники применяют такие же, как и в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2, но только устанавливают их на шейку оси без дистанционных колец (впритык). Монтаж буксы и подшипников осуществляют в таком же поряд
Рис. 36. Букса прицепного вагона электропоезда ЭР2:
/•—лабиринтное кольцо; 2 - корпус буксы; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — крышка; 5 — торцовая гайка; 6 — проволока; 7 — стопорная планка; 8 — смотровая крышка; 9 — прокладка; 10 — подшипник № 'ЗН232726Л1;	11 — подшипник
№ ЗН42726Л
ке, как и на моторном вагоне электро-поезда ЭР2. На головных вагонах на первую колесную пару устанавливают привод скоростемера.
Надбуксовое рессорное подвешивание (рис. 37) состоит из двух двухрядных цилиндрических пружин 2 и 3 (наружной и внутренней), которые надеты на стальные литые шпинтоны 1, служащие направляющими.
Шпинтоны крепят болтами к продольной балке рамы тележки. На верхние концы наружных пружин 2 опирается рама тележки, а нижние концы пружин стоят на резиновых гасителях 6, 8, армированных стальными подкладками, предохраняющими резину от износа. Резиновые гасители установлены на дно чашки крыльев корпуса буксы. Подкладка 7 нижнего гасителя выполнена вместе со стаканом, который служит для предохранения резины от выдавливания. Таким образом, вертикальная нагрузка тележки передается через наружные
38
Рис, 37. Надбуксовое рессорное подвешивание прицепного вагона электропоезда ЭР2:
1 — шпинтон; 2 — наружная пружина; 3 — внутренняя пружина; 4 — стальная прокладка; 5, 9 — конические кольца; 6, 8 — резиновые гасители; 7 — подкладка нижнего гасителя; 10 — гайка; //-—пружинная шайба; /2 —гнльза; 13 — сухарь
пружины 2 и резиновые гасители 6; 8 на корпус буксы. Нижние концы шпинтонов 1, имеющие резьбу, проходят сквозь отверстия в чашках буксы. На них навинчена гайка 10, сверху которой находится пружинная шайба 11, служащая для смягчения ударов гайки о крыло буксы при движении тележки по неровностям пути. Для предотвращения самоотвинчивания гайки установлен шплинт.
Фрикционный гаситель надбуксового подвешивания прицепного вагона состоит из шести сухарей 13, обхватывающих напрессованную на шпинтон 1 гильзу 12, двух конических колец 5, 9 и внутренней пружины 3. Сухари расположены между двумя коническими кольцами 5 и 9, верхнее из которых постоянно поджимается внутренней пружиной <3,
упирающейся в утолщенную часть шпинтона, а нижнее лежит на уступе нижнего резинового гасителя 8. Под воздействием пружины и благодаря двойной конусности сухарей и колец возникают силы, прижимающие сухари к гильзе шпинтона и вызывающие трение между ними. Таким образом гасятся все колебания, возникающие в надбуксовом подвешивании. Конструкция фрикционного гасителя не требует ухода и регулировки во время эксплуатации.
Буксовый узел моторного вагона электропоезда ЭР2Р. Корпус буксы 10 (рис. 38) литой, стальной, выполненный для бесчелюстного подвешивания,
Рис. 38. Букса моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
1,2 — малое и большое дистанционные кольца; 3— уплотнительное кольцо; 4 — крышка; 5 — прокладка; 6 — стопорная планка; 7 — смотровая крышка; 8 — торцовая гайка; 9, // — подшипники; 10 — корпус буксы; 12 — задняя крышка;
13 — лабиринтное кольцо
имеет ступенчатое расположение крыльев для установки надбуксовых рессор и два прилива (один вверху, другой внизу) для крепления поводков 3 (рис. 39). Поводки одним концом валиками соединены с кронштей-
39
Рис. 39. Надбуксовое рессорное подвешивание моторного вагона электропоезда ЭР2Р: / — резинометаллическая втулка; 2 — корпус буксы; 3 — поводок; 4 — валик поводка; 5 — наружная пружина; 6 — внутренняя пружина; 7 — стакан; 8 — резиновый гаситель
ном рамы тележки, а другим — с приливом корпуса буксы. Приливы корпуса буксы и кронштейны рамы имеют клиновидные пазь), в которые входят головки валиков 4 поводков, закрепляемые болтами со стопорными шайбами. Поводки насажены на валики с натягом при помощи резинометаллических втулок / и предназначены для ограничения разбега колесной пары при прохождении неровностей пути. Разбег не должен быть в продольном направлении более 1 мм, в поперечном — более 7,5 мм. К задней части корпуса буксы 2 болтами с пружинными шайбами крепят лабиринтную крышку 12 (см. рис. 38).
Внутри буксы установлены два роликовых подшипника 9 и И, между которыми находятся дистанционные кольца 1 и 2. В верхней части стенки корпуса буксы имеется отверстие, а в дистанционном кольце — кольцевая канавка и восемь радиальных отверстий, через которые в полость подшипников подается смазка. Отработанная смазка удаляется из буксы через два отверстия в нижней части корпуса. В эксплуатации отверстия закрыты пробками. Сборку буксы выполняют в таком же  порядке, как и на моторном вагоне электропоезда ЭР2.
Помимо крышки 4 буксы, имеется еще смотровая крышка 7, на место которой может быть установлен датчик противоюзного устройства (с правой стороны).
Подшипники в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2Р такие же, как и в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2. В буксу закладывают 2,5 кг смазки ЖРО.
Надбуксовое рессорное подвешивание (см. рис. 39) состоит из двух комплектов цилиндрических пружин 5 и 6. На опорных поверхностях буксы расположены резиновые гасители 8, армированные стальными опорными стаканами 7, на которые установлены двухрядные цилиндрические пружины. На верхние их концы опирается рама тележки, для чего на ней предусмотрены также опорные стаканы.
40
В буксовом узле предусмотрен фрикционный гаситель, устройство и назначение которого аналогичны устройству и назначению фрикционного гасителя колебаний, установленного в буксовом узле тележки моторного вагона электропоезда ЭР2.
9.	Подвеска тягового двигателя
Тяговый двигатель, устанавливаемый на тележку моторного вагона, жестко крепят к поперечной балке рамы тележки (рис. 40), поэтому его масса полностью подрессорена буксовым подвешиванием. Такую подвеску двигателя называют рамной. Пуск двигателя при такой подвеске с упругой муфтой получается мягким.
Тяговый двигатель 7 имеет в верхней части остова два прилива с уступами 5, а в нижней части — две опорные поверхности с просверленными в них отверстиями и резьбой. Этими опорными поверхностями тяговый двигатель опирается на кронштейны поперечной балки 1 рамы тележки. Через отверстия в них и в поперечной балке проходят болты 3, которыми двигатель крепят к раме. Под головки болтов поставлены шайбы. Верхние приливы двигателя крепят к приваренным выступам поперечной балки двумя клиньями 6, распираемыми болтом
Рис. 40. Схема рамной подвески тягового двигателя:
/ — кронштейн поперечной балки; 2 —- проволока; 3 — болт; 4 — поперечная балка рамы тележки;
5 — уступ; 6—клин; 7 — тяговый двигатель; 3 — ось колесной пары; 9 — контргайка; 10— распорный болт; УГР — уровень головки рельса
10 с левой и правой резьбой, благодаря чему клинья перемещаются, притягивая двигатель к раме. Клинья должны быть плотно прижаты распорным болтом 10, а он законтрен контргайками 9 во избежание проворачивания.
Такое крепление снизу болтами, а сверху клиньями обеспечивает плотное прилегание остова двигателя к поперечной балке рамы тележки. Недостатком такой подвески по сравнению с осевой является необходимость установки упругой муфты между валом двигателя и валом малой шестерни.
10.	Тяговая передача
Тяговая передача моторного вагона состоит из редуктора и упругой муфты.
Редуктор служит для передачи вращающего момента от двигателя на колесную пару в тяговом режиме и от колесной пары к тяговому двигателю при элект-
41
ричёском торможении (на электропоезде ЭР2Р). Зубчатая передача состоит из двух цилиндрических прямозубых колес редуктора, заключенных в литой стальной корпус. Передаточное число зубчатой передачи 3,17 у электропоезда ЭР2 и 3,41 у ЭР2Р. Эти числа показывают, во сколько раз уменьшается частота вращения при передаче вращения от двигателя к колесной паре.
Корпус редуктора 5 (рис. 41) является несущей конструкцией (толщина боковых стенок 12 мм) и состоит из двух половин — верхней и нижней, которые скреплены болтами и зафиксированы двумя штифтами. Эти половины с одной стороны опираются на опорный стакан, внутри которого на оси колесной пары напрессованы два роликовых подшипника, а с другой обхватывают своей горловиной с зазором 0,5—0,7 мм цилиндрическую часть удлиненной ступицы колесного центра. Для удержания смазки в горловине имеются лабиринтные канавки. Верхнюю и нижнюю половины редуктора крепят боковой стенкой к фланцу опорного стакана 4 восемью болтами.
Передний подшипник 3 корпуса редуктора имеет буртик на внутреннем Л	кольце и упорное кольцо, задний 16
Рис. 41. Редуктор электропоезда ЭР2:
/ —ось колесной пары; 2 — лабиринтная крышка; 3 — передний подшипник № 92140Л2; 4 — стакан; 5 корпус редуктора; 6, 12 — передняя и задняя малые крышки; 7 — передний подшипник № 2Н32518Г1; 8 — шестерня; 9, 10 — передняя н задняя большие крышки; 11 — задний подшипник шестерик (№ 2Н92518Г1);	13—-шайба;
14 — крышка; 15, 21 — лабиринтные кольца; 16 — задний подшипник № 32140Л1; 17 — призонный болт; 18 — большое зубчатое колесо; 19, 20 — наружное н внутреннее распорные кольца
выполнен без бурта. Между ними на оси установлены наружное 19 и внутреннее 20 распорные кольца. Опорный стакан с обеих сторон закрыт лабиринтными крышками 2, 14, предотвращающими вытекание смазки из подшипников редуктора.
В нижней половине корпуса редуктора предусмотрены два отверстия для заливки свежей и выпуска отработанной смазки. Одно отверстие закрыто пробкой, а в другое вставлен измеритель уровня масла. В верхней части редуктора для смазывания подшипников имеется резьбовое отверстие в корпусе и в стакане, которое также закрыто пробкой. Вверху расположен люк, закрытый крышкой с трубкой-сапуном. Люк служит для осмотра зубчатой передачи, а трубка-сапун — для выравнивания давления внутри редуктора с атмосферным. Трубка закрыта фильтром из распушенного войлока. Боковые стенки корпуса редуктора усилены ребрами для увеличения жесткости. Кроме того, в верхней части корпуса редуктора имеются специальный прилив в виде уха, служащий для подвески редуктора, и два цилиндрических отверстия для подшипников малой шестерни.
Малое зубчатое колесо (шестерня) 8 представляет собой венец, изготовленный из хромоникелевой стали. Напрессовывают его в нагретом состоянии при температуре НО—120 °C на коническую поверхность вала. Вал шестерни вращается в двух роликовых подшипниках 7, //, внутренние коль-
42
ца которых имеют тугую посадку, а наружные — скользящую (для облегчения сборки и разборки). Подшипники устанавливают в большие крышки 9, 10, которые крепят к корпусу редуктора болтами и связывают попарно проволокой. Подшипники снаружи закреплены малыми крышками 6, 12, передняя имеет отверстие для хвостовика вала, а задняя глухая. Малые крышки крепят болтами к большим крышкам. Для подачи смазки к подшипникам шестерни в малые крышки ввернуты штуцера, закрываемые резьбовыми пробками.
Шестерня-имеет 23 зуба (у электропоезда ЭР2Р — 22 зуба), прошедших цементацию и закалку. Глубина цементированного слоя составляет 1,5—2 мм. Зубья имеют шлифованные рабочие поверхности.
Большое зубчатое колесо 18 представляет собой венец, имеющий 73 зуба (у электропоезда ЭР2Р — 75 зубьев), прикрепленный к фланцу ступицы правого колесного центра призонными болтами 17, входящими в отверстие с натягом.
43
Гайки болтов закреплены от самоотвинчивания пластинчатыми шайбами. Зубчатое колесо изготовляют из хромоникелевой стали ковкой и прокаткой. Зубья имеют шлифованные рабочие поверхности и закалены по всему контуру на глубину 2—5 мм, что увеличивает срок их службы.
Редуктор электропоезда ЭР2Р первого выпуска (рис. 42) имеет некоторые конструктивные отличия по сравнению с редуктором электропоезда ЭР2: в узле малой шестерни установлены три подшипника (вместо двух), два из которых (роликовые) 9, 14 являются опорными и воспринимают только радиальные нагрузки, а третий (шариковый) 6 — осевые; корпус редуктора 25 опирается на ось 1 с двух сторон через опорные подшипники 18, 22, установленные симметрично относительно оси зубчатого колеса. В результате этого исключается перегрузка подшипников, возникающая при одностороннем опирании корпуса редуктора на подшипники,устраняется перекос пары зубчатых колес: большое зубчатое колесо 4 крепят к фланцу ступицы зубчатого колеса 20 призониыми болтами. Благодаря этим конструктивным особенностям улучшены условия работы подшипников, корпуса редуктора и зубчатого зацепления.
Подвеска редуктора состоит из стержня 5 (рис. 43), имеющего резьбу на обоих концах. Нижний конец крепят к уху редуктора при помощи двух резиновых гасителей 2, армированных стальными шайбами и стянутых гайками 3, а верхний конец — к кронштейну 7 поперечной балки рамы тележки такими же гасителями и гайками. Резиновые гасители служат для уменьшения вертикальных и боковых нагрузок, действующих на систему подвески редуктора при прохождении стыков и кривых пути. Они снижают напряжения в металле примерно на 30%.
Рис. 43. Подвеска редуктора:
/•—распорная втулка; 2 -- резиновый гаситель; 3 — гайка; 4 — контргайка; 5 — стержень; б — штифт; 7- кронштейн; 8 — стопорная шайба; .9--стопорная скоба; 10 — предохранительная скоба
44
Рис. 44. Упругая муфта:
1, 7 — стальные фланцы; 2 — проволока; 3 — болт; 4 — шайба; 5 —упругая оболочка; 6 — полукольцо; 8 — шайба с прорезью; 9 — фиксатор; 10 — втулка
Для предохранения гаек от самоотвинчивания служат стопорные шайбы 8 с шестиугольными отверстиями, которые крепят болтами к бобышкам, приваренным к верхней армировке гасителя.
Гасители зафиксированы штифтами 6, запрессованными в кронштейн и в ухо корпуса редуктора. Для равномерной затяжки гасителей на стержень между верхней и нижней гайками надета распорная втулка 1, которая ограничивает затяжку независимо от упругих свойств резинй.
Стержень 5 имеет по длине запас резьбы, достаточный для регулировки редуктора и упругой муфты. Для удерживания стержня от вращения установлена стопорная скоба 9, а для предохранения редуктора от падения на путь в случае обрыва стержня служит предохранительная скоба 10, на которую опирается в этом случае хвостовая часть редуктора.
На электропоездах ЭР2 первых выпусков установлена серповидная подвеска редуктора. Она состоит из штампованной сварной серьги коробчатого сечения и кованого подвесного болта с двумя гайками и двумя резинометаллическими гасителями. Серьгу присоединяют к уху корпуса редуктора и подвесному болту при помощи шарнирных валиков (болтов) и сферических подшипников ШС-40. Отверстия под валики в серьге, снабжены закаленными втулками. Подвесной болт проходит сквозь отверстия в кронштейне поперечной балки рамы тележки. Крепят его так же, как и стержень в подвеске редуктора, описанной выше, т. е. при помощи двух гасителей и двух гаек.
Регулировку редуктора и упругой муфты осуществляют подвесным болтом. Конструкция подвески редуктора допускает необходимый поворот при следовании по кривым участкам пути.
46
Упругая (эластичная) муфта служит соединительным звеном для передачи вращающего момента от валадвигателя на вал шестерни в режиме тяги и, наоборот, от вала шестерни на вал двигателя при электрическом торможении (на электропоезде ЭР2Р). Кроме того, упругая муфта компенсирует несоосность вала двигателя и вала шестерни, возникающую в результате перемещения колесной пары относительно тележки при движении вагона.
Упругая муфта состоит из двух стальных фланцев 1, 7 (рис. 44), резино-кордной упругой оболочки 5 и деталей крепления оболочки к фланцам. Оболочка изготовлена из резины с прослойкой из кордной ткани, края ее усилены армиров-кой из стальной проволоки. Фланцы насаживают на конические поверхности хвостовиков валов двигателя и шестерни в горячем состоянии.Упругую оболочку крепят к фланцам с помощью полуколец 6 восемью болтами 3, ввернутыми в запрессованные втулки 10 этих полуколец. Втулки в то же время предназначены для разгрузки болтов от действия поперечных срезывающих усилий. Во втулки полуколец со стороны редуктора запрессованы четыре фиксатора 9, которые служат для монтажа муфты. Для удобства сборки и разборки полуколец и фланцев на болты надеты шайбы 8 с прорезью, входящие в углубления на фланце. Для предохранения от самоотворачивания головки болтов 3 попарно связаны проволокой 2.
В упругой муфте отсутствуют трущиеся и смазываемые детали, для ее изготовления не требуется дорогостоящих материалов. Вследствие гибкости упругой оболочки муфты снижаются динамические нагрузки в приводе. -
Регулировка муфты заключается в установке правильной ширины ее по фланцам (156±з мм) и смещении вниз оси вала шестерни относительно оси вала тягового двигателя наЗ+3 мм. Упругая муфта допускает параллельное смещение осей валов двигателя и шестерни до 15 мм, продольное смещение — до 20 мм, угловое — до 4°.
11.	Заземляющее устройство
Заземляющее устройство служит для предохранения буксовых подшипников колесных пар от электроэрозии. На электропоездах первых выпусков оно установлено на оси колесной пары. Вплотную к переднему подшипнику редуктора напрессовано заземляющее кольцо, а корпус заземляющего устройства прикреплен шестью болтами к опорному стакану. Состоит корпус из двух алюминиевых половин (для возможности монтажа и демонтажа без разборки колесной пары), скрепленных четырьмя призонными болтами. Верхняя половина корпуса имеет полость, закрываемую крышкой, в которой монтируют щеткодержатель с двумя меднографитовыми щетками М3. Щетки заменяют при износе по высоте до 20 мм.
В настоящее время на электропоездах заземляющие устройства монтируют на торцах буксовых крышек по два на каждую тележку моторного вагона. Состоит оно из алюминиевого корпуса 8 (рис. 45), внутри которого установлен пластмассовый щеткодержатель 3. Корпус заземляющего устройства соединен с крышкой 10 буксы шестью болтами 2. Щеткодержатель имеет рычажное устройство 6, прижимающее щетки к контактной поверхности токосъемного диска 11. Последний установлен в проточке лабиринтного кольца 12 и прикреплен к нему четырьмя болтами, застопоренными пластинчатыми шайбами.
Лабиринтное уплотнение, образованное кольцевыми канавками крышки 1 и кольца 12, защищает щетки от попадания на них смазки из полости буксы. Лабиритное кольцо прикреплено к торцу оси двумя болтами 13. Крышка 5 заземляющего устройства, снабженная мягкой резиновой прокладкой 4, предохраняет механизм от попадания пыли и влаги. Она плотно прижата к корпусу устройства двумя откидными болтами 15 с гайками.
46
Рис. 45. Заземляющее устройство:
/—лабиринтная крышка; 2, 13 — болты; 3 — щеткодержатель; 4 — резиновая прокладка; 5 — крышка заземляющего устройства; 6 — рычажное устройство; 7 — щетка; 3 — корпус устройства; 9 — заземляющий болт; 10 — крышка буксы; 11 — токосъемный диск; 12 — лабиринтное кольцо; 14 — штуцер; 15 — откидной болт
К заземляющему болту 9 подсоединены наконечники токоведущего провода и двух щеток 7. Снаружи токоведущий провод защищен дюритовым шлангом, надетым на штуцер 14. Все токоведущие элементы изолированы прокладками, а болты, крепящие щеткодержатель, — полихлорвиниловыми трубками, что исключает прохождение тока через корпус заземляющего устройства и буксовые подшипники.
12.	Кузов вагона
Кузов вагона является помещением для пассажиров, а также служит для размещения электрической аппаратуры. Он состоит из рамы, боковых и торцовых стен и крыши. Кузов вагона цельнометаллический несущей конструкции, т. е. нагрузки, действующие на вагон, воспринимаются всем кузовом. Каркас вагона представляет собой систему замкнутых колец (поперечные балки рамы, вертикальные стойки и дуги), обшитых стальными гофрированными листами толщиной 1,5—2,5 мм.
Рама кузова. Основанием вагона является рама (рис. 46), выполненная из продольных 3, 8, 9, 10 и поперечных 7, /2 элементов, соединенных сваркой. По концам рамы имеются короткие хребтовые балки 6, служащие для установки поглощающего аппарата и соединения буферного бруса 5 со шкворневой балкой’ 1. Продольные и поперечные элементы рамы выполнены из штампованных или катаных профилей. Продольные балки имеют Z-образное сечение, а поперечные выполнены из швеллеров.
Буферный брус 5 представляет собой балку корытообразного сечения, штампованную из листовой стали толщиной 8 мм. В средней части вертикальной
47
стенки сделан прямоугольный вырез для розетки автосцепки. Буферный брус головных вагонов имеет очертание, соответствующее обтекаемой форме головной части вагона.
Шкворневая балка коробчатого сечения выполнена из стальных листов толщиной 10 мм? В средней части балки находятся гнездо шкворня (на моторном вагоне) или верхний пятник (на прицепном вагоне), а по концам — боковые скользуны. От середины шкворневой балки отходят два раскоса 13, служащих для передачи тяговых и ударных усилий к боковым продольным балкам, между которыми расположены поперечные балки.
Хребтовая балка 6 сварная, коробчатого сечения, состоит из стальных листов; боковые имеют толщину 8 мм, верхний — 6 мм и нижний — 10 мм. Внутри полости заклепками прикреплены литые упорные кронштейны, служащие для установки между ними поглощающего аппарата и тягового хомута автосцепки.
Сверху рамы кузова приваривают металлический пол из стальных гофрированных листов толщиной 1,8 мм, который является одним из несущих элементов кузова, придающих ему значительную жесткость. Конструкция рам кузовов моторного и прицепного вагонов одинакова. Отличаются они только вспомогательными элементами (балками, кронштейнами), служащими для подвески оборудования.
Каркас кузова. Боковая стенка кузова вагона состоит из вертикальных стоек Z-образного сечения толщиной 3 мм, приваренных к боковым продольным балкам рамы кузова и связанных вверху продольным уголком. Снаружи стенку обшивают стальными гофрированными листами толщиной 2 мм для надоконного пояса и 2,5 мм для остальных частей. Подоконный лист в нижней части выполнен с равномерным изгибом, которым он прилегает к боковым продольным балкам рамы кузова.
Торцовые стенки имеют каркас из двух крайних стоек, двух средних, образующих дверной проем, и горизонтального швеллера, соединяющего стойки вверху. К каркасу приварена обшивка из стальных гофрированных листов толщиной 2 мм.
Лобовая стенка головного вагона образована двумя средними и двумя крайними вертикальными стойками (швеллеры толщиной 4 мм), к которым приварена горизонтальная сварная балка, имеющая П-образное переменное сечение. Сварная балка расположена в середине лобовой стенки. Каркас лобовой стенки крепят к буферному брусу рамы вагона средними стойками, для чего стойки выпущены вниз на 330 мм. Верхнюю.часть лобовой стенки занимают окна. В средний оконный проем вварены штампованные рамы. Эти рамы имеют отбор-
Рис. 46. Рама кузова моторного вагона:
/ — шкворневая балка; 2 — розетка автосцепки; 3, 8, 9, 10 — продольные элементы подвески оборудования; 4 — воздухопровод для вентиляции двигателя; 5 — буферный брус; 6 — хребтовая балка; 7, 12 — поперечные элементы; // — продольная балка; 13 — раскос
48
товку, поэтому не требуется дополнительных стоек и обвязывающих элементов. Толщина листов наружной обшивки кабины 2 мм. Под окном приварены обтекатели буферных и сигнальных фонарей. Ниже обтекателей листы имеют гофры для жесткости. Средняя часть обшивки гладкая. Подокном приварен ребристый декоративный пояс.
В верхней половине стены расположены два больших проема для окон. К наружной обшивке приварены обтекатели для буферных и сигнальных фонарей. В нижней части сделаны два отверстия с каждой стороны для штепсельных.юое-динений.
Каркас крыши вагона сварен из стальных дуг Z-образного сечения. Их количество у моторных и прицепных вагонов 35, у головных — 29. Сверху к каркасу приварены стальные гофрированные листы толщиной 1,5 мм. Гофры служат для придания жесткости конструкции крыши. В местах соединения крцши с боковыми стенками установлен водосточный карниз, препятствующий попаданию влаги внутрь вагона.
На крыше моторного вагона приварены тумбы для установки токоприемников, а также приспособления для переходных мостиков и установки крышевого оборудования. Сбоку над входными дверями имеются прямоугольные отверстия для установки жалюзи, служащих для забора воздуха, необходимого для охлаждения тяговых двигателей и вентиляции вагона.
Лобовая часть крыши головных вагонов имеет обтекаемую форму. В средней части ее расположен кожух прожектора, а по бокам устанавливают обтекатели верхних сигнальных фонарей. Сверху в обшивку крыши вварены два патрубка для крепления дефлекторов, предназначенных для вентиляции кабины.
Внутренняя отделка кузова. Пол вагона состоит из деревянного каркаса, т. е. продольных и поперечных брусков, изготовленных из сосны и прикрепленных к металлическому полу. К этим брускам прибиты столярные плиты толщиной 25 мм, в тамбурах — вагонные доски толщиной 25 мм. Между плитами и полом укладывают теплоизоляционные пакеты с мипорой. Сверху пол покрывают линолеумом. В полу'моторных вагонов предусмотрены люки для осмотра двигателей, муфт и редукторов. Вдоль боковых стен под диванами в полу сделаны люки для осмотра желоба с проводами.
Внутренняя обшивка боковых стен состоит из деревянного каркаса-обрешетки, выполненной из вертикальных и горизонтальных брусков. Между элементами обрешетки укладывают теплоизоляционные пакеты из пенопласта или мипоры, обтянутые полиэтиленовой пленкой. В моторном вагоне между крайними вертикальными стойками обрешетки расположены вентиляционные каналы для охлаждения тяговых двигателей. После укладки пакетов с мипорой деревянную обрешетку обшивают декоративным бумажно-слоистым пластиком толщиной 3 мм. Оконную коробку монтируют в кузове вместе с установленными в ней летней и зимней оконными рамами. Все окна салонов имеют подъемные форточки, которые фиксируются в закрытом и открытом положениях стержнями, расположенными в ручках.
Обрешетку лобовой стенки головного вагона, состоящую из деревянных брусков, крепят к вертикальным стойкам каркаса. Она утеплена пакетами из мипоры и со стороны кабины обшита бумажно-слоистым пластиком. Обшивку торцовых стен кузова крепят к стойкам каркаса.
С одной стороны вагона на торцовой стене по обе стороны переходной двери расположены шкафы для электрической и пневматической аппаратуры, а с другой, где нет шкафов, устанавливают обшивку без утеплительного материала; стены покрывают бумажно-слоистым пластиком.
К обрешетке потолка, которая состоит из деревянных дуг, продольных брусков и реек, крепят обшивку из твердых древесно-волокнистых плит, окрашенных в белый цвет. Потолок утеплен пакетами из мипоры. В центральной части потолка проходит вентиляционный канал, по обе стороны которого установ
49
лены светильники освещения. В тамбурах над потолком устроены чердаки, в которых расположены вентиляционные агрегаты, для обслуживания которых предусмотрены два больших люка.
Пассажирское помещение отделено от входных дверей двумя поперечными стенками, в результате чего по концам вагона образуются тамбуры. Поперечные стенки выполнены в виде щитов, в которых установлены раздвижные двери салона. Они подвешены посредством роликов на специальных рельсах, укрепленных на каркасе поперечной стенки. Рельсы установлены с наклоном так, чтобы двери сами закрывались.
На вагонах установлены раздвижные двустворчатые входные двери (рис. 47) и поворотные. К поворотным дверям относятся двери переходных площадок, служебного коридора и туалетов. Каждая створка / входных раздвижных дву-
Рис. 47. Наружные раздвижные двустворчатые двери:
/ — створка; 2 — швеллерная балка; 3 — кронштейн подвешивания створки; 4 — рейка; 5 — пневматические цилиндры: 6 — направляющие ролики: 7--уплотнительная профильная резина
50
Рис. 48. Переходная площадка:
/ — пружинные гасители; 2 — резиновые баллоны; 3 — буферная балка площадки; 4 — переходный мостик вагона; .5- шпинтои; 6 переходный мостик буферной балки; 7 —защитный щиток бал-
лона
створчатых дверей на кронштейнах 3 подвешена к рейке 4, которая, опираясь на два ряда шариков, заложенных в штампованный продольный сепаратор, перемещается в швеллерной балке 2. В нижней части каждая из створок направляется двумя прижимными роликами. Двери имеют электропневматический привод. Управление дверями производят из кабины машиниста. На вагонах электропоезда имеется по две двери с каждой стороны.
В салонах для пассажиров в два ряда установлены диваны, над окнами — багажные полки вдоль всего вагона.
Для удобства перехода из вагона в вагон предусмотрены переходные площадки (рис. 48) с упругими резиновыми уплотнениями (баллонами). Они частично поглощают горизонтальные толчки и удары, возникающие при трогании или торможении поезда (из-за наличия зазоров в автосцепных приборах). Трение между упругими площадками двух соседних вагонов несколько уменьшает виляние вагонов при движении поезда.
Упругая переходная площадка состоит из переходного мостика 4, упругих баллонов 2, которые применены вместо переходной металлической рамы, и шпинтонов 5. Резиновые баллоны крепят на профилях торцовой стены вокруг дверного проема. Круглые шпинтоны заключены в пружинные гасители, прикреплены внизу к буферной балке 3.
51
Металлические переходные мостики 4, 6 состоят из двух стальных рифленых листов. Один из них прикреплен к порогу переходной двери, а другой — к буферной балке.
Вагоны оборудованы подножками, обеспечивающими вход в вагон как с высоких, так и с низких платформ. Подножки расположены у входных раздвижных дверей. Нижняя ступенька подножки съемная, прикреплена болтами. При эксплуатации на участках с высокими платформами подножку перекрывают рифленым стальным фартуком, закрепляемым болтами.
На торцовой части моторного вагона имеются складные лестницы для'подъема на крышу, на которой для удобства ремонта и осмотра крышевого оборудования установлены деревянные мостики. Внизу на раме головного вагона расположен путеочиститель, служащий для сбрасывания с пути посторонних предметов, которые могут вызвать сход электропоезда. Путеочиститель состоит из стального листа с вырезами (для уменьшения массы) и вертикальных и горизонтальных ребер жесткости. Внизу у путеочистителя имеется регулировочная планка, при помощи которой компенсируют изменение высоты его над рельсом по мере износа колес и просадки рессор. Для порожнего вагона эта высота должна быть не менее 250 мм.Снаружи кабины машиниста установлены два зеркала, служащих для наблюдения за составом.
Окраска кузова. Для предохранения металлической обшивки от коррозии и придания вагону красивого вида его окрашивают специальной эмалевой краской. Перед окраской с кузова удаляют ржавчину и окалину. После грунтовки наружную поверхность кузова шпаклюют, а затем производят тщательную шлифовку стен и окраску. На лобовой части вагона, а также на боковых стенках наносят буквы и цифры, обозначающие серию и условный порядковый номер электропоезда и вагона.
Заземление кузова. Для обеспечения безопасности людей и защиты их от поражения электрическим током кузов моторного вагона гибким медным шунтом электрически соединен с рамой тележки. Рама тележки таким же шунтом соединена с буксой колесной пары. Это вызвано тем, что кузов моторного вагона опирается на боковые скользуны, установленные на резиновых прокладках, а надрессорный брус тележки соединен с кузовом специальным шкворнем с резиновой втулкой. В системе буксового рессорного подвешивания тележки также установлены резиновые гасители, а вал тягового двигателя соединен с валом малой шестерни резиновой муфтой.
13.	Автосцепное оборудование
Автосцепное оборудование вагона состоит из автосцепки, тягового хомута, поглощающего аппарата, упорных угольников, упорной плиты, розетки с центрирующим механизмом и других деталей. Центрирующий механизм розетки имеет маятниковое устройство, состоящее из балочки и двух подвесок. Служит оно для возвращения автосцепки в центральное положение при ее поперечных смещениях, чем облегчается сцепление вагонов.
Автосцепка. Она служит для автоматического соединения вагонов и передачи тягового усилия прицепному вагону. Все вагоны электропоездов оборудованы автосцепкой СА-3 (советская автосцепка, третий вариант), допускающей взаимное вертикальное перемещение в пути следования и сцепление при разнице в высоте вагонов над головками рельсов до 100 мм.
Корпус 1 автосцепки (рис. 49) стальной, литой, состоит из головки, в которой помещается весь механизм сцепления, и пустотелого прямоугольного, хвостовика. Хвостовик имеет вертикальное отверстие для установки клина 9, который соединяет автосцепку с тяговым хомутом 5 поглощающего аппарата И. Головка автосцепки имеет большой 16 и малый 17 зубья, а пространство между 52
Рис. 49. Автосцепка СА-3 с поглощающим аппаратом:
/ — корпус автосцепки: 2 — цепь расцепного рычага; 3 - маятниковое устройство; 4-— балочка: 5 — тяговый хомут; 6 — упорная плита; 7 - корпус поглощающего аппарата; 8 — поддерживающая плаика; 9 — клин; 10 — нажимная плнта поглощающего аппарата; 11—- поглощающий аппарат; 12 — резинометаллические элементы: 13. /5 кронштейны; 14 -расценкой рычаг; 16 — большой зуб: 17 — малый зуб
ними образует зев автосцепки. Механизм сцепления состоит из замка 4 (рис. 50), замкодержателя /, защелки 3, подъемника 9 замка, валика подъемника и болта.
Замок служит для запирания малого зуба автосцепки в пазу большого зуба. Его устанавливают в головке автосцепки таким образом, чтобы он под влиянием собственного веса всегда стремился занять замкнутое положение. Замок имеет
Рис. 50. Положения механизма сцепления автосцепки при сцеплении (а) и расцепле нии (б):
1 — замкодержатель; 2 — противовес замкодержателя; 3 — защелка (предохранитель); 4 — замок;
5 — фигурный палец подъемника; 6, 7 — плечи защелки; 8 — сигнальный отросток; 9 — подъем-HHKl-JO — прямой палец подъемника
53
сигнальный отросток 8, окрашенный в красный цвет, цилиндрический прилив, на который насаживают защелку.
Замкодержатель предназначен для предотвращения саморасцепления, а также для удержания в расцепленном состоянии автосцепок до развода вагонов. Он имеет овальное отверстие, при помощи которого его навешивают-на шип со стороны большого зуба, лапу и противовес 2.
Защелка (предохранитель) служит для предотвращения саморасцепления в пути следования. Она имеет прямое и фигурное плечи 6, 7.
Подъемник замка предназначен для расцепления автосцепок, т. е. отводит замок внутрь и с помощью замкодержателя не дает опуститься ему вниз и этим восстановить сцепление вагонов раньше, чем они будут полностью разведены. Он имеет прямой 10 и фигурный 5 пальцы, а также квадратное отверстие для валика подъемника.
Валик подъемника служит для соединения всех частей механизма сцепления, для расцепления автосцепок, имеет противовес и квадрат, который входит в отверстие подъемника.
Болт необходим для удержания валика подъемника от выпадания. Детали механизма сцепления стальные, литые, не требующие смазки.
Сборка механизма. Подъемник 9 замка вводят внутрь головки автосцепки фигурным пальцем 5 кверху и кладут на опору, имеющуюся внизу со стороны большого зуба. Замкодержатель 1 также вводят в полость головки автосцепки и овальным отверстием навешивают на шип большого зуба. Затем защелку 3 устанавливают на шип замка 4, после чего замок вместе с защелкой вводят в карман головки автосцепки и устанавливают на опору. При установке замка необходимо нажимать тонким стержнем на нижнее (фигурное) плечо защелки, чтобы ее верхнее (прямое) плечо проходило выше противовеса 2 замкодержателя. После постановки замка валик подъемника пропускают через отверстие в головке автосцепки со стороны малого зуба и после проверки исправности механизма его запирают болтом, который пропускают через прилив корпуса автосцепки головкой кверху. Болт своим телом заполняет выемку валика подъемника, сохраняя свободным его поворот, но не позволяя вынуть валик из автосцепки. Разборку механизма автосцепки выполняют в обратном порядке.
Процесс сцепления. У автосцепки, готовой к сцеплению (рис. 50, а ), замок и лапа замкодержателя выходят из корпуса в зев. Верхнее плечо защелки лежит на полочке малого зуба и расположено выше противовеса замкодержателя. При сцеплении вагонов малый зуб одной автосцепки скользит по скошенной поверхности большого или малого зуба другой автосцепки и входит в зев, нажимая на замок и утопляя его внутрь корпуса. При дальнейшем движении внутрь зева малый зуб нажимает на лапу замкодержателя и освобождает замок. Замки выходят из корпусов в зев и,- расклинивая друг друга, препятствуют обратному выскальзыванию малых зубьев. Поскольку лапы замкодержателей нажаты малыми зубьями, их противовесы подняты и расположены против торцов верхних плеч защелок. Такое положение деталей механизма исключает возможность саморасцепления замков, так как в случае толчка замка внутрь корпуса он будет удерживаться от перемещения упором торца защелки в противовес замкодержателя. При сцепленном положении автосцепок сигнальные отростки 8 (рис. 50,6) замков не должны быть видны.
Процесс расцепления. Для расцепления автосцепок необходимо один из замков утопить внутрь головки корпуса. Это осуществляется поворотом расцеп-ного рычага.
При повороте рычага натяжение цепочки придаст вращение валику подъемника и подъемнику 9. При повороте последнего его фигурный палец 5 нажимает на нижнее плечо защелки 3, которая, поворачиваясь, поднимает верхнее свое плечо выше противовеса замкодержателя. Затем подъемник тем же пальцем уводит замок в полость головки автосцепки. Одновременно прямой палец подъ-54
емника поднимает замкодержатель. Благодаря этому прямой палец подъемника заскакивает за угол замкодержателя и последний под действием собственного веса опускается вниз.
Механизм автосцепки будет находиться в расцепленном положении и останется в нем, пока головки автосцепок не будут разведены. Замок удерживается внутри головки корпуса благодаря нажатию фигурного пальца подъемника, а последний опирается на угол замкодержателя. Сигнальный отросток 8 при этом виден снаружи, что указывает на расцепление механизма.
После разведения автосцепок замкодержатель освободится и повернется, его лапа выйдет в зев, а отошедший угол освободит подъемник. В результате этого подъемник опустится и
замок выйдет из корпуса в зев автосцепки. Механизм снова будет подготовлен к сцеплению.
Восстановление сцепления можно производить и без разведения вагонов. Для этого, нужно поднять замкодержатель кверху через отверстие внизу головки автосцепки. Нажатие может быть произведено рукояткой ручного молотка. При нажатии на специальный прилив замкодержателя прямой палец подъемника лишается опоры, вследствие чего замок опускается в нижнее положение, восстанавливая сцепление.
Проверка автосцепки. Для обеспечения исправного состояния автосцепного устройства на электропоездах предусмотрен его осмотр двух видов: полный осмотр со снятием с вагона съемных узлов и деталей и наружный осмотр без снятия с вагона.
Снятые с вагона съемные узлы и детали отправляют в контрольный пункт или отделение для проверки и ремонта. Наружный осмотр осуществляют при текущем ремонте электропоезда. При этом пользуются комбинированным шаблоном.
Возможны следующие причины' саморасцепления: короткая или длинная цепь; изношен торец прямого плеча защелки, упор противовеса или лапа замкодержателя; отломился противовес замкодержателя; увеличился зев головки автосцепки; уменьшилась в результате износа толщина замка; износился малый зуб или паз большого зуба головки автосцепки; расхождение центров автосцепки больше нормы.
Поглощающий аппарат. Для смягчения ударов, возникающих при сцеплении вагонов, а также рывков при резком изменении силы тяги служит поглощающий аппарат.
На электропоездах первых выпусков устанавлен пружинно-фрикционный аппарат ЦНИИ-Н6 системы И. Н. Новикова, который состоит из двух самостоятельных частей: пружинно-фрикционной и пружинной, стянутых болтом, а также тягового хомута и упорной плиты. Помещается он между задними и передними упорными угольниками, расположенными внутри хребтовой балки.
В настоящее время устанавливают поглощающий аппарат Р-2П. Он состоит из корпуса 1 (рис. 51), нажимной плиты 2, девяти резинометаллических элементов 3, промежуточной плиты 4 и тягового хомута. Полный ход аппарата 70 мм. Резинометаллический элемент 3 аппарата состоит из двух стальных листов толщиной 2 мм, между которыми расположена специальная морозостойкая
65
резина, жестко связанная с листами. Она имеет параболическое сечение, благодаря чему предотвращается выход сжатой резины за пределы металлических листов. Толщина элемента 41,5 мм. Чтобы исключить смещение резинометаллических элементов и соприкосновение их с кромками корпуса при сжатии аппарата, на днище 5 корпуса, нажимной 2 и промежуточной 4 плитах, а также на листах резинометаллических элементов 3 имеются фиксирующие выступы и соответствующие им углубления.
При сборке аппарата сначала в корпус сбоку заводят нажимную плиту 2 и устанавливают ее так, чтобы ее упорная часть полностью выходила из окна корпуса 1. Затем ставят промежуточную плиту 4 таким образом, чтобы ее боковые заплечики обхватывали продольные стенки корпуса. После этого четыре резинометаллических элемента 3 размещают между промежуточной плитой и днищем корпуса. Фиксирующие выступы на элементах должны совпасть с соответствующими углублениями. Прессом или специальной струбциной эти элементы через промежуточную плиту сжимают в корпусе аппарата, чтобы между нажимной и промежуточной плитами поставить остальные пять резинометаллических элементов. Затем сжатые элементы освобождают от нагрузки. Они расправляются и запирают введенные в корпус пять резинометаллических элементов. На этом сборка заканчивается.
Разбирают аппарат в обратном порядке, т. е. предварительно сжимают через промежуточную плиту четыре резинометаллических элемента, вынимают элементы, находящиеся между нажимной и промежуточной плитами. После снятия нагрузки с промежуточной плиты все остальные элементы аппарата и плита легко вынимаются из корпуса. При сжатии вагонов электропоезда усилие, воспринимаемое автосцепкой, передается через хвостовик и нажимную плиту на резинометаллические элементы, которые, сжимаясь, поглощают энергию воспринятого автосцепкой удара и ослабляют его.
Аппарат и тяговый хомут поддерживаются снизу плитой, укрепленной болтами.
Тяговый хомут. Он представляет собой стальную отливку, состоящую из двух горизонтальных полос, соединенных по концам вертикальными связями. Передняя часть хомута имеет окно для прохода хвостовика автосцепки и отверстия для прохода клина. В нижней части хомута под отверстием для клина имеются два ушка с отверстиями для болтов, служащих опорой для клина.
Клин, штампованный из стали, служит для соединения хвостовика головки автосцепки с тяговым хомутом. Установленный снизу, он удерживается от подъема вверх своими заплечиками.
Глава III
ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
14.	Общие сведения
Тяговые двигатели электропоезда служат для преобразования электрической энергии в механическую, необходимую для вращения колесных пар моторного вагона. На электропоездах ЭР2 установлены самовентилируемые тяговые двигатели УРТ-НОБ последовательного возбуждения (рис. 52 и 53). Подвеска тягового двигателя рамная. Двигатель закреплен на поперечной балке рамы тележки и масса его полностью подрессорена.
На электропоездах ЭР2Р установлены тяговые двигатели 1ДТ-003.3. При работе двигателя в режиме тяги его обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря, а при электрическом торможении создается не-
ЮОч
Рис. 52. Продольный разрез двигателя УРТ-НОБ:
/ — остов; 2 — сердечник якоря; 3 —шайба упорная; 4 — передняя крышка; 5 — раднальио-упор-ный подшипник; 6 — передний подшипниковый щит; 7 — щеткодержатель; 8 — катушка главного полюса; 9 — сердечник главного полюса; 10 — прокладка; // — задний подшипниковый щнт; 12 — задняя крышка; /3 —вал; /-/ — катушка дополнительного полюса; /5 — сердечник дополнительного полюса
57
Рис. 53. Поперечный разрез двигателя УРТ-ПОБ: 1 — щеткодержатель; 1 — выводы; 3 — остов
зависимое возбуждение от специального преобразователя. По конструкции двигатели 1ДТ-003.3 и УРТ-ПОБ аналогичны, за исключением отдельных элементов, рассмотренных ниже.
