Пособие по изучению электрических цепей,
электромагнитных реле и тяговых двигателей вагонов метрополитена
Глава 1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА
(часть 6 из 7)
Особенности работы аппаратов в цепи управления вагонами типа Е и Ем
Расположение основной электрической аппаратуры на рамс вагонов типа Е и Ем показано на рис. 37.
Система управления предусматривает возврат вала РД на 1-к позицию при переводе рукоятки главного вала КВ с ходовых или тормозных положений в нулевое.
Для вращения вала РК применяется электродвигатель, вращающий момент которого передается на вал РК через двухступенчатый редуктор (рис. 38).
При переводе главной рукоятки КВ в нулевое положение происходит последовательное отключение линейных контакторов. Реле реверсирования теряет питание. Линейные контакторы ЛК3 и ЛК4 замыкают размыкающие контакты 10АЯ–10АБ (ЛК3) и 10АВ–2Е (ЛК4). При замкнутом контакторе РК2–18 в цепи 10АБ–10АВ от 10-го провода через контактор РЦУ, плавкий предохранитель П28, размыкающий контакт ЛК3, контактор РК2–18, размыкающий контакт ЛК4 получают питание катушки реле РВ1 и параллельно ей СР1.
Независимая обмотка возбуждения СДРК (рис. 39) получает питание через контакты реле РВ1 от 10-го провода, контактор РЦУ, плавкий предохранитель П16, замыкающий контакт реле РВ1, размыкающие контакты реле реверсирования РР (10Б–10В) и (10Г–0). Через контакт реле СР1 от 10-го провода, контактор РЦУ, плавкий предохранитель Л16, ЭТРК, сопротивление ТС4, замыкающий контакт СР1 и размыкающий контакт РУТ получает питание обмотка якоря СДРК.
Вал электродвигателя через двухступенчатый редуктор начинает вращать вал РК до 1-й позиции. Цепь питания обмотки якоря СДРК не прерывается, так как между позициями замыкается контактор РКМ1, через который напряжение подается на обмотку якоря СДРК. При повороте вала РК со 2-й на 1-ю позицию в цепи возврата размыкается контактор РК2–18.
Катушки реле РВ1 и СР1 теряют питание. Якорь реле СР1 отпадает сразу и замыкает размыкающий контакт, создавая короткозамкнутый контур на позиции через контактор РКП. Якорь реле РВ1 отпадает с выдержкой времени 0,6 с. Двигатель СДРК начинает работать в генераторном режиме. Электрический тормоз надежно фиксирует вал РК на 1-й позиции.
Остановка вала реостатного контроллера на позиции
Реле РУТ отрегулировано на определенный ток срабатывания в ходовых и тормозных положениях силовой цепи. Размыкающий контакт РУТ находится в цепи обмотки якоря СДРК 10М–10Н, замыкающий – в цепи 10Н–10У. Если ток в силовой цепи меньше уставки реле РУТ, то вращение вала РК происходит автоматически. Если ток превышает уставку РУТ, то реле притянет свой якорь, разомкнет контакт в цепи 10М–10Н и замкнет в цепи 10Н–10У.
Вблизи позиции замыкается контактор РКП (10У–0), создавая короткозамкнутый контур обмотки якоря СДРК. Двигатель привода РК переходит на работу в генераторном режиме и фиксирует вал РК на позиции. После уменьшения силы тока в силовой цепи якорь реле РУТ отпадает, размыкающий контакт 10М– 10Н замыкается, а замыкающий 10Н–10У размыкается. Обмотка якоря СДРК вновь получает питание. Вал РК поворачивается на следующую позицию (рис. 40).
ЭДС, созданная при генераторном режиме, направлена противоположно ЭДС тягового режима. Ток в короткозамкнутом контуре проходит через обмотку якоря СДРК, замыкающий контакт
РУТ (10Н–10У), контактор РКП (10У–0). Созданный тормозной момент надежно фиксирует вал РК на позиции.
При потере питания катушки реле СР1 якорь отпадает, замыкающий контакт СР1 в цепи 10Ж–10М размыкается, а размыкающий в цепи 10Н–10У замыкается. После замыкания контактора РКП (10У–0) создается короткозамкнутый контур, двигатель РК начинает работать в генераторном режиме.. Вал РК будет зафиксирован на позиции (рис. 41).
Регулирование времени вращения вала РК
Время вращения вала РК с 1-й по 18-ю позицию ходового и тормозного режима составляет 3,1–3,5 с. Регулировку времени вращения вала РК производят за счет изменения напряжения и силы тока на коллекторе якоря двигателя СДРК. Скорость вращения якоря СДРК регулируется при помощи резисторов 2ТС по 15 Ом, подключенных параллельно обмотке якоря СДРК. При уменьшении сопротивления скорость вращения якоря уменьшается, следовательно, время вращения вала РК увеличивается, и наоборот.
