содержание      ..      1       2         ..

Магистральный электровоз 2ЭС5К (3ЭС5К). Книга 1. Электрические схемы - часть 1

Магистральный электровоз 2ЭС5К (3ЭС5К)

Содержание


1 Назначение 6

2 Технические данные 7

3 Общие пояснения к электрической схеме 14

4 Схема силовых цепей 18

4 1 Цепи первичной обмотки тягового трансформатора 18

4 2 Цепи вторичных обмоток тягового трансформатора
и тяговых двигателей в режиме тяги 22

6 Схема цепей управления 51

6 1 Питание цепей управления 52

6 2 Цепи управления токоприемниками 57

6 3 Цепи управления главным выключателем 65

6.4 Цепи управления быстродействующими выключателями 68

6 5 Цепи управления вспомогательными машинами 71

6 6 Цепи управления тяговыми двигателями в режиме тяги 77

6 7 Цепи управления тяговыми двигателями в режиме рекуперативного торможения 87

6.8 Микропроцессорная система управления и
диагностики оборудованием электровоза (МСУД-Н) 92

6 9 Цепи защиты от боксования и юза 119

1 Назначение

2 Технические данные

Таблица 1 - Параметры электровоза двухсекционного и трехсекционного исполнений

Пусковые характеристики двухсекционного и трехсекционного электровозов приведены на рисунке 1. Тяговые и тормозные характеристики двухсекционного электровоза приведены на рисунках 2, 3, трехсекционного электровоза с бус-терной секцией - на рисунках 4, 5.

Рисунок 1 - Пусковые характеристики двухсекционного и трехсекционного электровозов 

Рисунок 2 - Тяговые характеристики двухсекционного электровоза

Рисунок 3 - Тормозные (рекуперативные) характеристики двухсекционного электровоза 

Рисунок 4 - Тяговые характеристики трехсекционного электровоза 

Рисунок 5 - Тормозные (рекуперативные) характеристики трехсекционного электровоза

3. Общие пояснения к электрической схеме


3.1 Электрическая схема как головной (хвостовой), так и бустерной секций электровоза условно разделена на следующие части

-схема силовых цепей, состоящая из цепей первичной обмотки тягового трансформатора Т5 и цепей питания тяговых двигателей головной (хвостовой) секции в соответствии с рисунком 7, бустерной секции - в соответствии с рисунком 8,

Рисунок 6 Схема подключения шунтирующих устройств

3.5.3 При работе трехсекционного электровоза с бустерной секцией провода цепей управления бустерной секции (указаны первыми) соединяются с проводами головных (хвостовых) секций следующим образом-

а) в соединителях торца 1 бустерной секции с торцом головной (хвостовой) секции Э01 с Э02, Э03 с Э04, Э13 с Э14, Э14 с Э15, Э15 с Э13, Э17 с Э18, Э18 с Э22, Э22 с Э17, Э34 с Э35, Э35 с Э34, Э61 с Э62, Э62 с 363, Э63 с Э61, Э65 с Э66, Э66 с Э67, Э67 с Э65, Э71 с Э72, Э72 с Э73, Э73 с Э71, Э81 с Э82, Э82 с Э83, Э83 с Э81. Остальные провода соединяются с одноименными;

б) в соединителях торца 2 бустерной секции с торцом головной (хвостовой) секции Э01 с Э02, Э02 с Э01, Э03 с Э04, Э04 с Э03, Э2 с Э3, Э3 с Э2, Э13 с Э14, Э14 с Э13, Э17 с Э18, Э18 с Э17, Э29 с Э30, Э30 с 329, Э37 с Э33, Э38 с Э35, Э39 с Э34, Э54 с Э55, Э55 с Э54, Э61 с Э62, Э62 с Э61, Э65 с Э66, Э66 с Э65, Э71 с Э72, Э72 с Э71, Э81 сЭ82, Э82с Э81.

Остальные провода соединяются с одноименными.