Основные данные тяговых двигателей для часового режима
Тяговый двигатель		.	.	.	. УРТ-ПОБ	1ДТ-003.3
Номинальное напряжение, В . .	.	.	.	.	1500	750
Наименьшая степень возбуждения, %	.	.	.	.	50	18
Мощность, кВт		.	.	.	.	200	240
Ток, А		.	.	.	.	146	350
Число главных полюсов ....	.	.	.	.	4	4
» дополнительных полюсов .	.	.	.	.	4	4
Частота вращения, об/мин	.	.	.	.	1145	1340
Масса, кг		.	. .	.	2150	2250
Вращающий момент от тягового двигателя на ось колесной пары передается через упругую муфту и зубчатую передачу. Основными частями тягового двигателя являются: остов 1 (см. рис. 52), главные и дополнительные полюсы (сердечники 9, 15 и катушки 8, 14), якорь, щеткодержатели 7 с кронштейнами, два подшипниковых щита би 11. Подшипниковые щиты 6 и И (со стороны коллектора и с противоположной) установлены в горловинах остова 1. В подшипниковые щиты запрессованы наружные обоймы роликовых подшипников
58
5.	Внутренние кольца подшипников напрессованы на вал 13. Смазку в подшипники добавляют через отверстия в крышках 4, 12, которые закрыты пробками. Радиально-упорный подшипник со стороны коллектора предохраняет якорь от продольных перемещений, а радиальный подшипник со стороны привода допускает осевое перемещение при температурных изменениях длины вала.
15.	Остов и полюсы
Остов. Остов тягового двигателя служит для крепления главных и дополнительных полюсов, а также подшипниковых щитов. Он является магнитопроводом двигателя. Материал остова должен обладать хорошими магнитными свойствами, которые зависят от качества стали и ее обработки. Сечение остова имеет восьмигранную форму (рис. 64). Выступы на остове со стороны оси колесной пары предохраняют двигатель от падения на путь в случае нарушения крепления. Внутри остова имеются обработанные приливы под сердечники полюсов, обеспечивающие правильную их установку.
Для крепления сердечников главных и дополнительных полюсов и вывода кабелей из остова в нем просверлены отверстия. В них вставляют резиновые втулки, чтобы предотвратить попадание влаги и загрязнений в двигатель и предохранить кабели от повреждения кромками отверстий.
Диаметр горловины со стороны, противоположной коллектору, выполняют такого размера, чтобы можно было вынуть из остова якорь двигателя.
Со стороны коллектора остов имеет три смотровых люка (сверху, сбоку и снизу), которые закрываются съемными крышками, уплотнениями из пористой резины, а также один вентиляционный люк (вверху) для забора воздуха. Выброс воздуха осуществляется в отверстия со стороны, противоположной
коллектору, где расположены вентиляционные лопатки, отлитые как одно целое с обмоткодержателем якоря.
Полюсы. Главные полюсы. Они служат для создания основного магнитного потока. Каждый главный полюс состоит из сердечника со стальным стержнем, обмотки и выводных кабелей. Сердечники главных полюсов собраны из штампованных неизолированных листов электротехнической стали толщиной 2 мм, спрессованных в пакет и закрепленных заклепками. Из-
готовление сердечника главного полюса из отдельных листов значительно уменьшает потери электроэнергии от вихревых токов. Полюсы к остову крепят тремя болтами, которые ввертывают в стальной стержень, проходящий через отверстие вдоль полюса.
Болты 6 (см. рис. 54), крепящие полюс к остову, рассчитывают так, чтобы после их затяжки образовались силы трения, не допускающие сдвига полюса с места посадки. Выполняют болты из высококачественной стали, они имеют надежное устройство для предохранения от самопроизвольного отвертывания.
Обмотка главных полюсов состоит из катушек, которые создают основную магнитодвижущую силу (м. д. с.) возбуждения. Катушки наматывают
Рис. 64. Остов тягового двигателя УРТ-ПОБ с полюсами:
/ — остов; 2 — главный полюс; 3 — дополнительный полюс; 4 — катушка главного полюса; 5 — кронштейны для подвешивания на раме тележки; 6 — болты крепления полюса
59
Рис. 55. Схемы потоков рассеяния дополнительных полюсов без диамагнитной прокладки (а) и при ее наличии (б)
витках наводится э. д.
плашмя в два слоя из шинной меди. Междувитковую изоляцию катушек выполняют из асбестовой бумаги толщиной 0,3 мм, корпусную изоляцию — из пяти слоев липкой стеклоэскапоно-вой ленты толщиной 0,17 мм, уложенной вполуперекрышу, и одного слоя киперной ленты. Межкатушечные соединения и выводы изготовляют из провода ПМУ сечением 35 мм3.
Катушки закрепляют полюсными сердечниками, имеющими Т-образную форму. В процессе эксплуатации происходит усыхание изоляции, а следовательно, и нарушение плотности крепления катушек. Поэтому катушки црижимают к остову пружинными фланцами. Фланцы также предохраняют корпусную изоляцию от разрушения при вибрациях.
Дополнительные полюсы. Они служат для создания магнитного поля в коммутационной зоне с целью улучшения коммутации тягового двигателя. Устанавливают их в нейтральных плоскостях между главными полюсами. Под влиянием поля дополнительных полюсов в ком-c., направленная против реактивной
э. д. с. Включение обмоток дополнительных полюсов последовательно с обмоткой якоря способствует автоматической компенсации реактивной э. д. с. при изменении режимов работы двигателя. Полярность дополнительных полюсов при тяговом режиме обратна полярности соседних (по направлению вращения якоря) главных полюсов. Чтобы магнитный поток возрастал пропорционально току обмотки якоря, необходимо иметь слабое насыщение дополнительных полюсов.
Дополнительный полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечники дополнительных полюсов изготовлены из стального литья. Их крепят к остову тремя болтами. Между сердечником и остовом положены диамагнитные подкладки толщиной 4,5 мм для уменьшения рассеяния потока (рис. 55).
Для обеспечения работы дополнительных полюсов на прямолинейной части кривой намагничивания необходимо иметь большой воздушный зазор между их сердечником и якорем 6ДП. Но увеличение воздушного зазора у полюса, имеющего высокий сердечник, вызывает повышение потока рассеяния. При этом значительная часть магнитного потока замыкается не через якорь, а через сердечники главных полюсов и остов (рис. 55, а). При установке диамагнитной прокладки и-разделении зазора 6ДП на две части рассеяние магнитного потока уменьшается (рис. 55, б), так как сердечник приближается к якорю и увеличивается магнитное сопротивление в цепи потоков рассеяния Фв> Это снижает степень насыщения цепи дополнительных полюсов и при изменении нагрузок обеспечивает компенсацию реактивной э. д. с., в результате чего улучшается процесс коммутации двигателя.
Катушки дополнительных полюсов наматывают из шинной меди на ребро. Изоляция этих катушек не отличается от изоляции катушек главных полюсов. Межкатушечные соединения и выводы двигателя выполнены из проводов 60
сечением 35 мм2. Для избежания нарушения плотности крепления катушек, возникающего при усыхании изоляции, применяют пружинные фланцы, которыми катушки прижимают к остову.
16.	Якорь
В тяговых двигателях 1ДТ-003.3 изоляция главных и дополнительных полюсов усилена (применена изоляция «Монолит-2» класса Г). Сердечник дополнительных полюсов шихтуют параллельно оси якоря. Это снижает вихревые токи в сердечнике и позволяет лучше компенсировать реактивную э.д.с. в обмотке якоря.
Якорь двигателя состоит из коллектора 2 (рис. 56), сердечника Добмотко-держателей 9 и 11, установленных на напрессованную на вал 12 втулку 3, и обмотки 10. Гайка 4 служит для крепления втулки.
Коллектор 2 набран из пластин 7. Пластины изолированы коллекторным миканитом и зажаты болтами 5 между втулкой 6 и нажимным конусом. Манжеты 8 служат для изоляции медных пластин от нажимных конусов и втулок.
Вал якоря изготовляют из легированной Стали с расчетом максимальных нагрузок от ударов и воздействий от скручивающего момента. Поверхность вала обрабатывают с точностью высокого класса и шлифуют. Переходы вала от одного диаметра к другому должны быть плавными, без резких кромок и уступов.
Тщательная обработка вала необходима для снижения концентрации напряжений. Высокие требования к частям вала предъявляют и потому, что неисправность его непосредственно угрожает безопасности движения поездов.
Втулка якоря представляет собой трубу с буртиком, двумя шпоночными пазами и резьбой со стороны коллектора.
Втулка якоря позволяет заменять вал без разборки якоря, так как на ней сконцентрированы все основные детали якоря. При замене вала двигателя все насаженные на втулку детали не снимают. Поверхность втулки обрабатывают после запрессовки ее на вал, так как в процессе запрессовки ее поверх-
Рис. 56. Якорь тягового двигателя УРТ-НОБ
£. 1
ность деформируется. Внутри* втулки поверхность обрабатывают с тремя посадочными диаметрами, отличающимися на 1—2 мм, это облегчает выпрессов-ку вала.
Сердечник якоря представляет собой часть магнитной системы тягового двигателя, вращающуюся относительно остальных элементов магнитной цепи. Перемагничивание сердечника при вращении в магнитном поле вызывает в нем потери на гистерезис. Кроме того, от наводимых в нем э. д. с. появляются вихревые токи, которые приводят к потерям энергии, т. е. к уменьшению к. п. д. тягового двигателя. Для уменьшения этих потерь сердечник якоря набирают из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Листы с обеих сторон покрывают лаком и через каждые 50 мм длины пакета прокладывают лист электрокартона. На наружной поверхности листы имеют штампованные пазы для размещения обмотки. Для охлаждения якоря внутри листов сердечника делают вентиляционные каналы диаметром 20—30 мм.
Листы сердечника спрессованы между обмоткодержателями. Сердечник не должен иметь ослабших листов и распушения отдельных крайних листов стали. Для лучшего сжатия листов сердечника крайние листы делают толщиной 1 мм с постепенно уменьшающимся диаметром и более широким пазом. Уширение пазов крайних листов необходимо для укладки дополнительной изоляции из электронита, которая предохраняет от повреждения изоляцию якорных катушек на выходе из паза якоря. Обмоткодержатель (со стороны вентилятора) упирается в буртик втулки якоря, а со стороны коллектора обмоткодержатель и коллектор запирают специальной гайкой.
Обмотки якоря тягового двигателя УРТ-ПОБ волновая (рис. 57, а). Она состоит из семи одинаковых секций. Волновая обмотка проста в изготовлении. В пазах сердечника якоря укладывают якорные катушки, выполненные из шинной меди прямоугольного сечения.
Обмотка якоря двигателя 1ДТ-003.3 выполнена петлевой (рис. 57, б). При такой обмотке и увеличении числа коллекторных пластин межламельное напряжение уменьшается примерно на 45%, а реактивная э. д.с.—на 18%, соответственно повышается коммутационная надежность двигателя.
Для выравнивания токов параллельных ветвей петлевой обмотки, вызываемых разницей сопротивлений щеток или э. д. с., применяют уравнительные соединения, которые располагают со стороны коллектора перед передней лобовой частью обмотки; их концы впаивают в те же шлицы петушков, в которые введены и концы проводников обмотки якоря. На концы уравнительных соединений надевают чулки из стекловолокна, а сами уравнительные соединения крепят стеклобандажной лентой.
Междувитковую изоляцию обмоток выполняют из стеклоткани толщиной 0,09 мм в пазовой части и 0,15 мм в лобовой части, корпусную изоляцию — из стеклослюдинитовой ленты толщиной 0,11 мм, намотанной в шесть слоев вполуперекрышу, поверх которой наматывают один слой
62
Рис. 57. Одиовитковые катушки обмотки якоря двигателей УРТ-ПОБ (а) и 1ДТ-003.3 (б):
/ — передняя лобовая часть; 2 —верхняя пазовая сторона; 3 — задняя лобовая часть; 4 — неразрезная задняя головка;
5 — ннжняя пазовая сторона; 6 — концы секции, прикасаемые к пластинам коллектора
стеклоленты. Концы секций со стороны коллектора укладывают на обмотко-держатель, а проводники вставляют в шлицы коллекторных пластин, после чего припаивают. К каждой коллекторной пластине припаивают два проводника. На лобовых частях обмотку крепят стеклобандажами, в пазах —, клиньями из текстолита или текстостеклолита. Для повышения прочности якорь пропитывают в лаке ФЛ-98 вакуумно-нагревательным способом.
Коллектор, как известно из курса «Электрические машины», служит для изменения направления тока в проводниках якоря при переходе их под главный полюс другой полярности. Коллектор относится к тем основным узлам тягового двигателя, от которого зависит стабильность его работы. В тяговых двигателях применяют коллектор арочного типа. Основными деталями такого коллектора являются коллекторные пластины, которые осуществляют скользящий контакт между вращающимися вместе с якорем секциями обмотки и неподвижными щетками; изоляционные пластины, которыми коллекторные пластины изолируют друг от друга; пластмассовый корпус, укрепленный армировочными кольцами, на котором производится сборка коллектора; многорядный бандаж; стальной каркас; стальная коробка.
Коллекторные пластины изготовляют из холоднотянутой электротехнической меди. Они должны иметь одинаковую твердость, чтобы не было неравномерного износа рабочей поверхности коллектора.
Для изоляции между коллекторными пластинами используют коллектор’ ныц миканит. Износостойкость его выше, чем меди. Если бы коллекторные изоляционные пластины имели одинаковый уровень рабочей поверхности, то при работе двигателя на поверхности коллектора образовывались бы выступы изоляции, препятствующие нормальному контакту щеток с пластинами. Поэтому изоляцию между пластинами фрезеруют на глубину 0,8—1,5 мм, т. е. делают продорожку коллектора.
Наиболее распространенные повреждения коллекторов связаны с дугооб-разованием и круговыми огнями. Поэтому локомотивные бригады должны выполнять все рекомендации по правильной эксплуатации тяговых двигателей, особенно в зимнее время года. Интенсивное выделение тепла, наличие неизолированных частей, находящихся под высоким напряжением (коллекторные пластины, щетки, щеткодержатели), и возможное искрение под щетками создают условия, способствующие ионизации воздуха, окружающего коллектор. Учитывая это, все изоляционные детали коллектора выбирают с учетом повышенной ионизации воздуха в коллекторном пространстве.
17.	Подшипниковые щиты, подшипники, щетки, щеткодержатели и кронштейны
Подшипниковые щиты и подшипники. В двигателях применяют однорядные подшипники с цилиндрическими роликами. Они должны выдерживать большие динамические нагрузки. Упорные подшипники подвержены также действию значительных осевых сил, которые носят ударный характер. Наружные кольца устанавливают в гнезда подшипниковых щитов, внутренние коль-на насаживают горячей посадкой (100—150°С).
Подшипниковые щиты и крышки имеют смазочные камеры для необходимой смазки. В якорных подшипниках применяют густую консистентную смазку ЖРО. Необходимо тщательно следить за состоянием уплотнения, служащего для предотвращения вытеснения или истечения смазки и исключения проникновения внутрь подшипниковой камеры каких-либо загрязнений. Сложность состоит в том, что внутри двигателя могут возникать избыточные давления и разрежения (местные). При воздухообмене в подшипник из
63
Рис. 58. Возможные варианты износа щетки
двигателя проникает щеточная и другая пыль, разрушительно действующая на подшипник.
Щетки, щеткодержатели и кронштейны. Работа коллектора во многом определяется состоянием щеток, щеткодержателей и их кронштейнов. Нарушение скользящего контакта приводит не только .к усилению искрения под щетками, но и вызывает повышенный износ коллектора и щеток.
Щеткодержатель состоит из корпуса с гнез
дами для направления щеток и нажимных пружинных устройств (см. рис. 52 и 53); Его крепят на пластмассовом кронштейне, установленном на внутренней стенке остова. Сочленение кронштейна с корпусом щеткодержателя осуществляется посредством рифленой гребенки, что предохраняет щеткодержатель от смещения. Отверстие под болт, крепящий корпус щеткодержателя к кронштейну, имеет продолговатую форму, это позволяет регулировать зазор между коллектором и корпусом щеткодержателя. Нажимное устройство щеток устроено так, чтобы можно было изменять нажатие на щетку. Нажатие на щетку регулируют путем закручивания спиральной пружины. Основные требования, предъявляемые к щеткодержателю и кронштейну, — обеспечение равномерного и постоян-
ного нажатия на щетку и правильная установка щеток относительно коллектора, высокая механическая и электрическая прочность, доступность для обслуживания и простота замены изнашивающихся деталей.
В тяговых двигателях электропоезда ЭР2 применяют угольно-графитовые щетки ЭГ-2А с плотностью тока 10 А/см2 и коэффициентом трения 0,22—0,23.
Качество щеток зависит от твердости материала, удельного сопротивления, коэффициента трения, износостойкости и др. Щетка должна иметь равномерную плотность, однородную структуру и хорошо притираться к коллекторным пластинам. Одной из главных характеристик щеток является их вольт-амперная характеристика, которая показывает зависимость падения напряжения под щеткой от плотности тока.
Для того чтобы обеспечить нормальную работу щеточно-коллекторного узла при минимальном износе щеток и коллекторных пластин, необходимо обеспечить стабильный контакт между щетками и коллекторными пластинами.
Например, из-за сильного искрения износ щеток и коллекторных пластин происходит в несколько раз быстрее, чем из-за механических причин. Повышенный износ щеток, поколы и плохая притирка их к коллекторным пластинам, неравномерная выработка рабочей поверхности коллекторных пластин свидетельствуют о неудовлетворительной работе щеточного узла.
Расхождение характеристик щеток, неточная установка щеткодержателей также неудовлетворительно сказываются на работе щеточно-коллекторного узла.
На электропоездах при частом изменении направления вращения якоря тягового двигателя иногда контакт щетки с коллекторными пластинами осуществляется только на участках А и Б (рис. 58), а участок С может вообще не контактировать с коллекторными пластинами. Сокращение контактной поверхности повышает нажатие щеток на коллекторные пластины, это может вызвать преждевременный износ щеток, их скалывание и выкрашивание, что приведет к ухудшению токосъема. На работу щеток влияет также температура окружающего воздуха. Например, в зимнее время года, чтобы щетки не примерзали к щеткодержателю, их необходимо просушивать, кроме того, следует увеличивать нажатие щеток.
64
18.	Охлаждение тяговых двигателей
В процессе работы тягового двигателя коллектор, медь обмоток и другие его части нагреваются, это приводит к потерям электроэнергии и ухудшает работу двигателя, недопустимый нагрев приводит к потере мощности. Эффективность вентиляции тяговых двигателей зависит от расхода охлаждающего воздуха. При самовентиляции внутри двигателя создается разрежение, которое способствует проникновению пыли и снега внутрь двигателя, а это, как известно, приводит к меньшей отдаче тепла и ухудшению изоляции. Поэтому на электропоездах забор воздуха осуществляется с верхней части кузова вагона.' Воздух проходит через очистительные фильтры и отстойные камеры, где выпадают взвешенные частицы, этому способствуют также специальные перегородки. В нижней части кузова воздух проходит через гибкие патруб-
Рис. 59. Кривые скорости движения v, тока /, расхода воздуха Q и превышения температуры т тягового двигателя с самовентиляцией при работе электропоезда (tp, /т и ^ост — соответственно время разгона, выбега, торможения и остановки)
ки, которые соединяются с тяговым двигателем. При самовентиляции расход охлаждающего воздуха изменяется прямо пропорционально частоте вращения якоря.
Пригородные электропоезда работают с частыми пусками и остановками с применением почти во всех случаях выбега, движение происходит с высокой скоростью. Температура тягового двигателя к очередному пуску после стоянки успевает значительно снизиться. При разгоне поезда в течение некоторого времени тяговые двигатели работают с током, большим его номинального значения /ноМ (при продолжительном режиме) (рис. 59). Скорость движения v и расход воздуха Q в этот период невелики, поэтому происходит быстрый нагрев обмоток двигателя, интенсивность которого снижается по мере уменьшения тока и увеличения скорости движения.
19.	Коммутация тяговых двигателей и способы ее улучшения
Коммутация. При вращении якоря секции его обмотки попеременно проходят под полюсами разной полярности и тем самым переключаются из одной параллельной ветви в другую. Процесс переключения секций из одной параллельной ветви в другую, называемый коммутацией, сопровождается изменением тока в секции и замыканием этой секции щеткой накоротко. Секции, замкнутые накоротко в процессе коммутации, называются коммутируемыми секциями. Коммутация в секции начинается с момента, когда коллекторные пластины перекрываются набегающим краем щетки, а заканчивается в момент выхода указанных коллекторных пластин из-под сбегающего края щетки. Рассмотрим процесс коммутации в одной из секций обмотки якоря при различных положениях щетки. Для простоты будем считать, что ширина щетки равна ширине коллекторной пластины. В начале коммутации (рис. 60, а) щетка перекрывает коллекторную пластину 1 и ток якоря /я разветвляется на две части, при этом по каждой параллельной ветви (правой и левой) протекают токи /я/2. В процессе вращения якоря щетка начинает перекрывать две коллек • торные пластины 1 и 2, при этом замыкает накоротко коммутируемую секцию 1, 4, обо-3 Зак. 1069	65
Рис, 60. Схемы коммутации
в)
значаемую жирной линией. В момент равномерного перекрытия пластин 1 и 2 (рис. 60, б) через коммутируемую секцию ток протекать не будет, а в параллельных ветвях будут протекать токи /я/2.	,
В конце коммутации (рис. 60, в) щетка вновь будет перекрывать пластину 2. Ток в коммутируемой секции будет направлен противоположно его направлению в начале коммутации (см. рис. 60, а).
Таким образом, за время коммутации, определяемое частотой вращения якоря, рассматриваемая секция переходит из левой параллельной ветви в правую. За этот период токи в проводниках 2 и 3 остаются неизменными, равными /н/2, так как проводник 2 остается все время в правой, а проводник 8 — в левой параллельной ветви. Ток же в секции Л 4 изменяется. В начальный период он уменьшается до нуля, это происходит в момент, когда щетка перекроет одинаковую площадь коллекторных пластин / и 2, дальнейшее движение секции 1, 4 изменит направление тока на обратное, и он начнет увеличиваться. В конце периода коммутации к моменту схода щетки с коллекторной пластины / ток достигнет значения 1я/2. Секция /, 4 в этот период будет находиться в первой ветви обмотки якоря (см. рис. 60, в).
Рассмотренный процесс коммутации не вызывает каких-либо неприятных последствий. Однако в обычных условиях работы тяговых двигателей коммутация протекает более сложно. Измеиеиие тока от -|-/я/2 до —/я/2 происходит очень быстро — примерно за 0,0001—0,001 с, а щетка перекрывает одновременно несколько коллекторных пластин. Измеиеиие тока в коммутируемых секциях приводит к изменению магнитного потока, который пронизывает проводники соседних секций. В результате этого в коммутируемой сек-
Рис. 61. Схема направления реактивной э. д.с. и тока коммутации /и в коммутируемой секции
ции возникают э. д. с. самоиндукции и э. д. с. взаимоиндукции, совместно они представляют реактивную э. д. с. ер. В замкнутой накоротко секции реактивная э. д. с. ер вызывает добавочный ток коммутации /и = гр/гк- Сопротивление короткозамкнутой секции обычно очень мало и поэтому ток /к достигает больших значений.
Ток /н увеличивает общий ток в коммутируемой секции и сильно влияет на характер коммутации. Ввиду того что ток в коммутируемой секции в процессе коммутации стремится уменьшиться, а затем изменить свой знак, э. д, с. ер и ток коммутации /к согласно правилу Леица должны противодействовать этому уменьшению; следовательно, в первую половину периода коммутации оии будут иметь направление, совпадающее с направлением тока в коммутируемой секции. Ток коммутации /к уменьшает ток ц (рис. 61) под набегающим краем щетки и увели-чивает ток /2 под сбегающим краем. Плотность тока под щетками становится неравномерной — повышенной под сбегающим краем щетки и пониженной под небагающим. В момент схода щетки с коллекторной пластины плотность тока может достичь большого значения, что приведет к повышенному искрению.
66
2^
Рис. 62. К оценке качества коммутации:
Щ -- щетка; КП — коллекторная пластина; X — место образования искры


При неблагоприятном процессе коммутации между щеткой и пластиной может появиться электрическая дуга. Дуга может переходить от пластины к пластине, что приведет к возникновению кругового огня.
Для оценки качества коммутации применяют специальную шкалу, которая включает в себя пять степеней искрения (рис. 62). Нормальными для продолжительной работы двигателя считаются степени искрения 1, НД и IVs- Работа тягового двигателя со степенью искрения 2 допускается лишь при кратковременных перегрузках, а со степенью искрения 3, как правило, не допускается.
. Способы улучшения коммутации. Причин неудовлетворительной коммутации тяговых двигателей много, однако основной причиной искрения под щетками является добавочный ток коммутации /н, вызванный реактивной э. д. с. ер, следовательно, улучшить коммутацию можно уменьшением реактивной э. д. с. ер, уменьшением тока коммутации /н путем увеличения сопротивления в цепи коммутируемой секции и создания компенсирующей э. д. с. ек в коммутирующих секциях. Для увеличения суммарного сопротивления в цепи коммутируемой секции подбирают электрографитированные щетки, имеющие большое сопротивление, кроме того, увеличивают переходное сопротивление между щеткой и коллектором. Уменьшение реактивной э. д. с. при меньшей индуктивности секции предусматривают в конструкции тяго
вого двигателя: секции делают одновитковыми и пазы якоря открытыми и не очень глубокими, Так как индуктивность верхнего слоя всегда меньше ин-
дуктивности нижнего слоя, то для уравнивания индуктивности одну сторону каждой секции располагают в верхнем слое, а другую — в нижнем.
Качество коммутации зависит и от ширины щетки: чем больше щетка одновременно перекрывает пластин коллектора, тем больше коммутируется секций и, следовательно, увеличивается реактивная э. д. с.
Компенсирующую э. д. с. ек в тяговых двигателях создают с помощью системы дополнительных полюсов. Магнитное поле дополнительных полюсов воз
действует на поле реакции якоря в зоне коммутации и индуктирует в комму-
тируемой секции компенсирующую э. д. с. ек. Так как э. д. с. ер зависит от тока якоря, то для обеспечения ее компенсации э. д. с. ек должна также зависеть от тока якоря. С этой целью катушки дополнительных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря. Если компенсирующая э. д. с. ек равна реактивной э. д. с. ер, то будут иметь место идеальные условия коммутации (/„ =0), при которых обеспечивается безыскровая работа тяговых двигателей.
При больших перегрузках начинает нарушаться компенсация реактивной э. д. с. ер из-за насыщения магнитной цепи дополнительных полюсов. В этом случае реактивная э. д. с. ер возрастает пропорционально току, а рост э. д. с. ек — более за-
щения магнитной цепи дополнительных полюсов
б7
медленным, вследствие чего в коммутируемой секции появится нескомпенси-рованная э. д. с. е?, которая вызовет искрение под щеткой (рис. 63). Для увеличения предельной нагрузки насыщения магнитной цепи дополнительных полюсов их выполняют сплошными из литой стали, а поперечное сечение делают таким, чтобы индукция магнитного поля в стали сердечников была сравнительно небольшой, кроме этого, воздушный зазор под дополнительными полюсами делают значительно большим, чем под главными полюсами.
20.	Уход в эксплуатации и возможные неисправности
Перед пуском в эксплуатацию электропоезда, прибывшего с завода после постройки или после заводского ремонта, а также после длительной стоянки (более 15 дней), необходимо произвести осмотр по программе текущего ремонта (ТР-1). Особое внимание следует обратить на крепление деталей, подбор и состояние щеток. При боковых износах и сколах краев щеток независимо от степени износа по высоте их заменяют. Новые щетки следует приработать к коллекторным пластинам при движении электропоезда со скоростью 15 км/ч.
Загрязненный коллектор необходимо протереть спиртом или бензином, грязь и копоть на изоляторах щеткодержателей удалить чистой тряпкой, слегка смоченной бензином. В эксплуатации нельзя допускать поджогов и наплывов на коллекторе, скопления конденсата в нижней части тягового двигателя.
При выдаче из депо электропоезда сопротивление изоляции обмоток тягового двигателя не должно быть ниже 1,2 МОм. Если оно ниже этого значения, необходимо определить место утечки тока и устранить дефект. Если изоляция отсырела, следует произвести ее сушку электрическим током или горячим воздухом. Ток для сушки изоляции должен быть от 120 до 140 А (обмоток якоря и дополнительных полюсов) и от 90 до 100 А (обмотки главных полюсов). Продолжительность сушки определяется сопротивлением изоляции. Нельзя допускать нагрев обмоток якоря и катушек полюсов до температуры выше 120 °C. Если их температура достигла 120 °C, а сопротивление изоляции ниже нормы, необходимо для дальнейшей сушки уменьшить ток.
Уход за подшипниками тяговых двигателей заключается в правильной их смазке. При недостаточной смазке подшипник может перегреваться, при чрезмерной смазка через лабиринтные уплотнения будет выдавливаться. Попадание грязи внутрь подшипниковой камеры может привести к повреждениям подшипников. Необходимо проверять наличие пробок в смазочных отверстиях.
С целью увеличения срока работы тяговых двигателей локомотивная бригада обязана внимательно следить за контрольными лампами и показаниями приборов на пульте управления. В момент разгона поезда после остановки для высадки и посадки пассажиров машинист не должен допускать срабатывания защиты и отключения тяговых двигателей. Последнее свидетельствует о том, что ток двигателей сильно возрос. Это может привести к недопустимому нагреву обмоток, перекрытию коллекторных пластин и, как следствие, к пробою изоляции, выплавлению петушков.
Такое явление может произойти и в период боксования электропоезда, так как под щетками возникает опасное искрение, которое может привести к круговому огню. Боксование колесных пар может быть причиной ослабления, а иногда и обрыва металлических бандажей якорей, вызвать нарушение целостности изоляции обмотки. В некоторых случах электрическая дуга перебрасывается на корпус двигателя, вызывая короткое замыкание. Это приводит к повреждению электроаппаратуры моторного вагона. Машинист должен твердо 68
знать и выполнять инструкционные указания по режиму ведения поезда при возникновении боксования, а также не допускать повторных включений токовой защиты, не предусмотренных инструкциями.
При срабатывании токовой защиты на вагонах по прибытии на конечную станцию машинист должен проверить состояние коллекторов тяговых двигателей моторного вагона, на котором срабатывала защита, и при необходимости зачистить их.
Тяговые двигатели требуют особого ухода в зимнее время года. В них попадает снег, изоляция отсыревает и, как следствие, понижается ее электрическая прочность, иногда изоляция пробивается. Ремонтный персонал, машинист и его помощник обязаны следить за состоянием уплотнений всех щелей и отверстий, через которые может попасть снег. Нижние вентиляционные отверстия в остове закрывают заглушками, уплотняют мешковиной жалюзи в кузове электросекции. При резких колебаниях температур после длительного отстоя на коллекторе может образовываться иней, произойти обледенение коллектора. В таких условиях следует осмотреть коллекторы тяговых двигателей. Для удаления инея и сушки изоляции обмоток машинист должен вести поезд при последовательном соединении тяговых двигателей с ослабленным возбуждением.
Возможные неисправности тяговых двигателей и способы их устранения .приведены в табл. 2.
Таблица 2
Причина	Способ устранения
Чрезмерное искрение под щетками
Плохо притерты щетки к коллекторным пластинам
Изоляция между коллекторными пластинами выступает над ними, коллектор плохо прошлифован
Изношены щетки более допускаемого предела
Недостаточное нажатие щеток или неравномерное их нажатие
Биение коллектора, выступают отдельные пластины или изоляция
Неправильная установка траверсы
Оборван проводник обмотки якоря
Короткое замыкание в обмотке дополнительных полюсов
Приработать щетки к коллекторным пластинам при малых скоростях движения
Выполнить продорожку, зачистку и шлифовку коллектора
Заменить щетки
Отрегулировать нажатие щеток
Необходимо закрепить и проточить коллектор
Установить траверсу в правильное положение
Отремонтировать обмотку
Отыскать поврежденную катушку допол нитсльного полюса и заменить ее
Чрезмерное нагревание коллектора
Щетки слишком сильно прижаты к коллекторным пластинам
Щетки не подобраны по марке
Установить нормальное нажатие щеток
Заменить щетки
Чрезмерное нагревание якоря
Замыкание между секциями обмоток якоря или коллекторными пластинами
В эксплуатации отключить тяговый двигатель. По прибытии в депо отремонтировать якорь
69
Окончание табл. 2
Причина
Способ устранении
Перекрытие или пробой кронштейна щеткодержатели
Попадание влаги в тяговый двигатель, перенапряжение, грязный изолятор или кронштейн щеткодержателя
Необходимо определить тяговый двигатель, протереть чистой салфеткой, смоченной в бензине, заменить изолятор или кронштейн щеткодержателя
Пробои изоляции обмоток якорей и полюсов
Механические повреждения, резкое снижение сопротивления изоляции при частых перенапряжениях на двигатели, попадании влаги, пыли и т. д.
Устранить дефекты в депо. В условиях
эксплуатации это сделать нельзя
Междувитковое замыкание обмоток (сильное искрение под щетками и срабатывание токовой защиты)
Механическое повреждение изоляции, старение изоляции, снижение изоляционных свойств вследствие частых перенапряжений
В эксплуатации отключить тяговый двигатель. По прибытии в депо устранить дефекты
Глава IV
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
21.	Динамотор ДК-604В
На электропоезде ЭР2 установлен динамотор ДК-604В. Он состоит из делителя напряжения и генератора управления.
Делитель напряжения служит для получения напряжения 1500 В, необходимого для питания двигателя компрессора, а также является приводом для генератора управления, якорь которого насажен на конец вала делителя напряжения.
Делитель напряжения представляет собой двухколлекторную машину постоянного тока, имеющую общую магнитную систему и общий сердечник якоря с двумя обмотками, расположенными в одних и тех же пазах, но присоединенными каждая к своему коллектору.
Остов 7 делителя напряжения (рис. 64 и 65) стальной, литой, цилиндрической формы. С обеих торцовых сторон остов закрывают подшипниковыми щитами 1, в которых устанавливают якорные подшипники. Со стороны генератора — шариковый, упорный, № 7Н315; со стороны вентилятора — роликовый, свободный, № 3H32413T. Для предотвращения выбрасывания смазки ЖРО в крышках подшипников предусмотрены специальные лабиринтные канавки, а для добавления смазки — трубки, закрываемые резьбовыми пробками. Подшипниковые щиты крепят к остову болтами.
Вблизи торцов с обеих сторон в остове имеются коллекторные люки 5 (по два с каждой стороны), закрываемые съемными крышками с резиновыми уплотнениями по краям. Эти люки служат для осмотра коллектора, проверки состояния щеток и замены их. Крышки люков к остову крепят специальными замками. Для подвески делителя напряжения к раме вагона заодно с остовом отлиты четыре лапы и четыре проушины, служащие для транспортировки. В верхней части остов имеет шесть отверстий для выводных проводов.
Вал якоря 17 делителя напряжения изготовлен из стали 45, концы его выходят из остова с обеих сторон. С одной стороны на него насажен якорь генератора управления, а с другой — вентилятор 15. На средней части вала набран сердечник якоря 12, состоящий изх стальных листов, изолированных друг от друга лаком и зажатых с обеих сторон нажимными шайбами 8 (обмоткодер-жателями). Оба коллектора 2 насажены на вал до упора с нажимными шайбами. Как сердечник, так и коллекторы удерживаются на валу шпонками. В сердечнике имеется 45 пазов, в которых уложены две обмотки якоря (друг над другом): нижняя 13 (со стороны генератора) соединяется пайкой со своим коллектором, а верхняя 6 (со стороны вентилятора) —- со своим. Коллекторы набирают из 315 медных пластин 4, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Несущий пластмассовый корпус коллектора армирован коллекторной стальной втулкой 18. Пластмасса в коллекторе является не только несущим, но и изолирующим звеном.
Обмотка якоря волновая. Обе обмотки совершенно одинаковы по числу витков в секции и размеру провода и при последовательном их включении делят приложенное напряжение пополам. Каждая обмотка состоит из семи секций, а каждая секция представляет собой четыре витка, выполненных из изо-71
72
Рис. 65. Поперечные разрезы делителя напряжения ДК-604В (а) и генератора управления (б)
лированного круглого провода. Корпусная изоляция обмотки стеклоэскапо-новая лакбткань, намотанная в шесть слоев вполуперекрышу, и один слой тафтяной ленты, намотанной встык. Кроме того, пазы сердечника изолированы электро'картоном, а на выходе секций из паза устанавлена дополнительная угловая изоляция. Крепление обмоток в пазах осуществляют проволочными бандажами, расположенными на лобовых частях обеих обмоток и на средней части сердечника. Подбандажной изоляцией служит электрокартон.
После монтажа якорь пропитывают в термореактивном лаке ФЛ-98, дающем твердую изоляционную влагонепроницаемую пленку.
Вращается якорь делителя напряжения против часовой стрелки, если смотреть со стороны генератора. Иное направление вращения, являющееся результатом неправильного соединения концов обмоток, недопустимо.
Внутри остова расположены четыре главных и четыре дополнительных полюса. Сердечники главных полюсов 9 набирают из листовой стали и скрепляют заклепками. Сердечники дополнительных полюсов 20 литые. На каждом главном полюсе укреплены две катушки: независимого возбуждения 10 (низшего напряжения) и последовательного возбуждения 11 (высшего напряжения). Между катушками прокладывают электрокартон. Чтобы катушки не имели качки на полюсах, их укрепляют пружинными фланцами. Главные полюсы крепят к остову шпильками, ввинченными в тело полюса.
Дополнительные полюсы имеют по одной катушке 21 последовательного возбуждения (высшего напряжения), которые также укреплены пружинными фланцами. К остову дополнительные полюсы крепят болтами.
Катушки последовательного возбуждения главных полюсов выполнены из круглого изолированного провода и имеют 170 витков каждая. Катушки независимого возбуждения изготовлены тоже из круглого изолированного провода, но меньшего сечения и имеют 530 витков. Катушки независимого возбуждения включены на напряжение 50 В.
Катушки дополнительных полюсов имеют 350 витков и отличаются от катушек последовательного возбуждения главных полюсов только размерами.
Корпусной изоляцией катушек служит стеклоэскапоновая лакоткань, намотанная в шесть слоев вполуперекрышу, и тафтяная лента — в один слой встык. Катушки дважды пропитывают в компаунде 225. Межкатушечные сое
73
динения выполнены из провода ПС-4000 сечением 6 мм2, а выводные концы — из провода ПМУ-4000 того же сечения.
Делитель напряжения имеет по четыре щеткодержателя 3 на каждом коллекторе, а в каждом щеткодержателе по одной щетке.
В подшипниковых щитах устанавливают на специальной выточке поворотные траверсы 14. Каждая траверса имеет четыре замка, в которые вставляют пальцы (кронштейны) щеткодержателей, выполненные из стали и опрессованные пластмассой. К каждому пальцу болтом крепят литой латунный щеткодержатель. На палец щеткодержателя надевают круглый фарфоровый изолятор.
Щетка имеет гибкий шунт с напаянным наконечником, который болтом крепят к пальцу. Нажатие на щетку осуществляет ленточная спиральная пружина, укрепленная на валике щеткодержателя. Регулируют нажатие поворотом валика, положение которого фиксируется стопором, установленным в поперечном вырезе валика и в ближайшем к нему вырезе корпуса щеткодержателя.
Пойле испытания машины траверсу фиксируют штифтом, а затем крепят к подшипниковому щиту болтами. Для улучшения условий коммутации щетки делителя напряжения сдвигают с нейтрали на три коллекторные пластины против направления вращения.
Нажатие на щетки составляет 8—10 Н (0,8—1,0 кгс). Щетки угольные марки ЭГ-2А имеют размеры 8x25x50 мм.
Вентилятор 15 служит для охлаждения делителя напряжения и генератора управления. Он состоит из стального диска, отлитого заодно с лопастями и укрепленного на выступающем конце вала якоря шпонкой и гайкой. Забор воздуха осуществляется через патрубок 23 чугунного щита генератора, который воздухопроводом соединен с пассажирским помещением вагона. Воздух, поступающий из пассажирского помещения, вначале охлаждает якорь и катушки полюсов генератора, затем через отверстия в подшипниковом щите проходит по вентиляционным каналам якоря и между катушками полюсов делителя напряжения, охлаждая его, и выбрасывается наружу.
Вентилятор, кроме того, является постоянной нагрузкой и в случае обрыва цепи обмотки независимого возбуждения служит для ограничения частоты вращения якоря делителя напряжения.
Соединение обмоток делителя напряжения Особенность схемы соединения обмоток делителя напряжения (рис. 66) в том, что две самостоятельные якорные обмотки, уложенные в общих пазах, не имеют соединения, но имеют общую магнитную систему. Возбуждение создается
Рис. 66. Схема соединения обмоток делителя напряжения со стороны вентилятора (а) и генератора (б)
74
тремя обмотками: двумя обмотками последовательного возбуждения, соединенными каждая со своей якорной обмоткой, и обмоткой независимого возбуждения.
Обмотки якоря устроены таким образом, что направление тока в проводниках каждого паза одинаково, а поэтому вращающие моменты, создаваемые якорными обмотками, действуют в одном направлении. Поскольку обе якорные обмотки одинаковы и вращаются с одинаковой частотой в общем магнитном потоке, создаваемом главными полюсами, то и э. д. с.,наводимые в якорных обмотках, будут одинаковыми. Одинаковым будет падение напряжения на обеих обмотках якоря. Поэтому потенциал средней точки будет равен половине напряжения контактной сети.
Режимы работы делителя напряжения. При включении делителя напряжения в работу ток от контактного провода проходит через якорные обмотки и обмотки последовательного возбуждения. По обмотке независимого возбуждения также проходит ток напряжением 50 В. С увеличением частоты вращения якоря делителя напряжения увеличиваются э. д. с. в его якорных обмотках, в результате чего ток в них и в обмотках последовательного возбуждения уменьшается. Этот процесс будет проходить до тех пор, пока вращающий момент делителя напряжения не уравновесится моментом сопротивления механических тормозных сил и моментом нагрузки генератора. Когда процесс пуска будет закончен и рост частоты вращения якоря прекратится, ток в якорных обмотках и обмотках последовательного возбуждения будет небольшим (вследствие большой э. д. с.), и магнитный поток в основном будет создаваться обмоткой независимого возбуждения.
Всякое дальнейшее изменение нагрузки генератора будет изменять магнитный поток обмоток последовательного возбуждения, но влияние этого изменения на общий магнитный поток делителя напряжения будет незначительным и частота вращения якоря мало изменится. То же самое будет происходить и при изменении напряжения в контактной сети.
Рассмотрим следующие режимы работы делителя напряжения.
1.	Делитель напряжения работает при минимальной нагрузке генератора управления и отключенном компрессоре (режим холостого хода).
При этом по обеим якорным обмоткам протекает одинаковый ток /0. Э. д. с. и напряжения обеих якорных обмоток будут равны, т. е. Ех = Ег и £/, = U2. Общий вращающий момент делителя напряжения будет создаваться суммой токов обмоток якоря 1 п -j- /0 =- 210.
2.	Делитель напряжения работает только с подключенным к его средней точке компрессором.
В этом случае токи в якорных обмотках делителя, а следовательно, и напряжения на них будут неодинаковыми. Однако э. д. с. якорных обмоток будут по-прежнему равны, поскольку возбуждаются общим магнитным потоком.
Обозначим ток первой якорной обмотки Д, второй I,, а ток, потребляемый компрессором, Тогда обязательно выполнение равенства Д — /., -Д /к.
Вращающий момент делителя напряжения после подключения компрессора остается прежним, поэтому сумма токов якорных обмоток не изменяется, т. е. Д + /о =-= Е + /2 =- 2 /„. Решая совместно два последних уравнения, получим: Д /о + /к/2 и /.,	Д,- Д/2. Следовательно, ток пер-
вой якорной обмотки после подключения компрессора возрастает на величину, равную половине тока, потребляемого двигателем компрессора, а ток второй якорной обмотки уменьшается на ту же величину.
Из последнего уравнения следует, что при определенном значении тока Д, ток /2 может стать отрицательным (изменит направление); в этом случае вторая якорная обмотка будет работать в генераторном режиме.
Возможность такого явления обусловлена тем, что при возрастании тока Д напряжение (Д на первой якорной обмотке увеличивается, а ток Д и напря
75
жение U.2 на второй якорной обмотке уменьшаются. Когда ток 1, станет равным току /к, ток /2 будет равен нулю. В этом случае напряжение U2 на второй якорной обмотке станет равным э. д. с. этой обмотки При дальнейшем возрастании тока /, напряжение на второй якорной обмотке станет меньше ее э. д. с., т. е_. U2 < Е.,.