Если регулировочные сопротивления выключены, напряжение на коллекторе будет наибольшее, и якорь СДРК будет вращаться с повышенной скоростью.
Следовательно, при замыкании контактора РК2–7 шунтируется большая часть сопротивления, общий ток возрастает, увеличивается падение напряжения на резисторе ТС4, якорь СДРК вращается медленнее, время вращения вала РК увеличивается. Это обеспечивает плавность пуска.
При размыкании контактора РК2–7 вводится большая часть сопротивления, уменьшается падение напряжения на резисторе ТС4, скорость вращения якоря СДРК увеличивается, время вращения вала РК уменьшается.
При размыкании контакта ЛК5 сопротивление полностью отключается, напряжение на коллекторе якоря СДРК повышается, скорость вращения якоря и вала РК увеличивается. Происходит быстрый возврат вала РК на 1-ю позицию.
На автоматизированных составах время вращения вала РК на всех позициях одинаково. Это достигается изменением сопротивления, включенного параллельно обмотке якоря. Точность остановки состава повышается.
Работа переключателя положений
Для переключения силовой цепи вагонов типа Е и Ем с последовательного соединения на параллельное и с тягового режима на тормозной и обратно установлен переключатель положений с групповым переключением контакторов.
Переключатель положений имеет 22 силовых контактора, из которых два Т12 и Т13 типа КЭ-46А с дугогашением и 20 типа КЭ-47 без дугогашения. В цепи управления имеется 18 контакторов. Из них 17 типа КЭ-42 без дугогашения и один типа КЭ-48 с дугогашением. Контакторы включаются и выключаются при помощи кулачковых шайб.
Вал переключателя вращается только в одну сторону. Вращающий момент с вала якоря двигателя передается на вал переключателя положений при помощи двухступенчатого редуктора.
Переключатель положений имеет четыре фиксированных позиции: последовательное ПС и параллельное ПП соединение, торможение до 18-й позиции ПТ1, до 36-й – ПТ2. Углы поворота вала при переходе с ПС на ПП составляют 60°. с ПП на ПТ1 – 80°, с ПТ1 на ПТ2 – 60°, с ПТ2 на ПС - 160°. На каждой позиции вал фиксируется электромагнитным дисковым тормозом и короткозамкнутым контуром между обмоткой якоря и параллельной обмоткой возбуждения электродвигателя.
При работе дискового тормоза под действием пружины подвижные диски прижимаются к неподвижным и за счет сил трения между ними создается тормозной момент на валу червяка. Для вращения вала ПП подается питание на катушку ЭТПП, подвижные диски притягиваются, сжимая пружину, и червячный вал редуктора растормаживается. Действие электрического тормоза основано на том, что якорь двигателя при снятии питания с обмотки якоря и параллельной обмотки возбуждения продолжает вращаться по инерции.
В обмотке возбуждения появляется индуктируемая ЭДС, которая поддерживает спадающий ток в короткозамкнутом контуре. Так как обмотка якоря замкнута на себя, то ток, проходящий по якорю, изменит направление и перемагнитит якорь. Взаимодействие магнитного поля обмотки возбуждения с изменившимся полем обмотки якоря создает тормозной момент, который останавливает якорь двигателя.
Возврат вала переключателя положений на позицию ПС
Схема управления предусматривает возврат вала переключателя положений с позиций ПТ1 и ПТ2 на позицию ПС при переводе рукоятки главного вала КВ в нулевое положение. Работой электродвигателя переключателя управляет реле СР2. Катушка реле получает питание от 10-го провода через плавкий предохранитель П28, размыкающий контакт ЛК3, контактор ПТ1, ПТ2 и размыкающий контакт ЛК4.
Реле СР2 замыкает контакт в цепи 10АП–10АД и от 10-го провода через контактор РЦУ, предохранитель П28, размыкающие контакты ЛК3 и ЛК1, замыкающий контакт СР2, размыкающие контакты КШЗ и ТШ, контактор ЯЯ, ПТ1, ПТ2, попарно параллельно включенные сопротивления, катушку ЭТПП получают питание обмотки якоря и возбуждения СДПП.
Вал якоря двигателя через редуктор поворачивает вал переключателя в положение ПС. При повороте вала на 110° размыкается контактор ПТ1, ПТ2 (10АИ–10АЗ) и катушка реле СР2 теряет питание. Контакт в цепи 10АП–10АД не размыкается, так как реле работает с выдержкой времени 0,4–0,5 с. Через 170° в цепи 10АР–10АГ размыкается контактор ПП, ПТ1, ПТ2. Двигатель теряет питание, фиксируя вал переключателя на позиции ПС (рис. 42, а).