3 6 Описание схемы дано для головной (хвостовой) и бустерной секций электровоза, так как электрические цепи секций аналогичны. Для облегчения изучения принципа работы в отдельных случаях приводятся описания схем электрических цепей двух секций электровоза, электровоза и третьей секции, двух электровозов, трехсекционного электровоза с бустерной секцией.

3.7 Перечни электрических машин и аппаратов и их месторасположение на головной (хвостовой) и бустерной секциях приведены в приложении А.

В приложениях Б, В, Г, Д приведены перечни элементов и аппаратов, соответственно, блоков силовых аппаратов А11, А12, шкафа питания А25, кондиционера А50, радиостанции А60.

В приложении Е приведены уставки срабатывания реле времени, аппаратов защиты и контроля

Величины сопротивлений нагревательных элементов и резисторов приведены в приложении Ж, катушек аппаратов - в приложении И

4.Схема силовых цепей

Схема силовых цепей юловной (хвостовой) секции приведена на рисунке 7, бустерной секции - на рисунке 8


4.1 Цепи первичной обмотки тягового трансформатора



Подключение электровоза к контактной сети осуществляется токоприемником ХА1, установленным на каждой головной (хвостовой) секции Понижение напряжения с 25 кВ до величины, необходимой для питания тяговых двигателей, вспомогательных машин и устройств каждой секции, осуществляется тяговым трансформатором Т5, первичная обмотка которого подключена к токоприемникам через дроссель помехоподавления L1, высоковольтный разъединитель QS1 и через высоковольтный разъединитель QS2 при питании от другой головной (хвостовой) секции, главный выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Тб каждой секции К рельсовой цепи обмотка подключена через трансформатор тока Т7 и токосъемные устройства букс ХА2 ХА4 Кроме тою, первичная обмотка тягового трансформатора соединена через дроссель L6 с кузовом для исключения появления высокого потенциала в электрических цепях, подключенных к токосъемным устройствам букс ХА2 ХА4, при отсутствии цепи через последние

Дроссель L1 и фильтр Z1 головной (хвостовой) секции предназначены для  снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе электровоза, разъединители QS1, QS2 - для отключения неисправного токоприемника, соответственно, неисправной головной (хвостовой) секции Рукоятки разъединителей выведены внутрь высоковольтной камеры

 

Рисунок 7 Схема силовых цепей головной (хвостовой секции) 

Рисунок 8 Схема силовых цепей бустерных секций

4.2 Цепи вторичных обмоток тягового трансформатора и тяговых двигателей в режиме тяги

Напряжение на тяговые двигатели M1 - М4 как головной (хвостовой), так и бустерной секций подается от вторичных тяговых обмоток тягового трансформатора Т5 через выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИЛ) U1, U2 Напряжение секций a1-1,1-2, а2-3, 3-4 вторичных тяговых обмоток при холостом ходе трансформатора составляет 315 В, напряжение секций 2 - x1, 4 - х2 составляет 630 В.

Для снижения уровня атмосферных и коммутационных перенапряжений в цепях тяговых обмоток предусмотрены ограничители перенапряжений F2, F3

Для снижения потенциала относительно корпуса при атмосферных перенапряжениях и снижения уровня радиопомех тяговые обмотки соединены с корпусом электровоза, соответственно, через панели конденсаторов C1, С2 и конденсаторы С11 - С14

Защита тяговых обмоток трансформатора Т5 и ВИП U1, U2 от токов короткого замыкания осуществляется с помощью реле КА1 - КА6, при срабатывании которых от обмотки собственных нужд трансформатора Т5 подается напряжение на катушку отключающего электромагнита главного выключателя QF1.

ВИП U1, U2 при повреждении отключаются разъединителями QS3, QS4 с ручным проводом

Назначение трансформаторов Т17 - Т20 и датчиков угла коммутации Т21 -Т24 описано в подразделе 6 8

Защита тяговых двигателей от токов короткого замыкания осуществляется быстродействующими выключателями QF11, QF12 блоков А11, А12.