Нетрудно заметить, что для перехода второй якорной обмотки в генераторный режим необходимо выполнение условия /ь. >2/().
3.	Делитель напряжения работает при полной нагрузке генератора управления.
При этом возрастает вращающий момент делителя напряжения, так как увеличиваются потребляемые его обмотками токи /К Вращающий момент будет создаваться суммой токов Го - /6	2 Г0- Если подключить двигатель
компрессора, то опять произойдет перераспределение токов в якорных обмотках. По первой обмотке будет протекать ток /[, а по второй /б- Вращающий момент делителя напряжения в этом случае не изменится, так как создающий его суммарный ток останется прежним, т. е. /( + Г2 2/6-
Вторая якорная обмотка в генераторный режим перейти не может, так как ток /к всегда меньше тока 2/6.
Генератор управления предназначен для питания цепей управления, освещения, вентиляции, а также подзаряда аккумуляторной батареи постоянным током напряжением 50 В. Он представляет собой четырехполюсную машину постоянного тока с параллельным возбуждением (рис. 67).
Остов 26 генератора (см. рис. 64) имеет цилиндрическую форму и снабжен приливами со специальной выточкой для посадки его на подшипниковый щит. С передней стороны остова по бокам имеются два коллекторных люка, закрываемых крышками с резиновыми уплотнениями и специальными замками. Так как в остове подшипниковые щиты отсутствуют, то его торцовая часть закрыта чугунным щитом, имеющим патрубок для вентиляции.
Внутри остова по диагонали расположены четыре главных полюса 32; дополнительных полюсов генератор не имеет. Сердечники полюсов набраны из стальных листов, скрепленных стержнями. Последние снабжены отверстиями с резьбой, в которые ввертывают болты, крепящие полюсы к остову. Катушки полюсов, выполненные из изолированного медного провода, прижаты к внутренней поверхности остова пружинными фланцами. Межкатушечные соединения и выводы выполнены кабелем ПС-1000 сечением 35 мм2 для цепи обмотки якоря и 16 мм2 для цепи катушек возбуждения.
Якорь генератора своего вала не имеет, его крепят на выступающем конце вала делителя напряжения. Для удобства монтажа и демонтажа его собирают на специальной якорной втулке, отлитой заодно с задней нажимной шайбой. Сердечник 30 якоря набирают из штампованных стальных листов толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга лаком. Набранный сердечник запрессовывают между задней нажимной шайбой 31 и передней 28, напрессованной на втулку якоря. Собранный якорь удерживается на валу шпонкой и закрепляется гайкой, навернутой на конец вала.
В сердечнике 30 якоря выштамповано 27 пазов, в которые укладывают обмотку 29 якоря. Обмотка якоря волновая, в каждой секции восемь медных проводников
76
Рис. 67. Схема соединения обмоток генератора управления;
Я—ЯЯ —начало и конец обмотки якоря;
Ш—ШШ — начало н конец обмотки па-л:
сечением 1,56x5,9 мм2. Междувитковая изоляция выполнена из липкой стек-лоэскапоновой лакоткани в один слой вполуперекрышу. Обмотка в пазах закреплена проволочными бандажами, узкими в средней части и широкими на лобовых частях.
Коллектор якоря набран из 107 медных пластин 27, изолированных миканитовыми прокладками. Пластмассовый корпус коллектора армирован стальной втулкой. Коллектор насажен на втулку якоря и удерживается шпонкой. Щеткодержатели 25 крепят к траверсе 24 пальцами, имеющими изолированную часть, зажатую в специальном замке траверсы. Положение траверсы устанавливают после испытаний и фиксируют его специальным винтом. Щеткодержатель отлит из латуни и приклепан к стальной коробке, внутри которой расположена нажимная пружина, а в верхней части на поворотной оси укреплен нажимной палец, который через цилиндрическую пружину осуществляет необходимое нажатие на-щетку (10—12 Н). Щеткодержатели крепят к пальцам болтами, которые проходят в специальные вырезы, сделанные в коробке с таким расчетом, чтобы можно было регулировать положение щеткодержателя по мере износа коллектора.
Щетки гибкими шунтами и проводами соединяют с выводными концами. Всего у генератора четыре группы щеткодержателей, на каждую из которых приходятся две щетки ЭГ-2А.
Генератор управления включен параллельно с аккумуляторной батареей, которая заряжается в процессе работы генератора и резервирует его в случае неисправности. Постоянство напряжения на зажимах генератора при колебаниях напряжения в контактной сети и нагрузки обеспечивается изменением в широких пределах тока возбуждения регулятором напряжения.
22. Преобразователь 1ПВ.005
На электропоезде ЭР2Р установлен преобразователь 1ПВ.005 (рис. 68 и 69). Он состоит из двигателя и синхронного генератора трехфазного переменного тока.
Двигатель преобразователя служит для приведения во вращение ротора генератора и представляет собой одноколлекторную четырехполюсную машину постоянного тока со смешанным возбуждением и самовентиляцией.
Остов 13 (см. рис. 68) двигателя цилиндрической формы выполнен из стального литья и имеет четыре прилива для подвески его к раме вагона. Со стороны коллектора предусмотрены смотровые люки, закрытые крышками с резиновыми уплотнениями и специальными замками, а с противоположной стороны — отверстия для выброса воздуха вентилятором, закрытые сетками. С торцовых сторон устанавливают подшипниковые щиты 10, 23, в которые запрессовывают наружные обоймы роликовых подшипников, а внутренние кольца подшипников насаживают на вал. Со стороны коллектора имеется радиальноупорный роликовый подшипник 25 № 8Н92320К, который предохраняет вал якоря от продольных перемещений, а со стороны вентилятора — радиальный роликовый подшипник 11 № 8Н32322, допускающий осевое перемещение вала при температурных изменениях его длины. Подшипники заполняют смазкой ЖРО. Для предотвращения выбрасывания смазки предусмотрены лабиринтные уплотнения, а для добавления смазки — трубки с пробками. В верхней части остова имеются четыре отверстия для выводных проводов.
Вал 27 якоря двигателя одним концом выходит из остова и на него насажен ротор синхронного генератора.
На средней части вала набирают сердечник 18 якоря двигателя, состоящий из отдельных штампованных стальных листов, изолированных друг от друга лаком и зажатых между двумя нажимными шайбами. В 49 пазах якоря уложе-
ha его волновая обмотка 21, состоящая и семи секций, каждая из которых имеет по три витка, изготовленных из прямоугольной меди сечением 0,9 X 2,1 мм2. Корпусная изоляция обмотки якоря состоит из четырех слоев липкой стекло-эскапоновой лакоткани и одного слоя стеклоленты. Пазовые и лобовые части обмотки крепят бандажной лентой из стекловолокна. Коллектор набран из 343 пластин 24, изолированных миканитовыми прокладками, и стянут между втулкой коллектора и нажимным корпусом шестью болтами. Изоляцией коллектора являются миканитовый цилиндр и манжеты, Собранный якорь удерживается на валу шпонками. Вращается якорь двигателя по часовой стрелке, если смотреть со стороны коллектора.
Внутри остова имеются четыре главных полюса и четыре дополнительных. Сердечники 17 главных полюсов набраны из листовой электротехнической стали. Сердечники 16 дополнительных полюсов выполнены из стального литья и имеют между собой и остовом диамагнитные прокладки 15 толщиной 6 мм. Назначение их то же, что и у дополнительных полюсов тяговых двигателей. Как главные, так и дополнительные полюсы крепят костову болтами. Катушки полюсов укреплены на. сердечниках пружинными фланцами. На каждом главном полюсе имеется по две катушки: высшего напряжения, — последовательного возбуждения 19 и низшего напряжения — независимого возбуждения 20. На дополнительном полюсе имеется одна катушка 14 высшего напряжения (рис. 70).
Корпусная изоляция катушек высшего напряжения выполнена из одного слоя тафтяной ленты, намотанной встык, четырех слоев стеклоэскапоновой лакоткани и одного слоя киперной ленты. Обмотка независимого возбуждения имеет корпусную изоляцию из одного слоя стеклоэскапоновой лакоткани и одного слоя стеклоленты.
В двигателе преобразователя установлены четыре щеткодержателя 22 (см. рис. 68), в каждом из которых расположено по одной щетке. Латунный
Рис. 68. Продольный разрез преобразователя 1ПВ.005:
/ — статор синхронного генератора; 2 — шпонка; 3 — обмотка статора; 4 — сердечник статора; 5 — сердечник полюса ротора; 6 — болт; 7 — сердечник ротора; 8 — втулка; 9, 26 — крышки подшипников; 10, 23 — подшипниковые щиты; 11 — роликовый подшипник № 8Н32322; 12 — вентилятор; 13 — остов агрегата; 14 — катушка дополнительного полюса; /5 — диамагнитная прокладка; 16 — сердечник дополнительного полюса; П — сердечник главного полюса; 18 — сердечник якоря; 19 — катушка последовательного возбуждения высшего напряжения; 20 — катушка независимого возбуждения; 2/— обмотка якоря; 22 — щеткодержатель; 24 — коллекторная пластина: 25 — упорный роликовый подшипник № 8Н92320К; 27 — вал; 28 — коллекторный люк; 29 — болт: 30 — контактное кольцо; 31 — катушка полюса ротора; 32 — крышка
78
Рис. 69. Поперечный разрез двухмашинного агрегата 1ПВ.005:
I — остов; 2 — сердечник главного полюса; 3 — катушка последовательного возбуждения; 4 — катушка независимого возбуждения; 5 — обмотка статора; 6 — сердечник статора; 7 — болт для крепления полюса; 8 — сердечник ротора
корпус щеткодержателя крепят рифленой поверхностью к пальцу, который имеет опрессованную пластмассой часть, входящую в замок на траверсе. На палец насажен фарфоровый изолятор. Траверсу щеткодержателя устанавливают в подшипниковом щите на специальной выточке, притягивают к нему болтами и после испытания электродвигателя фиксируют винтом. Щетки снабжены гибкими шунтами с напаянными на них наконечниками. Нажатие на щетку осуществляет ленточная спиральная пружина, укрепленная на щеткодержателе.
Вентилятор 12 насажен на вал со стороны, противоположной коллектору. Он имеет два ряда лопаток, расположенных по обе стороны диска. Первый ряд служит для вентиляции электродвигателя, второй — синхронного генератора. Крепят его на валу двигателя шпонкой. Забор воздуха производится через патрубок, который воздухопроводом соединен с салоном вагона.
Синхронный генератор служит для питания вспомогательных цепей электропоезда трехфазным переменным напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Синхронный генератор состоит из неподвижной части (статора) и подвижной — (ротора).
Ротор генератора устанавливают на выступающий конец вала двигателя преобразователя (со стороны вентилятора). Сердечник ротора 7 стальной, литой, имеет шестигранную форму. Он удерживается на валу шпонкой. Полюсы
79
Рис. 70. Схема соединения обмоток двигателя преобразователя:
Я/—ЯЯ/ ~ начало и конец обмотки якоря и обмотки последовательного возбуждения; Н1—НН1 — начало и конец обмотки независимого возбуждения
набраны из отдельных стальных листов и укреплены на сердечнике 5 тремя болтами 6 каждый. Болты имеют цилиндрическую головку с крестообразным шлицем и утоплены в полюс. На полюсах ротора расположена обмотка возбуждения, которая питается постоянным током и создает основной магнитный поток. Полюсные катушки удерживаются козырьками, приваренными к торцам полюсов. Соединены они последовательно. Изоляция полюсных катушек выполнена из одного слоя стеклоленты, намотанной встык, одного слоя стеклоэскапоновой ленты и одного слоя киперной ленты. Катушки дважды пропитывают в компаунде 225.
На сердечник ротора напрес
совывают стальную втулку, имеющую пластмассовый корпус. На нем сверху смонтированы два контактных кольца 30.
Корпус статора стальной, литой, установлен на замок подшипникового щита двигателя преобразователя и прикреплен к нему четырьмя болтами.
Статор набран из отдельных листов электротехнической стали Э12 толщиной 0,5 мм и запрессован в корпус, где фиксируется шпонкой, приваренной к корпусу (остову).
Пазы статора изолированы двумя слоями электроизоляционного картона толщиной 0,2 мм, между которыми проложен гибкий миканит толщиной 0,2 мм. Изоляция между катушками выполнена из одного слоя картона и одного слоя миканита. Катушки крепят в пазах буковыми клиньями. В 36 пазах статора расположена трехфазная обмотка, соединенная в звезду.
При вращении ротора магнитный поток, создаваемый полюсами, пересекает проводники трехфазной обмотки статора и индуктирует в них синусоидальные э. д. с.
Выводные концы обмотки статора, сделанные из провода ПС-1000, имеют сечение 25 мм2, а вывод нулевого провода 6 мм2.
Технические данные динамотора и преобразователя приведены в табл. 3. Катушки 3 статора, намотанные из круглого изолированного провода, имеют восемь витков. Каждый виток состоит из трех параллельных проводников.
К торцу корпуса крепят щит, к которому посредством кронштейна и двух пластмассовых пальцев прикреплены четыре щеткодержателя. Корпус щеткодержателя изготовлен из стальных штампованных деталей. В нем установлены щетки М-6, нажатие на которые осуществляют винтовые пружины. Провода, подводящие напряжение к щеткам, имеют сечение 6 мм2.
Охлаждается синхронный генератор воздухом, забор которого производится патрубком (фильтром), а выброс — через специальные отверстия в щите двигателя.
80
Таблица 3
Пока затель	Значения показателей			
	Динамотор ДК-604В		Преобразователь 1ПВ.005	
	Делитель напряжения	Генератор управления	Двигатель	I Синхронный генератор
Мощность, кВт	12	10	50	30
Напряжение, В	3000	50	3000	220
Ток якоря, А	5,3	200	19,2	94,3
Частота вращения, об/мин	1000	1000	1000	1000
Якорь				
Число пазов	45	27	49	36 (статор)
Размеры паза, мм	10,8X32,2	10,2X32,5	12,4X25,5	—
Число сторон секций в пазу	2X14	8	14	—
» витков в секции	4	1	3	—
Общее число проводников в пазу	2X56	8	42	—
Т1Щ обмотки		Волновая		Катушечная
Сопротивление при 20 °C, Ом	9,6	0,019	3,71	0,052
Число коллекторных пластин	315	107	343	—
Шаг по пазам	1-12	1—7	1 — 13	1—6
»	» коллектору	1—158	1—54	1—171	—
Размер неизолированного провода,	0 0,86	1,56X5,9	0,9X2,1	0 1,81
ММ				
Класс изоляции	В	В	В	В
Число пазов на полюс и фазу	—	—	—	2
» параллельных ветвей	—	—	—-	2
» витков в катушке	—	—	—	8
»	» на фазу и полюс	—	—	-—	16
» параллельных проводов	—	—	—	3
Полюсы				
Число главных полюсов	4	4	4	6 (ротор)
» дополнительных полюсов	4	—	4	—
Воздушный зазор, мм Число витков на полюс обмотки:	2,5	2,2	2,5	—
последовательного возбуждения	170	—	63	—
независимого возбуждения	530	—	458	298
параллельного	»	—	510	—	—
дополнительных полюсов	350	—	185	—
Сопротивление обмотки при 20 °C, Ом:				
последовательного возбуждения	2,44	—	0,52	—
независимого возбуждения	11,4	—	8,11	6,18
параллельного	»	—	4,5—5,1	—	—
дополнительных полюсов	3,4	—	0,983	—
Размеры неизолированного провода,. мм, обмотки:				
последовательного возбуждения	0 2,1	—	2,83X3,28	—
независимого возбуждения	0 1,68	—	1,16X4,1	1,35X2,44
параллельного	»	—	0 2,26	—	—
дополнительных полюсов	0 2,1	—	2,83X3,28	—
Число полюсных катушек	—	—	—	6
Ток возбуждения, А	—	—	—	10,6
Класс изоляции	в	В	в	В
Щетки				
Число щеткодержателей	2X4	4	4	4
» щеток на один щеткодержа-	1	2	1	1
тель				
Размеры щетки, мм	8X25X50	16X32X32	10X40X40	10X16X25
81
13. Электродвигатели компрессоров и вентиляторов
Электродвигатели компрессоров. Для вращения вала компрессора, обеспечивающего сжатым воздухом пневматическую сеть электропоезда, применяют электродвигатель компрессора. На электропоезде ЭР2 установлен электродвигатель ДК-409В, а на электропоезде ЭР2Р - 548А.
Электродвигатель ДК-409В постоянного тока, последовательного возбуждения, с четырьмя главными полюсами, дополнительных полюсов нет, Корпус электродвигателя литой, круглый; внутри него на шпильках укреплены Главные полюсы. Сердечники главных полюсов набраны из отдельных изолированных стальных листов, скрепленных под прессом заклепками. Катушки изготовлены из изолированного круглого провода ПДБ. Корпусная изоляция выполнена из одного слоя тафтяной, шести слоев лакотканевой и одного слоя киперной,ленты. Катушки в процессе изготовления компаундируют и покрывают лаком. На сердечниках полюсов они удерживаются пружинными фланцами.
К корпусу электродвигателя со стороны коллектора шестью болтами крепят подшипниковый щит сложной формы счетырьмя ребрами жесткости. Закрывают его снаружи кожухом, который крепят специальным замком. Кожух имеет войлочное уплотнение. В подшипниковый щит устанавливают шариковый подшипник № 408. Снаружи подшипник закрыт глухой крышкой, а со стороны коллектора — крышкой с лабиринтным уплотнением. Со стороны компрессора в корпусе электродвигателя имеется отверстие,в котором находится роликовый подшипник № 32310. Со стороны якоря подшипник закрыт крышкой с лабиринтным уплотнением, а также войлочным кольцом; со стороны компрессора — крышкой треугольной формы, которая обхватывает вал якоря электродвигателя. В крышке имеется резиновое уплотнение. Конец вала якоря конусной формы. На нем шпонкой укреплена цилиндрическая косозубая шестерня, служащая для привода компрессора.
К кольцевому выступу подшипникового щита двумя болтами крепят поворотную траверсу, при помощи которой можно регулировать положение щеткодержателей с целью улучшения коммутации.
Электродвигатель имеет два щеткодержателя, расположенных под углом 90° (на электродвигателях прежних выпусков было четыре щеткодержателя). Корпус щеткодержателя изготовлен из бронзы и имеет обойму для установки щеток, а также прижимной палец с пружиной. В каждую обойму вставляют по одной щетке ЭГ-2А размерами 10x25x40 мм. Кронштейн щеткодержателя выполнен из пластмассы и имеет с одной стороны гребенку для болтового соединения с корпусом щеткодержателя. Другой стороной кронштейн крепят к приливу поворотной траверсы.
Сердечник якоря набирают из отдельных листов электротехнической стали и зажимают между передней и задней нажимными шайбами, которые одновременно служат опорой для лобовых частей обмотки якоря. Сердечник якоря, а также нажимные шайбы удерживают на валу якоря шпонкой. Обмотка якоря волновая, уложена в 39 пазах. В каждом пазу расположены стороны семи шестивитковых секций, изготовленных из такого же провода, что и обмотки главных полюсов, и имеющих такую же изоляцию. При укладке в пазы секции, изолированные лакотканью и тафтяной лентой, дополнительно изолируют электрокартоном. Обмотку якоря в пазах крепят текстолитовыми клиньями, а на лобовых частях — бандажной проволокой.
Схема соединения обмоток электродвигателя компрессора поясняется рис. 71.
Коллектор состоит из 273 пластин, зажат между двумя втулками (конусной и нажимной) и стянут гайкой. Коллекторные пластины изолированы друг от друга миканитовыми прокладками, а от втулок — миканитовым цилинд-82
ром и манжетами. На валу коллектор удерживается шпонкой. Вентилятора электродвигатель не имеет, так как при повторно-кратковременном режиме его работы достаточно естественного охлаждения.
Технические данные электродвигателя компрессора
Номинальное напряжение, В....................
Номинальный ток, А...........................
Мощность двигателя, кВт......................
Частота вращения, об/мин.....................
Число главных полюсов .	.	
» витков обмотки главного полюса . .
» пазов ..................................
» проводников в пазу .....................
» витков в секции ,	.	...........
» сторон секций в пазу ...................
Шаг по пазам.................................
»	» коллектору ..........................
Число коллекторных пластин...................
» щеткодержателей.........................
» щеток в щеткодержателе..................
Сопротивление обмоток двигателя при 20 °C, Ом
1500
4,65
5
1020
4 642 (0 1,74 мм)
39 (16X7)2
6
7X2
1 — Ю 1—137
273
2
1
19,76
Электродвигатель 548А асинхронный, трехфазный, переменного тока, с короткозамкнутым ротором. Ротор со специальным валом и сердечник статора встроены в корпус от электродвигателя постоянного тока ДК-409В. Это сделано потому, что как на электропоездах ЭР2, так и на электропоездах ЭР2Р эксплуатируется компрессор ЭК-7Б, который легко монтируется с корпусом электродвигателя ДК-409В.
Статор электродвигателя 548А выполнен из листов электротехнической стали, изолированных лаком. В пазах статора уложены три обмотки, сдвинутые друг относительно друга на 120°. Проводники трехфазной однослойной обмотки состоят из секций, Изготовленных из круглого обмоточного провода ПСДКТ. Обмотка статора соединена в звезду, и шесть концов ее выведены в зажимную коробку.
Ротор также выполнен из отдельных листов электротехнической стали и имеет обмотку в виде беличьей клетки.
Принцип действия электродвигателя: если по обмотке статора пропускать трехфазный переменный ток, который создает вращающееся магнитное поле, то в стержнях ротора будет индуктироваться э. д. с., под влиянием которой по стержням ротора потечет ток. В результате взаимодействия тока стержней
ротора с вращающимся магнитным полем статора возникают силы, образующие вращающий момент.
Электродвигатель полностью закрыт и защищен от попадания влаги во внутреннюю полость. Вал ротора вращается в двух роликовых подшипниках, один из которых установлен в подшипниковый щит, а другой (со стороны компрессора) — в корпус электродвигателя. Подшипники закрыты крышками, внутренние из которых имеют лабиринтное уплотнение. Со стороны компрессора в корпусе электродвигателя установлен роликовый подшипник № 32310, а с противоположной стороны — шариковый № 408. Режим работы повторно-кратковременный. Охлаждение воздушное, естественное.
Рис. 71. Схема соединения обмоток электродвигателя компрессора
83
Электродвигатели вентиляторов. Для принудительной подачи воздуха в пассажирское помещение (летом — для вентиляции, зимой — для обогрева) применяют электродвигатель вентилятора.
Электродвигатель постоянного тока П-41, применяемый на электропоездах ЭР2, имеет четыре главных полюса 7 (рис. 72) с катушками параллельного возбуждения и четыре дополнительных 9 с катушками последовательного возбуждения.
Якорь вращается в двух шариковых подшипниках 14, один из которых со стороны, противоположной коллектору, допускает осевое перемещение до
Рис. 72. Электродвигатель П-41:
I — панель для крепления; 2— винт заземления; 3, 13 — подшипниковые щиты; 4- траверса; 5 — коллекторная пластина; 6’— якорь; 7-- главный полюс; 8 — кольцо; 9 — дополнительный полюс: 10 — остов; 11 — обмотка якоря; 12 — вентилятор: 14 - шариковый подшипник; 15 — выводная коробка; 16 — панель зажимов
Рис. 73. Электродвигатель АОМ-32-4:
/ — подшипниковый ш.нт; 2 — вал ротора; 3 — обмотка статора; 4 — выводная коробка; 5 — сердечник статора; 6 — корпус статора; 7 — наружный вентилятор; 8 — рым-болт
1 мм. На вал якоря 6 насажен наборный сердечник, в котором уложена петлевая обмотка; на валу он удерживается шпонкой.
Коллектор имеет пластмассовый корпус. Два щеткодержателя крепят к траверсе, закрепленной в строго определенном положении. Из-за неправильного положения траверсы может возникать искрение, и коллектор может быть выведен из строя. Нажатие щеток ЭГ-4 на коллекторные пластины 5 регулируют в пределах 1,5 —2 Н. Зазор между нижней кромкой обоймы щеткодержателя и поверхностью коллекторных пластин составляет 1,5—2,5 мм.
На конические свободные концы вала насажены крыльчатки вентилятора. Направление вращения двигателя левое, если смотреть со стороны коллектора. Холодный воздух с чердачного помещения засасывается вентилятором и прогоняется через калорифер. Режим работы двигателя продолжительный, с самовентиляцией. Частоту вращения меняют регулировочным резистором, установленным в цепи обмотки параллельного возбуждения.
Трехфазный асинхронный электродвигатель АОМ-32-4 с короткозамкнутым ротором, применяемый на электропоездах ЭР2Р, по конструкции аналогичен электродвигателю 548А.
Электродвигатель АОМ-32-4 (рис. 73) полностью закрыт и защищен от попадания воды во внутреннюю полость. В выводной коробке 4 предусмотрено сальниковое водонепроницаемое уплотнение.
* В электродвигателе применена аксиальная (осевая) система вентиляции, для чего на вал ротора 2 насажен вентилятор внешнего обдува со стороны, противоположной свободному концу вала.
Корпус статора 6 и подшипниковые щиты 1 выполнены из алюминиевого сплава АЛ-9. Посадка подшипников на вал плотная. Со стороны вентилятора установлен шариковый подшипник П306Ш1 (внутренняя обойма его закреплена на валу пружинным кольцом, а наружная — подшипниковой крышкой). Подшипник со стороны свободного конца вала двигателя может перемещаться в ступице щита и тем самым компенсировать линейное расширение вала при нагревании.
В подшипниковых щитах имеются отверстия для спуска конденсата. На свободный конец вала насажен вентилятор 7 ЦВМ. Подача его составляет 10 000 м3/ч летом и 5000 м3/ч зимой (с рециркуляцией).
85
Технические данные асинхронных электродвигателей
Тип электродвигателя 		. .	548А	АОМ-32-4	АОМ-22-2
Номинальная мощность, кВт . .	. .	5	1,5	1,0
Напряжение, В . . '		. .	220	220	220
Номинальный ток, А 		. .	28	7,62	4,4
Частота сети, Гц		. .	50	50	50
Частота вращения, об/мин . . .	. .	975	1390	2820
К. п. д., %		. .	80	70	78
COS ф		. .	0,87	0,74	0,88
Буквы и цифры обозначают: А—асинхронный, О—обдуваемый, М — морской; первая цифра после букв указывает номер диаметра статора, вторая — номер длины статора, третья — число полюсов.
Вспомогательные электродвигатели. На моторных вагонах электропоезда ЭР2 для подъема токоприемника установлен вспомогательный компрессор КБ-IB. Это поршневой прямоточный одноступенчатый компрессор, который приводится в действие электродвигателем постоянного тока П-11. Такой же двигатель служит для привода вентилятора кабины машиниста. Электродвигатель П-11 по устройству диалогичен электродвигателю вентилятора П-41. Свободный конец вала якоря электродвигателя служит для насадки шкива (муфты), который связан с валом компрессора. Несоосность осей компрессора и двигателя должна быть не более 1 мм. Электродвигатель защищенного исполнения, возбуждение смешанное. Режим работы продолжительный.
На моторных вагонах электропоезда ЭР2Р установлен вспомогательный компрессор А70.000. Он приводится в действие электродвигателем постоянного тока П-31, аналогичным по устройству двигателю П-41.
Технические данные электродвигателей постоянного тока
Тип электродвигателя 		П-11	П-31	П-41
Номинальная мощность, кВт . . .	0,5	0,7	1,2
Напряжение, В		50	110	50
Частота вращения, об/мин . . . .	2800	1000—2000	900—1200
Число главных полюсов 		2	2	4
» дополнительных полюсов . .	1	1	4
Масса, кг		18,5	54,5	78
Для привода вентилятора кабины машиниста электропоезда ЭР2Р служит электродвигатель АОМ-22-2, по устройству аналогичный электродвигателю АОМ-32-4.
«6
Глава V
АППАРАТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В
24. Общие сведения
Электрическим аппаратом называют устройство, служащее для включения, выключения или регулирования тока в электрических цепях электропоезда.
В зависимости от назначения аппараты подразделяют на аппараты силовых цепей, включаемые в цепи тяговых двигателей, аппараты вспомогательных цепей, включаемые в цепи вспомогательных машин, аппараты цепей управления и измерительные приборы. В зависимости от типа привода различают аппараты с ручным, электропневматическим, электромагнитным или моторным приводом.
Аппараты, позволяющие управлять их действием на расстоянии, называют аппаратами с дистанционным управлением, поэтому устанавливают их в основном в ящиках под вагонами. Электропневматический привод применяют в тех аппаратах, где требуется большое усилие для перемещения подвижных частей или большое нажатие контактов. Этот привод позволяет получить значительные усилия при небольших размерах.
Электромагнитный привод применяют тогда, когда не требуется больших усилий для приведения в действие аппарата, а также когда необходимо использование аппарата при отсутствии воздуха на электропоезде, например для аппаратов, управляющих работой вспомогательных машин.
Замыкание какой-либо электрической цепи обычно осуществляется соприкосновением двух токопроводящих элементов. Место соприкосновения называют электрическим контактом. При малых токах применяют точечные контакты, а при больших токах — линейные, имеющие удлиненную узкую поверхность соприкосновения.
При эксплуатации большое влияние на работу контактов оказывает состояние контактных поверхностей. Появление неровностей и наплывов металла, окисление, загрязнение поверхности сильно ухудшают условия работы контактов. Для уменьшения этих вредных явлений контакты делают притирающимися, что к тому же удобно при размыкании электрической цепи,,так как полный разрыв дуги происходит не у основных, а у вспомогательных контактных поверхностей.
При размыкании электрической цепи возникает электрическая дуга, имеющая температуру несколько тысяч градусов, поэтому ее длительное горение опасно, так как может вызвать расплавление контактов.
Гашение дуги постоянного тока достигается путем увеличения ее длины и охлаждения; с этой целью применяют выдувание дуги электромагнитным способом. Этот принцип основан на взаимодействии проводника, по которому проходит ток с магнитным полем. В зоне горения электрической дуги создают магнитное поле, силовые линии которого пересекают дугу. Сама дуга представляет в этот момент проводник с током, который взаимодействует с магнитным потоком. Возникающие при этом электромагнитные силы стремятся вытолкнуть дугу из магнитного потока. Направление магнитного потока выбирается таким, чтобы выталкивание дуги происходило в наружную сторону от аппа
87
рата. При этом дуга направляется стенками дугогасительной камеры, которые удлиняют дугу и охлаждают ее. Разрыв дуги произойдет тогда, когда напряжение, приходящееся на ее длину, станет меньше критического.
25- Токоприемник
Токоприемник служит для передачи электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электропоезда. Токоприемник имеет полоз, обеспечивающий скользящий контакт с контактным проводом, и систему подвижных рам. При работе токоприемника должны выполняться трй основных условия: 1) элементы токоприемника и провода в месте контакта не должны перегреваться; 2) не должно происходить даже кратковременных отрывов токоприемника от контактного провода, потому что при этом образуется электрическая дуга, повреждающая контактный провод и детали токоприемника; 3) износ контактного провода и контактных поверхностей токоприемника должен быть возможно меньшим и равномерным по всей длине полоза токоприемника.
Выполнение первого условия обеспечивается выбором соответствующей ширины контактной поверхности токоприемника и обеспечением достаточного нажатия полоза на контактный провод. Однако нажатие должно быть ограничено в определенных пределах, потому что его повышение увеличивает износ и создает опасность подъема контактного провода при движении электропоезда.
Выполнение второго условия достигается наличием в токоприемнике двухступенчатого пружинного устройства. При плавных изменениях высоты контактного провода работают главные пружины токоприемника, а при резких изменениях — пружины кареток, поддерживающих полоз токоприемника.Во время перемещений полоза нажатие его на контактный провод должно изменяться как можно меньше. Изменение нажатия зависит от инерции (массы) подвижных частей токоприемника и от трения в его шарнирных узлах. Эти величины должны быть наименьшими, так как определяют предельную скорость движения поезда, при которой может работать токоприемник.
Разрушение токоприемника возможно при ударе его о детали крепления контактной сети. Верхние элементы токоприемника делают менее прочными, чтобы при ударе они разрушались в первую очередь и не вызывали разрушения болеедорогой нижней части токоприемника или контактной сети.
Уменьшение износа контактного провода при большой интенсивности движения поездов является одной из важнейших задач. Наименьший износ контактного провода наблюдается при использовании твердой графитовой смазки. Широко применяются угольные вставки, у которых срок службы больше чем у медных накладок. Угольные вставки полируют контактную поверхность провода, уменьшают его износ. Однако они имеют относительно высокое удельное сопротивление, что увеличивает потери в контакте и повышает опасность пережога контактного провода при коротком замыкании (к.з.) на электропоезде, во время стоянки, когда происходит местный нагрев провода.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р установлены токоприемники Л-13У и Л-14М. Токоприемник Л-14М оборудован полозом с медными накладками, а Л-13У —с угольными вставками.
Токоприемник Л-13У (рис. 74) имеет основание в виде рамы, установленной на пластмассовых изоляторах. Подвижная система токоприемника состоит из нижних и верхних подвижных рам, соединенных шарнирно. Контактная система включает в себя полоз с угольными вставками и каретки. Механизм подъема и опускания состоит из системы рычагов, пневматического привода со встроенными в него опускающими пружинами и подъемных пружин.
88
Рис. 74. Токоприемник Л-13У:
/--основание; 2 -кронштейн; 3— нижняя рама; 4верхняя оама; 5 —полоз; 6 — каретка; 7-подъемная пружина; 8 — пневматический привод; 9, 10 — тяги; 11 — вал
Основание 1 токоприемника изготовлено из стального швеллера с установочными размерами 800X1400 мм (переставляя кронштейны основания, можно изменить этот размер на 1450Х 1980 мм). Главные валы 9 (рис. 75) токоприемника вращаются в шариковых подшипниках, закрепленных на швеллерах основания. На главных валах укреплены нижние рамы 2, выполненные из пустотелых труб и имеющие Т-образную форму. Верхние рамы 3 выполнены из пустотелых труб меньшего диаметра и присоединены посредством шарниров к нижним рамам.
На верхних рамах установлено с каждой стороны по одной каретке 5, к которым крепят полоз 4 с угольными вставками или медными накладками. Каретки обеспечивают поворот полоза вокруг его оси не менее чем на 30° и возвращение его в горизонтальное положение, а также (при небольших отклонениях в высоте контактного провода) вертикальное перемещение полоза до
Рис. 75. Схема подъемно-опуска-ющего механизма токоприемника: / — основание; 2 -нижняя рама; 3 -верхняя рама; 4 — полоз; 5 —каретка; 6 — подъемные пружины; 7 — пневматический привод; 8 — тяги; 9 — главные валы; 10 — опускающие пружины; /Д 12 рычаги
89
50 мм. При больших отклонениях в высоте контактного провода начинает действовать основной пружинный механизм, перемещающий рамы токоприемника.
Каретка (рис. 76) состоит и шарнирно связанных рычагов и пружины. Все шарнирные соединения рам для защиты от электроэрозии снабжены медными гибкими шунтами.
Наружные пружины 6 (см. рис. 75) , поднимающие токоприемник, присоединены к главным валам 9 и при опущенном токоприемнике находятся в растянутом состоянии. Для удержания токоприемника в опущенном состоянии служат внутренние пружины 10 пневматического привода 7 с рычажным механизмом. Сжатый воздух к пневматическому приводу поступает по воздухопроводу, изолированному от крыши врезным изолятором или резиновым шлангом. Пневматический привод укреплен в средней части основания на угольниках. Он состоит из цилиндра, внутри которого помещены два поршня, перемещающиеся под действием сжатого воздуха. Поршни снабжены кожаными манжетами, укрепленными на штоках. Каждый шток пропущен сквозь крышку цилиндра и соединен со своим рычагом. Для смягчения ударов токоприемника при опускании предусмотрены амортизаторы с резиновой подушкой.
Полоз изготовляют из оцинкованной листовой стали с загнутыми вниз концами для того, чтобы не допустить захлестывания полоза за контактный провод при прохождении токоприемником стрелок и крестовин контактной сети. На полозе латунными винтами крепят медные накладки, а промежутки между ними заполняют твердой графитовой смазкой. Угольные вставки помещают в специальные желоба, предусмотренные в каркасе полоза. Длина рабочей части полоза 1270 мм.
При подъеме токоприемника сжатый воздух подается в цилиндр пневматического привода. Оба поршня, двигаясь в цилиндре, сжимают свои пружины. Каждый шток поршня, выходя из цилиндра, воздействует на свою систему рычагов, нейтрализуя этим усилие, передаваемое от пружины на главный вал. Наружные пружины, теперь ничем не удерживаемые, сжимаются, осуществляя поворот главных валов и подъем подвижных рам токоприемника. Поскольку главные валы связаны соединительными тягами, поворот происходит на одинаковый угол, что обеспечивает подъем полоза строго по вертикали.
В диапазоне рабочей высоты подъема токоприемника опускающие пружины, находящиеся в цилиндре привода, полностью сжаты. Подъем токоприемника прекратится, когда усилие наружных пружин будет уравновешено весом подвижных частей токоприемника и нажатием контактного провода.
При опускании токоприемника сжатый воздух выходит из цилиндра в атмосферу и внутренние пружины цилиндра разжимаются. Штоки поршней передают усилие от своих пружин через систему рычагов на главные валы, поворачивают их и опускают подвижные рамы токоприемника. Наружные пружины растягиваются, запасая энергию для последующего подъема токоприемника. Опускающий механизм с двумя пружинами обеспечивает симметричную нагрузку главных валов токоприемника.
. Качество регулировки и работы токоприемника определяют по статическим характеристикам (рис. 77), представляющим зависимость нажатия Р полоза токоприемника на контактный провод от высоты h подъема токоприемника. Различают два значения нажатия для одного положе-
90
Рис. 76. Каретка токоприемтГика:
1 — ось; 2 - коромысло; 3 - пружина; 4 — верхняя планка; 5 — серьга; 6 - попе-
ния полоза: при подъеме и при опускании. Если полоз скользит по поднимающейся ветви контактного провода, то и сам будет постепенно подниматься. При этом полоз будет создавать нажатие на провод, называемое нажатием при подъеме. Если полоз скользит по снижающейся ветви контактного провода, то он будет оказывать на провод уже другое нажатие, называемое нажатием при опускании.
Последнее значение всегда больше первого, что обусловлено сопротивлением сил трения в шарнирах подвижных элементов токоприемника. При измерении нажатия при подъеме сопротивление сил трения вычитается из усилия подъемных пружин, так как препятствует движению токоприемника вверх. При измерении нажатия при опускании это сопротивление добавляется
Рис. 77. Статические характеристики токоприемника:
/ — при подъеме; 2 — при опускании
к усилию, которое затрачивается на дополнительное растяжение подъемных пружин. Действительное сопротивление сил трения в шарнирах будет равно разности нажатий при подъеме и опускании, которую считают показателем состояния шарниров. При увеличении разности свыше допустимого значения шарниры надо
смазать или подвергнуть ревизии.
При проверке характеристик нажатие полоза измеряют в такой последовательности. Подавая воздух в цилиндр, приводят токоприемник в поднятое положение, затем укрепляют в верхней части подвижных рам динамометр и его натяжением уравновешивают полоз поочередно на высоте 400, 1000, 1500, 1900 мм, после чего, постепенно ослабляя натяжение динамометра, измеряют нажатие в момент начала движения полоза вверх, и, постепенно увеличивая натяжение динамометра, измеряют нажатие в момент начала движения поло
за вниз.
Технические данные токоприемника Л-13У
Длительно допустимый ток, А................................... 500
Допустимая скорость движения поезда, км'ч..................... 160
Рабочая высота, мм.................... ..................... 400—1900
Наибольшая высота подъема	полоза, мм.....................2100
Нажатие на контактный провод. Н (кгс): при подъеме, не менее.....................................60(6)
» опускании, не более...................................90(9)
Разница в нажатиях при подъеме и опускании, не более, Н (кгс) 20(2)
Разница между наибольшим и наименьшим нажатием при
движении в одном направлении, не более, Н (кгс) ....	10(1)
Полный ход каретки, мм........................................  50
Масса токоприемника, кг....................................... 290
Номинальное давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см2) .	.	.	0,5(5)
Время подъема или опускания, с.................................4—7
Нажатие регулируют изменением затяжки подъемных пружин путем вращения их на штырях, укрепленных на главных валах. Для обеспечения хорошей работы токоприемника желательно иметь постоянным его нажатие в пределах рабочей высоты hp подъема полоза. Однако практически этого достичь невозможно, поэтому характеристики токоприемника представляют собой кривые линии. Рабочая высота полоза находится в пределах 400—1900 мм 91
от его опущенного положения. В каждой точке подъема полоза разница между нажатиями при подъеме и опускании должна быть не более установленного значения для токоприемника данного типа.
26. Быстродействующий выключатель
Быстродействующий выключатель (БВ) предназначен для защиты силовой цепи тяговых двигателей от токов к. з. и перегрузок.
Конструкция БВ обеспечивает настолько быстрое отключение, что при к.з. ток не успевает достигнуть наибольшего значения. Это значительно повышает защитные свойства выключателей. Следует иметь в виду, что время нарастания тока к.з. составляет сотые доли секунды, поэтому собственное время выключателя (время от момента достижения током уставки до начала расхождения контактов) должно быть не более 0,002—0,005 с. Это требование определяет конструкцию БВ. Он не должен иметь механических фиксаторов включенного положения, выключение должно осуществляться сильными пружинами, способными создать достаточную скорость движения контактов, подвижные части должны быть легкими, чтобы меньше сказывалась их инерция. Дугогасящее устройство выключателя должно быть способным разрывать возникающую между контактами дугу.
Быстродействующий выключатель БВП-105А (рис. 78) поляризованный, т. е. срабатывает при прохождении тока по размагничивающему витку только в определенном направлении. Он состоит из рамы, магнитной системы, главных контактов, дугогасительного устройства, пневматического привода 8 и блокировочного устройства 15.
Рама имеет два основания: верхнее и нижнее, которые соединены четырьмя стойками, две из которых являются изолированными. На изолированных стойках монтируют магнитную систему, контактную систему, пневматический привод. К раме также крепят текстолитовую панель, на которой установлено дугогасительное устройство. Магнитная система состоит из магнитопровода 1, набранного из листовой стали, удерживающей катушки 16 и размагничивающего силового витка 14, который находится внутри магнитопровода. Система главных контактов имеет два подвижных контакта 5 с рычагами и два неподвижных 4. Неподвижный контакт устанавливают в специальном держателе, закрепленном на изоляционной плите. Подвижный контакт крепят на конце рычага подвижного механизма. Рычаги подвижных контактов соединены последовательно гибким медным шунтом. 4
Дугогасительное устройство включает в себя две дугогасительные катушки 3, полюсы 2 и две дугогасительные камеры. Дугогасительные катушки намотаны проводом ПС-3000 сечением 70 мм2. Полюсы набраны из листовой стали.
Двукратная дугогасительная камера (рис. 79) состоит из обычной камеры, разделенной продольной асбоцементной перегородкой 5 на две щели. Два дугогасительных рога 2, расположенных на стенках камеры, соединяются контактными ножами 1 с силовой цепью, а два других рога, расположенных с обеих сторон перегородки, соединены между собой. В торцах камеры поставлены набранные из отдельных элементов металлические пластинки, которые образуют деионную решетку 4. Она предотвращает выхлоп пламени наружу.
Пневматический привод состоит из пневматического цилиндра, диска со штоком, системы рычагов и электропневматического вентиля. Пневматический цилиндр представляет собой замкнутую камеру, разделенную резиновой диафрагмой на две полости. В рабочую полость камеры подают сжатый воздух, который воздействует на диафрагму, деформирует ее и тем самым переме-92
щает шток привода, связанный с подвижной контактной системой. Блокировочные контакты включаются рычагом, связанным с подвижной системой.
Включение БВ происходит в такой последовательности. Вначале замыкают цепь тока удерживающей катушки. При этом магнитопровод намагничивается, но никакого движения подвижных частей не происходит, так как сила электромагнита недостаточна для притяжения якоря. Затем подают напряжение на катушку электропневматического вентиля. Он возбуждается и впускает сжатый воздух в пневматический привод выключателя. Начинается движение диска, который своим штоком воздействует на рычаги подвижной системы и вместе с якорем подводит их к магнитопроводу, растягивая при этом выключающие пружины. Шток своим валиком нажимает на рычаги подвижных контактов и вызывает их поворот, в результате которого якорь прочно притянется к магнитопроводу, но силовые контакты еще не замкнутся, хотя и сблизятся. Лишь когда прекратится питание электропневматического вентиля и его шток опустится вниз, под действием пружин произойдет поворот рычагов главных контактов вокруг своего шарнира и подвижные контакты замкнутся с неподвижными.
