Непосредственное управление электродвигателями троллейбусов и их классификация
 

Непосредственной называют такую систему управления, в которой все операции по управлению тяговыми двигателями выполняются одним аппаратом, приводимым в действие мускульной силой водителя. Этот аппарат  называют силовым контроллером. По принципу выполнения коммутирующего устройства контроллеры разделяются на барабанные и кулачковые.

Рис. 164. Устройство контактов контроллеров барабанного типа и схема реверсирования одного тягового двигателя

Устройство контактов контроллеров барабанного типа и его применение  в схеме показано на рис. 164. Оно выполняется в виде изогнутых по цилиндрической поверхности медных пластин (сегментов) и скользящих по ним пальцев. Ряд таких сегментов 1 (рис.164, а), изолированных друг от друга и закрепленных на валу, образует барабан контроллера 2. Контактные пальцы 3 устанавливаются на изоляционной рейке 4 против соответствующих сегментов. При повороте барабана через сегменты происходит замыкание тех или иных пальцев между собой, образующее электрические цепи. На рис. 164, б показана схема реверсирования тягового двигателя последовательного возбуждения при помощи реверсора барабанного типа.

Реверсор имеет три положения: Нулевое, Вперед и Назад. В нулевом положении обмотка возбуждения двигателя К—КК отсоединена от якоря и заземления.

При установке реверсора в положение Вперед через соответствующие сегменты происходит замыкание пальца ЯЯ с пальцем К и пальца КК с пальцем О, образуя электрическую цепь через тяговый двигатель. При установке реверсора в положение Назад через два крайних, соединенных между собой, сегмента происходит замыкание пальца ЯЯ с пальцем КК-Палец К средним сегментом соединяется с пальцем О. В этом случае изменяется направление тока в обмотке возбуждения и направление вращения тягового двигателя.

Электрическое соединение сегментов между собой технологически более сложно, чем установка дополнительных пальцев и их соединение. Поэтому, если позволяют габаритные размеры барабана, то предпочитают вместо электрического соединения сегментов устанавливать дополнительные пальцы, как показано на рис. 164, в.

Коммутирующее устройство кулачковых контроллеров выполняют с различными принципами действия. На рис. 165, а показан принцип действия наиболее распространенных кулачковых элементов с принудительным размыканием контактов. Контактный рычаг 7 поворачивается вокруг оси О1 по часовой стрелке под действием включающей пружины 2 до упора У1. При этом подвижной контакт 3 замыкается с неподвижным контактом, образуя электрическую цепь. Давление между контактами обеспечивает притирающая пружина 5, действующая на притирающий рычаг 6. Размыкание контактов производится при помощи кулачковой шайбы 7, действующей на ролик 8. При повороте кулачковой шайбы 7 вокруг оси О2 против часовой стрелки, как показано на рис. 165, а, создается давление на ролик 8, и контактный рычаг 1 поворачивается против часовой стрелки. В начале поворота разжимается пружина 5, пока рычаг 6 не коснется упора У2. При этом происходит перекатывание со скольжением контакта 3 по контакту 4 с последующим размыканием их. Ряд таких кулачковых элементов, укрепленных на общей рейке, и кулачковых шайб, укрепленных на общем валу, образует коммутирующее устройство кулачкового контроллера. В контроллерах с мускульным приводом кулачковые элементы делаются с дугогасительными устройствами.

На рис. 165, б показана схема пуска одного тягового двигателя при помощи силового контроллера с непосредственным управлением. В нулевом положении контроллера все кулачковые элементы разомкнуты и тяговый

двигатель не получает питания. При установке контроллера в положение 1 (на позицию 1) включается первый кулачковый элемент. В этом положении тяговый двигатель получает питание через все пусковое сопротивление Р1—Р5. При постепенном переводе рукоятки контроллера с позиции 1 на 5 происходит постепенное выключение пускового сопротивления и разгон тягового двигателя. На позиции 5 пуск завершается, так как все пусковое сопротивление оказывается выведенным и эта позиция может быть использована для длительной работы. Все кулачковые элементы должны иметь дугогашение, так как при их выключении в цепь тягового двигателя вводится пусковое сопротивление и каждый элемент разрывает ток.

 

Опыт проектирования, постройки и эксплуатации контроллеров непосредственного управления на трамвайных вагонах показал, что контроллеры с коммутирующим устройством барабанного типа работают хуже, чем кулачковые, так как при частых включениях и выключениях электрических цепей быстро изнашиваются сегменты, пальцы и часто подгорают контакты из-за, их износа и недостаточной эффективности дугогашения; дугогасительное устройство при барабанных контроллерах получается громоздким. Поэтому в современных силовых контроллерах с непосредственным управлением операции пуска, перегруппировки тяговых двигателей, ослабления поля и реостатного торможения выполняются кулачковым коммутирующим устройством, обладающим более совершенным дугогашением и выдерживающим значительно большее количество включений, чем коммутирующее устройство барабанного типа. Коммутирующее устройство барабанного типа без дугогашения обладает большей компактностью. Оно используется обычно для реверсирования тяговых двигателей и отключения поврежденных двигателей при аварийном режиме. Эти операции выполняются редко и при отсутствии тока в цепи; поэтому выключатели барабанного типа в этих аппаратах работают вполне удовлетворительно.

Контроллер непосредственного управления обычно имеет два вала и управляется двумя рукоятками: главной и реверсивной. При помощи реверсивной рукоятки производится реверсирование тяговых двигателей (изменение направления движения), а также отключение поврежденных тяговых двигателей и сборка схемы аварийного режима; эта часть контроллера обычно выполняется с выключателями барабанного типа. При помощи главной рукоятки производятся все основные операции управления: включение и выключение тяговых двигателей, постепенное выведение пускотормозных сопротивлений, перегруппировка тяговых двигателей, ослабление поля двигателей, переключение схемы с режима пуска на торможение и обратно;
эта часть контроллера выполняется с выключателями кулачкового типа, и контроллер называется кулачковым. Между главным и реверсивным валами устанавливают механические блокировки, предохраняющие электрооборудование от повреждения при неправильном порядке выполнения операций управления. Реверсивный вал сблокирован с главным валом таким образом, что его можно повернуть только в нулевом положении последнего. Главный вал можно повернуть только при рабочем положении (вперед или назад) реверсивного. При установке реверсивного вала в положение аварийного режима (отключение одной из групп двигателей) главный вал можно повернуть только в пределах позиций последовательного соединения двигателей. Реверсивный вал управляется съемной рукояткой, которую можно снятьтоль-ко в нулевом положении обеих рукояток контроллера. При снятой рукоятке контроллер оказывается «запертым». На главном и реверсивном валах устанавливаются пружинные фиксирующие устройства, облегчающие водителю установку вала в выбранное фиксированное положение. На современных контроллерах реостатные позиции выполняют без фиксации, так как при этом водителю требуется прикладывать меньшее усилие для поворота главного вала контроллера.

Непосредственное управление было первым видом управления электроподвижным составом с начала его развития. Оно характеризуется простотой аппаратов управления, при напряжении до 600 в и небольшой мощности тяговых двигателей работает достаточно надежно. Непосредственная система управления получила широкое распространение на трамвайных вагонах с относительно невысокими ускорениями и замедлениями.

На троллейбусах система непосредственного управления не применяется в основном из-за сложности осуществления педального управления одним общим контроллером для nyci^a и торможения. Раздельные же контроллеры непосредственного управления (для пуска и торможения) получились бы громоздкими и потребовали бы большой силы нажатия на педали; их трудно было бы сблокировать между собой;