Переключателем QP1 блоков A11, А12 обеспечивается изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей для изменения направления движения электровоза

Переключатель QT1 блоков A11, А12 предназначен для переключения электрической схемы электровоза из режима тяги в режим рекуперативного торможения и наоборот.

Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепях тяговых двигателей включены сглаживающие реакторы L2-L5.

Для уменьшения пульсаций тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока возбуждения, обмотки возбуждения тяговых двигателей шунтированы резисторами ослабления возбуждения R1, R2 (выводы Р0, Р3) блоков А11, А12. Регулирование напряжения тяговых двигателей осуществляется путем изменения угла открытия тиристоров ВИП

Схемой предусмотрено четырехзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения

После полного открытия тиристоров плеч 1, 2, 7, 8 (конец 4 зоны) ВИП дальнейшее увеличение скорости электровоза достигается ослаблением возбуждения тяговых двигателей путем шунтирования обмоток возбуждения резисторами R1, R2 (выводы Р1 - Р3) блоков A11, А12 и соединенными с ними последовательно индуктивными шунтами L11 - L14

Предусмотрено три ступени ослабления возбуждения.

- первая ступень - 70 % (включены контакторы К11, К12);

- вторая ступень -52% (включены контакторы К11, К12, К21, К22),

- третья ступень - 43 % (включены контакторы К11, К12, К21, К22, К31,К32)
Это значит, что 70 %, 52 % и 43 % тока якоря проходит по обмотке возбуждения тягового двигателя

Индуктивные шунты LI 1 - L14 предназначены для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановлении после кратковременного снятия

В случае необходимости, любой из тяговых двигателей может быть отключен соответствующим разъединителем QS11 или QS12 блоков All, А12 При этом

4.3 Регулирование напряжения на тяговых двигателях в режиме тяги

Для удобства рассмотрения принципов регулирования на рисунке 9 приведена упрощенная силовая схема тягового привода, где цифрами 1 - 8 обозначены плечи ВИП, цифрами I - III секции тяговых обмоток трансформатора. При этом секция I соответствует секциям а1 - 1, а2 - 3 обмоток тягового трансформатора Т5, секция II -секциям 1 - 2, 3 - 4, секция III - секциям а2 - x1, 4 - х2.

Тиристоры ВИП открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых блоком управления А55.

Алгоритм управления тиристорами приведен в таблице 2.

На первой зоне регулирования тяговые двигатели питаются от выпрямительных мостов, образуемых плечами 3-6, подключенными на выводы секции II обмотки трансформатора

Таблица 2 - Алгоритм управления тиристорами ВИП

Протекание тока в течение полупериода будет происходить следующим образом в начале полупериода ток будет проходить от секции II обмотки трансформатора через тиристоры плеча 3, цепи тяговых двигателей, плечо 6. В момент открытия тиристоров плеча 1 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 3 на тиристоры плеча 1 С этого момента тяговые двигатели питаются от секций I, II обмотки трансформатора

Аналогично ток будет проходить и во второй полупериод, но в работе будут участвовать тиристоры плеч 2,4 и 5.

Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения, при полностью открытых тиристорах плеч 1 и 2, нагрузка переводится с секции I, II на секцию III обмотки трансформатора

Ток по тиристорам указанных плеч в течение полупериода будет протекать следующим образом: если ток протекает в начале полупериода через тиристоры плеч 5, 8 (или 6, 7), то с момента подачи импульса на открытие тиристоров плеча 3 (или 4) происходит коммутация тока с тиристоров плеча 5 (или 6) на тиристоры плеча 3 (или 4). 

Рисунок 9 - Упрощенная силовая схема

Рисунок 10- Форма напряжения ВИП при регулировании в тяге

содержание      ..      1       2         ..

///////////////////////////////////////