16
13
12
. и





Рис. 78. Быстродействующий выключатель БВП-105А:
I — магнитопровод: 2 — полюс; 3 — дуго-гасительная катушка; 4 — неподвижный контакт; 5 —подвижной контакт; 6 —-лкорь; 7отключающая пружина; 8~ пневматический привод; 9 — воздухопровод; 10—электропневматическнй вентиль; // — шунт; /2 — рычаг подвижного контакта; 13 ~ рычаг; 14 — размагничивающий виток; 15 — блокировочное устройство; 16 — удерживающая катушка
93
Следует отметить,что поскольку блок-контакты связаны рычагом с подвижной системой, то они меняют свое положение в момент соприкосновения якоря с магнитопроводом магнитной системы. Таким образом, сигнальные лампы, связанные с блок-контактами, указывают не на замыкание силовых контактов выключателя, а лишь на притяжение якоря к магнито про воду.
Выключение БВ может происходить при служебном выключении по воле машиниста, при срабатывании дифференциального реле, при перегрузке или коротком замыкании в силовой цепи. В первом случае отключение осуществляют обесточиванием удерживающей катушки (рис, 80). При этом отключающие пружины 8 (рис. 81) с силой оттягивают рычаги подвижных контактов и якорь от размагниченного магнитопровода, Подвижные части отходят вниз до упора в валик штока пневматического цилиндра.
При срабатывании дифференциального реле размыкается блок-контакт удерживающей катушки и БВ отключается, При перегрузке или к.з. в цепи тяговых двигателей выключение БВ происходит под воздействием тока размагничивающего витка, создающего в якоре-магнитный поток, направленный против потока удерживающей катушки. Когда сила притяжения якоря станет меньше усилия отключающих пружин, якорь отрывается и главные контакты размыкаются. Это происходит при достижении силовым током уставки.
Во всех случаях выключения БВ под нагрузкой между его расходящимися контактами возникает электрическая дуга. При этом в зоне контактов создается сильное магнитное поле, пересекающее дугу. Происходит взаимодействие
Рис. 79. Дугогасительная камера БВ: / - контактный нож дугогасительного рога; 2 — дугогаснтельные рога; 3 — деревянный брус; 4 — деионная решетка; 5 — асбоцементная перегородка; 6 — асбоце» ментная стенка камеры

94
Рис. 80. Электрическая схема быстродействую шего выключателя:
Л # — блокировочные нон такты (соответственно на электропоездах ЭР2Р и ЭР2; 2 ~~ катушка электро-пневматического вентиля: 8 — удерживающая катушка; 4  дугогаснтельные камеры; 5 — главные контакты; е‘ - дугогаснтельные катушки; 7 размагничиваю-тая катушка
тока дуги с магнитным потоком дугогасительных катушек, в результате чего дуга стремительно выбрасывается на рога, расположенные над подвижным и неподвижным контактами, а средняя часть дуги попадает в лабиринтные ще-ли дугогасительной камеры. Там происходит быстрое и значительное увеличение ее длины. При достижении ею критического значения дуга рвется. Раскаленные газы, образующиеся в это время в дугогасительной камере, выбрасываются наружу, но размещенная на краях камеры деионная решетка охлаждает эти газы, вызывая их деионизацию и предотвращая выброс пламени за пределы дугогасительной камеры.
Регулировку БВ осуществляют в аппаратном цехе во время его ремонта. При этом обеспечивают определенные значения нажатия силовых контактов и тока в размагничивающем витке, при котором выключающие пружины оторвут якорь от магнитопровода. Нажатие контактов регулируют изменением натяжения выключающих пружин, которое должно быть в пределах 90—100 Н (9—10 кге), что соответствует 35—38,5 Н (3,5—3,85 кге) на динамометре, при-
Рис. 81. Кинематическая схема быстродействующего выключателя:
а - выключенное положение; б- промежуточное положение; в — включенное положение; / — пневматический привод; 2 — рычаг якоря; 3 — регулировочные винты; 4 — неподвижный контакт; 5 подвижной контакт; 6’- б\фер; 7 — размагничивающий виток; 8 — отключающая пружина; 9~ якорь; 10 —-точка приложения силы при измерении контактного иажатия; Фу — магнитный ноток удерживающей катушки; фр магнитный поток размагничивающего витка
95
ложенном к концу рычага подвижного контакта. Натяжение динамометра должно увеличиваться постепенно до момента, когда из-под подвижного контакта можно будет вынуть предварительно помещенный туда лист бумаги.
Технические данные БВ
Номинальное напряжение, кВ................................ 3
Предельный отключаемый ток, кА........................... 20
Номинальное напряжение удерживающей катушки, В	50/110
Раствор силовых контактов, мм........................... 30±5
Ширина силовых контактов, мм ................... И-о.г.1
Номинальное давление воздуха, МПа (кгс/см2) .	.	0.5 (~
Число витков катушки: дугогасительной ..................................... 9
размагничивающей...................................... 3
удерживающей...................................... 4305/9500
Ток уставки, А.................................... 575±2.5/600±30
Сопротивление удерживающей катушки при 20 °C, Ом.............................................32,5±|-в/161+Jg
Примечание. В числителе — данные для электропоезда ЭР2. в знаменателе — для ЭР2Р.
После регулировки пружин по силовой цепи БВ пропускают ток от специального генератора и производят настройку на заданный ток уставки путем поворачивания регулировочных винтов в магнитопроводе. Если выключатель отключается при слишком малом токе, регулировочные винты должны быть дополнительно ввернуты в магнитопровод. Если выключение происходит при слишком большом токе, регулировочные винты несколько вывинчивают из магнитопровода. После завершения регулировки винты пломбируют.
27. Быстродействующий контактор
Быстродействующий контактор защиты КМБ-3 (рис. 82) служит для защиты силовой цепи тяговых двигателей от токов к.з., возникающих в генераторном режиме (при электрическом торможении). Его применяют на электропоезде ЭР2Р.
Контактор смонтирован на двух изоляционных стойках 1 из текстолита. Он снабжен двумя подвижными и двумя неподвижными главными контактами, дугогасительной системой, двумя отключающими пружинами и блокировочным устройством.
Магнитопровод имеет две магнитные цепи, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вертикальная магнитная цепь включает в себя сварное ярмо 1 (рис. 83), рычаг 7 якоря, набранный из отдельных листов электротехнической стали, два рабочих воздушных зазора и два сердечника 3 с включающими катушками 4. Горизонтальная магнитная цепь включает в себя якорь 8, два сердечника 3 с включающими катушками 4, ярмо и магнитный шунт 5 с размагничивающей катушкой 6.
Отдельные элементы магнитопровода, составляющие вертикальную и горизонтальную магнитные цепи, являются общими. Подвижные главные контакты установлены на дюралюминиевых рычагах, закрепленных на оси. Они последовательно соединены гибким медным шунтом. Неподвижные главные , контакты представляют собой латунные кронштейны, на которых монтируют систему магнитного дутья, состоящую из дугогасительных катушек со стальными сердечниками и полюсов.
Дугогасительные катушки включены последовательно в силовую цепь тяговых двигателей. Дугогасительные камеры плоскощелевые (из асбоцемент- ! ных панелей) или лабиринто-щелевые (из пресс-массы). Между стенками ка- । меры монтируют литой латунный дугогасительный рог подвижного контакта. j 96	I
Рис. 82. Быстродействующий контактор защиты КМБ-3:
1 — изоляционная стойка; 2 — дугогасительная камера; 3 — кронштейн неподвижного контакта; 4 — изоляционный стержень; 5 — пружина; 6 —- включающая катушка; /-—магнитный шунт; 8— магнитопровод; 9 — блокировочное устройство
Рис. 83. Магнитопровод быстродействующего контактора защиты:
1 — сварное ярмо; 2 — шихтованное ярмо;
3 —- сердечник; 4 — включающие катушки;
5 — магнитный шунт; 6 — размагничивающая катушка; 7 —- рычаг якоря; 8— якорь
Включение быстродействующего контактора (БК) происходит при замыкании цеп.и включающих катушек, которые в момент включения соединены параллельно (рис. 84, а), и магнитный поток замыкается через рабочие воздушные зазоры вертикальной магнитной цепи. Возникшие силы притягивают якорь привода к сердечнику, и рычаг якоря, поворачиваясь, толкает изоляционный стержень, обеспечивающий замыкание контактов. Как только якорь плотно притянется к сердечникам, происходит переключение включающих катушек на последовательное соединение (рис. 84, б). Теперь ослабленный магнитный поток замыкается в горизонтальной магнитной цепи, но его достаточно для удержания якоря в притянутом состоянии.
Выключение БК происходит автоматически при к.з. в силовой цепи тяговых двигателей. В этом случае в магнитном шунте с размагничивающей катушкой происходит увеличение магнитного потока, который, замыкаясь по якорю, ослабляет магнитный поток удерживающих катушек в том месте, где якорь притягивается к сердечнику (рис. 84, в), в результате чего две мощные пружи
Рнс. 84. Электромагнитная схема быстродействующего контактора защиты:
а — при включении; б — во включенном состоянии; в — при отключении; I — размагничивающая катушка; 2 — сердечник; 3, 4включающие катушкн; 5 — магнитная система; 6 — якорь; 7 — резистор
4 Зак. 1069	97
ны отрывают якорь от магнитопровода, силовые контакты размыкаются. При нарастании тока к. з. создается сильное магнитное поле, под воздействием которого электрическая дуга, возникшая между контактами, направляется в щель дугогасительной камеры, растягивается и гаснет.
Технические данные контактора КМБ-3
Номинальное напряжение, кВ .	.......................... 3
Номинальный ток, А........................................... 180
Раствор силовых контактов, мм.............................8—12
Нажатие »	» Н (кгс)............................45(4,5)
Напряжение цепи управления, В................................ 110
Число витков включающей катушки..............................1140
Сопротивление катушки при 20 °C, Ом............................ 6
Число катушек:
включающих.................................................. 2
размагничивающих............................................ 1
Суммарный воздушный зазор магнитного шунта, мм ... 2,4±0,5
Ток уставки, А............................................ 550±25
Собственное время срабатывания, с.........................0,008
Ток уставки регулируют изменением тока в цепи включающей катушки переменным резистором или изменением длины магнитного шунта (регулированием воздушного зазора).
28. Силовые контакторы
Контакторами называют аппараты, предназначенные для замыкания и размыкания электрических цепей. В зависимости от типа привода их подразделяют на электропневматические, электромагнитные и кулачковые. Кроме главных контактов, контакторы могут иметь блбк-контакты, предназначенные для переключений в цепях управления и сигнализации. Контакты, разомкнутые при недействующем приводе, называют замыкающими, а замкнутые — размыкающими.
Элекропневматические контакторы применяют для переключений в силовых цепях и в зависимости от выполняемой работы называют линейными, мостовыми, переходными и ослабления возбуждения на электропоезде ЭР2; линейными, тормозными, линейно-тормозными и ослабления возбуждения на электропоезде ЭР2Р.
Электропневматические контакторы выполняют одинарными и свдоенны-ми. Назначение их одинаково. Отличие заключается в том, что сдвоенные контакторы имеют двойной разрыв дуги. ’
На электропоезде ЭР2 устанавливают электропневматические контакторы ПК-350В (в качестве мостовых) и ПК-306Т (в качестве линейных, переходных, для ослабления возбуждения).
На электропоезде ЭР2Р применяют однополюсные контакторы ПКУ-1 (в качестве линейно-тормозных и для ослабления возбуждения) и двухполюсные ПКУ-2 (в качестве линейных и тормозных).
Контактор ПК-350В (рис. 85) состоит из металлического прямоугольного изолированного стержня 1, верхнего 8 и нижнего 2 кронштейнов, пневматического привода,дугогасительной камеры 12 и блокировочного устройства.
Верхний кронштейн 8 представляет собой сложную латунную деталь, отлитую совместно с дугогасительным рогом 11, на котором укреплены неподвижный контакт 7 и дугогасительная катушка 9. Кронштейн надевают на изолированный стержень 1 и крепят к нему двумя винтами. Между кронштейном и стержнем проложена прокладка, которая защищает изоляцию стержня от повреждения винтами. Для предотвращения отворачивания винтов на их головки надевают запорные шайбы, которые крепят болтиками.
98
Дугогасительная катушка 9 представляет собой электромагнит, предназначенный для создания магнитного поля, необходимого для гашения дуги при размыкании контактора под током.
Нижний кронштейн 2 отлит из латуни, имеет две консоли. Правая (длинная консоль) имеет валик для установки дугогасительной камеры, а левая (короткая) шарнирно соединена с контактным рычагом 5. Правая консоль в средней части имеет две стенки, между которыми проходят детали подвижного контакта 14. Контактный рычаг — это фасонная латунная отливка с тремя концами. Один конец представляет собой вилку, которая свободно обхватыва-
Рис. 85. Электропневматический контактор ПК-350В:
/ — стержень; 2 — нижний кронштейн; 3. /5 — валики; 4 — зажим для силового кабеля; 5 — контактный рычаг; 6 — шунт; 7 — неподвижный контакт; 8 — верхний кронштейн; 2 — дугогасительная катушка; 10 — полюс; 11, /3 — дугогасительные рога; 12 — дугогасительная камера; 14 — подвижной контакт; 16 — притирающая пружина; П — изоляционная' тяга; 18 — шток; 19 — поршень; 20 — цилиндр; 21 — отключающая пружина
4*	99
ёт стержень контактора и шарнирно соединена с кронштейном. На другом конце расположены притирающая пружина 16 и держатель подвижного контакта, который закреплен шарнирно. Нижний конец (третий) служит для шарнирного соединения рычага с тягой пневматического привода.
Медный шунт 6, расположенный в подвижном узле, соединяет держатель подвижного контакта с кронштейном и служит для предохранения шарнирных соединений от нагревания. Притирающую пружину устанавливают с предварительным сжатием, она осуществляет притирание контактов и создает их начальное нажатие.
Пневматический привод контактора выполнен из литого чугунного цилиндра 20 с приливом, служащим для крепления к стойке. В цилиндре размещают поршень 19, на который действует сверху сильная отключающая пружина 21. Шток 18 поршня выходит вверх, где соединен с нижним концом изоляционной тяги 17. Уплотнение поршня представляет собой кожаную манжету, плотность прилегания которой к стенкам обеспечивается постановкой пружинных металлических звездообразных шайб. К цилиндру прикреплен вентиль, через который подают воздух в цилиндр и выпускают его при выключении контактора.
Изоляционная тяга 17 передает усилия от штока 18 поршня цилиндра на контактный рычаг 5 при включении или выключении контактора, а также изолирует токоведущие части подвижного контакта 14 от цилиндра 20.
Изоляционная тяга — это цилиндрический стержень, -изготовленный из прессованного волокнита и запрессованных в него двух стальных наконечников. Верхний наконечник выполнен в виде крюка, а нижний — в виде гайки. Верхний наконечник сцепляется с осью контактного рычага, нижний навертывается своей резьбой на конец штока поршня до упора в направляющую скобу.
На поршень при включении контактора действует сила около 800 Н. Но этой силе противодействует сила пружины, которая увеличивается по мере сжатия. Если вначале она составляет 130—140 Н, то к моменту, когда поршень находится в верхнем крайнем положении и пружина максимально сжата, — уже 300 — 320 Н. Таким образом, сила, действующая на поршень, составит примерно 500 Н.
Однако на главные контакты будет действовать меньшая сила из-за действия притирающей пружины и конечное нажатие силовых контактов составит 380—400 Н.
Дугогасительную камеру применяют трехщелевого типа. Она представляет собой коробку, собранную из асбоцементных листов. Камера внутри разделена на три параллельные щели двумя продольными перегородками. Снаружи к камере прикреплены два стальных листа, играющих роль полюсных наконечников для сердечника дугогасительной системы. Поверх этих листов наложено наружное текстолитовое покрытие камер. В нижней части камеры укреплен нижний дугогасительный рог контактора. Он имеет внизу шарнирный крюк и контактный выступ. При установке камеры на контактор шарнирный крюк надевают на валик длинной консоли нижнего кронштейна, затем камеру поворачивают так, чтобы контактный выступ рога плотно вошел в контактную скобу, укрепленную на той же консоли. Верхнюю часть камеры крепят к рогу верхнего кронштейна скобой и винтом.
Блокировочное устройство связано с подвижной системой контактора и состоит из подвижного рычага с блокировочными контактами (медными пластинами, укрепленными на изоляционной колодке) и неподвижного кронштейна с комплектом контактных пальцев, смонтированных на другой изоляционной (фибровой) колодке. Блок-контакты служат для создания определенной последовательности работы электрических аппаратов.
100
Рис. 86. Схема притирания контактов:
/ — подвижной контакт; 2 — неподвижный контакт; 3 — держатель; 4 — притирающая пружина;
5 — рычаг: а — угол поворота подвижного контакта; А, Б — точки соприкосновения контактов
Для включения контактора возбуждают катушку вентиля, в результате чего сжатый воздух подается в нижнюю часть цилиндра и вызывает движение поршня вверх, при этом выключающая пружина сжимается. Шток поршня через изоляционную тягу вызывает движение контактного рычага подвижного контакта до замыкания с неподвижным контактом. Замыкание контактов осуществляется следующим образом: сначала соединяются вспомогательные поверхности, затем благодаря дополнительному сжатию притирающей пружины подвижной контакт перекатывается по неподвижному с небольшим скольжением, обеспечивающим зачистку контактных поверхностей, и, наконец, происходит полное соприкосновение основных поверхностей контактов (рис. 86).
При выключении контактора воздух через вентиль выпускается из цилиндра. Под воздействием выключающей пружины поршень идет вниз и посредством изоляционной тяги вызывает размыкание контактов. Контакты размыкаются не сразу. Вначале под воздействием притирающей пружины происходит обратное перекатывание подвижного контакта по неподвижному и контакты соприкасаются только в зоне вспомогательных поверхностей. Затем подвижной контакт отходит от неподвижного. При этом между контактами возникает электрическая дуга. Проходящий по дугогасительной катушке ток создает магнитный поток, пронизывающий пространство дугогасительной камеры. Взаимодействие тока, проходящего по дуге, с магнитным потоком вызывает выбрасывание дуги в камеру. При этом дуга переходит на дугогасительные рога, в камере разделяется перегородками, охлаждается о стенки и гаснет.
Контактор ПК-306Т состоит из двух самостоятельных контакторов, имеющих общий пневматический привод. Устройство каждого контактора аналогично устройству контактора ПК-350В. Пневматический привод также аналогичен пневматическому приводу контактора ПК-350В. Только внутренний диаметр цилиндра выполнен большим для того, чтобы увеличить силу, действующую на шток, так как эта сила должна обеспечить включение двух контакторов. Ход поршня в цилиндре ограничен упором, поэтому конечное нажатие контактов равно усилию притирающей пруж ины [42—50 Н (4,2—5,0 кге)]. Кроме того, шток поршня у сдвоенного контактора соединен с металлической планкой, на которой смонтированы две изоляционные тяги, в результате чего обеспечивается одновременное включение и выключение контакторов.
Технические данные контакторов
Тип контактора..................................ПК-350В	ПК-306Т
Номинальное напряжение, кВ........................... 3	3
Продолжительный ток, А............................. 250	250
Ход поршня, мм...................................... 24,5	25,5
Диаметр поршня, мм................................... 45	58
Ширина контактов, мм................................. 20	20
Раствор »	»............................. 21—24	21—24
Число витков дугогасительной катушки ....	7,75	7,75
1Q1
Контактор ПКУ-1 (рис. 87) имеет пластмассовую изоляционную стойку 2, на которой укреплены кронштейн 10 с неподвижными контактами 12 и пневматический привод 1. На кронштейне установлены дугогасительная катушка 13 с сердечником, верхний дугогасительный рог и два неподвижных контакта: главный 12 и дугогасительный 9, изолированные друг от друга.
Пневматический привод 1 состоит из цилиндра, внутри которого помещены поршень со штоком и отключающая пружина. Устройство его подобно уст-
Рис. 87. Электропневматический контактор ПКУ-1:
1 — пневматический привод; 2 -- пластмассовая изоляционная стойка; 3 — пластмассовый изолятор; 4, 14 — дугогасительные рога; 5, 11 — силовые выводы; 6 — шунт; 7 — притирающая пружина; 8 — подвижной главный контакт; 9 — дугогасительный контакт; 10 — кронштейн; 12 — неподвижный главный контакт; 13 — дугогасительная катушка с сердечником; 15 — дугогасительная камера;
16 —- кронштейн; /7 — блокировочный контактор; 18—кулачок механизма включения блокировочного контактора; 19 — электропневматический вентиль
102
Рис. 88. Схемы, поясняющие принцип действия контактора ПКУ-1:
а — включение; б — включено; в — отключение: г — отключено; / — неподвижный контакт; 2 — дугогасительная катушка; 3 — дугогасительные контакты; 4 — притирающая пружина; 5 — держатель подвижного контакта; 6 — валик; 7 — шунт; 8 — силовые выводы
ройству пневматического привода контактора ПК-350В. Управляет работой привода электропневматический вентиль.
Верхний конец штока цилиндра соединен с пластмассовым изолятором 3, на котором крепят систему подвижных контактов. Она имеет нижний дугогасительный рог, подвижной главный контакт 8, подвижной дугогасительный контакт и притирающую пружину 7. Подвижные контакты установлены на держателе. Силовые выводы 5, 11 расположены с задней стороны пластмассовой стойки: один — на кронштейне неподвижных контактов, а другой соединен с системой подвижных контактов гибким медным шунтом 6.
Дугогасительная камера 15 контактора выполнена лабиринтно-щелевого типа с параллельными лучами. Она состоит из двух стенок, изготовленных из кремнийорганической массы или асбоцемента, и двух впрессованных в эти стенки стальных полюсов. Камеру верхней частью подвешивают на полуосях, ввернутых в сердечник дугогасительной катушки, а внизу она опирается на кронштейн, укрепленный к цилиндру, и закрепляется пружинным замком. В качестве блокировочного контактора установлен кулачковый контактор КР-11, подвижные контакты которого соединены со штоком цилиндра.
Принцип действия контактора ПКУ-1 следующий (рис. 88). При возбуждении катушки вентиля сжатый воздух поступает в пневматический цилиндр, вызывая движение поршня вверх. Система подвижных контактов также движется вверх. Вначале замыкаются дугогасительные контакты 3 (рис. 88, а), подключая при этом дугогасительную катушку 2. При дальнейшем движении подвижной системы вверх происходит замыкание главных контактов и их притирание (рис. 88, б), а также поворот держателя 5 подвижных контактов вокруг шарнира, в результате чего дугогасительные контакты 3 размыкаются и дугогасительная катушка 2 отключается. На этом процесс включения заканчивается. Цепь прохождения тока через контактор: подводящий кабель — медный шунт — держатель — подвижной главный контакт— неподвижный главный контакт — кронштейн — отводящий кабель.
При выключении контактора воздух через вентиль выпускают из цилиндра. Под воздействием выключающей пружины поршень и связанная с ним подвижная система идут вниз. До размыкания главных контактов происходит поворот держателя подвижных контактов, вследствие чего дугогасительные контакты замыкаются, подключая дугогасительную катушку (рис. 88, в). Затем происходит размыкание без тока главных контактов, после чего начинается отход подвижного дугогасительного контакта от неподвижного (рис. 88, г). Цепь прохождения тока в данном случае такова: подводящий кабель — медный шунт — держатель — подвижной дугогасительный контакт — неподвижный дугогасительный контакт — дугогасительная катушка — кронштейн — отводящий кабель. Возникающая между дугогасительными контактами электрическая дуга переходит на дугогасительные рога. В камере она удлиня
103
ется, охлаждается и гаснет. Дугогасительная катушка включается только на время гашения дуги. Нормально при включенном контакторе она обесточена.
Контактор ПКУ-2 состоит из двух самостоятельных контакторов, соединенных последовательно и имеющих общий пневматический привод. Устройство каждого контактора аналогично устройству контактора ПКУ-1-
Технические данные .контакторов ПКУ-1 и ПКУ-2
Номинальное напряжение, кВ.................................. 3
Продолжительный ток, А.................................... 250
Раствор контактов, мм:
главных................................................. 29
дугогасительных......................................... 21
Рабочее давление воздуха, МПа (кгс/см2) ...	0,5 (5)
Нажатие главных контактов, Н (кгс) ....	170—230 (17—23)
Число витков дугогасительной	катушки ....	9
Электромагнитные контакторы применяют для включения вспомогательных машин, отопления и передачи напряжения на прицепной вагон (головной). Они имеют электромагнитный привод, что дает возможность включать их при отсутствии сжатого воздуха на электропоезде. Поскольку ток вспомогательных высоковольтных цепей невелик и не создает нагрева контактов при небольшом их нажатии, электромагнитный привод вполне удовлетворяет условиям работы контактора.
Электромагнитный контактор КМВ-104 состоит из изоляционной пластмассовой панели 8 (рис. 89, а) с прикрепленными к ней деталями. В верхней части расположена высоковольтная часть, в нижней — низковольтная. Высоковольтная часть имеет кронштейн 4, отлитый совместно с дугогасительным рогом, на котором установлен неподвижный силовой контакт.
Рис. 89. Контакторы КМВ-104 (а) и КЭ-4Д (б):
/—дугогасительная камера; 2 —-полюсы; 3 — изоляционная стойка; 4 — кронштейн; 5 — изолятор якоря; 6 — блокировочное устройство; 7 — отключающая пружина; 8 — изоляцноиная панель; 9 — магиитопровод; 10 ~~ включающая катушка; 11 — включающая пружина; 12 ~ ролик; 13 — рычаг; 14 — притирающая пружина; 15, 25— осн; 16, 20 — держатели; 11 — подвижной контакт; 18 — шунт; 19 — неподвижный контакт; 21 — изолятор; 22 — кронштейн; 23, 24 — направляющие пружины
104
К якорю электромагнитного привода крепят пластмассовый изолятор 5 с подвижной системой, имеющей подвижной силовой контакт. Контактор снабжен системой дугогашения, установленной на изоляционных стойках 3. В нее входят постоянный магнит и два полюса 2, скрепленных заклепкой, а также дугогасительные рога и дугогасительная лабиринто-щеЛевая камера 1, выполненная из кремнийорганической массы.
Электромагнитный привод представляет собой Г-образный магнитопровод, на сердечнике которого установлена включающая катушка 10, и якорь с отключающей пружиной 7. Кроме силовых, контактор имеет блокировочные контакты, установленные на конце якоря подвижной системы. Так как дугогасительная система включает в себя постоянный магнит, необходимо соблюдать полярность при присоединении силовых проводов. При неправильном присоединении дуга при расхождении контактов будет отклоняться не в дугогасительную камеру, а на токоведущие части контактора, что может привести к его порче. Северный полюс постоянного магнита находится с правой стороны контактора, если смотреть на контактор со стороны зажима « + ». Зажим « + » находится у подвижного контакта, зажим «—» — у неподвижного.
Катушка электромагнита рассчитана на напряжение 50 В на электропоезде ЭР2 и 100 В — на ЭР2Р. При включении магнитный поток катушки притягивает якорь, который замыкает контакты, сжимая притирающую и отключающую пружины. На якоре укреплена прокладка из немагнитного материала для предотвращения прилипания его к сердечнику электромагнита. Для выключения контактора разрывают цепь питания катушки электромагнита. Тогда под воздействием отключающей пружины якорь отпадает от сердечника электромагнита и размыкает контакты. Магнитный поток постоянного магнита при взаимодействии с магнитным потоком дуги выбросит ее вверх в дугогасительную камеру, там она растянется и погаснет.
Контактор КМВ-105 отличается от контактора КМВ-104 наличием дугогасительной катушки вместо постоянного магнита в системе дугогашения. Контакторы КМВ-104 в схеме электропоезда ЭР2 имеют обозначение МК1 — МК6, а в схеме электропоезда ЭР2Р — КО1, КОЗ; контакторы КМВ-105 в схеме электропоезда ЭР2Р имеют обозначения КП, ПКП, ОВ.
Технические данные контакторов КМВ-104 и КМВ-105
Номинальное напряжение, кВ ......	.	3
Номинальный отключаемый ток, А .	.	.	.	250
Раствор силовых контактов, мм............... 21—24
Нажатие »	» Н (кгс)................ 10—12 (1—1,2)
Кулачковый контактор КЭ-4Д применяют в качестве силового без дугогашения (рис. 89, б). Устанавливают такие контакторы в реостатном контроллере и в реверсоре (на электропоезде ЭР2), в реостатном контроллере и в реверсивно-тормозном переключателе (на электропоезде ЭР2Р).
Контактор имеет пластмассовый изолятор, который привинчивают болтом к рейке группового аппарата. На этом изоляторе устанавливают кронштейн и латунный держатель с закрепленным на нем неподвижным контактом. На оси кронштейна крепят рычаг, который является подвижной частью контактора. На оси рычага монтируют латунный держатель,на котором закреплен подвижной контакт с гибким шунтом. Между кронштейном и рычагом на специальных цилиндрических направляющих установлена включающая пружина, а между держателем и рычагом — притирающая пружина. В рычаге на игольчатом подшипнике укреплен ролик, который при набегании на выступ кулачковой шайбы поворачивает рычаг вокруг его оси. Включающая пружина при этом сжимается, а контакты под действием притирающей пружины сначала перекатываются, а затем, когда держатель упрется в рычаг, размыкаются.
105
При сбегании ролика контактора с выступа кулачковой шайбы рычаг под действием включающей пружины поворачивается вокруг оси до упора на изоляторе. В процессе поворота подвижной и неподвижный контакты замыкаются, а затем под дейепшем притирающей пружины перекатываются и притираются .
Кулачковый контактор КР-9А применяют в качестве силового и устанавливают в реостатном контроллере электропоезда ЭР2Р. По конструкции он аналогичен контактору КЭ-4Д и отличается от него наличием дугогасительной системы. Эта система состоит из сердечника, двух полюсов, дугогасительной камеры и дугогасительной катушки,включенной последовательно с неподвижным контактом. Крепят дугогасительную систему на изоляторе контактора двумя текстолитовыми планками.
29. Реостатные контроллеры
Реостатные контроллеры относят к групповым аппаратам. Они состоят йз нескольких механически связанных кулачковых контакторов, замыкающихся и размыкающихся в заданной последовательности. Реостатные контроллеры на электропоездах ЭР2 и ЭР2Р имеют пневматический привод.
Контроллер КСП-1А (рис. 90) является основным аппаратом автоматического управления пуском электропоезда ЭР2. Он выполняет следующие операции: выводит пусковые резисторы из цепи тяговых двигателей, включает параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей дополнительные резисторы с целью ослабления возбуждения, переключает тяговые двигатели с последовательного соединения на последовательно-параллельное.
Реостатный контроллер представляет собой каркасную конструкцию, состоящую из двух продольных стальных уголков 9 и трех поперечных литых алюминиевых рам 4, 8, 14. Средняя и задняя рамы вверху скреплены двумя текстолитовыми рейками 7, а передняя и средняя — двумя стальными 12. В подшипниках этих рам вращается вал квадратного сечения с насаженными на него кулачковыми шайбами силовых контакторов 6 типа КЭ-4Д. На стальных рейках установлено 10 контакторов управления И КР-ЗА.
Рис. 90. Контроллер КСП-1А:
1 — воздухопровод; 2 ~ пневматический привод; 3 — кулачковые контакторы переключателя вентилей; 4, 8, 14 — поперечные рамы; 5 — изоляционная перегородка; 6 ~ кулачковый силовой контактор; 7 — текстолитовая рейка; 9 —- стальной уголок; 10 механический фиксатор; // — кулачковый контактор управления; 12 — стальная рейка; 13 — зубчатая передача; 15 — электропиевма-тический вентиль; 16 — регулировочный винт
106
Рис. 91. Пневматический привод силового контроллера:
/—цилиндр; 2 - подшипниковый щит: 3 — поршень; 4 --валик; 5 — звезда; 6 — шток; 7 — ролики; 8 -- игольчатый подшипник; 9 - воздухопровод; 10 - электропнеаматический вентиль: 11 коллектор: 12 регулировочный болт
Работа реостатного контроллера осуществляется при помощи многопозиционного пневматического привода системы Л. Н. Решетова и зубчатой передачи с передаточным отношением 3:1. Привод (рис. 91) состоит из двух цилиндров / с картером и поршнями 3 (диаметр 58 мм, ход 56 мм), соединенными общим штоком 6. На штоке закреплены два ролика 7, вращающихся на игольчатых подшипниках 8, посредством которых движение поршней передается трехконечной звезде 5. Эта звезда и малая зубчатая шестерня насажены на вал переключателя вентилей, который вращается в двух шариковых подшипниках, запрессованных в подшипниковый щит 2 корпуса привода. Правая и левая полости цилиндра воздухопроводом 9 соединены через коллектор с электропневматическими вентилями 10, которые в свою очередь сообщаются с воздушной магистралью.
Для регулировки подачи сжатого воздуха на трубопроводе установлены два болта 1'2. изменяющих площадь сечения воздухопровода. При возбуждении одного из электропневматических вентилей 10 сжатый воздух, попадая в соответствующий цилиндр, давит на поршень 3 и перемещает поршни со штоком 6 в крайнее положение. При этом другой вентиль обесточен и второй цилиндр сообщен с атмосферой. При движении штока 6 ролик 7 приблизится к звезде 5, катясь по ее профилю, заставит последнюю повернуться на 60°. Звезда поворачивает вал переключателя вентилей вместе с малой шестерней. При этом поворачивается и большая шестерня, насаженная на кулачковый вал. Для последующего поворота звезды необходимо возбудить другой вентиль, который был до этого обесточен. Тогда второй ролик заставит звезду повернуться еще на 60;.
107
Так как звезда может поворачиваться только в одну сторону, возвратно-поступательное движение поршней преобразуется в одностороннее вращательное движение звезды. Поворот звезды на 60°, а кулачкового вала на 20° соответствует переходу на следующую позицию. Всего реостатный контроллер имеет 18 позиций.
Для улучшения фиксации позиций на кулачковом валу установлен механический фиксатор 10 (см. рис. 90).
Контроллер 1 КС-009 (рис. 92) —основной аппарат автоматического управления пуском и электрическим торможением электропоезда ЭР2Р. Он выполняет следующие операции: переключает резисторы в цепи тяговых двигателей как при пуске, так и при реостатном торможении с самовозбуждением; включает параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей дополнительные резисторы с целью ослабления возбуждения, а затем выводит из шунтирующей цепи резисторы для дальнейшего ускорения электропоезда.
Реостатный контроллер представляет собой двухэтажную каркасную конструкцию, состоящую из двух продольных стальных уголков 4 и пяти поперечных литых алюминиевых рам 1, 2, 5, 16, 20, в которых вращаются два кулачковых вала квадратного сечения. Три нижние рамы скреплены двумя текстолитовыми рейками 11, а две верхние — стальной рейкой 17. Нижний главный кулачковый вал 3 с позиционными кулачковыми шайбами силовых контакторов вращается в шариковых подшипниках, размещенных в двух крайних нижних рамах. Ввиду большой длины главного вала 3 на средней нижней раме закреплена поддерживающая подвеска с тремя подшипниками на игольчатых роликах. Верхний кулачковый вал 15 с изоляционными кулачковыми шайбами контакторов управления вращается в шариковых подшипниках, размещенных в двух верхних рамах, которые в свою очередь закреплены на средней и задней нижних рамах.
По обе стороны главного кулачкового вала на текстолитовых рейках установлены 16 силовых кулачковых контакторов 12 типа КЭ-4Д и один контактор 13 типа КР-9А (с дугогасительной системой). На стальной рей{<е установлено 13 контакторов управления 19.
Рис. 92. Контроллер 1 КС-009:
/, 2, 5, 16, 20 — поперечные рамы; 3 — главный кулачковый вал; 4—-стальной уголок; 6 — электропневматический вентиль; 7—воздухопровод; <5 — привод; 9 — диск; 10 — герконовый переключатель вентилей; //—-текстолитовая рейка; 12 — кулачковый силовой контактор; 13 — кулачковый силовой контактор с дугогашением; 14 -- изоляционная перегородка; /5 — кулачковый вал контакторов управления; /7 — стальная рейка; 18 — скоба; 19 — кулачковый контактор управления; 2/— текстолитовые шестерни
108
На средней и задней рамах контроллера над кулачковым валом прикреплена изоляционная перегородка 14, разделяющая противоположные ряды контакторов.
Для управления поворотом вала контроллера применен бесконтактный (герконовый) переключатель вентилей 10, состоящий из диска 9, установленного на валу звезды привода 8, и устройства с герконом, находящимся на кронштейне в непосредственной близости от ротора. В диск через 60° друг от друга вмонтированы шесть постоянных магнитов. На фиксированных позициях контроллера магнйты размещены напротив геркона. Под действием их магнитного поля контакты геркона замкнуты. При переходе контроллера с позиции на позицию геркон оказывается вне действия этого магнитного поля и его контакты разомкнуты.
Кулачковый вал имеет 20 фиксированных позиций и два механических фиксатора, работающих поочередно через одну позицию.
Вращение верхнему кулачковому валу управления передается от главного кулачкового вала посредством пары шестерен 21 с передаточным числом 1:1, а поэтому кулачковый вал управления повернется на такой жё угол, как и главный. Эти шестерни установлены на кулачковые валы с задней стороны реостатного контроллера.
Технические данные реостатных контроллеров
Тип контроллера 		КСП-1А	1 КС-009
Номинальное напряжение силовой цепи, кВ	3	3
Номинальное напряжение цепи управления, В .	50	110
Число позиций главного кулачкового вала . Угол поворота главного кулачкового вала на одну	18	20
позицию, град 	 Время свободного вращения главного кулачкового	20	18
вала при проходе всех позиций при давлении 0,5 МПа (кгс/см2), с		6—7	7—9
Масса, кг 			88	НО
30. Реверсивные и тормозные переключатели
Реверсивные и тормозные переключатели относят к групповым контакторам с двухпозиционным приводом, которые производят переключения при отсутствии тока в силовых цепях. Эти аппараты имеют пневматический привод и выполнены без дугогашения.
На электропоезде ЭР2 применяют реверсивный переключатель ПР-320А, а на электропоезде ЭР2Р— реверсивно-тормозной переключатель 1П.004. Реверсивный переключатель предназначен для изменения направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей с целью изменения направления движения поезда, тормозной переключатель — для переключения силовой цепи из тягового режима работы в тормозной.
Реверсивный переключатель ПР-320А представляет собой металлическую конструкцию, состоящую из двух поперечных алюминиевых рам 1, 7 (рис. 93) и двух продольных уголков 2. Между поперечными рамами установлены две текстолитовые рейки 10, на которые крепят восемь силовых кулачковых контакторов 4 типа КЭ-4Д. Два кулачковых контактора 6 цепи управления КР-ЗА установлены на кронштейне. В рамы запрессованы подшипники И, в которых вращается кулачковый вал 5 с насаженными на него шестью кулачковыми’шайбами 3, четыре из которых служат для переключения восьми силовых контакторов 4, а две —- для переключения двух контакторов управления 6. (На реверсивных переключателях прежних выпусков одна шайба переключала два контактора управления.) Шайбы имеют квадратные отверстия для крепления на стальном квадратном валу.
109
Рис. 93. Реверсивный переключатель ПР-320А:
/, 7 — поперечные рамы; 2 — продольные уголки; 3 — кулачковые шайбы; 4 — силовые контакторы; 5 — кулачковый вал; 6 — контактор управления; 8 — пневматический привод; 9 — электропиев-матический вентиль; 10 — рейка; 11 — подшипник
На верхней раме расположен пневматический привод, состоящий из цилиндра 1 (рис. 94), в котором находятся два поршня 4, жестко связанных общим штоком 2. В средней части штока размещен сухарь 3 со вставленным в него поводком 6, при помощи которого происходит поворот кулачкового вала 7. На крышках 5 цилиндра установлены два электропневматических вентиля ВВ-2А. При возбуждении соответствующего вентиля воздух поступает в одну из полостей пневматического цилиндра, перемещая при этом поршни в одно из крайних положений, а шток в это время поворачивает связанный с ним поводок и кулачковый вал в заданное фиксированное положение. Кулачковые шайбы при этом замыкают или размыкают соответствующие контакторы. Реверсор имеет два положения (вперед и назад), в каждом из которых замкнуты
четыре силовых контактора и один контактор управления.
Реверсивно-тормозной переключатель 1 П.004 (рис. 95) объединяет в себе реверсивный и тормозной переключатели, каждый из которых имеет самостоятельный двухпозиционный поршневой электропневматический привод. Блочная конструкция переключателя 1П.004 состоит из двух стальных продольных уголков 1 и трех поперечных литых рам 3. 9, 19, средняя 9 из которых является общей для обоих аппаратов. Сверху установлены еще две поперечные рамы 10, 16, принадлежащие низковольтной части тормозного переключателя. Между нижними поперечными рамами установлены две текстолитовые рейки
Рис. 94. Пневматический привод реверсивного переключателя
6, 11, к которым крепят силовые кулачковые контакторы 7 типа КЭ-4Д (восемь для тормозного переключателя и четыре для реверсивного). Шесть контакторов управления 14 типа КЭ-42А тормозного переключателя установлены на стальных рейках верхней части конструкции, а два контактора 4 реверсивного переключателя — на кронштейнах в нижней части конструкции.
Кулачковый вал реверсивного переключателя представляет собой сталь-
110
Рис. 95. Реверсивно-тормозной переключатель 1П.004:
/ — уголок; 2 — электропневматнческий привод; 3, 9, 10, 16, /Я — поперечные рамы; 4, 14— контакторы управления; 5 —кронштейн; 6, // — рейки; 7 — контакторы силовые; 8, /7 — кулачковые валы; 12 — скоба; 13 — кулачковый вал контакторов управления; 15, 18 — поводки
ной квадрат с насаженными на него изоляционными кулачковыми шайбами. Кулачковый вал тормозного переключателя аналогичен реверсивному, только на нем еще закреплен стальной поводок 18, который поворачивает кулачковый вал контакторов управления. Каждая кулачковая шайба размыкает и замыкает два контактора. В средней раме, являющейся общей, установлены шариковые подшипники, а в крайних рамах — игольчатые подшипники кулачковых валов. Кулачковый вал верхней части конструкции также вращается в шариковых подшипниках, установленных в рамах.
Передача вращающего момента от кулачкового вала тормозного переключателя на кулачковый вал контакторов управления осуществляется двумя стальными поводками, один из которых закреплен на главном валу, а другой — на валу управления.
Технические данные переключателей
Тип переключателя...................................ПР-320А	1П.004
Номинальное напряжение, кВ............................ 3	3
»	» цепи управления, В	50	ПО
Число фиксированных положений......................... 2	2
Угол поворота кулачкового вала, град ....	45	45/40*
Диаметр пневматического цилиндра, мм ...	58	58
Ход поршня, мм	....................... 40	40
Номинальное давление ' сжатого воздуха, МПа (кгс/см2)  ......................................0,5(5)	0,5(5)
Число силовых контакторов....................... 8	4/8
» контакторов управления ..................... 2	2/6
* В числителе — для реверсивного, теля.
в знаменателе — для
тормозного переключа-
Электропневматические приводы реверсивного и тормозного переключателей по своему устройству и работе аналогичны электропневматическому приводу реверсора электропоезда ЭР2.
111
31.	Главный разъединитель и индуктивно-емкостный фильтр
Главный разъединитель ГР-1 Б, установленный на электропоезде ЭР2, предназначен для заземления силовой цепи при осмотре или ремонте тяговых двигателей и высоковольтных аппаратов. Он установлен в подвагонной камере и представляет собой однополюсный переключатель ножевого типа с клиновидными контактами. Переключения выполняют вручную при обесточенной цепи.
Технические данные главного разъединителя
Номинальное напряжение относительно заземленных частей, кВ 3
Ток продолжительного режима, А.............................400
Число ножей................................................ 1
Размеры ножа, мм...........................................6X40
Число фиксированных положений...........................  .	2
Разъединитель имеет два положения: верхнее, когда силовая цепь токоприемника соединена с силовой цепью тяговых двигателей, и нижнее, когда силовая цепь тяговых двигателей заземлена. Для перевода разъединителя из одного положения в другое в торцовой стенке камеры предусмотрен валик, связанный через изолятор с ножом разъединителя и имеющий с наружной стороны головку, в которую вставляется реверсивная рукоятка контроллера машиниста. Рукоятка может быть вставлена и вынута из головки только в фиксированных положениях ножа. На стойке разъединителя установлены два последовательно соединенных резистора сопротивлением 51 кОм каждое. Они служат для разряда конденсатора при заземлении силовой цепи.
На электропоезде ЭР2Р установлен разъединитель 1РВ. 002. По конструкции он аналогичен разъединителю ГР-1Б.
