Системы
автоматического управления с электро- и гидропневматическим
приводами контроллера силовых цепей
На рис. 174, а показан принцип действия Многопозиционного
электропневматического привода проф. Л. Н. Решетова, а на рис.
174, б — схема управления им. Пневматический привод состоит из
стального корпуса 1, двух поршней 2 диаметром 58 мм, соединенных
общим штоком 3, на котором
размещены ролики 4. Трехлучевая звезда 5
закреплена на валу 6, который зубчатой передачей 7 соединен с
кулачковым валом О2 реостатного контроллера. На валу же 6
размещены три кулачковые шайбы 8, управляющие выключателями ПВ1,
ПВ2, ПВЗ электропневматических вентилей PKI
и РКII. На валу О г размещены
кулачковые шайбы силовых выключателей, при помощи которых
производится выключение пускотормозных сопротивлений, и
кулачковые шайбы блокировочных выключателей, при помощи которых
производят переключения в цепях управления. Управление
пневматическим приводом производится при помощи двух
электропневматических вентилей (PKI и
РКII) включающего типа. При
возбуждении одного из вентилей, например PKI,
сжатый воздух из магистрали управления подается в камеру привода
I, и
происходит перемещение поршней из
крайнего правого положения в крайнее левое. При этом ролик 4
давит на одну из рабочих поверхностей звезды 5, поворачивая ее
на угол 60°, а кулачковый вал контроллера О2, связанный с валом
звезды зубчатой передачей 7, поворачивается на одну позицию. При
повороте вала 6 замыкаются контакты ПВ1, включающие подъемную
катушку реле ускорения РУпод. При срабатывании реле ускорения
размыкает свои контакты, однако вентиль РК1 продолжает получать
питание через катушку РУпод и контакты ПВ1. Перед следующей
позицией контроллера (в конце поворота звезды) происходит
размыкание контактов ПВ1 и ПВ2 и замыкание контактов ПВЗ в цепи
катушки вентиля РКII. Однако вентиль
РКII получит питание только после
отпадения якоря реле ускорения, т. е. после замыкания контактов
РУ. При возбуждении вентиля РКII
сжатый воздух из магистрали управления подается в камеру II, и
происходит перемещение поршней в крайнее правоеположение, показанное на рисунке.
Рис. 174. Принцип дёйствия электропневматического
привода Л. Н. Решетова и схема управления приводом
При этом звезда 5 поворачивается еще
на 60°, а кулачковый вал О2 — на
следующую позицию. Таким образом, поочередным включением
электропневматических вентилей PKI и
РКII производится поворот вала
контроллера управления до заданной позиции.
Автоматический пуск и торможение в функции тока обеспечиваются
при помощи реле ускорения. В групповых автоматических системах
обычно применяют реле ускорения с относительно низким
коэффициентом возврата. Поэтому оно имеет две катушки: токовую,
включенную в цепь тяговых двигателей, и подъемную, включенную в
цепь управления, как показано на рис. 174. Последняя включается
только при повороте реостатного контроллера с одной позиции на
другую, т. е. в промежутке между позициями, и служит для
увеличения чувствительности реле ускорения. В промежутках между
фиксированными положениями (позициями) реостатного контроллера
происходит замыкание силовых контактов, выключающих ступенями
пусковые сопротивления припуске или тормозные сопротивления при
торможении. Поэтому под действием возросшего тока в тяговых
двигателях после выключения подъемной катушки реле ускорения
остается включенным до тех пор, пока ток в тяговых двигателях
снова станет ниже тока уставки реле ускорения.
Управление электроподвижным составом осуществляется при помощи
контроллера хода КХ. Позиция 1КХ служит для маневровой работы,
на ней включается только линейный контактор ЛК. Блок-контакты
РК1 обеспечивают включение линейного контактора только на
позиции 1 (в исходном положении) реостатного контроллера. На
позиции 2КХ подается питание на второй провод. Поэтому после
включения линейного контактора через блок-контакты PK l-9 и
контакты реле ускорения РУ поступает питание на катушки вентилей
РКI и РКII. В этом положении КХ поворот реостатного контроллера
происходит до десятой позиции, на которой размыкаются
блок-контакты PK l-9. На позиции ЗКХ после размыкания контактов
PKl-9 питание вентилей PKI и РКII продолжается от провода 3
через блок-контакты РК10-17. Поэтому реостатный контроллер
останавливается на восемнадцатой позиции, когда размыкаются
контакты РК10—17.
При возврате КХ в нулевое положение выключается контактор ЛК, и
реостатный контроллер возвращается на первую позицию. В этом
случае вентили PKI и РКII получают питание через размыкающие
блок-контакты ЛК и контакты РК2-18 (замкнутые со второй по
восемнадцатую позиции реостатного контроллера). Во всех случаях
привод Л. Н. Решетова обеспечивает поворот вала контроллера
только в одном направлении — вперед. Возврат реостатного
контроллера осуществляет при круговом вращении его вала через
последнюю (в рассматриваемом случае восемнадцатую) позицию на
первую.
За рубежом электропневматический привод реостатных контроллеров
получил значительное распространение благодаря своей .простоте,
в частности на троллейбусах. Например, фирмой «АЕГ» разработана
хронометрическая зависимая от тока в тяговых двигателях и от
напряжения в контактной сети система управления троллейбусом
(см. рис. 175).
Поршень пневматического цилиндра 2 через кривошипно-шатунный
механизм 1 приводит во вращение вал группового контроллера ГК. А
пуск воздуха в пневматический цилиндр из резервуара сжатого
воздуха ПР осуществляется через электропневматический вентиль 4.
На другом конце, пневматического цилиндра установлен
пневматический редуктор 3, обеспечивающий пониженное начальное
давление в левой части цилиндра.
Цепь катушки вентиля 4 включается и выключается контроллером КУ;
при возбуждении катушки 4 поршень движется справа налево при
разности давлений p2—p1, а при прекращении возбуждения — слева
направо под давлением р1.
Регулирование скорости вращения кулачкового
вала группового контроллера осуществляется при помощи магнитного
замедлителя, состоящего из короткозамкнутого якоря 9,
вращающегося в магнитном поле, которое создается двумя
обмотками, обмоткой 10, питающейся от напряжения сети, и
обмоткой 11, питающейся от рабочего тока двигателя Д.
Обмотка вызывает замедление скорости вращения при повышении
напряжения и ускорение при понижении напряжения, благодаря чему
поддерживается примерно постоянное ускорение, независимое от
напряжения сети. Обмотка 11 обеспечивает уменьшение скорости
вращения группового
вала при увеличении тока тягового двигателя
и увеличение скорости вращения при уменьшении тока тягового
двигателя. Тем самым осуществляется. регулирование по принципу
«зависимой хронометрии», согласно которому время свободного
вращения ГК регулируется в функции от величины пускового тока.
На валу группового контроллера ГК установлен фиксирующий
механизм, состоящий из зубчатого колеса 5, фиксатора 6,
запирающего рычага 7 и электромагнита 8. Сжатый воздух подается
от компрессора К, приводимого в движение двигателем МК.
Эта система имеет те же недостатки, которые были указаны выше
для хронометрических зависимых систем с пружинным контроллером.
Рис. 175. Схема действия электропневматического
привода Группового контроллера