Поворот вала переключателя с позиции ПС на ПП
При повороте вала переключателя положений с позиции ПС на ПП двигатель СДПП получит питание по цепи 10-го провода через контактор РЦУ, плавкий предохранитель П28, замыкающий контакт реле перехода Р пер., замыкающий контакт ЛК3, контакторы РК18, ПС, ПТ1, попарно параллельно включенные сопротивления и катушку ЭТПП. Через 45° от начала поворота пала в цепи 10Я–10АГ размыкается контактор ПС, ПТ1, двигатель теряет питание, фиксируя вал переключателя положений на позиции ПП (рис. 42, б).
Возврат вала переключателя с позиции ПП на ПС
Возврат вала переключателя положений с позиции ПП па ПС происходит при повторном подключении тягового режима. При переводе главной рукоятки КВ в ходовой режим по цепи 20-го провода получает питание вентильная катушка ЛК5, которая замыкает контакты в цепи 20Т–0 и 10АШ–10АЗ, создавая цепь питания электромагнитному контактору КШ2 и реле СР2.
Электромагнитный контактор КШ2 замыкает контакты в цепи 10АИ– 10АШ. От 10-го провода через контактор РЦУ, плавкий предохранитель П28, размыкающий контакт ЛК3 получает питание катушка реле СР2, замыкающие контакты КШ2 и ЛК5 и размыкающий контакт ЛК4.
Реле СР2 замыкает контакт в цепи 10 АП – 10АД и от 10-го провода через контактор РЦУ, предохранитель П28, размыкающие контакты СР2, КШ3 и ТШ, контактор ПП, ПТ1, ПТ2, попарно включенные сопротивления, катушку ЭТПП получит питание двигатель СДПП. Вал переключателя положений повернется на позицию ПС. После размыкания контактора ПП, ПТ1, ПТ2 в цепи 10АР–10АГ двигатель теряет питание, и вал переключателя положений фиксируется на позиции ПС электрическим и электромагнитным тормозами.
При повторном подключении схема на тяговый режим не соберется до тех пор, пока вал переключателя положений не повернется в ПС. Поэтому на пульте красная лампа будет гореть дольше обычного (рис. 42, в).
Поворот вала переключателя положений с позиции ПС или ПП на ПТ1
Поворот вала с позиции ПС или ЯЯ на ПТ1 происходит при переводе рукоятки главного вала КВ в положение Тормоз 1. При этом по цепи 6-го провода получит питание катушка электромагнитного контактора ТШ, который замкнет контакт в цепи 10АД – 10АТ. По цепи 20-го провода катушка ЛК5 замыкает контакты в цепи 20Т – 0 и 10АШ – 20 А3. От. 10-го провода через контактор РЦУ, предохранитель П28, размыкающий контакт ЛК3, замыкающие контакты КШ2 и ЛК5 и размыкающий контакт ЛК4 получит питание катушка реле СР2, которое замыкает контакт в цепи 10АП – 10АД.
Также от 10-го провода через контактор РЦУ, предохранитель П28, размыкающие контакты ЛК3 и ЛК1, замыкающие контакты СР2 и ТШ, контактор ПС, ПП, ПТ2, сопротивления катушку ЭТПП получат питание обмотка якоря и параллельная обмотка возбуждения электродвигателя. Моторный привод повернет вал переключателя на позицию ПТ1. При повороте вала контактор ПС, ПП, ПТ2 в цепи 10АТ–10АГ размыкается и двигатель привода теряет питание. Вал переключателя положений будет зафиксирован на позиции ПТ1 (рис. 42, г).
Поворот вала переключателя положений с позиции ПТ1 на ПТ2
Поворот вала переключателя с позиции ПТ1 на ПТ2 происходит при переводе рукоятки главного вала КВ из положения Тормоз 1 в положение Тормоз 2. При этом подается питание на 2-й и 3-й поездные провода.
По цепи 2-го провода получают питание катушки реле СР1 и РВ1, которые управляют работой двигателя СДРК Двигатель через передачу начинает вращать вал РК до 18-й позиции.
На 17-й позиции в цепи 3-го провода замыкается контактор РК17–18 и на каждом вагоне получает питание катушка реле перехода Р пер., которое замыкает контакт в цепи 10АЯ–10Э.
На 18-й позиции замыкается контактор РК18 в цепи 10Ю–10Я. От 10-го провода через контактор РЦУ, предохранитель П28, замыкающие контакты Р пер. и ЛК3, контакторы РК18, ПС, ПП, сопротивления, катушку ЭТПП питание получает обмотка якоря и параллельная обмотка возбуждения двигателя СДПП. Вал переключателя поворачивается на позицию ПТ2. Вблизи позиции контактор ПС, ПТ1 размыкается, двигатель теряет питание, фиксируя вал переключателя на позиции ПТ2 (рис. 42, д).