Индуктивно-емкостный фильтр применяют для защиты линий связи от помех, которые вызываются искрением на токоприемнике, коммутацией тяговых двигателей, вспомогательных машин и аппаратов. Благодаря наличию такого фильтра радиопомехи снижаются примерно в 10 раз. Индуктивно-емкостный фильтр включает в себя индуктивный фильтр (по схеме ФД) и конденсаторный (по схеме ФК). Установлены они на крыше моторного вагона.
Индуктивный фильтр представляет собой высокочастотный дроссель без сердечника в виде изолированной катушки, стянутой двумя текстолитовыми прокладками и смонтированной на опорном фарфоровом изоляторе. Включен он в общую силовую цепь последовательно между токоприемником и главным разъединителем. Между текстолитовыми прокладками и катушкой размещены текстолитовые клинья, благодаря которым создан воздушный зазор, служащий для улучшения охлаждения катушки.
Индуктивный фильтр является большим сопротивлением для переменного тока, а для постоянного — незначительным. На электропоезде ЭР2 установлен индуктивный фильтр ФС-2Б, а на ЭР2Р— 1Ф.002.
Технические данные индуктивных фильтров
Тип фильтра .......................
Номинальное напряжение, кВ Длительный ток, А..................
Индуктивность при частоте 50 Гц
Число витков.......................
Размер шины катушки, мм .	.	.
Сопротивление катушки при 20 °C, Ом
ФС-2Б
3
190
0,63
38 3X40 (алюминий) 0,009
1Ф.002
3 270 0,64
40 2,1X40 (медь) 0,009
112
Конденсаторный фильтр ФСК-1 А (1Ф.004) представляет собой заземленный металлический ящик с помещенным внутри него высоковольтным герметичным бумажным конденсатором К41-1А емкостью 1 мкФ. Он рассчитан на номинальное напряжение 6000 В.
Через резиновые втулки в стенках ящика пропущены силовые провода, идущие от индуктивного фильтра и главного разъединителя. Эти провода соединены на зажиме, установленном на изоляционной рейке внутри ящика. К этому зажиму присоединен также один конец от конденсатора, а другой соединен с корпусом ящика — «землей».
Конденсаторный фильтр обладает большим сопротивлением для постоянного тока. Переменный ток высших гармоник через него замыкается на «землю», не проникая в контактную сеть и не создавая помех радиоприему.
Фильтр ФСК-1А установлен на электропоезде ЭР2, а 1Ф. 004—на ЭР2Р.
32,	Разрядники
Для защиты электрооборудования электропоезда от перенапряжений, возникающих в контактной сети при электрических разрядах, а также от коммутационных перенапряжений, появляющихся, например, при отключении тока короткого замыкания, применяют вентильные разрядники с нелинейным вилитовым сопротивлением. Работа таких разрядников основана на свойстве вилита (смесь карборунда, графита и глины) увеличивать с повышением напряжения число проводящих каналов, в связи с чем общее сопротивление его уменьшается и волна перенапряжений быстро отводится в «землю». Кроме ограничения уровня перенапряжений, разрядник должен обеспечить прекращение тока в его цепи после прохождения волны перенапряжения. Это условие обеспечивается нелинейностью характеристики вилитовых дисков.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р устанавливают униполярные вилитовые разрядники РМВУ-3,3, имеющие большую пропускную способность и мощную систему дугогашения. В разряднике РМВУ-3,3 искровые промежутки расположены в нижней части полости кожуха, поэтому дуга, возникающая при пробое искровых промежутков, должна выдуваться в верхнюю часть камеры. Для этого к контактному болту подключают напряжение положительной полярности.
Разрядник РМВУ-3,3 (рис. 96) состоит из двух вилитовых дисков 5, 7, двух искровых униполярных промежутков 14, дугогасительного устройства, монтажных деталей и пружины 8, помещенных внутри фарфорового кожуха 3. Снизу кожух закрыт дном 16 и соединен с основанием 1 заливочной массой 2. Вилитовые диски диаметром 130 мм по бокам покрыты твердой изоляционной обмазкой, которая скрепляет их и предохраняет от разрядов по боковой поверхности. Фетровые прокладки 6 удерживают диски от горизонтального перемещения.
Дугогасительиое устройство разрядника состоит из двух постоянных магнитов 12, 15, расположенных между вилитовыми дисками и дном. Магниты обеспечивают равномерность магнитного поля у искрового промежутка и в зоне горения дуги. Искровые промежутки 14 шунтированы высокоомными тиритовыми резисторами 21. Так как вилит гигроскопичен и при попадании в него влаги теряет свои электрические свойства, кожух герметически уплотняют кольцевыми прокладками 9, 17 из морозостойкой резины. В случае перекрытия вилитовых дисков возникает короткое замыкание и повышается давление внутри разрядника. Чтобы предотвратить возможность взрыва разрядника, в его дне предусмотрено предохранительное устройство — клапан 19. При нормальных условиях давление газов внутри разрядника невысокое.
113
Рис. 96. Конструкция (а) и электрическая схема (б) разрядника РМВУ-3,3:
/ — основание; 2 — заливочная масса; 3—-фарфоровый кожух; 4, И, 13, 18 — монтажные детали; 5,7 — вилнтовые диски; 6 — фетровая прокладка; 8 — пружина; 9,	17 — кольцевые
прокладки; 10 — контактный болт; 12, /5 — постоянные магниты; 14 — искровые униполярные промежутки; 16 — дно; 19 — предохранительный клапан; 20 — болт; 21 — тиритовые рези-зисторы
При давлении 0,5 МПа (5 кгс/сма) и выше предохранительное устройство срабатывает и газы выходят в атмосферу.
Искровые промежутки пробиваются при напряжении 7,5—9 кВ. После прохождения волны перенапряжения и снижения напряжения контактной сети до номинального сопротивление вилитовых дисков увеличивается до 140— 160 Ом, а ток спадает до 25—30 А. При этом дуга на искровых промежутках под действием магнитного поля постоянных магнитов растягивается и гаснет.
Для контроля срабатывания вилитового разрядника применяют регистраторы РВР. Регистратор представляет собой небольшой аппарат, автоматически заменяющий плавкие вставки, перегорающие при срабатывании разрядника. Регистратор включен в цепь разрядника; при его срабатывании через резистор регистратора сопротивлением 0,5—5 кОм протекает импульсный ток, сжигающий плавкую вставку регистратора. Затем под действием заводной пружины на место сгоревшей плавкой вставки устанавливается новая вставка. Регистратор рассчитан на девять срабатываний разрядника и имеет указатель числа срабатываний.
Технические данные разрядника РМВУ-3,3
Номинальное напряжение, кВ................................ 3
Наибольшее допустимое напряжение, кВ...................... 4,2
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц, кВ................6,7—7,4
Ток проводимости (утечки) при напряжении 4000 В, мкА .	.	80—120
На каждом моторном вагоне установлено по два разрядника: первый разрядник подключен к токоприемнику, а второй — к фильтру. Второй разрядник служит для отвода перенапряжений, возникающих на конденсаторе при срабатывании первого разрядника. Разрядники по соображениям безопасности обнесены металлическим сетчатым ограждением,
114
33.	Резисторы и индуктивные шунты
Резисторы служат для ограничения тока в цепях тяговых двигателей и вспомогательных машин, а также для регулирования электрических процессов.
В силовых цепях электропоездов резисторы применяют для пуска и электрического торможения тяговых двигателей, ослабления возбуждения; во вспомогательных цепях —для пуска вспомогательных машин, в качестве дополнительных и разрядных.
В зависимости от тока резисторы могут быть ленточными или проволочными.
При прохождении тока в резисторах выделяется тепло, поэтому их выполняют из материалов, способных длительно выдерживать высокие температуры нагрева. Кроме того, материал, из которого выполнен резистор, должен обладать малым температурным коэффициентом, так как в большинстве случаев заданные значения сопротивления резистора должны оставаться в процессе работы неизменными. Наилучшими материалами для резисторов являются константан, фехраль и нихром.
Резисторы КФ устанавливают в силовых цепях тяговых двигателей. Элемент резистора КФ состоит из фехралевой ленты 2, (рис. 97), намотанной на ребро на фарфоровом гребенчатом изоляторе 3, который укреплен на стальном держателе 4. К концам фехралевой ленты припаяны твердым сплавом выводные соединительные медные пластины 1 с отверстиями под болты. К этим пластинам крепят соединительные шины и кабели.
Резисторы КФ изготовляют трех размеров и соответственно трех мощностей (2150, 1820, 920 Вт). Элементы каждого размера выпускают нескольких исполнений, различающихся по значению сопротивления, допустимому току, размерам ленты, количеству витков, типу гребенчатого изолятора. Хотя фехраль и допускает нагрев до температуры 650—700 °C, элементы рассчитаны на температуру не свыше 450 °C, так как более высокая температура опасна для окружающего оборудования. Элементы собирают по нескольку штук в блоки для удобства монтажа и установки. Допускаемое отклонение значения сопротивления отдельных элементов- должно быть не более ±5%.
, На электропоезде ЭР2 резисторы КФ применяют в качестве пусковых и для ослабления возбуждения (шунтирующие резисторы), на электропоезде ЭР2Р — в качестве пускотормозных, демпферных и для ослабления возбуждения.
Пусковые резисторы КФ-115А собирают в виде двух групп по 18 элементов в каждой (рис. 98). Элементы, изготовленные из фехралевой ленты, крепят посредством держателей на металлических стойках ящика стальными шпиль-
Рис. 97. Элемент резистора КФ
115
ками. Шпильки изолируют эскапоно-вой и стеклянной нетканой лентой. Между выводами, держателями и стойками на шпильках расположены стальные и изоляционные шайбы, дистанционные трубки и изоляторы. Элементы присоединены друг к другу шинами. Ящики установлены под вагоном на изоляторах. Каждая группа пусковых резисторов имеет сопротивление 8,83 Ом, а общее сопротивление пусковых резисторов составляет 17,66 Ом.
Рис. 98. Схема одной группы пусковых ре- Резисторы ослабления возбуждения зисторов КФ-Н5А	КФ-ЗЗУ состоят из двух фехралевых
элементов такой же конструкции, как и элементы пусковых резисторов. Ящик с этими элементами подвешивают на двух изоляторах под вагоном. Элементы соединены последовательно с ин-
дуктивными шунтами в разных группах тяговых двигателей и подключаются к силовой цепи только на позициях ослабления возбуждения.
Технические данные пусковых резисторов н резисторов ослабления возбуждения
Тип резистора ....................................КФ-Н5А	КФ-ЗЗУ
Номинальное напряжение, кВ......................... 3000	3000
Мощность элемента при 350 °C,	Вт.................. 2150	920
Установочный размер элемента,	мм.................. 600	290
Сопротивление одного элемента, Ом	....	0,57/0,39	0,45
Число элементов.............................10/8	2
Длительный ток элемента при 350 °C,	А	...	62/74	45
Примечание. В числителе — при намотке в одну леиту, в знаменателе — в две ленты.
Пускотормозные резисторы КФ-123А состоят из 14 блоков, в каждом из которых смонтировано по шесть элементов, укрепленных на металлических скобах. Крепежные шпильки изолируют эскапоновой и стеклянной нетканой лентой. На шпильках расположены стальные и изоляционные шайбы, дистанционные трубки, изоляторы и выводы. Элементы соединены шинами. Скобы крепят болтом к опорному изолятору. Блоки резисторов установлены на опорных изоляторах на крыше вагона.
Резисторы ослабления возбуждения КФ-122А состоят из шести элементов, расположенных в три ряда и собранных в один блок. Элементы выполнены из фехралевой ленты так же, как элементы пускотормозных резисторов. Блок резисторов ослабления возбуждения подвешивают на изоляторах под вагоном.
Технические данные пускотормозных резисторов и резисторов ослабления возбуждения
Тип резистора . .................
Номинальное напряжение, кВ Мощность элемента при 350 °C, Вт Установочная длина элемента, мм Число элементов .................
КФ-123А	КФ-122А
3	3
2150	920
600	290
84	9
Защитный резистор КФ-132 установлен в цепи быстродействующего контактора защиты. Он состоит из четырех элементов с общим сопротивлением 8 Ом и служит для облегчения про’цесса дугогашения при отключении контактора. Элементы выполнены из фехралевой ленты и собраны в один блок, который подвешен на изоляторах под вагоном.
116
Демпферный резистор включен в цепь двигателя преобразователя и служит для ограничения пускового тока двигателя преобразователя и тока короткого замыкания. Элементы выполнены из фехралевой ленты и собраны в ящик, который подвешен под вагоном. Общее сопротивление демпферного резистора 18 Ом.
Технические данные защитного и демпферного резисторов
Номинальное напряжение, кВ .....................................3
Мощность элемента при 350 °C, Вт.............................2150
Ток продолжительного режима элемента при 350 °C, А . .	.	.	33
Установочная длина элемента, мм...............................600
Сопротивление одного элемента, Ом...............................2
Резисторы СР установлены в силовых цепях вспомогательных машин. Элемент резистора СР представляет собой фарфоровый цилиндр с канавкой, в которой уложена фехралевая проволока. Концы проволоки имеют медные выводы. Цилиндр шпильками и гайками крепят к металлическим держателям.
На электропоезде ЭР2 резисторы СР устанавливают в силовых цепях вспомогательных машин в качестве демпферных. На электропоезде ЭР2Р резисторы СР применяют в качестве пусковых. Элементы резисторов СР-323 и СР-325 собраны в блок и установлены в ящике под вагоном.
Пусковые резисторы установлены в цепи двигателя преобразователя и состоят из шести элементов СР-325, по 4,8 Ом каждый. Общее сопротивление пусковых резисторов 28,8 Ом. Служат они для ограничения тока двигателя преобразователя при запуске.
Технические данные резисторов СР
Тип резистора .........................................СР-323	СР-325
Номинальное напряжение,	кВ............................. 3	3
Число элементов.......................................... 2	4X2/6
Сопротивление элемента,	Ом............................7±0,7	4,8±0,4
Число витков............................................. 61	61
Диаметр проволоки, мм................................... 1,4	1,8
Примечание. В числителе — на электропоезде ЭР2, в знаменателе — на
ЭР2Р.
Трубчатые резисторы ПЭВ (проволочные, эмалированные, влагостойкие) изготовляют из константановой или нихромовой проволоки, намотанной на керамическую или стеатитовую трубку. После намотки поверхность трубки заливают эмалью, предохраняющей обмотку от разматывания, замыкания витков и окисления на воздухе при высокой температуре. К выводным концам резистора припаивают гибкий медный шунт, другой конец которого соединяют с держателем.
Различают резисторы двух классов точности: резисторы I класса имеют отклонение сопротивления от номинального значения не более ±5%, II класса—не более ±10%. Температура нагрева трубки при номинальной нагрузке не должна быть выше 330еС. Отдельные элементы для удобства монтажа собирают в блоки. На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р трубчатые резисторы ПЭВ включены в цепь катушек различных реле и аппаратов и имеют сопротивление от 2 Ом до 51 кОм.
На электропоезде ЭР2 блок резисторов, включенных в цепь катушек реле боксования и реле напряжения, состоит из 26 трубчатых элементов ПЭВ-75, установленных на металлической раме.
Резисторы, включенные в цепь катушки реле напряжения, состоят из 10 элементов сопротивлением 7,5 кОм каждый. Полное сопротивление составляет 75 кОм. Резисторы, включенные в цепь катушки реле боксования, состоят из четырех элементов, по 5,1 кОм каждый. Полное сопротивление группы 117
элементов для одного тягового двигателя 20,4 кОм. Такие же резисторы включены в цепь подъемной катушки реле ускорения и регулятора напряжения.
На электропоезде ЭР2Р блоки резисторов установлены в цепи катушек реле напряжения, боксования,максимального напряжения и реле регулировки баланса. Резисторы, включенные в цепь катушки реле напряжения, состоят из шести элементов сопротивлением 10 кОм каждый. Полное сопротивление составляет 60 кОм.
В цепь катушки реле боксования включены три элемента сопротивлением 2,4 кОм каждый. Полное сопротивление их для одного тягового двигателя составляет 7,2 кОм.
Резисторы ПЭВ устанавливают в качестве разрядных (два элемента по 51 кОм) и дополнительных, включенных в цепь счетчика электрической энергии (четыре элемента по 40 кОм).
Резисторы, имеющие хомутик, передвижением которого можно менять их сопротивление, обозначают буквами ПЭВР.
Трубчатые резисторы ТСО представляют собой цилиндр, на который намотана константановая мягкая проволока. Цилиндр крепят на металлических держателях гайками, шпильками и двумя фарфоровыми втулками. Держатели имеют вырезы для крепления на панели. Для изменения сопротивления резистора средний вывод может быть передвинут вдоль намотанной проволоки.
Технические данные резисторов ТСО
Тип резистора			ТСО-10	ТСО-36
Сопротивление, Ом		10	36
Число витков 		82	134
Диаметр проволоки, мм		0,7	0,5
Длина проволоки, м		9,2	15,2
Допустимая нагрузка, А . .	......	2,5	1,45
Рис. 99. Индуктивный шунт ИШ-104А
Резисторы МЛТ-1 мощностью 1 Вт установлены в цепи автоматического управления калорифером. Они служат для облегчения процесса дугогашения при размыкании контакторов. Сопротивление этих резисторов 1 или 3,3 кОм. Предельное рабочее напряжение 500 В.
Резисторы ПЭВ, ТСО и МЛТ устанавливают в цепях электронных датчиков реле, бесконтактного регулятора напряжения и др.
Резистор вольтметра Р-103 предназначен для расширения предела измерения вольтметра постоянного тока. Выполнен он из манганиновой или константановой проволоки, намотанной на пластмассовый каркас, и закрыт перфорированным кожухом. Сопротивление его составляет 1333 кОм, номинальное напряжение 4000 В, наминальный ток 3 мА. Включают резистор со стороны высокого напряжения и крепят на двух изоляторах в ящике под вагоном.
Индуктивные шунты (дроссели) включают последовательно с резисторами, применяемыми для ослабления возбуждения. На электропоезде ЭР2Р индуктивный шунт при электрическом торможении работает как сглаживающий дроссель. На электропоезде ЭР2 установлен индуктивный шунт ИШ-104А, а на ЭР2Р—ТИШ. 001. Служат они для защиты тяговых двигателей от сильных колебаний электрического тока при неу становившихся режимах, когда движение электропоезда происходит при
118
ослабленном возбуждении. В этом случае в момент возрастания напряжения как в обмотках возбуждения, так и в индуктивном шунте наводится одинаковая э. д. с. самоиндукции, следовательно, исключаются сильные броски тока в обмотке якоря.
Технические данные индуктивных шунтов
Тип шуита...............................
Номинальное напряжение, кВ .	.	.	.
Число витков катушки....................
Размеры медной ленты, мм................
Сопротивление двух катушек при 20 °C, Ом
Ток продолжительного режима, А Индуктивность при токе 50 А, мГн
»	»	» 100 »	»	. .
ИШ-104А 3
175 0,8X25 0,352 35
300
170
1ИШ.001 3
34 2,26X25 0,0306 165
90
40
Индуктивный шунт ИШ-104А имеет разомкнутый стальной магнитопровод, состоящий из двух комплектов Т-образных пластин 1 (рис. 99) толщиной 2 мм, на которые насажены две последовательно соединенные катушки 5. Комплекты скреплены болтами 2. Пластины зажаты между угольниками 4 и также стянуты болтами 3. Катушки намотаны из медной ленты МГМ в два слоя и имеют изоляцию класса В. Они изолированы от сердечника изоляционными прокладками и имеют выводы. Шунты подвешивают на изоляторах к раме вагона.
34.	Электрические печи, нагревательные элементы, предохранители
Отопительная система вагонов состоит из электрических печей ПЭТ-1УЗ, предназначенных для нагрева воздуха внутренних помещений электропоезда, и электрокалориферов — для подогрева наружного воздуха, поступающего в пассажирское помещение.
Электрические печи ПЭТ-1УЗ расположены в заземленных кожухах 3 (рис. 100) на полу пассажирского помещения под диванами. Каждая печь имеет четыре трубчатых нагревательных элемента 6, через которые пропущены проволочные спирали. Для предотвращения вибрации и смещения спиралей трубки заполнены кварцевым песком. Они укреплены на изоляторах 5 и соединены последовательно. Выводные зажимы 4 присоединены к шпилькам, пропущенным через изолятор.
На электропоезде ЭР2 в моторном и прицепном вагонах установлено по 20 печей, соединенных в четыре параллельные группы. Каждая группа состоит из пяти последовательно соединенных печей. Общая мощность печей в вагоне 12,8 кВт. В головном вагоне в пассажирском помещении установлены только три группы (15 печей), а четвертая, состоящая из четырех печей, предназначена для служебного отопления. Общая мощность печей кабины машиниста 4 кВт.
На электропоездах ЭР2 последних выпусков и ЭР2Р в моторном вагоне установлено также 20 печей, а в прицепном — 19 печей общей мощ-
Рис. 100. Электрическая печь ПЭТ-1УЗ:
I, 2 — крышки кожуха; 3 — кожух; 4 — выводной зажим; 5 — изоляторы; 6 — нагревательный элемент
119
ностью 12,1 кВт, в головном в пассажирском помещении — 14 печей общей мощностью 8,9 кВт.
Технические данные печи ПЭТ-1 УЗ
Номинальное напряжение, В.................................. 750
Номинальная мощность, кВт.................................... 1
Мощность печи при напряжении 600 В, Вт................... 640
Номинальный ток, А........................................... 1,3
Сопротивление в холодном	состоянии,	Ом................... 670—760
Максимальная температура нагрева кожуха, °C, при напряжении: 825 В................................................... 130
1000 В..................................................  180
Сопротивление изоляции	не	менее,	МОм......................... 0,5
Электрокалориферы собраны из трубчатых нагревательных элементов ТЭН-78А мощностью 800 Вт и напряжением 220 В. Эти элементы закреплены на фарфоровых изоляторах, установленных на металлических планках. Внутри нагревательного элемента намотана спираль из нихромовой проволоки диаметром 0,35 мм, активная длина которой 670 мм. Для предотвращения смещения спирали трубка заполнена кварцевым песком. По концам трубки имеются выводы.
На электропоезде ЭР2 электрокалорифер имеет две секции мощностью 9,3 и 18,6 кВт. Малая секция, состоящая из 8x2 нагревательных элементов, соединенных последовательно, включается одновременно с электропечами и работает под контролем терморегулятора ТЖ-В. Большая секция состоит из 16x2 нагревательных элементов, соединенных в две параллельные группы (по 8x2 элементов последовательно в каждой группе), и работает под контролем термоконтакторов ТК + 8° и ТКЧ--160. Она включается при температуре воздуха в вентиляционном канале 4-8 °C и ниже и выключается при 4- 16 °C и выше. Таким образом, малая секция совместно с электропечами обеспечивает температуру в пассажирском помещении от 11 до 15 °C; большая секция поддерживает температуру подаваемого в салон свежего воздуха в пределах от 8 до 16 °C.
Весь электрокалорифер разделен на две половины, установленные в потолочном канале 1 (рис. 101) пассажирского помещения у торцовых стен салона. В каждой половине имеется 24 нагревательных элемента. На электропоезде
Рис. 101. Расположение двигателей вентиляторов и электрокалориферов в вагоне: /—потолочный канал; 2 — электрокалорифер; 3 — вентилятор; 4 — электродвигатель; 5 — сетчатый фильтр; 6 — жалюзи
120
ЭР2Р электрокалорифер содержит 48 нагревательных элементов, соединенных в четыре параллельные группы-(по 12 элементов последовательно в каждой). Общая мощность калорифера 24,8 кВт. Разделен он также на две половины, расположенные по концам потолочного канала салона вагона и работает под контролем термоконтакторов ТК+8° и ТК + 16°, как и на электропоезде ЭР2.
Служебное отопление кабины машиниста на электропоездах ЭР2 последних выпусков и ЭР2Р электрокалориферное. Электрокалорифер имеет нормальный режим (включена малая ступень мощностью 4,66 кВт) и усиленный режим (включена большая ступень мощностью 7,5 кВт на электропоезде ЭР2 и 8,2 кВт— на ЭР2Р). Температуру воздуха в кабине контролируют термоконтакторы, поддерживающие ее в пределах от 16 до + 20°С.
Для улучшения условий труда обслуживающего персонала на подножках установлены два электронагревательных элемента ТЭН-32А, которые включаются выключателем «Дополнительный обогрев кабины».
Обогреватель влагосборника предназначен для подогрева крана и нижней части влагосборника и состоит из двух нагревательных элементов ТЭН-32А, помещенных в корпусе и закрепленных скобами. Между скобами и элементом установлены асбоцементные прокладки. Номинальное напряжение обогревателя 50 В, номинальная мощность 100 Вт. На электропоезде ЭР2 элементы соединены параллельно, а на ЭР2Р — последовательно.
Электрообогреватель туалета — электропечь ПЭТ-1 УЗ, включенная в схему отопления пассажирского помещения. Нагревательные элементы соединены таким образом, что электропечь можно включать на напряжение 220 В. Для дополнительного обогрева туалета используют обогреватель бака, выполненный из шести электронагревательных элементов ТЭН-78А, и обогреватель сливной трубы, состоящий из двух электронагревательных элементов ТЭН-32А.
На электропоезде ЭР2Р туалет обогревается двумя печами ПЭТ-1 УЗ.
Обогрев окон в кабине машиниста в зимнее время осуществляется для предотвращения их запотевания и образования инея. Стекла окон состоят из внешней и внутренней закаленных силикатных пластин, склеенных прозрачной эластичной прокладкой, которая обеспечивает безосколочность стекол при механических повреждениях. Обе пластины снабжены нагревательными элементами. Нагревательный элемент представляет собой прозрачное токопроводящее покрытие, нанесенное на внутренние поверхности внешней и внутренней пластин. Токопроводящее покрытие соединено с токоведущими серебряными шинами, выведенными на соответствующие зажимы. Питание к нагревательным элементам подается от сети постоянного тока напряжением ПО В (на электропоезде ЭР2Р) и 50 В (на электропоезде ЭР2) через четырехпозиционный переключатель; 1-е положение переключателя соответствует интенсивному нагреву, 2-е — внутреннему, 3-е — наружному, 4-е — слабому подогреву. Электрообогреватель рекомендуется включать только при заинде-вении или запотевании стекол, затрудняющем обзор. Смена режимов обогрева должна происходить в такой последовательности: слабый подогрев, внутренний или наружный нагрев и только после этого интенсивный нагрев.
Предохранители используют для защиты электрических цепей электропоезда от перегрузок и коротких замыканий. Время срабатывания предохранителя складывается из времени плавления вставки и времени гашения дуги. Время плавления вставки зависит от тока, материала плавкой вставки и напряжения горения дуги. Оно уменьшается с увеличением кратности тока перегрузки по отношению к длительному току предохранителя. Существенный недостаток плавких предохранителей — однократность действия, т. е. необходимость смены предохранителя или плавкой вставки после срабатывания.
121
При одинаковых отключаемых токах мощность электрической дуги в силовых цепях больше, чем в цепях управления. Поэтому конструкции плавких предохранителей для разных цепей различны.
Для защиты силовых вспомогательных цепей на электропоезде применяют предохранители ПКПС-3.
Предохранитель ПК.ПС-3 состоит из патрона, вставленного в зажимы, укрепленные на двух опорных изоляторах. Патрон представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 8 (рис. 102, а), заполненную чистым кварцевым песком, закрытую с обеих сторон латунными колпачками 4 с крышками 3. Герметизация патрона достигается заливкой цемента между колпачком и трубкой. Крышки к колпачкам с торцов должны быть тщательно запаяны. Между колпачком и стеклянной трубкой имеется асбоцементная прокладка 5.
Внутри патрона находится ребристый шамотный сердечник 10, на который намотана плавкая вставка 13 (рис. 102, б), состоящая из четырех медных посеребренных проволок. Каждая проволока имеет ступени различных диаметров. Для плавкой вставки с номинальным током 20 А диаметры ступеней проволок равны 0,25; 0,3; 0,35 мм, а с номинальным током 32 А — 0,3; 0,35; 0,4 мм. Такое устройство позволяет ограничить перенапряжения, возникающие при плавлении вставки, и обеспечить равномерный нагрев патрона по всей длине.
Оловянные шарики 12, напаянные в месте скруток плавких проволок, предназначены для снижения нагрева предохранителя. У них меньше температура плавления, поэтому плавление проволок начинается именно с этих участков. Быстрое гашение дуги в предохранителях, заполненных кварцевым песком, происходит из-за интенсивной деионизании дуги в узких щелях между песчинками. Возникающая в месте плавления вставки дуга насыщена ионизированными парами металла проволоки, которые благодаря высокой температуре создают внутри патрона большое давление. В результате ионизированные частицы разбрасываются в стороны, проникают в зазоры между песчинками, охлаждаются и деионизируются.
Рис. 102. Предохранитель ПКПС-3:
/ — пружина указателя; 2 — указатель срабатывания; 3 —крышка; 4 — латунный колпачок; 5 — асбоцементная прокладка; 6 — текстолитовая шайба; 7 — указательная проволока; 3 —стеклянная или фарфоровая трубка; 9 — наполнитель (кварцевый песок); 10 — шамотный сердечник; II— цементная заливка; 12 — оловянный шарик; /3 — плавкая вставка; 14 — бандаж; 15 держатель
122
Рис. 103. Патроны предохранителя со скользящими (а) и ножевыми (б) контактами
¥
Срабатывает предохранитель бесшумно, без выброса пламени и газов. О срабатывании предохранителя сигнализирует специальный указатель, устроенный следующим образом. На крышке патрона укреплена металлическая втулка, внутри которой помещена спиральная пружина, прикрепленная одним концом к дну втулки, а другим — к головке указателя. При перегорании проволоки пружина освобождается и выбрасывает из втулки колпачок, сигнализируя о срабатывании предохранителя. Сработавший предохранитель ПКПС-3 заменяют другим. Перезарядка патрона предусматривает смену перегоревшей плавкой вставки и отработанного кварцевого песка.
На электропоезде ЭР2 предохранитель ПКПС-3 установлен в ящике под вагоном. Он служит для защиты всей вспомогательной цепи высокого напряжения.
На электропоезде ЭР2Р предохранители ПКПС-3 используют для защиты: высоковольтных цепей отопления и измерительных приборов моторного вагона, силовых цепей двигателя преобразователя; силовых цепей, передающих напряжение 3 кВ на прицепной вагон; высоковольтных цепей отопления прицепного вагона.
Технические данные предохранителя ПКПС-3
Номинальное напряжение. кВ............................... 4
Номинальный ток, Л ...	.......	20; 32
Сопротивление,	Ом........................................ 0,028—0,039
Размеры указательной проволоки, мм: диаметр................................................  0,15
длина	............................................... 790
Предохраншпели ПНБ-2 служат для защиты выпрямительного моста в цепи подзаряда аккумуляторной батареи на электропоезде ЭР2Р. Они предназначены для работы в цепях переменного тока частотой 50 Гц, напряжением до 380 В и постоянного тока напряжением до 400 В. Патрон предохранителя состоит из стеклянной трубки, армированной по концам медными колпачками. Плавкая вставка, впаянная в колпачки патрона, изготовлена из серебряной ленты и имеет сечение, рассчитанное на определенный ток срабатывания.
Патрон предохранителя заполнен чистым, сухим кварцевым песком, который способствует быстрой деионизации возникающей дуги и почти мгновенному ее гашению. После срабатывания патрон не перезаряжают, а заменяют новым. Предохранитель отключает двукратный номинальный ток не более чем за 15 с.
Предохранители ПР-2 получили наиболее широкое применение для защиты цепей управления. Эти предохранители, изготовляемые на напряжение 220 и 500 В, имеют закрытые разборные патроны без наполнителя на номинальные токи 15, 60, 100 и 200 А. Патроны, рассчитанные на номинальный ток 15 А, могут заряжаться плавкими вставками на 6, 10 и 15 А, а патроны, рассчитанные на ток 60 А, могут заряжаться вставками на токи от 15 до 60 А. Плавкие 123
вставки выполнены в виде цинковой пластинки со суженными местами (перешейками). При прохождении по этой пластинке тока свыше номинального вставка расплавляется в узких местах.
Патрон предохранителя состоит из фибровой трубки 1 (рис. 103, а и б), которая при появлении дуги выделяет газы, давлением которых гасится дуга. На трубку насажены алюминиевые или латунные втулки 2, на которые навинчивают латунные колпачки 5, являющиеся контактными частями патрона. Плавкая вставка 4 зажата между шайбой 3 и колпачком 5. У патронов предохранителей на 100 и 200 А контактами являются медные ножи 6.
Предохранители ПК-45 служат для защиты слаботочных цепей (радиосети, локомотивной сигнализации и др.). Патрон предохранителя представляет собой стеклянную трубку с наконечниками,к которым припаяна плавкая вставка из проволоки в виде прямой нити. Длина патрона 50 мм, диаметр 7 мм. Предохранители рассчитаны на ток от 0,25 до 5 А и напряжение до 600 В. После срабатывания их заменяют новыми.
Глава VI
РЕЛЕ И РЕГУЛЯТОРЫ
35.	Реле
друг друга и не оказывают влияния
Рис. 104. Магнитная система дифференциального реле Р-104
Дифференциальное реле (ДР) работает на принципе сравнения токов тяговых двигателей в начале и конце защищаемой цепи.
При коротких замыканиях в цепи тяговых двигателей ток быстро увеличивается до значения уставки БВ. В тех случаях, когда замыкание на «землю» происходит по цепи с сопротивлением или в цепи остается часть включенных тяговых двигателей, ток неполного короткого замыкания может быть меньше значения, на которое отрегулирован БВ. Между тем этот ток опасен для целости электрического оборудования. Дифференциальное реле является в таких случаях более чувствительным.
Дифференциальное релеР-104Б (рис. 104) имеет стальной трехстержневой наборный сердечник, на вертикальных сторонах которого находятся последовательно соединенные подмагничивающие катушки 8 и 11. В средней части магнитопровода установлен якорь 6, имеющий ось 4 вращения. С помощью болта и пружины 10 его регулируют так, чтобы воздушные зазоры 1, 2, 5 и 12 были одинаковы.
В верхнем окне магнитопровода помещают вводной и выходной силовые витки. Когда ток протекает по подмагничивающим катушкам, их магнитный поток Фу замыкается по стержням 3 и 7 через воздушные зазоры 1, /2 и 2, 5.
При отсутствии короткого замыкания по входному и выходному силовым виткам протекают одинаковые токи, поэтому их магнитные потоки, направленные встречно, взаимно уничтожают на реле. Якорь 6 в это время находится в положении равновесия и на него воздействует только пружина 10.
В случае короткого замыкания в цепи тяговых двигателей ток в одном из проводов будет больше, чем в другом. Разность этих токов создаст в стержнях 3 и 7 магнитный поток небаланса Ф2, который в зазорах 1 и 5 складывается с магнитным потоком подмагничивающих катушек Фъ а в зазорах 2 и 12 направлен встречно. Магнитодвижущая сила, действующая в зазорах 1 и 5, преодолевает сопротивление пружины и поворачивает якорь против часовой стрелки.
Якорь изоляционной планкой нажимает на мостик и размыкает блок-контакт 9, включенный в цепь удерживающей катушки быстродействующего выключателя (БВУ), и последний отключается.
1?5
Восстановление реле происходит после отключения сиЛовогб тока в цепи тяговых двигателей и тока в подмагничивающих катушках с помощью блок-контакта БВ. При этом якорь дифференциального реле (ДР) возвращается пружиной в исходное положение.
Ток срабатывания дифференциального реле на электропоезде ЭР2 составляет 40—60 А.
Технические данные дифференциального реле Р-104Б
Номинальное напряжение, В ,.........................................50
Ток катушек, А....................................................0,68
Диаметр провода катушки, мм.......................................0,44
Число витков .................................................... 2200
Сопротивление одной катушки при 20 °C, Ом...........................34
Реле перегрузки Р-103 с механизмом возврата Р-102 защищает силовые цепи тяговых двигателей от токов перегрузки, а силовые вспомогательные
Рис. 105. Реле перегрузки Р-103 с механизмом возврата Р-102:
1 — силовая катушка; 2 — якорь; 3 — регулировочный винт; 4 — регулировочная гайка; 5 —планка; 6 — упор; 7 — защелка; 8 — якорь механизма возврата; 9 — регулировочный винт механизма возврата; 10 — регулировочная гайка механизма возврата; 11 — контактные мостики; 12 --катушка механизма возврата; 13 — пружина; 14 — шкала;	15 — маг-
ннтопровод; 16 — фла-жок-снгналнзатор
цепи — от токов перегрузки токов короткого замыкания. В схемах его обозначают как РП1, РП2, РПД, РПД и РПО на электропоезде ЭР2 (РПП — на ЭР2Р). В зависимости от выполняемых функций реле могу г иметь различные технические данные.
Реле состоит из двух частей: верхней высоковольтной (Р-103), которая контролирует ток перегрузки, и нижней низковольтной (Р-102), которая выполняет функции механизма возврата. Обе части работают в сочетании друг с другом.
Реле Р-103 представляет собой конструкцию клапанного тйпа, на магнитопроводе которого установлена силовая катушка 1 (рис. 105), включенная последовательно с защищаемой цепью. Изоляционная планка 5, укрепленная на якоре 2 и рассчитанная на полное напряжение силовой цепи, воздействует на низковольтную часть. При прохождении по силовой катушке токов перегрузки якорь реле притягивается к сердечнику, планка ударяет по упору 6 и поворачивает валик механизма возврата. Валик, поворачиваясь, освобождает от защелки 7 якорь 8 механизма возврата, на котором укреплены блок-контакты. Происходит их замыкание или размыкание.
При выключении тока в силовой цепи якорь 2 отпадает и занимает исходное положение. Для восстановле
ния реле достаточно кратковременно подать напряже-ние на его катушку 12, при этом якорь 8 притягивается и запирается на защелку.
В верхней части панели около каждого реле на шпильке подвешен флажок-сигнализатор 16, который при срабатывании реле выходит из зацепления и опускается. Восстанавливают флажок-сигнализатор вручную.
Регулировку тока уставки реле производят изменением натяжения пружины 13 посредством регулировочной гайки 4 и регулировочного винта 3. У каждого реле имеется шкала 14, на которой указан ток уставки.
На электропоезде ЭР2 реле перегрузки РП1 и РП2 имеют один механизм возврата. У реле РПД и РПК, для
126
Рис. 106. Реле боксования Р-304:
1 — катушка; 2 — прокладка; 3 — якорь;
4 — пружина; 5 — магнитопровод; 6 — планка; 7 — контактный мостик; 8 — неподвижные контакты
подключения тепловых реле ТРВ-8,5 силовые катушки разделены на две секции. У реле РПО катушка восстановительного реле не подключена к цепи низкого напряжения, поэтому его восстанавливают вручную.
Реле боксования Р-304 служит для ослабления боксования при тяге (на электропоезде ЭР2). Реле имеет Г-образный магнитопровод 5 (рис. 106). На якоре 3 укреплена изоляционная планка 6, на конце которой установлены два контактных мостика 7. Катушка 1 реле боксования включена между средними точками обмоток якорей тяговых двигателей.и искусственной цепи из двух одинаковых резисторов. В цепь резисторов ответвляется небольшой ток. В нормальных условиях при одинаковой частоте вращения якорей двигателей приложенное напряжение распределится равномерно между обмотками якорей двигателей и потенциал их средней
точки а (рис. 107, а) будет равен потенциалу средней точки б цепи резисторов. На концах катушки реле РБ1 не будет разности потенциалов, поэтому ток по катушке не пойдет.
Если какой-либо двигатель начнет боксовать (увеличится частота вращения якоря), то произойдет перераспределение приложенного к обмоткам якорей напряжения. На боксующем двигателе напряжение в связи с увеличением э. д. с. увеличится, а на небоксующем уменьшится. При боксовании, например, двигателя 1 (рис. 107, б) потенциал точки а снизится, а при боксовании двигателя 2 повысится. При этом потенциал то1 ки б останется почти неизменным.. На концах катушки РБ1 образуется разность потенциалов, вследствие чего по реле начинает протекать ток, и оно срабатывает.
Блок-контакты реле, замыкаясь, подают питание на сигнальные лампы в кабину машиниста и на подъемную катушку реле ускорения (РУ). При этом уставка РУ понижается и силовой реостатный контроллер боксующего вагона переходит на следующую позицию при пониженном ускорении.
При заклинивании колесной пары моторного вагона в режиме тяги потенциал средней точки между обмотками якорей изменится, так как у заклиненного двигателя э. д. с. равна нулю, и реле сработает. Реле боксования срабатывает и при перегорании одного из резисторов. Схема моста в этом случае
Рис. 107. Схема включения реле боксования на электропоезде ЭР2:
а —• при нормальной работе в режиме тяги; б — при боксовании первой колесной пары
127
нарушится и по катушке реле РБ1 потечет ток. Регулировку реле осуществляют посредством упорного винта и регулировочной пружины.
Технические данные реле боксования Р-304
Ток срабатывания, А .... ...............................0,015±0,001
» отпадания якоря, А.................................... 0,006±0,001
Число витков катушки.........................................21	000
Сопротивление при 20 °C, Ом.................................  2	570
Число замыкающих контактов..................................... 2
Диаметр провода, мм......................................... 0,15
Реле Р-305 используют на электропоезде ЭР2Р в качестве реле включения рекуперации, которое служит для автоматического перехода в режим рекуперативного торможения при э. д. с. двигателей-генераторов, близкой к напряжению контактной сети. По своей конструкции реле Р-305 аналогично реле боксования Р-304.
Реле ускорения и торможения Р-40 предназначено для автоматического управления работой силового реостатного контроллера в зависимости от тягового тока и тем самым осуществляет автоматический разгон поезда. На электропоезде ЭР2 оно работает только в режиме ускорения. Реле имеет магнитопровод 3 (рис. 108) с большим воздушным зазором, мало изменяющимся при включении реле, и якорь 6, установленный на призматическом упоре 8. На якоре 6 установлен блок-контакт 4. На сердечнике магнитопровода размещены две согласно действующие катушки: силовая /, включенная последовательно в цепь тяговых двигателей, и подъемная 2, включенная в цепь управления. Изоляция между катушками, а также между силовой катушкой и магнитопроводом рассчитана на полное напряжение сети. Вдоль якоря размещена отключающая пружина 7, прикрепленная одним концом к кронштейну призматического упора, а другим — к якорю.
При отсутствии магнитного потока, а также когда магнитный поток силовой и подъемной катушек не в состоянии удержать якорь в притянутом состоянии, последний под действием пружины отпадает и замыкает свой блок-контакт. Если же действие магнитного потока будет сильнее, чем пружины, то якорь реле притянется и блок-контакт разомкнется.
изменением магнитного зазора упорным винтом 5 (грубая регулировка) или натяжением регулировочной пружины (точная регулировка).
На электропоезде ЭР2Р реле Р-40 применяют также в качестве реле моторного тока (РМТ) и реле обратного тока преобразователя (РОТ).
Реле моторного тока служит для защиты тягового двигателя от перехода в двигательный режим при рекуперативном торможении. Работает оно следующим образом: при рекуперативном торможении магнитный поток силовой катушки направлен навстречу магнитному потоку подъемной катушки и реле бездействует. Как только направление тока в силовой катушке изменится, магнитные потоки обеих катушек складываются и реле срабатывает, в результате чего происходит замещение рекуператив-
Ток отпадания якоря регулируют
Рис. 108. Реле ускорения Р-40
128
Рис. J 09. Реле напряжения Р-3100:
1 — пружина; 2 — якорь; 3 — гайка; 4 — ярмо; 5 — сердечник; 6 — катушка; 7 — шпилька; 8 — неподвижные контакты; 9 — серебряные иапайки;	10 — притираю-
щая пружина; 11— текстолитовая колодка; 12 — зиит; 13 — стойка
ного торможения реостатным с независимым возбуждением. Ток срабатывания при согласном включении катушек составляет (40±2) А, а при встречном — 450 А и более.
Технические данные реле Р-40
Ток уставки силовой катушки, А...............................175-s
То же при пониженном ускорении, А............................125
»	» боксовании, А'....................................75
Силовая катушка
Число витков.................................................8
Размеры провода, мм..............................................4x3,0
Ток продолжительного режима,	А..................................150
Подъемная катушка Номинальное напряжение, В..........................................50
Число витков......................................................1650
Сопротивление катушки при	20°C, Ом................................44,3
Диаметр провода, мм...............................................0,35
Ток продолжительного режима,	А...................................0,5
Реле обратного тока преобразователя служит для защиты двигателя преобразователя от больших токов как после внезапного возникновения напряжения в контактной сети, так и при генераторном режиме путем введения в цепь пускового резистора. Ток в силовой катушке при срабатывании составляет не более 2,5 А, а при отпадании якоря не менее 0,1 А. Нормально магнитные потоки силовой и подъемной катушек направлены согласно.
Устройство реле РОТ такое же, как и РУ, за исключением силовой катушки, которая имеет 138 витков.
Реле напряжения Р-3100 применяют в качестве реле минимального напряжения контактной сети. Реле напряжения (PH) предназначены для защиты силовой цепи тяговых двигателей от бросков тока, возникающих при внезапном появлении напряжения в контактной сети или его значительном понижении. Само по себе понижение напряжения не представляет опасности для электрической аппаратуры и тяговых двигателей. Однако следующее за ним восстановление полного напряжения вызывает перегрузку тяговых двигателей, которые до этого работали на автоматической (безреостатной) характеристике.
Реле Р-3100 имеет Г-образный магнитопровод, сердечник 5 (рис. 109) и якорь 2, на котором установлена текстолитовая колодка 11. На этой колодке укреплены мостиковые подвижные контакты с серебряными напайками 9 и притирающей пружиной 10. Неподвижные контакты 8 расположены на шпиль-5 Зак. 1069	129
Таблица 4
Показатель	Технические данные реле	
	Р-3100 (РН/РМ2)	Р-302 (PH)
Напряжение, В: срабатывания отпадания якоря Ток, А: срабатывания отпадания якоря Диаметр провода катушки, мм Сопротивление катушки 20 °C, Ом	2300/180±3 800/— . 0,03/— 0,01/— 0,15/0,51 2570/162	2300 800 0,037 0,013 0,15 2570
реле Р-3100 имеет два мостиковых
ках 7. Якорь отключается пружиной 1 и перемещается до упора в болт, который одновременно является блок-контактом. Регулировку реле производят изменением натяжения отключающей пружины 1, а изменение магнитного зазора—упорным винтом 12, укрепленным на стойке 13. Во избежание прилипания якоря 2 к сердечнику 5 и для обеспечения высокого коэффициента его возврата к якорю реле приклепана латунная прокладка. Реле включено в цепь после добавочного резистора со стороны земли.
На электропоезде ЭР2 установлено реле напряжения Р-3100, анаЭР2Р — реле Р-302. Реле Р-302 в отличие от гтакта. На электропоезде ЭР2Р реле
Р-3100 применяют также в качестве реле максимального напряжения РМ2. Технические данные реле Р-3100 и Р-302 приведены в табл. 4..
Реле максимального напряжения синхронного генератора РМ2 служит для подачи питания на катушку промежуточного реле защиты преобразователя РЗП-З. Срабатывает РМ2 при аварийном увеличении частоты генератора, а также при кратковременных забросах напряжения генератора.
Промежуточное реле контактора батареи ПБК служит для включения и отключения контактора БК, а также для отключения реле РЗП-2 при разносе преобразователя или значительном понижении напряжения синхронного генератора.
Реле максимального напряжения (РМН) служит для автоматического перехода с рекуперативного торможения на реостатное с независимым возбуждением, когда рекуперативное торможение практически становится невозможным (при повышении напряжения в контактной сети).
Промежуточные реле применяют в качестве вспомогательных. Их изготовляют с несколькими блок-контактами, которые предназначены для переключений в цепях управления и создания дополнительных цепей.
Реле РП-23 имеет катушку 8 (рис. ПО) и магнитопровод, в который входят скоба 3, сердечник 7 и якорь 6. Подвижные мостиковые контакты 5 замыкаются с неподвижными контактами 4 при возбуждении катушки, когда якорь нажмет своим хвостовиком на колодочку с блок-контактами. Реле имеет четыре замыкающих и один размыкающий контакт. При необходимости могут быть осуществлены другие комбинации контактов. Реле РП-23 применяют в цепях постоянного тока. В схемах электропоезда ЭР2 оно имеет обозначения ПРО, РРУ, БР1, БР2, РКО.
Эти обозначения расшифровываются следующим образом: ПРО — промежуточное реле включения отопления; РРУ — реле регулировки тока уставки реле ускорения; БР1, БР2— реле, управляющие силовым реостатным контроллером при ручном пуске; РКО — реле контроля отпуска.
Технические данные реле РП-23
Номинальное напряжение,	В .	.	,................................50
Число витков .......................................................8700
Диаметр провода, мм.................................................0,2
Сопротивление при 20 °C,	Ом........................................425
Время срабатывания, с...............................................0,08
130
РелеМКУ-48С имеет П-образный магнитопровод 8 (рис. 111) с плоским сердечником, на котором установлена включающая катушка 7. На конце якоря 6 укреплена пластмассовая стойка 4 с поперечными перекладинами, заходящими в промежутки между контактными пластинами 3. Блок-контакты 5 выполнены в виде набора пластин, на одном конце их напаяны серебряные накладки, а к другому присоединены монтажные провода.
При срабатывании реле вертикальная стойка изгибает пластины, производя соответствующие переключения. Весь механизм смонтирован на пластмассовом основании 1 и закрыт пластмассовым кожухом 2. Реле МКУ-48С в схемах имеет обозначения: на электропоезде ЭР2 — ПТР', на ЭР2Р — ПЛК, ПЛКТ, ПТ, ПШ, ПТП-М, ПТП-Т, ПРТ, РКТ, РКО, РТП, РБР, РСВ, PC, РСФ, РББ1, РББ2, РНВ1, РЗГ, РНК, ПТРК-
Технические данные реле МКУ-48С
Число размыкающих контактов ................................  2
» замыкающих »	  2
Время срабатывания, с...................................... 0,035
Число витков включения катушки...........................10	000/17 000
Диаметр провода, мм..................................... 0,1/0,07
Сопротивление при 20 °C, Ом..............................1900/6000
Рабочее напряжение, В..................................... 50/110
Примедакие. В числителе — для ПТР и. ПТРК, в знаменателе — для остальных реле.
Реле Р-101 имеет Г-образный магнитопровод, на сердечнике которого установлена включающая катушка. На якоре смонтированы изоляционные планки для крепления контактных мостиков. Регулировку реле осуществляют регулировочной пружиной и упорным винтом. Реле различных исполнений отличаются напряжением включающей катушки, а также числом блок-контактов.
Реле Р-101 в схемах имеет обозначения: на электропоезде ЭР2 — РКБ, РПТ, PT, РО, РБЛ, РВК; на ЭР2Р — РВК, РО, РТ, РОМ. Обозначения реле расшифровываются следующим образом: РКБ — реле контроля безопасности, электрически связанное с кнопкой КБ-, РПТ — реле пневматического тормоза, подключает ЭПТ-, РБЛ — реле блокировки лестницы подъема на крышу, при открытии которой подъем токоприемника невозможен; РВК —
Рис. ПО. Промежуточное реле РП-23:
/ — кожух; 2 — основание; 3 —- скоба; 4 — неподвижные контакты; 5 — подвижные контакты;
6 — якорь; 7 — сердечник; 8 — катушка
Рис. 111, Реле МКУ-48С:
/ —- основание; 2 — кожух; 3 — контактные пластины; 4 — пластмассовая стойка; 5 — блок-кон-такты; б — якорь; 7 — включающая катушка;
8 ~ магннтопровод
131
реле, служащее для включения двигателя вспомогательного компрессора; РТ — реле торможения; РО — реле отпуска.
Технические данные реле Р-101
Номинальное напряжение, В........................
Продолжительный ток, А...........................
Диаметр провода, мм..............................
Число витков.....................................
Сопротивление при 20 °C, Ом......................
Ток срабатывания, А..............................
Примечание. В числителе — для электропоезда ЭР2, ЭР2Р.
50/110 0,23/0,125
0,27/0,18
5500/10 500
175±10/750±|? 0,18/0,09
в знаменателе — для
РелеР-306 выполнено на базе контактора КМ, с той лишь разницей, что главная контактная система с дугогасительным устройством замёнена на блок-контакты такого же типа, как и на нижнем конце якоря. Реле имеет Г-образный магнитопровод, на сердечнике которого установлена включающая катушка. На якоре смонтированы изоляционные планки для крепления подвижных контактов. Регулировку осуществляют пружиной и упорным винтом.
Реле может иметь четыре блок-контакта в любых сочетаниях. Такое реле устанавливают на электропоезде ЭР2Р и в схемах обозначают РИГ, РПТ, РКБ, РК31, КВК, РЗП-З. Обозначения реле расшифровываются следующим образом: РНГ — реле напряжения генератора, служит для отключения обмотки возбуждения синхронного генератора от батареи после запуска преобразователя, срабатывает при фазном напряжении 115 В и более; РПТ — реле пневматического тормоза, подключает электропневматический тормоз при нажатии кнопки на пульте управления; РКБ — реле контроля безопасности, электрически связано с кнопкой безопасности КБ\ РК31 — реле контактора защиты; КВК — контактор вентилятора кабины машиниста; РЗП-З — про-' межуточное реле защиты преобразователя.
Реле ПРА — промежуточное реле аккумуляторной батареи, установлено на электропоезде ЭР2 для управления контакторами КБ1 и КБ2 при зарядке аккумуляторной батареи. Конструктивно реле ПРА выполнено так же, как и реле перегрузки Р-103, но имеет вместо высоковольтной катушки низковольтную.
Технические данные реле Р-306 и ПРА
Тип реле ..................
Номинальное напряжение, В Диаметр провода, мм . . . Число витков...............
Сопротивление при 20 °C, Ом Ток срабатывания, А . . .
Р-306	ПРА
110/50	50
0,2/0,31	0,38
14 100/5850	1550
950±Ц/162±|8	23,3
0,068±3/(0,16-4-0,19)	0,7—0,95
Примечание, В знаменателе — для реле РПТ и РНГ , в числителе — для остальных реле.
Реле времени применяют для замедления срабатывания некоторых элементов электрических цепей. Работа реле основана на том, что при включении в цепь постоянного тока индуктивной катушки ток, а значит, и сила притяжения электромагнита нарастают не мгновенно, а с какой-то выдержкой времени. При отключении катушки спад тока и усилия электромагнита также происходят с выдержкой времени.
Реле РЭВ — электромагнитное реле времени клапанного типа, на основании которого укреплен магнитопровод 2 (рис. 112) подковообразной формы. На одной стороне его закреплено демпферное медное кольцо 1, на другой — включающая катушка 3. Демпферное кольцо задерживает спадание магнитного потока, обеспечивая тем самым требуемую выдержку времени отпадания якоря 132
6 после отключения катушки. Чтобы исключить прилипание якоря, к нему приклепана немагнитная прокладка. К основанию реле крепят неподвижные блок-контакты 4. Подвижные мостиковые контакты укреплены на якоре посредством изоляционных кронштейнов 5. Регулировку выдержки времени реле осуществляют натяжением пружины 7 (плавная регулировка), а также изменением толщины немагнитной прокладки (грубая регулировка). Реле времени в схемах электропоезда ЭР2Р имеет обозначения РВД1, РЗП1, РЗП2, РВД2, РД32, РПБ, ПБК, РМ1, РВТ1, РВТ2.
Обозначения реле расшифровываются следующим образом: РВД1 (РЭВ-818) — реле времени, предназначено для включения контакторов ДП (в момент запуска) и ПДП (после запуска) преобразователя. Выдержка времени на отпадание якоря (2,5 ±0,25) с; РВД2 (РЭВ-811) — реле времени, служит для отключения реле РВД1 после запуска преобразователя. Вы
держка времени (0,45 ± 0,05) с; РВТ1 (РЭВ-813) — реле времени торможения, необходимо для обеспечения паузы для сбора цепи при электрическом торможении. Выдержка времени (2,5. ± 0,25) с ; РВТ2 (РЭВ-813) — реле времени торможения, служит для подключения электропневматического торможения в конце электрического торможения. Выдержка времени (2,5±0,25) с; РД32 (РЭВ-816) — реле контактора защиты, предназначено для включения контактора защиты и быстродействующего выключателя. Выдержка времени (1,5 ± 0,1) с; РМ1 (РЭВ-311) — реле повышенного напряжения генератора, служит для отключения преобразователя в случае повышения напряжения на синхронном генераторе.
Реле РЭВ-811, РЭВ-813, РЭВ-816 и РЭВ—818 отличаются значениями выдержек времени и числом блок-контактов.
Рис. 112. Реле времени РЭВ
Технические данные реле РЭВ
Номинальное напряжение, В . ПО
Число витков................ 7250
Диаметр провода, мм . . .0,19
Сопротивление при 20 °C, Ом 644
Технические данные реле РМ1
Напряжение срабатывания, В 62±1
» отпадания якоря, В60±1
Число витков.................3100
Диаметр провода, мм ... 0,55 Сопротивление при 20 °C, Ом 33,2
РелеР-307 (в схемах электропоезда ЭР2 обозначено ТРВ —токовое реле вентиляторов) работает как токовая защита. Оно защищает от недопустимого нагрева электрокалориферы при выходе из строя вентиляторов.
Реле ТРВ срабатывает при пусковом токе электродвигателей вентиляторов, а отключается при уменьшении тока в цепи их якорей до 1—3 А. Выполнено оно на базе реле Р-3100 и отличается от него исполнением включающей катушки и наличием 15 демпферных алюминиевых шайб толщиной 2 мм. Расположены они на сердечнике магнитопровода и предназначены для создания выдержки времени примерно 0,15 с при отключении реле. Номинальное напряжение реле 50 В, ток срабатывания (35 ± 2) А.
Тепловые реле применяют для защиты вспомогательных электрических машин от перегрузок. На электропоезде ЭР2 установлено тепловое реле
133
Рис. 113. Тепловое реле ТРВ-8,5
Рис. 114. Тепловое реле ТРТП-115:
/ — скоба; 2 — ось; 3 — ролик; 4, 13 — зажимы; 5, 6, 7 —механизмы изменения уставок; 8 — сектор; 9 — изоляционная колодка; 10 — кнопка; 11, /2 — размыкающие контакты; 14 — пружина; 15 — корпус; /6’ — биметаллическая пластина
ТРВ-8,5, а на ЭР2Р — ТРТП-115, ТРТП-135.
Реле ТРВ-8,5 служит для подключения секции катушки реле РПД или РПК, когда по силовой цепи вспомогательных электрических машин проходит ток, превышающий рабочее значение, но меньший, чем ток уставки реле перегрузки. Такой ток при длительном прохождении способен привести к недопустимому нагреву и порче обмотки вспомогательных машин.
Реле устроено следующим образом. На изоляционной панели 4 (рис. 113) укреплена шпилька 10, на которую надета биметаллическая пластина 3 с нихромовым нагревателем сверху. Между пластиной и нагревателем имеется слюдяная прокладка. Один конец биметаллической пластины вместе с нагревателем закреплен винтами 8 на стойках 5, установленных на панели. Другой конец (без нагревателя) соединен с плоской изогнутой ленточной пружиной 11, в средней части которой имеется прямоугольный вырез. В этот вырез специальным выступом входит биметаллическая пластина. Ленточная пружина с противоположной стороны соединена со стальной пластинкой 12 изоляционной колодочки 1. Эта пластинка одним концом вставлена в вырез упора 13, а дру
гим — в два прямоугольных выреза, имеющихся по бокам ленточной пружины. Таким образом, ленточная пружина зажата между биметаллической пластиной и стальной пластинкой колодочки.
Внизу на колодочке укреплен подвижной мостиковый блок-контакт. Неподвижные контакты укреплены на панели на металлических планках, в которые ввернуты зажимы 2, 6, 7, 9. В холодном состоянии свободный конец биметаллической пластины находится в верхнем положении. Связанная с ней ленточная пружина давит на колодочку, прижимая подвижные контакты к неподвижным и шунтируя вторую секцию катушки. При определенной температуре биметаллическая пластина изгибается и тянет за собой вниз соединенный с ней конец ленточной пружины. Направления усилия ленточной пружины будут меняться, и в определенный момент пружина заставит стальную пластинку, а вместе с ней и колодочку с подвижными контактами оторваться от неподвижных, что приведет к вводу в работу второй секции катушки. Реле РПД и РПК срабатывают при токе 12—15 А. После отключения тока биметаллическая пластина остывает, и через 15—60 с реле вновь замыкает свои контакты.
При токе 12 А тепловое реле срабатывает через 1 мин, а при токе 30 А — через 2,5 с.
Реле ТРТП-115 служит для защиты электродвигателей вентиляторов от перегрузок. Смонтировано оно в пластмассовом корпусе 15 (рис. 114) и состоит из U-образной биметаллической пластины 16, на правый конец которой опира-134
ется витая цилиндрическая пружина 14. Другим концом пружина соединена с изоляционной колодкой 9, на которой установлен подвижной контактный мостик. Контакты имеют серебряные напайки. Левый конец биметаллической пластины через ролик 3 соединен с механизмами изменения уставок 5, 6, 7, позволяющими регулировать ток срабатывания путем изгиба биметаллической пластины. Биметаллическая пластина состоит из двух скрепленных пластинок, выполненных из металлов с различным коэффициентом расширения.
При достижении тока срабатывания пластина нагревается, выгибается, ее правый конец отклоняется вправо и пружиной поворачивает колодку, размыкая контакты 11, 12. Возврат реле осуществляют нажатием на кнопку 10, которая поворачивает колодку в исходное положение.
Реле ТРТП-135 служит для защиты электродвигателя компрессора от перегрузок. По устройству оно аналогично реле ТРТП-115. Реле ТРТП-135 допускает регулировку тока уставки в пределах ±15 % номинального значения.
36.	Регуляторы напряжения
Регуляторы напряжения СРН-8А установлены на электропоездах ЭР2 первых выпусков. На электропоездах ЭР2 с № 1101 эти регуляторы напряжения не применяют. Для регулирования напряжения предназначен блок БРЗГ (полупроводниковый регулятор напряжения).
Регулятор СРН-8А служит для стабилизации напряжения генератора управления. Регулятор напряжения вибрационного типа с угольными контактами имеет литой магнитопровод 15 (рис. 115), на сердечнике которого установлена неподвижная катушка 1, поверх которой имеется еще катушка 16, имеющая 13 витков и включенная в цепь заряда батареи.
В кольцевом зазоре, образованном расточкой магнитопровода и сердечником неподвижной катушки 1, помещена подвижная катушка 3, подвешенная на алюминиевом коромысле 4, которое качается на призматическом шарнире 5. К коромыслу посредством биметаллической пластины 6 прикреплен подвижной угольный контакт 9. Также к коромыслу прикреплена пружина 13, усилие которой регулируется винтом 14. Неподвижные угольные контакты 7, 11 установлены на изоляционной колодке 12 и закреплены фигурными скобами 8, 10, допускающими удобную регулировку их положения. На коромысле помещен упор 2, предохраняющий подвижную катушку от соприкосновения с магнитопроводом при регулировании напряжения. При работе регулятора на коромысло действуют две взаимно уравновешивающие силы: сила натяжения
пружины и сила магнитного взаимодействия подвижной катушки с неподвижной.
Контакты регулятора изготовлены из электрографитового прессованного угля с малой зольностью (не более 0,03 %), имеют диаметр 35 мм и рассчитаны на наибольший ток коммутации 7 А. Наибольшее напряжение на разомкнутых контактах 28 В. Ток равновесия регулятора, т. е. ток последовательно включенных катушек, при котором подвижной контакт 8 (рис. 116) занимает равновесное положение между неподвижными контактами 7, не касаясь ни одного из них, составляет 1,7—1,8 А. Этому току
Рис. 115. Регулятор напряжения СРН-8А
135
соответствует заданная уставка регулятора по напряжению (около 50 В). Напряжение генератора управления поддерживается близким к 50 В благодаря введению и выведению трубчатых резисторов, включенных в цепь обмотки параллельного возбуждения генератора. Подвижная и неподвижная катушки включены последовательно и действуют согласно.
Регулятор напряжения СРН-8А работает следующим образом. При обесточенных катушках, а также в период пуска средний угольный контакт усилием пружины прижат к правому угольному контакту. В этом случае обмотка возбуждения генератора включена последовательно двум параллельно соединенным трубчатым резисторам сопротивлением 4 Ом каждый (общее сопротивление 2 Ом). Это обеспечивает при пуске генератора достаточно быстрый рост напряжения на его зажимах.
После запуска генератора благодаря взаимодействию магнитных потоков катушек регулятора появляется электродинамическое усилие, которое притягивает подвижную катушку к неподвижной. Это усилие между катушками будет расти и противодействовать усилию пружины. При напряжении 50 В усилие пружины и катушек должно уравновеситься. Тогда подвижной контакт займет среднее положение, при котором не будет касаться ни правого, ни левого контакта. В цепь обмотки возбуждения будет введено дополнительно сопротивление 4 Ом (два параллельно соединенных трубчатых резистора по 4 Ом соединены последовательно еще с двумя параллельно соединенными трубчатыми резисторами по 4 Ом).
При возрастании напряжения на генераторе свыше 50 В увеличивается ток в подвижной и неподвижной катушках. Усилие между катушками преодолеет усилие пружины и тогда подвижной контакт притянется к левому неподвижному. В этом случае обмотка возбуждения генератора шунтируется цепью сопротивлением 2 Ом. Происходит уменьшение тока в обмотке возбуждения, а следовательно, и некоторое уменьшение напряжения на зажимах генератора.
1
Рис. 116. Принципиальная схема регулятора напряжения СРН-8А:
/“Неподвижная катушка; 2 — подвижная катушка; 3 — коромысло; 4 — призматический упор; 5 — биметаллическая пластина; 6 — конденсаторы; 7 — неподвижные контакты; 8 — подвижной контакт; 9 — обмотка возбуждения генератора; 10 — генератор управления; // — батарея; 12 — пружина; 13 — сердечник; 14 — наружная неподвижная катушка; /5 — магиитопровод
136
При понижении напряжения генератора ниже 50 В усилие пружины преодолеет усилие между катушками. Подвижной контакт при этом притянется к правому неподвижному контакту, шунтируя цепь сопротивлением 4 Ом. Ток в обмотке возбуждения увеличится, а следовательно, увеличится напряжение на генераторе.
Практически во время работы генератора подвижной контакт регулятора напряжения не останется ни в одном из перечисленных выше положений; он будет все время вибрировать около одного из неподвижных контактов с большой частотой. В большинстве случаев подвижной контакт работает у левого контакта.
Технические данные pervmiopa напряжения СРН-8А
Раствор контактов, мм................................. 0,5—1,0
Сопротивление катушек при 20 °C, Ом............................2,3/0,96*
Диаметр провода, мм.............................................1,0/0,55
Число витков.................................................... 825/145
* В числителе — для неподвижной катушки, в знаменателе — для подвижной.
Конденсаторы С1 и С2 емкостью по 0,5 мкФ служат для уменьшения искрения на угольных контактах. При полностью заряженной батарее ток заряда 1—2 А, что практически не влияет на работу регулятора напряжения. При разряженной батарее, когда ток заряда достигает 25—30 А, магнитный поток токовой катушки регулятора, включенной в цепь заряда батареи, добавляется к магнитному потоку неподвижной катушки и тем самым регулируемое напряжение снижается до 48 В, ограничивая дальнейший рост тока заряда батареи.
37.	Регуляторы температуры и термодатчики
Регулятор температуры ТЖ-В (терморегулятор) предназначен для автоматического поддержания в заданных пределах температуры воздуха в салоне вагона, а также в кабине машиниста электропоезда. Этот прибор работает на принципе расширения герметично замкнутой в термопатроне жидкости.
Регулятор ТЖ-В обозначают: в схемах электропоезда ЭР2 — TP, ТРК + 18°, а в схемах ЭР2Р — ТРС1. Он состоит из следующих основных частей: термосистемы, в которую входят термобаллон 1 (рис. 117), трубка-сильфон 2 со штоком 3; контактной системы, включающей в себя контакты 10, контактную пружину 8, постоянный магнит 13, регулировочный винт 6 с шаровой опорой и винт настройки 12; указательной части, содержащей стрелку 9, информационную шкалу 11 и механизм настройки 7.
Термобаллон заполнен трансформаторным маслом. Для того чтобы увеличить охлаждающую поверхность термосистемы и тем самым снизить тепловую инерцию, термобаллон имеет несколько цилиндрических витков. Снижение тепловой инерции достигнуто уменьшением объема жидкости, заключенной в термобаллоне, и улучшением теплоотдачи с его поверхности.
Контактная система и указательная часть смонтированы на основании, которое с крышкой образует брызгонепроницаемый корпус. В крышке установлена линза для обзора шкалы. Термосистема, укрепленная на основании 5, закрыта кожухом 4 с отверстиями, обеспечивающими доступ окружающего воздуха к термосистеме. Терморегулятор крепят к стене вагона. При повышении температуры окружающего воздуха жидкость, находящаяся в термосистеме, увеличивается в объеме и сжимает сильфон, связанный со штоком, перемещение которого через систему рычагов приводит к размыканию контактов и передвижению стрелки-указателя по шкале.
137
Рис. 117. Терморегулятор ТЖ-В
not 5
При понижении температуры окружающего воздуха сильфон со штоком делает обратный ход, что приводит к замыканию контактов. Мгновенное замыкание и размыкание контактов обеспечивает постоянный магнит. Настройку разности температур замыкания и размыкания контактов осуществляют регулировочным винтом и винтом настройки. Настройку указательной части выполняют специальным устройством — механизмом настройки. Перед включением регулятора следует проверить правильность показаний указателя температуры окружающего воздуха. Терморегулятор устанавливают вертикально в местах, имеющих среднюю температуру салона и не подвергающихся непосредственному воздействию источника тепла и холода. Циркуляция воздуха около прибора должна быть свободной.
Технические данные терморегулятора ТЖ-В
Диапазон настройки контактной системы на срабатывание, ’С	.	8—25
Погрешность срабатывания контактной системы, °C.......................±1
Допускаемое напряжение, В	.	.	ПО
Разрывная мощность контактов,	Вт	100
Термоконтакторы ТК-52А (рис. 118) предназначены для регулирования температуры воздуха, поступающего от калориферов в салон вагона. Установлены они в потолочном вентиляционном канале салона вагона и в схемах имеют обозначения ТК +8° и ТК +16°.
Термоконтактор ртутный, стеклянный, палочного типа, с впаянными в капилляр контактами. Контакты изготовлены из платиновой проволоки диаметром 0,1 мм; один конец впаивают в капилляр, а другой припаивают для защиты от поломки к стеклянной пуговице. Замыкание цепи происходит при температуре, указанной на стеклянной ампуле термоконтактора.
В термоконтакторе ТК +8° ртуть замыкает контакты при температуре +8 °C и выше, а в ТК +16° — при температуре + 16 °C и выше. Ртуть перед заполнением трубки предварительно просушивают и очищают. Недопустим разрыв столбика ртути. Гарантийное число включений и выключений не менее 50 000. Термоконтакторы нормально ра-
138
Рис. 119, Термоконтактор с легкоплавким сплавом:
I .-плавкий контакт; 2 — контактная пластина: 3 ~ лис-
товая пружина: 4 — основание; 5 — контактный зажим
ботают как в вертикальном положении, так и в горизонтальном.
В настоящее время вместо двух термоконтакторов ТК +8° и ТК +16° устанавливают один совмещенный, в котором имеются три контакта, Первые два замыкаются при достижении температуры +8 °C и выше, а третий и второй при +16 °C и выше. На электропоездах ЭР2 последних выпусков применяют термоконтакторы ТК +16° и	"
ТК +20°.
Технические данные термоконтактора ТК-52А
Допустимая мощность при активной нагрузке и токе не более 0,2 А, Вт........................................................2
Допустимая мощность при индуктивной нагрузке и токе не более 0,07 А, В-А....................................................  2
Термоконтакторы с легкоплавким сплавом (рис. 119) на электропоезде ЭР2 предназначены для отключения электрического отопления при достижении опасной температуры в вентиляционном канале в месте установки калориферов. Работа его основана на свойстве легкоплавкого сплава разрушаться при заданной температуре. При достижении температуры 105—125 °C контакт размягчается и под действием листовых пружин разрывается. Для восстановления необходимо вставить новый контакт. Контакт изготовлен из сплава, содержащего 33,5 % висмута, 33,5 % олова и 33 % свинца. Разрешается соединять контактные пластины проволокой такого же сплава диаметром 3 мм и длиной 8 мм с последующим формированием головок контакта, соединяющих пластины.
Термоконтактор имеет пластмассовое круглое основание, на котором установлены контактные зажимы. К этим зажимам крепят контактные пластины, пластинчатые пружины и подводящие провода. Пластины соединяют легкоплавким сплавом; в верхней части они должны плотно прилегать друг к другу. Зазор между пластинами, когда они не соединены легкоплавким сплавом, должен быть не менее 4 мм.
Термоконтактор с легкоплавким сплавом в схемах электропоезда ЭР2 обозначают Т31—Т38.
38.	Автоматические выключатели
Регулятор давления АК-И Б (рис. 120) применяют для автоматического включения и выключения электродвигателя компрессора в зависимости от давления в напорной магистрали, а также для включения и выключения электродвигателя вспомогательного компрессора при подъеме токоприемника, когда в пневматической сети отсутствует воздух.
Регулятор давления представляет собой электрический выключатель мгновенного действия с пневматическим приводом. Контакты вместе с приводом смонтированы на пластмассовом основании 1 и закрыты пластмассовым кожухом 16. Привод состоит из чугунного фланца 17, соединенного с напорной магистралью и изоляционной направляющей. Между фланцем и основанием проло
139
жена резиновая диафрагма 18 толщиной 2 мм. К основанию винтами крепят пластмассовую направляющую 13, в отверстие которой вставлен пластмассовый шток 19. С одной стороны на него действует регулировочная пружина 12, а с другой, через резиновую диафрагму, — сжатый воздух. Под действием пружины при малом давлении воздуха шток прогибает диафрагму и опирается на выступы основания.
Шарнирно с направляющей и штоком соединен рычаг 15 подвижного контакта 3. Этот контакт под действием контактной пружины 6 может занимать одно из фиксированных положений: нижнее, при котором он замыкается с неподвижным контактом 2, и верхнее, при котором он упирается в винт 4 изогнутой стойки 5. Неподвижный контакт прикреплен к основанию болтом.
При повышении давления сжатый воздух давит на диафрагму. Она, растягиваясь, преодолевает действие пружины и поднимает шток. При определенном давлении подвижной контакт проходит через «мертвую» точку контактной пружины 6 и перескакивает в верхнее разомкнутое положение. Цепь электродвигателя компрессора обесточивается. При понижении давления шток под действием пружины опускается вниз, и все происходит наоборот. Подвижной и неподвижный контакты замыкаются.
Уставку регулятора на включение контактов изменяют упорным винтом 10, воздействующим на регулировочную пружину 12. Чем больше раствор контактов, тем больший перепад давлений необходим для их замыкания. Гибкий шунт 7 соединяет рычаг подвижного контакта со стойкой 9 для улучшения токопрохождения через подвижной контакт.
Технические данные регулятора давления АК-11Б
Номинальное напряжение, В................................. 220
Ток продолжительного режима,	А.......................... 20
» выключения, А.......................................... 10
Раствор контактов, мм.........................-.	5—15
Пределы регулирования, МПа (кгс/см2) . .	. .	0,3—0,9 (3—9)
Давление включения компрессора, МПа (кгс/см2) .	0,65 (6,5)
» выключения »	»	»	.	0,8 (8)
Нажатие контактов, Н (кге)....................... 4—5 (0,4—0,5) .
Выключатели пневматические ПВУ-2, ПВУ-4 предназначены для автоматического замыкания и размыкания цепи управления тяговыми двигателями в зависимости от давления сжатого воздуха в тормозной магистрали.
Пневматический выключатель ПВУ-2 состоит из привода, шариковых фиксаторов, механизма переключения и контакторного элемента. В корпусе 16
Рис. 120. Общий вид (а) и продольный разрез (б) регулятора давления АК-ПБ;
/ — основание; 2 — неподвижный контакт; 3 — подвижной контакт; 4 --винт; 5 — изогнутая стойка; 6 — контактная пружина; 7 — шунт; 8 — головка; 9, /4 — стойки; 10 — упорный винт; 11 — планка; 12 — регулировочная пружина; 13 — пластмассовая направляющая; 15 — рычаг; 16 — кожух; 17 — чугунный фланец; 18 — резиновая диафрагма; 19 — шток
140
Рис. 121. Выключатель пневматический ПВУ-2
(рис. 121) установлен поршень 4 с манжетой 3, шток 14 с головкой 11, направляющей гильзой 12, отключающая пружина 10 и пробка 9. Направление поршня задается втулкой 15. Корпус после установки поршня 4 герметически закрыт крышкой 1, между которыми проложена прокладка 2. На штоке размещен поршенек с фиксирующей канавкой, по центру которой устанавливаются шариковые фиксаторы, состоящие из шариков 13, толкателей 7, пружин 8 и нажимного стакана 6, закрепляемого после регулировки гайкой 5.
Рычаг 23, шарнирно связанный со штоком, в зависимости от положения последнего через рычаг 19 производит переключение контакторного элемента 18, закрытого кожухом 22.
Электрические провода цепи управления подсоединяются к зажимам 17 и 20, причем зажим 17 соединяется с неподвижным контактом, а зажим 20 — с подвижным.
Зазор между подвижным и неподвижным контактами регулируется прокладками 21 различной толщины.
Сжатый воздух, подведенный под поршень 4 в отверстие крышки 1, преодолевая усилие пружины 10 и усилие нижнего шарикового фиксатора, при достижении уставки перемещает вверх шток 14 до упора поршня в корпус.
Шток поворачивает рычаг 23, который через рычаг 19 переключает контакторный -элемент 18.
При снижении давления сжатого воздуха пружина 10 преодолевает усилие верхнего шарикового фиксатора, по достижении уставки перемещает шток вниз до упора его буртом в корпус. Регулировку уставки аппарата осуществляют путем изменения затяжки пружин 8 шариковых фиксаторов.
Пневматический выключатель торможения (АВТ) ПВУ-4 применяют на электропоезде ЭР2Р для прекращения электрического торможения и устранения опасности заклинивания колесных пар при одновременном действии элек-тропневматического и электрических тормозов на моторном вагоне в тех случаях, когда давление в тормозных цилиндрах выше установленного. Выключатель ПВУ-4 по конструкции аналогичен ПВУ-2, отличается лишь тем, что имеет вместо замыкающего контакта размыкающий, для этого рычаг 19 (см. рис. 121) повернут на 180° вдоль его продольной оси. Работа выключателя ПВУ-4 происходит аналогичным образом, но при движении поршня вверх вы
ключается, а при" движении вниз включается. В схемах электропоездов ЭР2 автоматические выключатели управления обозначены АВУ.
Технические даниые выключателей
Тип выключателя . 		ПВУ-2 Номинальное напряжение контакторного элемента, В 	50/110* Продолжительный ток, А .......	.	35 Число контактов:	ПВУ-4 НО 35
размыкающих	 — замыкающих 		 1 Разрыв контактов, мм	5—8 Ход штока, мм 		 5—6 Масса, кг	 3,5	1 5-8 5—6 . 3,3
* В числителе — для электропоезда ЭР2, в знаменателе — для ЭР2Р.
Глава VII
АППАРАТЫ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ
39.	Контроллеры машиниста и низковольтные контакторы
Контроллеры машиниста. Для дистанционного автоматического управления электропоездом в режимах тяги и реостатно-рекуперативного торможения предназначен контроллер машиниста (КМ).
В кабине машиниста электропоезда ЭР2Р устанавливают контроллер машиниста 1КУ.019. Он имеет каркасную конструкцию. Основание 21 (рис. 122, а) и декоративная крышка 12 связаны вертикальными стальными угольниками 5, 16.
На рейках 2, 17 контроллера машиниста установлены кулачковые контакторы 3, 18 типа КЭ-42А (см. с. 148). На крышке 13 имеются ограничители 7 поворота реверсивной рукоятки 8, а также выдавлены обозначения положения главной 11 и реверсивной 8 рукояток. Реверсивная рукоятка имеет три фиксированных положения: Вперед, Назад и нулевое (рис. 122, б); главная рукоятка — 11 положений: маневровое М, четыре ходовых, пять тормозных и нулевое. С помощью рукояток осуществляют управление главным 10 (см. рис. 122, а) и реверсивным 9 кулачковыми валами контроллера. Валы представляют собой стальные стержни, на которые насажены кулачковые шайбы 19 с контактными кольцами 14. Имеются также детали 6 фиксации и механической блокировки валов.
Главный вал установлен в подшипниках, запрессованных в крышку 13 и основание 21, а реверсивный вал — в подшипниках, запрессованных в крышку 13 и кронштейн 1. Верхний конец вала проходит через крышку и оканчивается специальной головкой, в вырезы которой вставлена реверсивная рукоятка. Оба вала сблокированы таким образом, что поворот реверсивного вала возможен только при нулевом положении главного вала и поворот главного вала возможен только при рабочем положении реверсивного, т. е. при постановке его Вперед или Назад.
В нулевом положении главного и реверсивного валов, как показано на рис. 123, ролик фиксатора входит в среднюю впадину храповика 6, который жестко установлен на реверсивном валу 2. Одновременно конец фиксатора 1 входит во впадину колеса 4, которое жестко установлено на главном валу 3, этим самым вал запирается в нулевом положении. При повороте реверсивной рукоятки в одно из рабочих положений вместе с реверсивным валом повернется храповик 6 и ролик фиксатора 5 выйдет из средней впадины храповика, но под действием пружины 7 войдет в более глубокую впадину. Одновременно конец фиксатора выйдет из впадин колеса главного вала, что позволит его поворачивать в нужном направлении. Чтобы перевести реверсивную рукоятку из рабочего положения в нулевое, надо главную рукоятку установить в нулевое положение.
Контроллер машиниста снаружи закрыт кожухом 20 (см. рис. 122) с замками 4 и соединен с поездными проводами разъемом 22, состоящим из колодки и вставки.
Главная рукоятка выполнена из пластмассы, имеет сверху кнопку и механизм электрической блокировки безопасности. При нажатии машинистом на
143
кнопку 2, прикрепленную винтом 1 (рис. 124), кнопка, перемещаясь вниз, преодолевает усилие пружины 4, перемещает ось 7, которая своим концом давит на ролик 8 микропереключателя 9 и замыкает цепь блокировки безопасности. Максимальный ход кнопки — до соприкосновения с площадкой головки 3 рукоятки. При прекращении нажатия на кнопку пружина возвращает механизм в исходное положение — цепь блокировки безопасности разомкнется. Если машинист отпустит кнопку во время движения поезда, то сработает автостоп и обесточатся катушки линейных или тормозных контакторов.
Головка 3 закреплена на кольцевой проточке корпуса рукоятки четырьмя винтами 5. Это позволяет вращать головку по отношению к корпусу рукоятки. Между корпусом и головкой имеется прокладка 6. Провода, идущие от неподвижных контактов электрической блокировки на контактные кольца, проложены по канавке главного вала. Контактные кольца насажены на главный вал при помощи изоляционных втулок.
Контроллер машиниста 1 КУ .023 устанавливают на электропоездах ЭР2. По конструкции и внешнему виду он аналогичен контроллеру 1 КУ.019, отличается от него числом фиксированных положений главной рукоятки и соответственно числом кулачковых контакторов на главном валу. На электропоездах ЭР2 более раннего выпуска установлен контроллер машиниста КМР-2А.
Корпус контроллера состоит из верхнего и нижнего оснований, соединенных двумя вертикальными угольниками и стальной рейкой. На верхнем основании укреплена декоративная крышка с выдавленными на ней обозначениями положений главной рукоятки и установленным ограничителем поворота реверсивной рукоятки. На стальной рейке установлены 12 кулачковых контакторов КР-ЗА (см. с. 148).
Рис. 122. Контроллер машиниста 1КУ.019 (а) и положение главной н реверсивной рукояток (б):
1 — кронштейн; 2, 17 — рейки; 3, /3 — кулачковые контакторы КЭ-42А; 4 — замок кужуха; 5, /6 — угольники вертикальные^, 6 — детали фиксации и механической блокировки валов; 7 — ограничитель реверсивной рукоятки; 8 — реверсивная рукоятка; 9 — реверсивный вал; 10 — главный вал; 11 — главная рукоятка; 12 — декоративная крышка; 13 —- крышка каркаса; 14 — контактные кольца; 15 — контактные пальцы; 19 — кулачковая шайба; 20 кожух; 21 — основание; 22 — разъем
144
Й контроллере имеются два вала: главный и реверсивный. Главный кулачковый вал с восемью кулачковыми шайбами опирается на подпятник нижнего основания. Верхний конец вала пропущен через подшипник, расположенный в верхнем основании, и соединен с главной рукояткой. На главном валу насажены храповик и главная пружина. Реверсивный вал с тремя кулачковыми шайбами опирается на втулку кронштейна, закрепленного на угольнике. Верхний конец реверсивного вала проходит через крышку верхнего основания и оканчивается специальной головкой, в вырезы которой вставляют реверсивную рукоятку.
Под верхним основанием на верхней части главного и реверсивного валов установлены детали механической блокировки главного и реверсивного валов и детали фиксации положения валов, а также пневматический клапан и контактор безопасности. Кроме того, на реверсивном валу установлено устройство блокировки контроля за работой на выбеге. Спереди контроллер закрыт металлическим кожухом.
Реверсивная рукоятка имеет три фиксированных положения: Вперед, нулевое и Назад. Главная рукоятка имеет восемь фиксированных положений: нулевое, маневровое, четыре ходовых и два положения ручного пуска. Главный вал в указанных положениях фиксируется посредством фиксатора, ролика, свободно вращающегося на реверсивном валу, и храповика, жестко закрепленного на главном валу.
Механическая блокировка контроллера устроена следующим образом. При нулевом положении реверсивной и главной
лик прямоугольного рычага западает в среднюю выемку храповика реверсивного вала. Одновременно конец прямоугольного рычага заходит в выемку храповика главного вала, запирая его в нулевом положении. При этом положении рукояток ролик фигурного рычага, свободно вращающегося на реверсивном валу, прижимается пружиной к ролику прямоугольного рычага, запирая фигурный рычаг в таком положении, при котором он не воздействует ни на пневматический клапан, ни на контактор безопасности. Клапан безопасности при этом закрыт, т. е. тормозная магистраль не сообщается с атмосферой, а контактор безопасности включен.
При повороте реверсивной рукоятки в рабочее положение (рис. 125, б и г) вместе с реверсивным валом повернется и его храповик. Тогда ролик прямоугольного рычага под воздействием пружины выйдет из среднего углубления храповика реверсивного вала и войдет в один из крайних, более глубоких его вырезов. Прямоугольный рычаг повернется против часовой стрелки, и его конец выйдет из углубления храповика главного вала, освобождая главный вал. Одновременно ролик фигурного рычага под действием пружины проследует за
145
Рис. 123. Механическая блокировка кулачковых валов контроллера машиниста 1КУ.019
Рис. 124. Блокировка безопасности контроллера машиниста 1КУ-019
рукояток (рис. 125, а и б) ро-
движением ролика прямоугольного рычага и повернет фигурный рычаг в такое положение, при котором один его конец нажмет на пневматический клапан безопасности, отключая питание цепей управления тяговыми двигателями.
Для того чтобы закрыть клапан безопасности и включить контактор безопасности (рис. 125, в и д), необходимо нажать на главную рукоятку, переведя ее из наклонного положения в горизонтальное. Тогда стержень главной рукоятки надавит на шпонку, а она на кулачок, который своей скошенной гранью повернет ролик с фигурным рычагом в первоначальное положение. Шйонка при этом входит в выемку защелки и запирается там, что облегчает удержание главной рукоятки в рабочем положении, так как при этом главная пружина вала перестает действовать на рукоятку. После поворота главной рукоятки в рабочее положение повернуть реверсивную рукоятку нельзя, так как прямоугольный рычаг запирается в рабочем положении храповиком главного вала.
Если в рабочем положении отпустить главную рукоятку, то пружина переместит ее вверх вместе со стержнем.Стержень повернет защелку вправо и освободит шпонку. Главная пружина поднимет кулачок, что приведет к открытию клапана безопасности и размыканию контактора безопасности. При этом выключаются линейные контакторы и начинается экстренное торможение путем выпуска воздуха из тормозной магистрали.
Повторное перемещение главной рукоятки возможно только из нулевого положения, так как во всех других положениях кольцевой выступ кулачка упирается в торец ролика фигурного рычага. Только в нулевом положении этот выступ имеет выемку, позволяющую отжать вышеупомянутый ролик.
На электропоездах в контроллере машиниста на реверсивном валу дополнительно установлен кулачковый контактор, контролирующий обязательное положение реверсивной рукоятки в момент выбега в одном из рабочих положений,
Рис. 125. Механическая блокировка контроллера машиниста КМР-2А:
а — кинематическая схема; б, в и г, д — соответственно схемы механизма и кинематические схемы при нулевом и рабочем положениях главной рукоятки; / — пневматический клапан безопасности; 2 — храповик реверсивного вала; 3 — ролик прямоугольного рычага; 4 — храповик главного вала; 5 — ролик фигурного рычага; 6 — прямоугольный рычаг; 7 — пружина; 8 — контактор безопасности; 9— фигурный рычаг; /б — стержень; 11 — защелка; 72— кулачок; 13 — главная пружина; 14 — шпонка; 15 — пружина главной рукоятки
146
Это значит, что если в момент выбега реверсивную рукоятку перевести в нулевое положение, то произойдет включение ЭПТ.
Низковольтные электромагнитные контакторы. Они служат для замыкания цепей низкого напряжения с боль- шими токами и индуктивностями.
Контактор КМ.-ЗЕ состоит из включающей катушки 1 (рис. 126) с сердечником, магнитопровода 2 Г-образной формы и якоря 5. На якоре смонтированы главный подвижной контакт 6 и подвижные блок-контакты. Последние установлены на изоляционной прессованной планке, которая укреплена винтом 4 на хвостовике якоря. Контактор имеет один или два замыкающих и столько же размыкающих контактов. Главный неподвижный контакт соединен с концом дугогасительной катушки 8. К сердечнику катушки присоединены стальные полюсы дугогасительной камеры 7, выполненной
и его притирающая пружина имеют держатель, закрепленный на якоре. Включение контактора происходит при подаче напряжения на включающую катушку (50 В на электропоезде ЭР2 и ПО В — на ЭР2Р). В этом случае происходит притяжение якоря и замыкание как главных, так и блокировочных контактов.
Для выключения контактора разрывают цепь питания катушки. При этом под воздействием отключающей пружины 3 якорь отойдет от сердечника электромагнита и разомкнет контакты.
Контактор КМ-ЗЕ в схеме электропоезда ЭР2 имеет обозначения Г, В, ОС, ПРУ, ОМ, а в схеме электропоезда ЭР2Р — ПРУ.
1
I
Рис. 126. Контактор KM-ЗЕ
из асбоцемента. Подвижной контакт
Технические данные контактора КМ-ЗЕ
Номинальное напряжение, В
Ток срабатывания, А................
Число витков включающей катушки .
Сопротивление при 20 °C, Ом .	.	.
Число витков дугогасительной катушки
50	110
0,16—0,19	0,065—0,071
5850	14 100
162	940
10	10
Контактор КМ.-2313 предназначен для включения электродвигателя компрессора на электропоезде ЭР2Р, в схеме обозначен К- От контактора КМ-ЗЕ он отличается наличием трех полюсов. На каждом полюсе установлена дугогасительная система такая же, как и у контактора КМ-ЗЕ. Магнитная система контактора КМ-2313 аналогична магнитной системе контактора КМВ-104 (см. с. 104).
Контактор КП-31141 служит для подзарядки аккумуляторной батареи на электропоезде ЭР2 (схемные обозначения КБ1 и КБ2}. Магнитная система его аналогична магнитной системе контактора КМ-ЗЕ. Контактор имеет три главных контакта и один блок-контакт. Главные контакты (два замыкающих и один размыкающий) выполнены с дугогашением так же, как и контактор КМ-ЗЕ. На электропоездах ЭР2 последних выпусков контактор КП-31/41 заменяют контактором КМ1.
Контактор КП-2П55 применяют на электропоезде ЭР2Р во вспомогательных низковольтных цепях и цепях управления, в схеме обозначают БК- Маг-147
Рис. 127. Кулачковый контактор КР-ЗА
Рис. 128. Кулачковый контактор
КЭ-42А
нитная система его аналогична магнитной системе контактора KM-ЗЕ. Контактор имеет пять замыкающих и пять размыкающих контактов, расположенных на изоляционной планке, укрепленной на хвостовике якоря.
Кулачковый контактор КР-ЗА используют в контроллере машиниста, реостатном контроллере и реверсоре электропоезда ЭР2. Он имеет пластмассовый изолятор 8 (рис. 127), стойку 7 и неподвижный контакт 2. Изолятор болтом крепят к рейке группового аппарата. Стойка и неподвижный контакт закреплены на изоляторе. Неподвижный контакт 2 представляет собой болт, проходящий сквозь изолятор. На стойке шарнирно укреплен подвижной корытообразный рычаг 5 со стальным роликом 6. К этому рычагу посредством тяги присоединена пластина 4 с подвижным контактом <?, имеющим серебряную напайку, и гибким шунтом 9. Второй конец шунта присоединен к шпильке стойки.
Притирание и включение контактов осуществляет пружина 1, установленная на тяге. При набегании ролика контактора на кулачковую шайбу происходит поворот рычага вокруг оси. Вместе с рычагом поворачивается контактная пластина, и контакты размыкаются. При сбегании ролика контактора с выступа кулачковой шайбы рычаг под-действием пружины поворачивается вокруг оси в обратном направлении до упора на изоляторе. В процессе поворота контакты снова замыкаются.
Кулачковый контактор КЭ-42А устанавливают на электропоезде ЭР2Р в контроллере машиниста, реостатном контроллере, реверсивно-тормозном переключателе и в качестве блокировки в электропневматических контакторах. Он имеет пластмассовый изолятор 7 (рис. 128), который крепят болтом к рейке аппарата, и два неподвижных контакта 2, представляющих собой болты, проходящие сквозь изолятор. К этим болтам присоединяют провода. На изоляторе шарнирно укреплен рычаг 4 с роликом 5. На рычаге размещен контактный мостик 1 с двумя подвижными контактами и притирающей пружиной 3. Включение контактора осуществляет включающая пружина 6.
Кулачковый контактор КР-Н используют в качестве блокировок для контакторов ПКУ-1 и ПКУ-2. Он отличается от кулачкового контактора КЭ-42А. только меньшими габаритными размерами.
148
40.	Электропневматические вентили
Электропневматические вентили включающего типа служат для дистанционного управления пневматическими приводами аппаратов и приводами дверей вагонов. Вентили имеют клапанную систему, при помощи которой сжатый воздух попадает в цилиндры аппаратов. Управление осуществляется электромагнитным способом.
Вентиль ВВ-2 имеет Г-образный магнитопровод 1 (рис. 129), полый сердечник 2 и якорь 4. В нижней части с сердечником 2 соединен стальной корпус 10, в который запрессовано, бронзовое седло 11 клапана 13. Внутри сердечника 2 проходит бронзовый шток 9, а снаружи установлена катушка 3. Клапан 13 упирается в шток иглой 12. В верхнем положении клапан удерживается пружиной 14, опирающейся на пробку 15. Сверху вентиля установлены коробка 7 и крышка 6 с кнопкой 5, которая служит для ручного включения вентиля. Латунные прокладки 8 служат для предотвращения прилипания якоря к сердеч
нику.
Работа вентиля заключается в следующем. Если на катушку вентиля пода
ется напряжение, она возбуждается, магнитный поток через магнитопровод проходит сердечник и якорь. Якорь, притягиваясь, давит на верхний клапан,
который перекрывает выходное отверстие в седле и в то же время через иглу нажимает на нижний клапан, открывая входное отверстие в седле для впуска сжатого воздуха из магистрали в цилиндр аппарата, и аппарат приходит в действие. При невозбужденной катушке нижний клапан 13 прижат к седлу пружиной 14 и воздух от резервуара не проходит в цилиндр аппарата. Нижний клапан своей иглой 12 поднимает выпускной клапан, который открывает выходное отверстие в седле и соединяет цилиндр аппарата с атмосферой.
В реостатных контроллерах применяют также вентили ВВ-3, которые имеют большие впускные и выпускные отверстия для повышения быстродействия аппарата. На магнитопроводе вентилей ВВ-3 установлены медные демпфирую-
щие кольца. При включении и отключении катушки изменяющийся магнитный поток наводит в этих кольцах вихревые токи’. Их магнитный поток действует навстречу нарастающему магнитному потоку или согласно со спадающим магнитным потоком катушки. В результате происходит замедление работы клапанов вентиля, что предотвращает застревание привода контроллера между позициями.
Технические данные электропневматических вентилей
Тип вентиля
Диаметр клапана, мм впускного . выпускного
Ход клапана, мм . .
ВВ-2 ВВ-3
8	6
19	6,5
1,3	0,9
Электропневматические вентили электропоезда ЭР2 рассчитаны на напряжение 50 В, а ЭР2Р — на НОВ. Давление воздуха наименьшее 0,375 МПа (3,75 кгс/см2), номинальное 0,5 МПа (5 кгс/см2), наибольшее 0,675 МПа (6,75 кгс/см2).
Рис. 129. Электропневматический вентиль ВВ-2
149
41.	Клапан токоприемника
Клапан токоприемника КЛП-101 (рис. 130) предназначен для управления приводом токоприемника. Он установлен в низковольтном шкафу моторного вагона и представляет собой трехходовой кран с пневматическим приводом дистанционного импульсного действия.
Пневматический привод состоит из цилиндра, к которому прикреплены два электропневматических вентиля ВВ-2. В теле цилиндра 2 имеются каналы, соединяющие каждый вентиль с соответствующей внутренней частью цилиндра. Внутри цилиндра помещен поршень 3, снабженный уплотняющим металлическим кольцом 4, шток 5 которого проходит сквозь отверстие во фланце 6 корпуса. В корпус фланца ввинчено седло 19 редукционного клапана 12 токоприемника. Отверстие для прохода штока уплотнено резиновой набивкой 9. Набивка сжимается уплотняющей гайкой 8, а корпус соединен с цилиндром болтовым креплением с уплотняющими прокладками.
Хвостовик 11 штока имеет прорезь, в которой укреплены ролики. Ролики при продольном перемещении штока воздействуют на звезду 10, насаженную на
Токоприемник поднят
11
От резервуара
21
22
12
17
от резервуара
13
1в
1
13
18
К цилиндру
- токоприемника
Редукционный клапан
к цилиндру токоприемника
В атмосферу
Отрезер-дуара
Токоприемник ("Л'в ^^vopy опущен 1	'
го
13

Рис. 130. Клапан токоприемника КЛП-101:
/— включающий вентиль; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — уплотняющее кольцо; 5 — шток; 6 — фланец; 7 — головка хвостовика пробки; 8 — уплотняющая гайка; 9 — уплотняющая набивка; 10 — звезда; // — хвостовик; 12 — редукционный клапан; 13 — регулировочный виит; 14 — винт дросселирующего устройства; 15 — гайка; 16 — корпус редукционного клапана; /7 — регулировочная пружина; 18 — клапан; 19 — седло; 20 — выпускное отверстие в седле; 21 — атмосферное отверстие; 22 — калибровочное отверстие в клапане '
150
хвостовик пробки, притертой к корпусу крана. Корпус крана и пробка имеют каналы и отверстия, которые при определенном положении штока соединяют цилиндр токоприемника с резервуаром сжатого воздуха (подъем) или с атмосферой через редукционный клапан (опускание).
При возбуждении катушки правого вентиля сжатый воздух, поступая в правую часть цилиндра, переместит поршень вместе со штоком в крайнее левое положение. Ролик штока заставит звезду повернуться на 90° против часовой стрелки, что приведет к повороту пробки. При этом цилиндр токоприемника будет соединен с источником сжатого воздуха и отсоединен от атмосферного канала. Произойдет впуск сжатого воздуха в цилиндр токоприемника, и токоприемник поднимется, Отверстие в пробке имеет небольшие, размеры, поэтому скорость поступления воздуха в цилиндр токоприемника незначительная и подъем токоприемника происходит сравнительно медленно. Регулировку подъема токоприемника осуществляют винтом дросселирующего устройства, при ввертывании которого сечение воздухопровода уменьшается, а при вывертывании увеличивается,
По окончании импульсного возбуждения катушки вентиля пробка вследствие сил трения остается на месте, а токоприемник поддерживается в поднятом состоянии постоянным давлением источника сжатого воздуха. При кратковременном импульсном возбуждении катушки левого вентиля поршень вместе со штоком переместится в крайнее правое положение. Звезда повернется на 90° по часовой стрелке, повернет пробку, которая перекроет канал со сжатым воздухом и одновременно двумя перпендикулярными отверстиями соединит цилиндр токоприемника с каналом, ведущим к редукционному клапану. Воздух отожмет клапан и выйдет через отверстия диаметром 6,5 мм в седле и корпусе редукционного клапана в атмосферу, В результате токоприемник быстро оторвется от контактного провода.
По мере опускания токоприемника давление в его цилиндре падает, и клапан под действием пружины возвращается в исходное положение. Воздух из цилиндра выходит в атмосферу через калиброванное отверстие клапана (I мм), и подвижная часть токоприемника медленно опускается на резиновые гасители. Нажатие пружины на клапан регулируют винтом 13 в корпусе редукционного клапана.
Технические данные клапана токоприемника
Диаметр цилиндра, мм............................................. 45
Ход поршня, мм................................................... 70
Угол поворота пробки, град....................................... 90
Номинальное давление воздуха,	МПа	(кгс/см2)..................0.5(5)
Тип вентиля .	.	.	...............................ВВ-2
Номинальное напряжение катушки	вентиля,	В...................50/110*
Диаметр проходного отверстия редукционного клапана, мм .	.	6,5/1
Площадь сечения воздушного прохода клапана, мм2: для выпуска воздуха........................................ 50,5
» впуска »	................................... 12,6
Время подъема, с.................................................4—7
» опускания, с...............................................3,5—5
* В числителе — для электропоезда ЭР2, в знаменателе — для ЭР2Р.
Необходимые скорости подъема и опускания токоприемника обеспечиваются дросселирующим устройством и редукционным клапаном.
42.	Измерительные приборы
Амперметры. Для измерения тока в цепях постоянного тока обычно устанавливают амперметры магнитоэлектрической системы, имеющие равномерную шкалу, обладающие высокой чувствительностью и точностью. Механизм их 151
включает в себя постоянный магнит с полюсными наконечниками. Для уменьшения магнитного сопротивления между наконечниками помещен неподвижный сердечник из хорошо проводящего магнитный поток материала. Подвижная часть механизма представляет собой рамку с намотанной на ней тонкой изолированной проволокой. Эта рамка помещена в магнитное поле постоянного магнита, а концы ее обмотки присоединены к внешей цепи через две спиральные пружины.
Во время прохождения по обмотке постоянного тока возникает магнитное поле рамки, которое, взаимодействуя с магнитным потоком неподвижного магнита, поворачивает рамку в ту или иную сторону. Противодействие вращению рамки оказывают спиральные пружины из немагнитного материала. Рамка смонтирована на двух полуосях. На одной из них закреплена стрелка, угол отклонения которой зависит от тока, проходящего через обмотку рамки. Обмотка амперметра присоединена к шунту, включенному в цепь измеряемого тока. Шунты имеют небольшие сопротивления, поэтому напряжение на зажимах амперметров и проходящий по их обмоткам ток незначительны.
Амперметр заключен в пластмассовый брызгозащитный корпус. Он должен быть устойчив к воздействию вибрации и тряски и рассчитан для эксплуатации при температуре от —50 до +60 °C с относительной влажностью до (95 ± 3) %.
В цепях постоянного тока в пелях расширения пределов измерения амперметры подключают к шунтам. Шунты обычно состоят из нескольких параллельно соединенных манганиновых пластин, мало изменяющих свое сопротивление при нагревании. По шунтам проходит основной ток, так как обмотки подвижных рамок амперметров рассчитаны на малый ток. Амперметры находятся под напряжением, равным падению напряжения на их шунтах. Шунты устанавливают калиброванные класса точности 0,5 на номинальный ток 200, 300 и 500 А. Предназначены они для работы при температуре окружающего воздуха от —40 до + 60 °C и относительной влажности до 98 %. Допускаемые отклонения сопротивления шунтов от номинальных значений не должны превышать ±5 %.
Вольтметры, Для измерения напряжения в контактном проводе, а также в цепях низкого напряжения постоянного тока служат вольтметры. По конструкции они ничем не отличаются от амперметров магнитоэлектрической системы. Внутреннее сопротивление вольтметров незначительно, поэтому в цепи высокого напряжения их включают последовательно с добавочным резистором.
В цепях низкого напряжения вольтметры также аналогичны амперметрам, но шкала у них отградуирована для напряжения. Включают их в цепь без добавочных резисторов.
Частотомеры. На электропоездах ЭР2Р для измерения частоты переменного тока синхронного генератора применяют частотомеры Э4. Частотомер представляет собой стрелочный малогабаритный прибор электромагнитной системы с повышенной вибропрочностью, номинальной частотой 50 Гц и классом точности 2,5. Работает частотомер совместно с добавочным устройством ДЭ4. Пластмассовый брызгозащищенный корпус частотомера имеет на наружной стороне три зажима. Для устранения влияния внешних магнитных полей прибор экранирован. Пределы измерений 45—55 Гц, допустимая погрешность измерения ±1,25 Гц.
Добавочное устройство заключено в металлический кожух и имеет четыре зажима, позволяющих включать прибор на напряжение 36, 127 или 220 В. Прибор потребляет мощность не более 4 В-А.
Счетчики электрической энергии. Они служат для учета расхода электроэнергии, а на электропоездах с рекуперативным торможением — и для учета возвращаемой электроэнергии в контактную сеть.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р применяют счетчики Д-621 ферродинамиче-ской системы с отдельным добавочным резистором и шунтом. Устанавливают их 152
в высоковольтном шкафу моторного вагона на резиновых гасителях. На диске счетчика имеется метка, а на циферблате—стрелка, указывающая направления вращения диска в режимах тяги и рекуперативного торможения.
Счетчик состоит из неподвижной токовой обмотки ТО (рис. 131) и подвижной, выполненной из шести последовательно соединенных катушек R, укрепленных на изоляционном диске (три сверху и три снизу). По неподвижной токовой обмотке проходит силовой ток электросекции, а по подвижной — ток, пропорциональный напряжению в контактной сети. Выводы от шести катушек R присоединены к шести коллекторным пластинам К, которые, как и у электродвигателя постоянного тока, поочередно имеют контакт со щетками Ш. Одна из щеток через добавочный резистор, тельно соединенных трубчатых элементов соединена с токоприемником, другая — с
Рнс. 131. Принципиальная схема счетчика Д-621
состоящий из четырех последова-сопротивлением 40 Ом каждый, кабелем, идущим к устройствам
для отвода тока.
Взаимодействие магнитных потоков неподвижной токовой обмотки и подвижных катушек создает вращающий момент, пропорциональный потребляемому току электросекции. Этот момент вращает подвижную систему счетчика, вместе с которой вращается регистр, отсчитывающий затраченную (или возвращенную моторным вагоном) энергию. На оси подвижной системы укреплен демпферный алюминиевый диск. Этот диск вращается между полюсами постоянного магнита, что создает в результате возникновения вихревых токов тормозящий момент, пропорциональный частоте вращения диска. С целью уменьшения подгорания коллекторных пластин их соединяют конденсаторами С2 и резисторами R3, расположенными на диске с подвижными катушками. Большой конденсатор 01 и резистор R2 служат для уменьшения искрения во время отрыва щеток при тряске счетчика.
Резистор R1 и термистор Т предназначены для компенсации температурной погрешности счетчика. Термистор при Нагревании уменьшает свое сопротивление. К одному из витков токовой обмотки крепят пермаллоевый лепесток, который служит для усиления магнитного потока токовой обмотки при малых нагрузках. При увеличении нагрузки магнитный поток токовой обмотки усиливается, лепесток намагничивается до насыщения и больше не влияет на увеличение магнитного потока. Токовая неподвижная обмотка выполнена в виде литых медных шин, а каждая катушка подвижной обмотки имеет 1250 витков провода ПЭЛ диаметром 0,05 мм. Резистор, включенный в цепь подвижных катушек со стороны контактного провода, служит для ограничения тока, проходящего по этим катушкам.
Технические данные счетчика электрической энергии Д-621
Номинальный ток, А............................................ 300
Номинальное напряжение, кВ.....................................  3
Нижний предел чувствительности, А............................... 6
Мощность, рассеиваемая обмоткой напряжения счетчика и добавочным резистором на каждые 100 В, Вт .......................... 5
Мощность, рассеиваемая токовой обмоткой счетчика на каждые 100 А, Вт...................................................... 35
Допустимая относительная погрешность при (20±5)°C для режима тяги при номинальном напряжении сети, % . .	.	.	±2,5
153
Шунт подключают параллельно неподвижной токовой обмотке. Все детали счетчика, кроме шунта и добавочного резистора, смонтированы на основании и закрыты кожухом со стеклом. Кожух уплотнен фетровыми прокладками.
43.	Коммутирующие устройства
Междувагонные соединения. Коммутирующие устройства устанавливают в силовых цепях и цепях управления. К коммутирующим устройствам можно отнести междувагонные соединения, разъединители цепей управления, различного рода выключатели, рейки зажимов, заземляющие устройства, рубильники.
Междувагонные соединения служат для соединения высоковольтных и низковольтных электрических цепей между сцепленными вагонами. В комплект междувагонных соединений входят розетка и штепсель.
Розетки РС.Б-20-16Б, РСБ-20-16В и штепселя ШС-20-16Б, ШС-20-16В предназначены для соединения вспомогательных цепей напряжением 3000 В моторного и прицепного вагонов электропоезда ЭР2, а на ЭР2Р — для соединения цепей отопления и преобразователя.'
Розетка (рис. 132, а) имеет стальной литой корпус 1, в цилиндрической части которого укреплена круглая Изоляционная панель 2 с одним контактным бронзовым штырем 3. В верхней части розетки в закрытой коробке 6 размещен блок-контакт барабанного типа. Высокое напряжение на штырь подается только после замыкания этого блок-контакта.
Штепсель (рис. 132, б) имеет круглый корпус, внутри которого размещена изоляционная панель с контактным латунным гнездом 9. На цилиндрической части корпуса имеется прилив 8, который входит в паз 5 (см. рис. 132, а) цилиндрической части розетки и в вилку, укрепленную на блокировочном барабане 11 (рис. 132, в). На блокировочном барабане закреплены сегменты 10, на которые находят пальцы 13. Поворачивая вставленный штепсель, поворачивают барабан, включая при этом блокировочное устройство. Паз сделан фигурным, поэтому, чтобы вытащить штепсель, его необходимо повернуть в пазу. Одновременно при помощи вилки 12 поворачивается и барабан, размыкая блок-контакты. Таким образом, размыкание силовых контактов происходит при обесточенной цепи, а при вынутом штепселе не может быть подано напряжение. Вставленный и повернутый штепсель удерживается пружинной защелкой 4 (см. рис. 132, а) и выступом на крышке 7 розетки.
Междувагонные высоковольтные соединения имеют исполнения Б и В.Исполнение В отличается наличием фиксирующего винта на розетке входящего в соответствующий паз штепселя. Конструкции исполнений Б и В не позволяют осуществить соединение разноименных цепей, что предотвращает включение
154
Рис. 133. Междувагонные соединения низковольтных цепей: а — розетка; б — штепсель
машин и аппаратов на неправильную полярность. Продолжительный ток силового контакта 45 А, а блок-контакта—5 А. На электропоездах последних выпусков применяют комплект из розетки штепсельной 1РШ-006 и вилки 1ВШ-006. Эти соединения отличаются от показанных на рис. 132 РСБ-20-16Б, РСБ-20-16В и ШС-20-16Б, ШС-20-16В только утолщенными уплотнениями розетки и штепселя, обеспечивающими пыле-, брызго-, влагонепроницаемость и наличием запорного замка, который удерживает штепсель (вилку), включенный в розетку, а при выключенном штепселе—крышку розетки. Выключенный штепсель вставляется в холостой приемник Сочленение и расчленение штепсельного соединения необходимо выполнять только при снятом напряжении.
Низковольтные розетки РУ-101 А и штепселя ШУ-101А служат для соединения проводов цепей1 управления между вагонами электропоезда ЭР2.
Розетка (рис. 133, а) имеет чугунный корпус 4, в котором находится изоляционная панель 5 с контактными гнездами. Сзади панели в гнезда ввернуты контактные зажимы, в которые впаяны провода цепей управления.
Штепсель (рис. 133, б) имеет крышку 7, алюминиевый корпус 8. В нем укреплена изоляционная панель 9 с контактными штырями из бронзы, в которые ввернуты контактные зажимы.
При соединении штепсель вставляется боковыми приливами 6 в ползун 3 (см. рис. 133, а) рычажного механизма 2 розетки. Рычаг находится в верхнем положении. При повороте рычага вниз ползуны 3 направляют штепсель в розетку, и в положении, при котором все штыри плотно вставлены в гнезда, рычажный механизм запирает штепсель.
Для крепления свободного штепселя на торце вагона устанавливают холостые приемники, конструкция которых аналогична конструкциям розеток, но они не имеют пластмассовой панели с контактными гнездами. Крышка 1 закрывает розетку при выключенном штепселе. Включение штепселя в розетку должно происходить при небольшом усилии. Продолжительный ток через соединения составляет 20 А.
На электропоездах ЭР2Р для междувагонного соединения цепей управления используют штепсельное соединение 2СШ.001 (рис. 134). Оно состоит из розетки 2РШ.001 и штепселя 2ВШ.001, имеется держатель 2ДШ.001. Розетка и штепсель выполнены из алюминиевого сплава. На двух сочлененных изоляционных панелях из пенопласта собраны гнезда 6 розетки и штыри 5 штепселя. Панели между собой соединены тремя.винтами 7. Гнезда и штыри изготовлены из латуни и закреплены в изоляционных панелях свободно, следовательно, допускается их свободное продольное и поперечное незначительное перемещение до 0,3 мм и угловое — до 5°. Это обеспечивает лучшее соединение контактов и уменьшает их износ, а также электрическое сопро
155
тивление. Розетка и штепсель, так же как и на электропоезде ЭР2, имеют 34 контакта, рассчитанные на продолжительный ток 25 А и напряжение 220 В. Рычажный механизм 4 разъема и соединение розетки со штепселем такие же, как у РУ-101А и ШУ-101А.
На электропоездах ЭР2Р для междувагонного соединения трехфазных вспомогательных цепей напряжением 380 В применяют штепсельное соединение 2СШ.005. По конструкции оно отличается от соединения 2СШ.001 размером гнезд розетки и штырей штепселя, а также и их числом. Междувагонное соединение 2СШ.005 служит для соединения только трех силовых и одного нулевого провода. Продолжительный ток силовых проводов допускается до 150 А, а нулевого провода — 50 А.
Разъединитель цепей управления (РУМ). Он предназначен для отключения цепей управления неисправного моторного вагона. РУМ состоит из секций 3 (рис. 135), стянутых шпильками 2. Через все секции проходит центральный кулачковый вал /, который при помощи рукоятки 4 вращается в двух рамах. На двух изолированных шпильках между рамами закреплены 24 кулачковых кон тактора, по 12 с каждой стороны. Каждая кулачковая шайба 7 воздействует на один кулачковый контактор.
Неподвижные контакты 8 размешены в текстолитовой рейке 9, соединяющей обе рамы, и выполнены в виде стальных скоб с серебряными контактами. Подвижные контакты 6, 10 сделаны в виде стальных пальцев с серебряными напайками. Они оборудованы контактными пружинами и гибкими ленточными' шунтами 11, присоединенными к выводным зажимам 12. Каждая секция изолирована от других пластмассовыми перегородками 5. Переключатель устроен так, что скоба с неподвижными контактами является средним выводом каждой пары кулачковых контакторов.
Рис. 134. Междувагонное соединение 2СШ.001: 1- корпус розетки; 2 — крышка розетки; 3 — корпус штепселя; 4 — рычажный механизм; 5 — штыри штепселя; 6 — гнезда розетки; 7 — соединяющий аиит
Рис. 135. Разъединитель цепей управления 156
Рис. 136. Выключатель управления ВУ-223
Между передней рамой и пластмассовой накладкой размещен фиксирующий механизм, состоящий из рычага с роликом, фиксирующей пружины и храповика. Переключатель имеет одно выключенное и два включенных положения. Во включенном положении один верхний контактор разомкнут, а остальные замкнуты. Замыкание и размыкание контактов каждой секции осуществляется кулачковыми шайбами, две из которых служат для включения двух подвижных контактов, а одна общая — для отключения.
Рейки зажимов. Они служат для соединения проводов низкого напряжения и представляют собой планки с зажимами-болтами Мб. Для изготовления реек используют древесину, текстолит, пластмассу или гетинакс. На болты надевают наконечники проводов междувагонных соединений и аппаратов. На одной рейке может быть установлено до 16 болтовых зажимов. Если площадь сечения подключаемых проводов 2,5—4 мм2, то допускается применение четырех наконечников на зажим, а если площадь сечения б—50 мм2, — двух наконечников.
Рубильник открытого исполнения. Он служит для ручного отключения аккумуляторной батареи при предварительно обесточенных цепях и имеет два полюса. Рубильник устанавливают вертикально. Он рассчитан на напряжение ПО В и ток ПО А.
Выключатель управления ВУ-223.Этот однополюсный выключатель рычажного типа с мгновенным разрывом дуги служит для коммутации цепей управления, имеет пластмассовый корпус 10 (рис. 136), два неподвижных контакта 2 и дугогасительную асбоцементную камеру 3. Выключатель закрывается пластмассовой крышкой 11. Подвижной перекидной контакт 4, выполненный в виде стальной пластины, в верхней части имеет напаянные полосы из листовой- латуни. Подвижной контакт гибким медным шунтом 5 соединен с вводным зажимом 7. Он входит в призматический вырез рукоятки 9 и прижимается к ней пружиной 6. Пружина закреплена одним концом на подвижном контакте, а другим — на оси 8 рукоятки. Рукоятка имеет два положения: ««Включено» и «Выключено». При повороте рукоятки в положение «Включено», когда осевая линия рукоятки пересечет продольную ось пружины, подвиж-157
нои контакт мгновенно перекинется и замкнется с неподвижным контактом, который соединен с выводным зажимом 1, подключенным к цепи управления.
Выключатель имеет встроенный предохранитель. Ток продолжительного режима равен 30 А. В служебном тамбуре для управления дверями установлен выключатель, имеющий два положения. При замыкании перекидного подвижного контакта подается питание поочередно на неподвижные контакты, подключенные к выводным зажимам, на которых закреплены провода управления дверями.
Выключатели КУ (кнопочные). Они служат для коммутации низковольтных цепей поезда (освещение, отопление, подъем и опускание токоприемника, включение защиты и др.). Выключатель КУ имеет набор рукояток включе-ния 7 (рис. 137), укрепленных на общем валике 9, их можно переводить незави симо друг от друга. В прорезях рукояток укреплены подвижные контакты, прижимаемые пружиной. Подвижные контакты 6 соединены с выводами гибкими проводниками 2. На изоляционной рейке 4 укреплены неподвижные контакты 11 и выводы 3.
Контактное нажатие создается пружиной 8. Все рукоятки находятся в корпусе 12, закрытом крышкой 10. Против каждой кнопки имеется табличка 1 с надписью о назначении этой кнопки.
Кнопки можно заблокировать в определенном положении блокирующей рукояткой 5, находящейся в торце выключателя.
Выключатели В К-300. Согласно правилам техники безопасности лестницы , .	подъема на крышу моторного вагона
Рис. 137. Выключатель КУ
158
должны быть сблокированы с цепями управления токоприемником.
Для предотвращения попадания на крышу при поднятом токоприемнике при открытой лестнице токоприемник автоматически должен опускаться. Для этого предназначен выключатель ВК-300 (рис. 138). Он имеет электрически не связанные контакты (один замыкающий и один размыкающий), которые обеспечивают двойной разрыв цепи.
Выключатель устроен следующим образом. В корпусе 5 расположены неподвижные контакты 4. Они установлены на колодках, изолированных от корпуса прокладками из электрокартона. На стальной оси 14 между колодками помещен рычаг 2, на котором расположены подвижные контакты 3 в сборе с контактной пружиной. Сверху на шлицевой валик 10 установлен приводной рычажный- механизм, имеющий рычаг 7 с роликом 6. Валик 10 имеет уплотнение 9. Шлицы на валике 10 позволяют устанавливать рычаг 7 в разных положениях по отношению к валику. Рычаг фиксируется в определенном положении пробкой 20. Валик 10 скреплен штифтами с сухарем, который входит в разрез свободно вращающегося на ва-
Рис. 138. Выключатель ВК.-300
лике поводка 12. Поводок 12 [имеет пружину 11 и шарик 13, опирающийся на поверхность планки 22.
Срабатывание выключателя осуществляется следующим образом. При нажатии на рычаг 7 усилие передается на Поводок, который, перемещаясь, нажимает на одну из защелок 23, выводя ее из зацепления с планкой 22, а пружина 11 через шарик 13 поворачивает планку и с ней рычаг 2 с контактными мостиками. Происходит мгновенное срабатывание выключателя, разрываются цепи управления электропоездом и подается питание на вентиль опускания токоприемника. В новом положении система удерживается второй защелкой 23.
Для того чтобы систему вернуть в исходное положение, необходимо снять усилие с рычага 7. Пружина 21 возвратит систему в исходное положение. Корпус 5 крепится иа основании 16 винтами 24. Аппарат закрывается крышкой 18, которая закреплена винтами 8. Между корпусом и крышкой помещена прокладка 19, а между корпусом и основанием — лрокладка 15.
Выключатель заземляется через винт заземления 25. Провода подводятся через отверстие 17, и подсоединяются к зажимам 1.
Технические данные выключателя В К-ЗОО
Номинальное напряжение,	В.................................  220
Номинальный ток, А .......................................... 6
Ход, град: рабочий................................................   12
полный	.	....................................;	22±2
Масса, кг.............................................  .	1,035
Выключатели ВПК-2112. Устанавливают их на крышках подвагонных ящиков с высоким напряжением и дверях высоковольтных шкафов. Имеются блокировки с цепями токоприемника, с целью предотвращения попадания в ящик или высоковольтный шкаф при- поднятом токоприемнике. Применяют их также для блокировки наружных входных дверей. Выключатели ВПК-2112 имеют один замыкающий и один размыкающий контакты мостикового типа с двойным разрывом цепи, прямого действия с самовозвратом.
159
Технические данные выключателя ВПК-2112
Номинальный ток, А............................................ 4
Номинальное напряжение, В....................................220
Механическая износостойкость	переключений, не менее ...	107
Усилие, необходимое для обеспечения полного хода подвижной системы аппарата, не менее, Н (кге).......................10(1)
Рабочий ход, мм...........................................7,5±^)|
Максимально допустимый полный ход, мм.......................10,5
Масса, кг................................................... 0,433
Переключатели мгновенного действия ТВ1. Переключатели ТВ1 служат для коммутации электрических цепей управления и сигнализации. Их подразделяют на ТВ 1-1 и ТВ 1-2 (рис. 139, а и б). Переключатели ТВ 1-1 установлены в кабине машиниста на блоке Б для включения освещения скоростемера, на блоке ВВ в цепях «Освещение», «Дежурное освещение», «Буферные фонари», «Сигналы верхние и нижний», «Сигнальные лампы», «Маршрутный фонарь», «Освещение кабины» и на блоке Р — для включения освещения расписания, переключатели ТВ1-2 — на блоке ВВ в цепях «ЭПТ» и «Радиосвязь», кроме этого, на панелях системы АЛСН для переключения «Дз» и «В» («Дз» служит для переключения периодичности свистка ЭПК на неко-дированных участках; «В» — тумблер двух положений переключения огней локомотивного светофора).
Технические данные переключателей
Тип переключателя.................................ТВ	1-1 ТВ 1-2
Номинальный ток, А................................ 5	2
Номинальное напряжение,	В....................... 220	220
Отключаемая мощность,	Вт....................... 250	220
Число контактов: размыкающих........................................ 1	2
замыкающих..................................... 1	2
Износостойкость (число переключений) .	.	.	10 000
Масса, кг........................................... 0,035
Кнопки. На электропоездах применяют кнопки различных типов для кратковременной подачи напряжения в цепях низкого напряжения. Кнопку КЕ-011 (рис: 140) устанавливают на головном вагоне в блоке ДВ в.цепи КП, на моторном вагоне — для управления токоприемником этого вагона. Номинальное напряжение кнопки 220 В, номинальный ток 6 А, масса 0,15 кг.
Кнопка НАЗ.604.022 имеет два размыкающих и два замыкающих контакта, ее монтируют на панели системы АЛСН («ВК» — кнопка переключения ог-
Рнс, 139. Общий вид переключателей TBI-1 (a), TBI-2 (б) и схемы их коммутации (соответственно в, г)
160
Рис. 140. Кнопка КЕ-011:
1 — фланец; 2 — возвратная пружина; 3 — толкатель; 4 — фронтальное кольцо; 5 — панель; б — ориентирующее кольцо; 7 —гайка; 8, 12 — пружины; 9 — неподвижные контакты; 10 — скобы; 11 — вннты; 13— траверсы; 14 — пластмассовый корпус; 15— контакты мостикового типа; 16— нажимная шайба
ней светофора с красного на белый) на задней стенке кабины. Эта кнопка служит для зажигания белого огня на локомотивном светофоре.
Кнопка НАЗ.604.016 имеет один замыкающий контакт, ее устанавливают на блоке регулирования и защиты генератора.
Технические данные кнопок НАЗ.604.016 н НАЗ.604.022
Номинальное напряжение, В................................. 220
Номинальный ток, А........................................ 4
Отключаемая мощность, Вт.................................... 250
Максимальное число включений.............................. 10 000
Масса кнопки НАЗ.604.016, кг...............................0,021
»	»	НАЗ.604.022 »	............................0,125
Кнопка КМЗ (рис. 141) имеет два замыкающих и два размыкающх контакта, устанавливается в подвагонном ящике ЯК-104Б и служит для возврата РПД и РПК. На пластмассовой колодке / установлены неподвижные контакты 2. Кнопка имеет стержень 6, головку ,3, возвратную пружину 4, контактный мостик 5 и контактную пружину 7.
6 Зак. 1069
161
44.	Аппараты освещения, сигнализации, средства связи и оповещения
Светильники, Для освещения и световой сигнализации в электропоездах применяют электрические лампы с двухконтактным пружинящим патроном, обеспечивающим надежный контакт при тряске. Эти лампы имеют пониженную на 12—15 % световую отдачу по сравнению с нормальными лампами с целью обеспечения срока службы лампы до 1000 ч.
Освещение пассажирских помещений осуществляется лампами накаливания мощностью 50 Вт, питаемыми на электропоезде ЭР2 от генератора управления постоянного тока напряжением 50 В. Для дежурного освещения применяют лампы 15 Вт, напряжением 55 В. На электропоездах ЭР2Р освещение пассажирских помещений .и тамбуров осуществляется лампами мощностью 100 Вт, напряжением 220 В, а дежурное — лампами на 15 Вт, НО В. Питаются эти лампы от синхронного генератора.
В салонах вагонов лампы основного освещения установлены в два ряда в специальных плафонах (16 в головном вагоне и по 20 в моторном и прицепном). В плафонах, имеющих по два патрона, предусмотрены лампы дежурного освещения 7 (рис. 142) (по четыре в салоне).
В тамбурах установлены по два плафона с лампами основного и дежурного освещения, которые служат одновременно для освещения подножек. Лампы дежурного освещения получают питание от аккумуляторной батареи.
Рис. 142. Светильник с лампой дежурного освещения:
1 — откидная рамка плафона; 2 — каркас плафона; 3 — штифтовый патрон с фланцем; 4 — шайба патрона; 5 — винт; 6'— лампа основного освещения; 7 — лампа дежурного освещения; 8 ~ стекло плафона
Рис. 143. Расположение сигнальных оп на лобовой стене головного вагона
На вагонах предусмотрено также освещение кабины, шкафов, туалетных узлов, чердаков, ходовых частей, ящиков с аппаратурой, коридоров.
Светильник имеет штампованный отражатель, окрашенный белой эмалью, и матовое стекло, вставленное в откидную хромированную рамку 1. Для усиления светового потока и равномерного его рассеяния поверхность нижней части стекла выполнена ребристой.
Сигнальные лампы. В кабине машиниста на пульте управления установлен блок сигнальных ламп, под каждой прикреплена соответствующая табличка. Лампы расположены в следующем порядке (слева направо) и имеют линзы: PH — зеленого цвета; «Двери» — синего; РП — молочно-белого; БВ—красного; ЛК — молочно-белого; РБ — синего; РПД и РПК — желтого; РПО — синего; СОТ — желтого; Т — зеленого; К — молочно-белого цвета.
На задних стенках лобовых шкафов 1, 2 и боковой стенке шкафа 1 моторного вагона расположены сигнальные лампы РПД и РПК, БВ и РП, которые видны как снаружи, так и со стороны тамбура.
При нарушении одной из цепей загорается соответствующая сигналь
162
ная лампа на пульте кабины машиниста и стенках шкафов моторного вагона.
Внешняя сигнализация. На лобовой стене головного вагона расположены прожектор 1 (рис. 143), буферные фонари 3, два верхних сигнальных огня 2 и два нижних 4. Включение сигналов в голове и хвосте поезда производится в соответствии с Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Союза ССР.
На основании прожектора (рис. 144) закреплен держатель 4 со штырем 3, на котором закреплена лампа с патроном. Гайкой 2 можно регулировать высоту прожектора, а с помощью болта 1 и кронштейна 8 — направление луча прожектора по отношению к оси пути. Регулировку осуществляют из кабины машиниста. Лампа 5 прожектора мощностью 500 Вт рассчитана на напряжение 50 В. Свет лампы усиливается вогнутым зеркалом 7, расположенным сзади этой лампы. Лампа с патроном закреплена на кронштейне в фокусе зеркала. Прожектор имеет защитное стекло 6.
Буферные фонари размещены в специальных обтекателях типа автомобильных фар. Лампы в буферные фонари устанавливают на 25 В и 25 Вт.
Верхние и нижние сигнальные фонари имеют сменные линзы красного и белого цветов. Линзы выполнены с концентрическими ребрами треугольного профиля, с помощью которых равномерно распределяется световой поток.
Радиостанция. Для радиотелефонной связи машиниста с диспетчером, дежурным по станции, а также машинистами других поездов в кабине машиниста установлена радиостанция 42РТМ-А2-ЧМ (с двойным управлением). На крыше головного вагона устанавливается коротковолновая антенна. В комплект радиостанции входят блок питания, блок низкочастотных и вызывных устройств, приемопередатчик, два пульта управления, антенно-согласующее устройство, два громкоговорителя, тройник и микротелефон.
В кабине машиниста установлены два пульта управления: для машиниста (с микротелефоном) и для помощника машиниста. На задней стенке кабины размещены громкоговорители. Все остальное оборудование размещено в служебном тамбуре в шкафу 3 (см. рис.9), кроме антенно-согласующего устройства, которое размещено в чердаке над шкафом 2.
Аппаратура оповещения ТОН. Комплект ТОН применяется с электропоезда ЭР2 № 1098 и внедряется в порядке модернизации на других электропоездах. Эта аппаратура служит для: передачи по громкоговорящей сети йассажирам сообщений о порядке следования поезда или другой информации; ведения служебных переговоров по отдельной двухпроводной линии между машинистом и его помощником в хвостовой кабине.
В состав комплекта ТОН входят усилитель низкой частоты У-100, манипулятор, переходное устройство и пульт.
На электропоезде ЭР2 усилитель У-100 подсоединяют непосредственно к аккумуляторной батарее напряжением 50 В. Его устанавливают в служебном тамбуре в шкафу 3.
Для обеспечения удобства работы предусмотрено подключение к усилителю У-100 трех пультов, один из которых находится на пульте кабины машиниста, а два других — в служебном тамбуре. На пульте машиниста установлен микрофон (манипулятор) и кнопка «Вызов». Для контроля оповещения, а также для ведения служебных переговоров на задней стенке кабины установлены два громкоговорителя. Аппаратура оповещения обеспечивает непрерывную работу при передаче сигналов продолжительностью не более 5 мин с последующим выключением на 3 мин. При переговорах или передаче информации в салон вагона необходимо подключить микрофон к пульту, проверить по сигнальной лампе усилителя У-100 наличие выходного напряжения. После этого микрофон располагают на расстоянии 3—5 см от рта, нажимают на тангеиту микрофона и передают сообщение.
(?*	163
Рис. 144. Прожектор
Рис. 145. Громкоговоритель
Для ведения служебных переговоров необходимо нажать на кнопку «Вызов», после получения сигнала переговор необходимо вести при нажатой тангеите, а при приеме информации тангеиту отпустить.
Громкоговоритель. Он предназначен для оповещения пассажиров об остановках, окончании посадки-высадки, закрывании дверей и передаче других объявлений, а также для ведения служебных переговоров.
В пассажирских помещениях установлено по четыре громкоговорителя, в тамбурах — по одному.
В кабине машиниста имеются два громкоговорителя: один служит для контроля качества передачи оповещения, через другой осуществляется ответная передача при служебных переговорах.
Громкоговоритель имеет деревянное основание 1 (рис. 145), на котором смонтированы динамическая головка 2, с тыльной стороны закрытая чехлом 3, согласующий трансформатор 4, рейку с зажимами 5. Для подключения громкоговорителя к сети установлена штепсельная розетка 6.
Аппаратура связи системы «Сигнал». Для связи пассажир—поездная бригада устанавливают аппаратуру «Сигнал» (рис. 146). Она предназначена для экстренной передачи поездной бригаде и наряду милиции сообщений пассажиров о нарушениях правопорядка, несчастных случаях и других чрезвычайных происшествиях, возникающих в электропоезде. Аппаратура рассчитана для эксплуатации при температурах от —25 до +50 °C.
В состав рабочего комплекта аппаратуры «Сигнал» входят: переговорнокоммутационное устройство ПКУ — 2 шт.; переговорное устройство пассажира ПУ — 24 шт.; устройство подключения — 2 шт. Аппаратура «Сигнал» работает во взаимодействии с аппаратурой «ТОН».
164
Рис. 146. Схема электрическая функциональная аппаратуры связи системы «Сигнал»
165
Питание переговорно-коммутационных устройств осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 50 В соответствующих головных вагонов. ПУ питается дистанционно по линии служебной связи постоянным током напряжением 30 В от вторичного источника питания ВИПа, входящего в состав ПКУ.
Передача речевого сообщения пассажиров осуществляется по линии служебной связи с любого из вагонов, где установлены ПУ, при нажатой кнопке В. Разговорный сигнал с микрофоном усиливается микрофонным усилителем ПУ и по линии связи через согласующий трансформатор ТрЗ поступает на входы усилителей ПКУ и воспроизводится громкоговорителями служебной связи. Отключение усилителя головного и хвостового вагонов от линии связи осуществляется переводом выключателя В1 ПКУ в выключенное положение. При этом срабатывает реле Р2, которое отключает ПКУ от линии. Помощник машиниста или проводник хвостового вагона отвечает пассажиру с помощью манипулятора аппаратуры «ТОН» при нажатой клавише О (оповещение).
Служебные переговоры между членами поездной бригады, находящимися в головном й хвостовом вагонах, осуществляются следующим образом. На манипуляторе при передаче сообщения нажимают клавишу С (связь). При этом срабатывает реле Р1 переговорно-коммутационного устройства, контакты которого отключают вход усилителя ПКУ от вторичной обмотки согласующего трансформатора Тр2 и подключают выход усилителя У-100 к линии связи. При срабатывании реле Р1 с линии связи снимается напряжение дистанционного питания, т. е. осуществляется выключение переговорных устройств пассажира.
В аппаратуре предусмотрена возможность передачи разговорных сигналов по линии связи при отключенных ПКУ Для этого разъем соединительного кабеля устанавливается в разъем Ш2 устройства подключения УП.
Переговорное устройство выполнено в виде блока и устанавливается в пассажирском вагоне под обшивкой, вагона.
45.	Трансформаторы, дроссели, магнитные усилители и полупроводниковые  преобразователи
Трансформаторы. Трансформатором называется электромагнитное устройство, служащее для преобразования в цепях переменного тока электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Трансформатор представляет собой наборный прямоугольный сердечник, на противоположных сторонах которого помещены две обмотки из изолированного провода с разным числом витков. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной, а к которой потребитель — вторичной. На электропоезде ЭР2Р имеются следующие типы трансформаторов:
Трансформатор управления (ТрУ типа 1ТР.021) служит для питания цепей управления и заряда аккумуляторной батареи. Он представляет собой трехфазный трансформатор напряжения, имеющий трехстержневой магнитопровод, набранный из отдельных изолированных листов электротехнической стали Э12 толщиной 0,5 мм.
Первичные и вторичные обмотки трансформатора размещены на всех трех стержнях магнитопровода. Кроме того, установлена еще дополнительная вторичная обмотка, используемая в качестве вольтодобавочной при заряде батареи. Она имеет отпайки для возможности регулирования напряжения в зависимости от сезона.
Трансформатор возбуждения (ТрВ типа 1ТР.025) служит для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей при электрическом торможении с не-166
зависимым возбуждением. Это трехфазный трансформатор напряжения, вторичные обмотки которого подключены к тиристорному преобразователю.
Трансформатор дифференциальный (ТрД типа 1ТР.060) осуществляет дифференциальную защиту. При разных скоростях изменения тока в его первичных обмотках во вторичной обмотке наводится э. д. с. — сигнал в блок защиты электронного реле (БЭР). Обмотки ТрД, расположенные в начале и конце силовой цепи, являются первичными, а вторичная обмотка является датчиком сигнала БЭР.
Трансформатор стабилизирующий (ТрС типа Пр.ОЗО) применяют в системе автоматического регулирования частоты вращения якоря двигателя преобразователя. Он имеет две обмотки: первичную, расположенную в силовой цепи двигателя преобразователя, и вторичную, подающую сигналы обратной связи в блок регулятора частоты (БРЧ).
Трансформатор регулятора (ТрР типа 1ТР.066) также применяют в системе автоматического регулирования частоты вращения якоря преобразователя. Установлен он для работы в блоке БРЧ.
Трансформаторы импульсные (ТрИ)) и фазорегуляторы (ФР) расположены в блоках и электронных реле (БЭР) и системе автоматического управления торможением (САУТ).
Дроссели. В цепях переменного тока в качестве регулируемого индуктивного сопротивления применяют дроссели. Дроссель представляет собой катушку с малым активным сопротивлением, намотанную на стальной сердечник. Сердечник набран из отдельных листов электротехнической стали. Работает дроссель следующим образом: при протекании по катушке переменного тока в ней возникает переменный магнитный поток, который индуктирует в витках катушки э. д. с. самоиндукции, которая стремится препятствовать изменению вызывающего ее тока. Установка дросселей вместо резисторов в цепях переменного тока создает удобные системы регулирования частоты и напряжения преобразователя. Применяют их в цепях резонансных контуров и стабилизаторов напряжения' На электропоезде ЭР2Р дроссель частоты (ДрДЧ) установлен в блоке регулятора частоты, а дроссель стабилизации напряжения (ДрС) — в блоке регулятора напряжения.
Магнитные усилители. Магнитный усилитель (МУ) — это электромагнитный аппарат, в котором для плавного регулирования переменного тока используют изменение индуктивного сопротивления катушки с сердечником при подмагничивании ее постоянным током. С помощью МУ можно изменять токи весьма большой мощности при помощи электрических сигналов малой мощности. Простейший МУ представляет собой дроссель насыщения, выполненный в виде катушки индуктивности со стальным сердечником и подмагничивающей катушки, по которой проходит постоянный ток.
Если включить дроссель в цепь переменного тока (рабочую обмотку) и изменять ток подмагничивания (в обмотке управления), то будет изменяться индуктивность рабочей обмотки и создаваемое ею индуктивное сопротивление. Следовательно, будет изменяться и ток в цепи нагрузки.
Использовать такой дроссель в качестве усилителя затруднительно, так как при прохождении переменного тока по рабочей обмотке в его подмагничивающей обмотке так же, как и в трансформаторе, будет индуктироваться переменная э. д. с., которая будет нарушать работу обмотки управления, т. е. изменять ток.
Для устранения этих недостатков используют два дросселя насыщения, электрические цепи которых включают так, чтобы переменные э. д. с., наводимые в рабочих обмотках, складывались, а в обмотках управления были направлены встречно и взаимно унйчтожались. Такой сдвоенный дроссель, т. е. магнитный усилитель, позволяет регулировать ток в цепи нагрузки в широких пределах путем изменения тока управления.
167
Работает он следующим образом. Когда на вход усилителя не подан сигнал, сердечники дросселей не насыщены и рабочие обмотки имеют большое индуктивное сопротивление. Поэтому ток нагрузки будет мал. При подаче в обмотки управления тока управления сердечники дросселей подмагничиваются и индуктивное сопротивление рабочих обмоток уменьшается. При этом растет ток в цепи нагрузки. В этом режиме падение напряжения на рабочих обмотках будет незначительным и большая часть напряжения поступит к потребителю. Магнитные усилители обычно выполняют с обратными связями, которые обеспечивают увеличение стабильности работы усилителя. Обратная связь может быть внешней и внутренней. Для создания внешней обратной связи в усилителях предусматривают специальную обмотку, которая дополнительно подмагничивает или размагничивает сердечник. Обратная связь может быть положительной или отрицательной. Если при возрастании тока нагрузки или напряжения на потребителе обмотка обратной связи усиливает действие входного сигнала, то такую связь называют отрицательной, а если, наоборот, входной сигнал уменьшится, то такую связь называют положительной.
На электропоезде ЭР2Р магнитные усилители применяют в системе автоматического управления торможением, в качестве датчиков тока якоря (ДТД, ДТД1), тока возбуждения (ДТВ), напряжения на коллекторе (ДНК), боксования (ДБ1—ДБ4), напряжения сети (ДНС), баланса напряжений (ДБН).
Полупроводниковые преобразователи. Полупроводниковые приборы, собранные в определенную электрическую схему (блоки), из отдельных диодов, стабилитронов, транзисторов, тиристоров, конденсаторов, резисторов образуют электронные реле, регуляторы, системы. На электропоезде ЭР2 они установлены в электрических цепях регулирования напряжение генератора управления и его защиты (БРЗГ)\ на электропоезде ЭР2Р — в цепях системы автоматического торможения (САУТ), регуляторе частоты (БРЧ) и напряжения (БРН), в блоках электронных реле.
Диод — полупроводниковый прибор, состоящий из двух полупроводников с проводимостью разного типа, способный пропускать ток в одном направлении и препятствовать его прохождению в другом, т. е. обладающий односторонней проводимостью. В электрических схемах обозначен буквой Д.
Стабилитрон — полупроводниковый прибор (диод), выполненный таким образом, что при некотором повышении напряжения (уставке) происходит его пробой. Как только напряжение станет ниже напряжения уставки, стабилитрон закрывается. В электрических схемах обозначен буквами ПП.
Транзистор — полупроводниковый прибор, служащий для усиления электрических сигналов. В электрических схемах он обозначен буквой Т.
Тиристор — управляемый четырехслойный вентиль. Тиристор может быть открыт подачей импульса на управляющий электрод. Выключить тиристор можно подачей напряжения в обратном направлении или уменьшением прямого тока ниже значения тока удержания. В цепях постоянного тока для закрывания тиристора применяют устройства искусственной коммутации. В электрических схемах он обозначен буквами Тт.
Выпрямительные мосты представляют собой схему соединения нескольких полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров). Выпрямительные мосты служат для выпрямления переменного тока в постоянный.
Глава VIII
АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
46.	Устройство щелочного аккумулятора
На электропоездах ЭР2 применяют щелочные аккумуляторные батареи 40НК-125, а на ЭР2Р—90НК-55. Первая цифра обозначает число элементов (банок) в батарее, буквы НК — никелево-кадмиевая, число после букв — номинальная емкость батареи в ампер-часах.
Аккумуляторная батарея 40НК-125 разделена на пять групп по восемь элементов в каждой группе. Каждый элемент (рис. 147) представляет собой сосуд, наполненный электролитом. Внутри него помещены шесть положительных и пять отрицательных пластин. У положительных пластин активной массой является гидроокись никеля Ni(OH)s, содержащая чешуйчатый графит для лучшей электропроводности, у отрицательных — губчатый кадмий, содержащий 5—30 % губчатого железа Cd-j-Fe. Каждая пластина (как положительная, так и отрицательная) помещена в железный пакет, имеющий много отверстий. Отверстия очень малы, и активная масса не может высыпаться через них. В то же время их размеры достаточны для выхода газов, образующихся при заряде, и проникновения электролита.
Положительные пластины соединены ж~лезной рамкой с выводом. Рамка, соединяющая отрицательные пластины, имеет свой вывод. В собранном виде в банке каждая отрицательная пластина находится между двумя положительными. Разноименные пластины изолированы друг от друга эбонитовыми палочками, а для изоляции банок служат резиновые чехлы. На крышке банки около отверстия, через которое выходит штырь положительных пластин, выштампован знак «ф-». Положительные пластины соединены с корпусом аккумулятора, так как крайние из них соприкасаются со стенками банки, поэтому штырь положительных пластин не изолирован от корпуса.
Штырь отрицательных пластин изолирован от корпуса банки изоляционными втулками с уплотняющими кольцами. Для заливки электролита и выхода из аккумулятора газов в крышке имеется отверстие со стальной пробкой и уплотняющим резиновым кольцом. При повышении давления газов внутри корпуса резиновое кольцо отходит от поверхности пробки, и газы выходят в атмосферу. Такая конструкция пробки предотвращает выплескивание электролита из банки при тряске и исключает попадание в нее воздуха.
Масса элемента НК-125 без электролита 5,4 кг, а с электролитом 6,6 кг.
Аккумуляторная батарея 90НК-55 содержит 90 элементов, соединенных последовательно. По устройству они аналогичны элементам батареи 40НК-125, но имеют меньшие размеры.
Щелочные аккумуляторы обладают большой механической прочностью и не боятся тряски, толчков, ударов. По сравнению с кислотными они выдерживают большие разрядные токи, не выделяют вредных испарений, имеют меньшую массу при одинаковой емкости и больший срок службы (в 7—8 раз). Они менее чувствительны к перезаряду и недозаряду и значительно проще в эксплуатации.
К недостаткам щелочных аккумуляторов относится то, что их изготовляют из дорогостоящих металлов, в результате чего они в 2—4 раза дороже кислотных; кроме того, напряжение на элементах у них 1,25 В, в то время как у кислотных — 2,0—2,1 В.
Чтобы привести батарею в рабочее состояние, необходимо в аккумуляторы залить электролит. Через 2 ч надо проверить уровень электролита над пластинами (он должен быть не менее 5 мм и не более 12 мм) и напряжение на каждом элементе.
Рис. 147. Элемент аккумуляторной батареи НК-125:
/ — выводные зажимы; 2 — пробка; 3 -чехол; 4 — эбонитовые палочки; 5 — пакеты; 6--активная масса; 7 — корпус; 8 — положительный блок; 9 — отрицательный блок
169
Рис. 148. Прохождение тока при заряде (а) и разряде (б) щелочного аккумулятора
После установления нормального уровня электролита аккумуляторы подвергают двум-трем циклам «заряд-разряд». Заряд аккумулятора НК-125 осуществляют током 31 А в течение 6 ч , разряд — током 12,5 А в течение 8 ч. Для аккумулятора НК-55 зарядный ток 14 А, а разрядный — 6,87 А.
При заряде щелочного аккумулятора (рис. 148, а) под действием электрической энергии происходит окисление активной массы положительных пластин, причем гидрат закиси никеля Ni(OH)2 переходит в гидрат окиси никеля Ni(OH)g, а активная масса отрицательных пластин из гидрата окиси кадмия Cd(OH)2 и гидрата окиси железа Fe(OH)2 превращается в металлические кадмий Cd и железо Fe.
При разряде (рис. 148, 6} гидрат окиси никеля Ni(OH)g положительных пластин, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(OH)2, а кадмий и железо отрицательных пластин превращаются в гидрат окиси кадмия Cd(OH)2 и гидрат окиси железа Fe(OH)2.
Реакции разряда и заряда можно записать следующим образом:
разряд
4Ni (ОН)8 + КОН -г Cd + Fe 4Ni(OH)2 + КОН + Cd(OH)2 + Fe(OH)2. заряд
Заряд батареи происходит до тех пор, пока на отрицательных пластинах гидрат окиси кадмия Cd(OH)2 и гидрат окиси железа Fe(OH)2 не превратятся в кадмий Cd и железо Fe.
Далее ток не будет изменять химического состояния пластин, а начнет разлагать воду электролита на составные части — кислород и водород.
47.	Эксплуатация аккумуляторной батареи
Приготовление электролита. Щелочные аккумуляторы поступают с завода без электролита. При вводе их в действие нужно подготовить электролит, руководствуясь следующими соображениями. Если предполагается работа аккумуляторов при температуре от —19 до Щ35 °C, то лучшим электролитом является составной, состоящий из раствора едкого кали плотностью 1,19—1,21 г/см3 с добавкой 20 г моногидрата лития на 1 л электролита. При температуре ниже —20 ЭС аккумуляторы заливают раствором едкого кали плотностью 1,26—1,28 г/см3 без добавки моногидрата лития. Растворение щелочи в воде производят в чистой стальной, пластмассовой или стеклянной посуде. Запрещается пользоваться оцинкованной, луженой, алюминиевой, медной и свинцовой посудой, а также посудой, применяющейся для приготовления электролита кислотных аккумуляторов.
При приготовлении электролита щелочь помещают в посуду и заливают водой и все это перемешивают стальной или стеклянной палочкой для ускорения процесса растворения. Моногидрат лития добавляют в остывший раствор и тщательно перемешивают. Для растворения щелочи пригодны дистиллированная, дождевая вода, собранная с чистой поверхности, вода, полученная при таянии чистого снега, и конденсат. После остывания электролита он должен отстояться в течение 3—6 ч. При заливке температура электролита не должна быть выше +30 °C. Когда пластины аккумулятора пропитаются электролитом, определяют уровень электролита стеклянной трубкой диаметром 5—6 мм с метками по высоте 5 и 12 мм. Стеклянную трубку опускают в аккумулятор до пластин (рис. 149), затем, плотно закрыв пальцем верхний конец трубки, вынимают ее из аккумулятора, держа над отверстием для заливки. Высота электролита в трубке будет равна уровню электролита над пластинами в аккумуляторе.
Для уменьшения уровня электролита применяют резиновую грушу со стеклянной трубкой длиной около 100 мм. Конец трубки следует немного оттянуть на паяльной лампе. Доливают аккумуляторы дистиллированной водой или электролитом, также используя резиновую грушу.
Проверку плотности электролита производят сифонным ареометром (рис. 150). Он представляет собой стеклянный сосуд 2 цилиндрической или грушевидной формы. На верхнюю часть сосуда плотно насаживают резиновый шар 3, на нижнюю — резиновую трубку. Внутри стеклянного сосуда помещен маленький ареометр 1. Для замера плотности электролита 4 в аккумуляторах в электролит опускают резиновую трубку, сжав предварительно резиновый шар 3. При разжимании шара в стеклянный сосуд всасывается 170
Рис. 149. Замер уровня электролита
Рис. 150. Ареометр
некоторое количество электролита, достаточное для того, чтобы в нем мог свободно плавать ареометр. Плотность электролита определяет цифра шкалы ареометра, на уровне которой ареометр погружен в электролит. Чем больше плотность жидкости, тем выше поднимается ареометр, и, наоборот, при малой плотности он опускается ниже.
Если плотность выше нормальной, электролит разбавляют водой. Если плотность ниже нормальной, добавляют электролит повышенной плотности. При подготовке к зимним или летним условиям работы электролит заменяют. Для этого батарею разряжают, промывают дистиллированной водой и заполняют свежим электролитом. Запрещается оставлять аккумуляторы без электролита, чтобы не было коррозии пластин и корпуса.
Емкость аккумулятора. Емкостью аккумулятора называют то количество электричества, которое можно получить от заряженного аккумулятора при его разряде до минимально допустимого напряжения на его зажимах. Это напряжение примерно 1 В. Количество электричества, которое необходимо сообщить аккумулятору до его полного заряда, называют зарядной емкостью. Отношение емкости разряда к емкости заряда называют отдачей аккумулятора по количеству электричества или к. п. д. по емкости. Емкость аккумулятора измеряют произведением тока в амперах на время разряда в часах (ампер-часы). Поэтому от одного и того же аккумулятора можно получить большой ток за короткое время разряда или малый ток за более продолжительное время разряда.
Емкость аккумулятора зависит от количества действующей активной массы. Чем больше по своим размерам пластины, тем большее количество активной .массы можно на них сосредоточить и тем большей будет емкость аккумулятора. Для увеличения активной массы пользуются параллельным соединение.^ одноименных пластин с помощью рамок или бареток: от плотности электролита и его температуры. Емкость аккумулятора увеличивается с повышением плотности электролита и его температуры, так как увеличивается количество притока электролита в поры пластин, от срока службы' аккумулятора. Ем-кость^аккумулятора меняется в течение срока службы. Она достигает наибольшего значения спустя некоторое время после начала работы аккумулятора и удерживается близкой к этому значению в течение большей части срока службы. К концу срока службы происходит осыпание активной массы, и емкость аккумулятора резко снижается.
Щелочные аккумуляторы могут отдавать полную номинальную емкость независимо от разрядного тока, если не обращать внимания на конечное разрядное напряжение. При последовательно соединенных одинаковых аккумуляторах емкость батареи будет такой же, как и емкость одного аккумулятора, а э. д. с. батареи будет равна сумме э. д. с. всех аккумуляторов. При параллельно соединенных одинаковых аккумуляторах емкость батареи увеличится пропорционально числу аккумуляторов, а э. д. с. батареи будет равна э. д. с. одного аккумулятора.
171
Глава IX
УПРАВЛЕНИЕ ТЯГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
48-	Режимы работы и параметры тяговых двигателей
Режимы работы тяговых двигателей. Эти режимы определяются требуемыми режимами движения электропоездами которым относятся разгон поезда (пуск), движение поезда с установившейся скоростью при включенных тяговых двигателях, движение при выключенных тяговых двигателях (выбег), торможение и стоянка на остановочном пункте.
При разгоне поезда сила тяги двигателей F должна быть больше сил сопротивления движению W. Скорость движения поезда v является функцией разности сил F—W. Фазу разгона поезда можно разделить на два периода; разгон до момента выхода на автоматическую характеристику (скорость vn) и движение от пусковой скорости цп до установившейся скорости vy.
Первый период характеризуется постоянным пусковым ускорением ап = = const. Пусковая скорость цп соответствует такому моменту, когда полностью выведены пусковые резисторы и двигатели продолжают работу по своей естественной характеристике под полным напряжением контактной сети. Дальнейшее ускорение поезда осуществляется благодаря тяговому усилию, развиваемому двигателями без применения регулировочных устройств.
Вслед за пусковым периодом работы тяговых двигателей обычно следует режим работы на выбеге, когда двигатели выключены и вращаются вхолостую. Если условия движения поезда не требуют повторного включения тяговых двигателей, то после выбега следует торможение. При этом на электропоездах с электрическим торможением тяговые двигатели становятся генераторами, преобразующими энергию движения поезда в электрическую энергию. Начальный период работы тягового двигателя характеризуется большим пусковым током. При электрическом торможении тормозной ток двигателя может также достигать больших значений и в некоторых случаях даже превышать пусковой ток.
Работа тяговых двигателей электропоездов пригородного сообщения характеризуется частой повторяемостью циклов «разгон-торможение», большими ускорениями и замедлениями. Коэффициент регулирования скорости kv = = ^тах/пч (здесь пгаах — наибольшая частота вращения якоря; пч — частота вращения якоря при часовом режиме) должен быть равен 3,73, а для тягового двигателя высокоскоростного электропоезда — не более 1,48.
Параметры тяговых двигателей. При подборе тяговых двигателей на электропоезда особое внимание уделяют его основным параметрам, к которым относятся частота вращения, вращающий момент и мощность. Как известно, скорость поезда, км/ч, в тяговом режиме зависит прежде всего от частоты вращения якоря тягового двигателя п:
V = я£)к и-60/(1000ц) =0,188Ок и/И,
где Ок — диаметр колеса ио кругу катания, м;
ц — передаточное число зубчатой передачи.
172
Частота вращения п зависит от напряжения U на зажимах двигателя, магнитного потока Ф, являющегося функцией тока I (рис. 151), и конструктивных особенностей тягового двигателя:
n = (U-2IR)/(C1 Ф),
где Ct — коэффициент пропорциональности, учитывающий конструктивные особенности тягового двигателя (число пар полюсов, число проводников и параллельных ветвей обмотки якоря).
Участок Оа на рис. 151 соответствует ненасыщенной магнитной системе двигателя, а участок аб — постепенному увеличению насыщения магнитной цепи. В точке б система насыщена.
Вращающий момент двигателя
М=Д7Ф-10-’+9>55Рм/п, где Рм — полные потери мощности в двигателе (за вычетом потерь в меди его обмоток и потерь в контактах щеток);
К/Ф-10-’ — вращающий момент, создаваемый силами взаимодействия тока в проводниках обмотки якоря и магнитного потока двигателя.
Рис. 151. Кривая	Рис. 152.	Характери-
намагничивания	стика тягового дви-
тягового двигателя	гателя	последовательного	возбужде-
ния
Рис. 153. Кривые скорости и силы тяги при различных параметрах тяговых двигателей (параллельное соединение)
Мощность двигателя Ро, отнесенную к ободу движущихся колес, можно выразить через силу тяги F, Н, и скорость поезда и, км/ч: Ро = Fy/3600. Отсюда F = 3600Ро/и.
Зависимости скорости движения и силы тяги от тока двигателя поясняются рис. 152.
Изменение напряжения контактной сети вызывает изменение тока и силы тяги, а следовательно, и скорости поезда. При понижении напряжения сила тяги будет падать до момента, когда наступит равновесие между силой тяги и сопротивлением движению. Скорость движения также будет уменьшаться. При повышении напряжения будет расти тяговое усилие, а следовательно, и скорость движения.
Для равномерного распределения нагрузок между тяговыми двигателями одного моторного вагона и одной тележки необходимо тяговые двигатели и диаметры колесных пар подбирать по характеристикам. Например, если два двигателя одного вагона имеют различные магнитные потоки главных полюсов (Фх > Ф2), а диаметры бандажей колесных пар одинаковые (Ох = D2), то характеристики двух параллельно соединенных двигателей будут различны (рис. 153). Значения токов и тяговых усилий при одной и той же скорости будут неодинаковы. Такое же положение будет при различных бандажах колесных пар, но одинаковых магнитных потоках главных полюсов. Подбором колесных пар с соответствующими диаметрами бандажей можно компенсировать разницу характеристик тяговых двигателей и устранить неравномерное распределение нагрузок, т. е. добиться выполнения условия n1D1 = ri2D2.
173
4Ф. Пуск и регулирование скорости движения электропоезда
Реостатный пуск тяговых двигателей. На электропоездах ЭР2 предусмотрен реостатный пуск с переключением тяговых двигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение. Пусковые резисторы включаются в цепь тяговых двигателей как в первом, так и во втором случае. На электропоездах ЭР2Р пуск осуществляется при постоянном последовательном соединении тяговых двигателей.
Пуск электропоезда стараются сделать плавным. Для этого используют включенные последовательно с двигателями пусковые резисторы rl (рис. 154). Они уменьшают приложенное к двигателю напряжение, а следовательно, и пусковой ток. По мере увеличения скорости поезда пусковые резисторы постепенно выводят, т. е. уменьшают их сопротивление.
На электропоездах уменьшение сопротивления пусковых резисторов производят ступенчато. Для этого пусковые резисторы разбивают на несколько секций (г/ — г4), которые постепенно замыкают накоротко посредством контакторов 1—4.
Задаваясь рядом произвольных значений тока обмотки якоря при данном сопротивлении резистора, можно получить необходимое число точек для построения реостатной характеристики как при последовательном, так и при последовательно-параллельном соединении тяговых двигателей.
- В процессе пуска происходят некоторые колебания тока, но при достаточно большом числе ступеней эти колебания не оказывают на тяговые двигатели вредного влияния. Для пуска моторных вагонов электропоезда ЭР2 предусмотрено восемь реостатных ступеней при последовательном соединении двигателей и четыре ступени при последовательно-параллельном соединении. Сопротивление пусковых резисторов подбирают из условия, чтобы пусковой ток не превышал допустимого для тягового двигателя значения и чтобы двигатель при этом создавал требуемый вращающий момент. Число ступеней сопротивления определяется допустимыми колебаниями пускового тока.
Зависимость скорости поезда от тока двигателя при полностью выведенных пусковых резисторах называют скоростной естественной характеристикой. Она показывает, что при малых токах скорость поезда резко возрастает и снижается при увеличении тока (кривая 9 на рис. 155). Эту естественную характеристику двигателя иначе называют автоматической, так как при работе по ней двигатель автоматически изменяет развиваемый им вращающий момент и частоту вращения в зависимости от тока обмотки якоря. При включении последовательно с двигателем пусковых резисторов получают ряд так называемых реостатных характеристик, которые располагаются ниже естественной (безреостатной) характеристики. Каждой ступени пускового сопротивления соответствует своя кривая, причем чем больше сопротивление, тем ниже эта кривая располагается. Для любого произвольного значения тока по приведенным характеристикам можно определить скорость поезда на каждой ступени реостатного пуска.
Рассмотрим диаграмму изменения тока тягового двигателя при пуске. Напряжение на двигателе во время пуска увеличивается ступенями (из-за вывода
Рис. 154. Упрощенная схема соединения пусковых резисторов и тягового двигателя с " последовательным возбуждением
174
Рис. 155. Диаграмма изменения пускового тока тягового двигателя
Рис. 156. Пусковые характеристики моторного вагона электропоезда ЭР2
пусковых резисторов), вследствие чего пусковой ток колеблется около некоторого среднего значения, определяющего интенсивность пуска. Наибольший пусковой ток тяговых двигателей обычно ограничивается коэффициентом сцепления (во избежание боксования).
Пуск начинается по реостатной характеристике /, затем по мере увеличения скорости ток двигателя постепенно уменьшается, и при достижении им некоторого нижнего предела выводят (закорачивают) первую секцию пускового резистора. При этом ток резко возрастает, так как происходит переход на реостатную характеристику 2. Затем, как и в первом случае, по мере увеличения скорости ток будет спадать до некоторого значения, при котором произойдет закорачивание второй секции пускового резистора, т. е. переход на реостатную характеристику 3. Этот процесс будет повторяться до тех пор (см. кривые 4— 8), пока тяговые двигатели не начнут работать на своей естественной безрео-статной характеристике 9.
Переключение ступеней пусковых резисторов осуществляется автоматичег ски с помощью реле ускорения, контролирующего спадание тока. Реле ускорения срабатывает, когда пусковой ток уменьшается до тока уставки реле (для электропоезда ЭР2 он равен 175 А).Реле ускорения воздействует на реостатный контроллер, который, приходя в действие, обеспечивает срабатывание контактов, закорачивающих секции пусковых резисторов. Процесс пуска при ступенчатом выведении пусковых резисторов моторного вагона электропоезда ЭР2 поясняется рис. 156.
175
Рис. 157. Схема последовательного соединения тяговых двигателей
При переходе на последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей пусковые резисторы вводятся вновь, а затем выводятся в таком же порядке. Необходимо отметить, что при последовательном соединении тяговых двигателей первая ступень реостатного пуска, как правило, имеет фиксацию. Эта ступень служит для маневровых работ, где необходимы низкие скорости передвижения.
Наибольший пусковой ток определяется силой тяги по условиям сцепления. Наибольшая сила тяги по условиям сцепления Fmax дС А|э-10-3 (где Р — вес моторного вагона, Н; ф — коэффициент сцепления).
Наибольший ток при реостатном пуске и ускорении 0,4—0,8 м/с2 не должен превышать 20 % его среднего значения. Так как по условиям сцепления тяговое усилие не всегда можно полностью использовать, на электропоездах предусмотрена возможность автоматического пуска при пониженной уставке реле ускорения, равной 120 А.
На электропоездах, кроме автоматического пуска, предусмотрен ручной пуск. Его используют при неисправностях в цепях автоматического пуска и при разгоне электропоезда на крутых подъемах. Пусковое ускорение зависит от заселенности вагонов пассажирами. Ускорение заселенного поезда резко снижается по сравнению с ускорением незаселенного поезда. Уменьшение ускорения может достигать 25 %, что составляет примерно 0,15—0,17 м/с2.
На электропоезде ЭР2Р недостатки автоматического пуска устраняются специальным авторежимным устройством, которое воздействует на уставку реле ускорения в зависимости от заселенности моторных вагонов пассажирами. Выбор тока уставки производится с учетом заселенного вагона. По мере снижения степени заполнения вагона пассажирами ток уставки реле благодаря ав-торежимному устройству автоматически понижается, обеспечивая стабильность тяги независимо от загруженности поезда, т. е. практически ускорение при разгоне постоянное. На электропоездах ЭР2Р, кроме того, на пульте управления машиниста смонтирована рукоятка для регулирования уставки реле ускорения вручную (БРУ). С помощью этой рукоятки можно задавать ускорение. Однако в практических условиях на процесс пуска поезда значительное влияние оказывают колебания напряжения в контактной сети, расхождение характеристик тяговых двигателей, разница диаметров бандажей колесных пар и др.
Регулирование скорости движения электропоезда. Скорость движения можно регулировать, либо увеличивая приложенноенапряжение к тяговым двигателям, либо ослабляя магнитный поток в обмотках возбуждения тяговых двигателей. Напряжение на двигателях можно повысить путем пересоединения их с последовательного (рис. 157) на последовательно-параллельное соединение (рис. 158).
Рис. 158. Схема последовательно-параллельного соединения тяговых двигателей
176
rZ 8,Bi On
Рис. 159. Упрощенная схема прохождения тока при последовательном соединении тяговых двигателей с полностью выведенными пусковыми резисторами
При последовательном соединении тяговых двигателей 1—4 и полностью выведенных пусковых резисторах напряжение на каждом двигателе составляет 750 В, а при последовательно-параллельном — 1500 В, т. е. в 2 раза больше. На последней ходовой позиции при последовательном соединении тяговых двигателей секции пусковых резисторов уже не закорочены, но ток по ним не идет, так как контакторы П1 и П2 (рис. 159) разомкнуты.
Для осуществления перехода на последовательно-параллельное соединение замыкают контакторы П1 и П2 (рис. 160), подключающие параллельно цепи четырех последовательно соединенных двигателей 1—4 два резистора сопротивлением по 8,83 Ом каждый. При этом в цепи пусковых резисторов устанавливается ток около 170 А, который примерно равен току, проходящему через группу двигателей /Г1	1г2 I д. В идеальных условиях при равенстве
сопротивлений rl и г2 и замкнутом контакторе М потенциалы точек А и Б будут одинаковы и равны половине напряжения сети. В этом случае ток через контактор М не течет и при размыкании контакта Л4 ток тяговых двигателей не изменяется.
В практических условиях сопротивления цепей тяговых двигателей и пусковых резисторов неодинаковы, потому через контактор М может протекать уравнительный ток в ту или иную сторону. Ток может проходить по двум цепям: через двигатели 1, 2, контактор М (7Д), двигатели 3, 4 и далее «земля» и через контактор /77, резистор г2, контактор М, в обратном направлении (7Г), резистор rl, контактор П2 и далее «земля». Таким образом, при неодинаковых сопротивлениях этих цепей может протекать уравнительный ток /ур = /д — Д; при Iд = 1Г ток /ур = 0.
На окончательном этапе переключения двигателей отключают мостовой контактор М (рис. 161), в результате чего тяговые двигатели 1—4 оказываются соединенными в две параллельные группы с полностью введенными пусковыми резисторами. После выведения пусковых резисторов напряжение на каждом тяговом двигателе окажется в 2 раза больше, чем при последовательном соединении, а именно 1500 В.
Другим способом регулирования скорости является ослабление возбуждения тяговых двигателей. Применяя ослабление возбуждения, увеличивают число ходовых характеристик тяговых двигателей. При контакторном ступенчатом регулировании параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей
Рис. 160. Упрощенная схема перехода с последовательного соединения на последовательно-параллельное
177
Рис. 161. Упрощенная схема последовательно-параллельного соединения тяговых двигателей и пусковых резисторов
включают резисторы, тем самым уменьшая ток в обмотках возбуждения и магнитный поток обмотки.
Из формулы п = (U—	следует, что при уменьшении магнит-
ного потока Ф обмотки возбуждения будет увеличиваться частота вращения якоря п.
В начальный момент пускового процесса для быстрейшего увеличения силы тяги тяговый двигатель должен иметь полное возбуждение и лишь после того, как он начнет работать на своей естественной характеристике, применяют ослабление возбуждения. На моторных вагонах электропоезда ЭР2 используют две ступени ослабления возбуждения. При включении контактора 1 (рис. 162) включается первая ступень ослабления возбуждения, при которой параллельно обмотке возбуждения ОВ включается резистор Rm.
При замыкании контактора 2 включается вторая ступень ослабления возбуждения, т. е. шунтируется резистор и уже большая часть тока якоря ответвляется в шунтирующую цепь. При первой ступени возбуждение ослабляется на 33 %, при второй— на 50 %.
Ток якоря /я в точке О разветвляется по двум цепям, распределяясь обратно пропорционально их сопротивлениям.
Степень ослабления возбуждения характеризуется коэффициентом возбуждения |3, т. е. отношением магнитодвижущей силы обмотки возбуждения при ослабленном возбуждении к магнитодвижущей силе обмотки возбуждения при полном возбуждении. Этот коэффициент
Р Н ^/(2я “ IвВ
где JB — ток обмотки возбуждения;
/я — ток обмотки якоря;
W — число витков обмотки возбуждения.
В частности, при ослаблении возбуждения на 50 %, когда |3 = 1/2, получаем В пт	Т в.
Указанный способ ослабления возбуждения не требует наличия специальных выводов от обмотки возбуждения тягового двигателя и позволяет легко получить несколько ступеней ослабления возбуждения. Однако при шунтировании обмотки возбуждения необходимо применять дополнительные меры для того, чтобы сохранить требуемое распределение тока между обмотками возбуждения и шунтирующим резистором при переходных процессах, возникающих в случаях внезапного исчезновения напряжения в контактной сети или резких изменений режима работы двигателя.
В эксплуатации возможны случаи, когда при работе с ослабленным возбуждением токоприемник электропоезда кратковременно отрывается от контактного провода. При восстановлении контакта между токоприемником и контактным проводом в первый момент из-за большой индуктивности обмотки возбуждения ток двигателя пойдет в основном по шунтирующему резистору, а ток в обмотке возбуждения будет мал. Это снижает э. д. с. двигателя и приводит к резкому возрастанию тока обмотки якоря. Бросок тока I„ вызывает нарушение нормальной коммутации щ появление кругового огня на коллекторе. Кроме 178
того, из-за большой скорости изменения тока возникают большие коммутационные перенапряжения, которые могут вызывать пробой изоляции обмотки якоря.
Для предотвращения указанных явлений последовательно с шунтирующим резистором включают индуктивный шунт ИШ . Индуктивность катушки подбирают так, чтобы индуктивность обмотки возбуждения была равна индуктивности шунтирующей цепи. При соблюдении этого условия переходные процессы не будут влиять на распределение токов /в и /иш и бросок тока /я будет небольшим.
Рассмотрим физическую сторону процесса ослабления возбуждения. Предположим, что, введя шунтирующий резистор Рш, мы уменьшили поток возбуждения от значения Ф] до значения Ф2. Изменением частоты вращения якоря тягового двигателя в первый момент времени можно пренебречь и считать, что кратковременные переходные электрические процессы в тяговом двигателе происходят при постоянной частоте вращения якоря.
Если /пп и /оп — токи при полном и ослабленном возбуждении, то
/пп = (^-С1Ф1п)./« и /оп = ((/-С1Ф2п)//?,
откуда
ОН ' ^НП — (^	®2 n)/(U Cj Ф, п).
Из последней формулы следует, что если, как обычно Е — СФп — (0,90 4-4- 0,96) U, то изменению потока Ф^Фг соответствует во много раз большее из
менение тока обмотки якоря /0П//Пп-Пусть, например, Ф2 = 0,8®! и Е = 0,92//. Тогда /оп//пп = (1 -0,8-0,92)/(1 —0,92) = = 3,3, т. е. при уменьшении потока возбуждения всего на 20 % ток обмотки якоря увеличивается в первый момент в 3,3 раза.
Так как ток якоря увеличивается в значительно большей степени, чем уменьшается поток возбуждения, то вращающий момент на валу двигателя при ослаблении возбуждения увеличится. Кратность его увеличения определяется отношением С1/ОпФг/(С1/ппФ1) « Ж
Увеличение вращающего момента ведет к возрастанию силы тяги и скорости движения поезда. С увеличением последней растет э. д. с. и уменьшается ток обмотки якоря тягового двигателя. Процесс нарастания скорости и уменьшения тока обмотки якоря будет продолжаться до тех пор, пока вращающий момент на валу тягового двигателя не уравновесится моментом сил сопротивления. При достижении этого условия двигатель начинает работать в новом установившемся режиме, определяемом током ОбМОТКИ ЯКОрЯ /оп, силой тяги Епп и скоростью поезда v' (рис. 163).
Реверсирование тяговых двигателей. Реверсирование, т. е. изменение направления вращения якорей тяговых двигателей, как правило, производят, изменяя направление тока в обмотках возбуждения. Для этого концы обмоток возбуждения переклю-
Рис. 162. Схема соединения обмоток при ослаблении возбуждения тягового двигателя
Рис. 163. Изменение силы тяги и скорости при переходе с полного на ослабленное возбуждение тяговых двигателей
179
84
Рис. 164. Схема реверсирования тяговых двигателей
чают специальным аппаратом — реверсором. Если включены нечетные контакторы В1 и ВЗ (рис. 164), то ток в обмотках возбуждения пойдет в направлении от конца К1 к концу К2. При переключении реверсора на четные контакторы В2 и В4 происходит изменение направления тока в обмотках возбуждения при прежнем направлении тока в обмотках якорей.
Переключение реверсора происходит при обесточенной цепи, поэтому контакторы выполнены без дугогашения. Описанный способ реверсирования считают наиболее удобным, так как обмотки возбуждения тяговых двигателей включены в электрическую цепь после обмоток якорей и напряжение на их зажимах составляет лишь 5—6 % напряжения, подводимого к двигателю. Условия работы реверсора в этом случае облегчаются. На опытном электропоезде ЭР2И для упрощения схемы импульсного регулирования отказались от традиционного решения и реверсируют обмотки якорей.
Физический смысл реверсирования сводится к тому, что после переключения концов обмотки возбуждения в ней изменяется направление прохождения тока на противоположное, меняется направление магнитного потока, и электромагнитные силы начинают действовать на якорь в противоположном направлении, заставляя его вращаться в обратную сторону.
50. Электрическое торможение
Общие сведения. Тяговые двигатели, как известно, обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как двигателями, так и генераторами. Перевод машины из двигательного режима в генераторный можно осуществлять различными способами: уменьшая напряжение сети, увеличивая э. д. с. машины путем повышения частоты вращения якоря или увеличивая магнитный поток.
Для того чтобы двигатель мог длительно работать в генераторном режиме, необходимо к валу его якоря приложить внешний вращающий момент. Такой момент создается при движении электропоезда на спусках или на. площадке. В этом случае работающие в генераторном режиме тяговые двигатели создают тормозные усилия.
Электрическая энергия, генерируемая тяговыми машинами при торможении, может быть рассеяна в резисторах в виде тепловой энергии либо отдана в контактную сеть. Различают три вида электрического торможения: реостатное, рекуперативное и смешанное (реостатно-рекуперативное). При рекуперативном торможении электрическая энергия отдается в контактную сеть. Электрическое торможение позволяет уменьшить износ тормозных колодок и бандажей и в значительной степени уменьшает загрязнение электрооборудования и верхнего строения пути металлической пылью.
Рассмотрим образование тормозного момента двигателя, работающего в генераторном режиме. На рис. 165, а показана схема электрической машины, работающей двигателем; рис. 165, б иллюстрирует схему этой же машины, но цепь якоря разомкнута. При этом вращение якоря сохранено, но возбуждение осуществляется от постороннего источника тока. Магнитное поле полюсов показано на этом же рисунке.
180
Под действием внешней силы (движение по спуску) якорь машины вращается в магнитном поле, следовательно, в его проводниках наводится э. д. с. Замкнем цепь якоря на резистор (реостатное торможение), при этом в его обмотке потечет ток, а вокруг обмотки якоря возникнет магнитное поле (рис. 165, в). Объединив два магнитных потока (см. рис. 165, бив), получим результирующее магнитное поле (рис. 165, г).Сгущение силовых линий слева и разряжение их справа приведет к появлению электромагнитных сил Fя. Рассматривая движение электропоезда по спуску, когда якорь вращается от колесной пары, можно сказать, что электромагнитная сила Ря препятствует вращению якоря, как бы стараясь остановить якорь. В результате происходит торможение поезда. Из рис. 165, б, в и г можно установить, что чем больше ток якоря Iя и магнитный поток Ф, тем сильнее тормозной момент якоря Л1т = Км/ЯФ, следовательно, формула справедлива для подсчета вращающего момента в тормозном режиме.
Если выводные концы якоря машины, показанной на рис. 165, г, отключить от резистора и подключить к контактному проводу, то получим простейшую схему рекуперативного торможения.
Реостатное торможение. Как было отмечено выше, при реостатном торможении тяговые двигатели, работающие в генераторном режиме, подключают к тормозным резисторам. При этом э. д. с. двигателей уравновешивается падением напряжения в резисторах и самих тяговых двигателях. Уравнение электрического равновесия имеет вид
СФи = / (гд“h Ят) > где v — скорость поезда при реостатном торможении;
Ят — сопротивление тормозного резистора, отнесенное к одному тяговому двигателю.
Рис. 165. Схемы, поясняющие образование тормозной силы при переходе с тягового на генераторный режим работы тягового двигателя
181