Електричне обладнання рухомого складу

    де k – коефіцієнт тепловіддачі, k = 53 ;

               Dt – припустима температура перегріву при тривалому режимі,                          Dt =350°С.

    

 

    Кількість енергії, що поглинається елементом, знаходять за формулою 

                             (11.6) 

    де G_е – вага елемента;

                 С – коефіцієнт теплоємності, С= 3 Дж∙кг/град. 

    

 

    Вагу  елемента розраховують як 

          (11.7) 

    де ρ_м – щільність речовини  М-подібного елемента, ρ_м =7200 кг∙м³ 

    

 

    Геометричні розміри елемента прискорювача вибирають  таким чином, щоб виконувалась умова  А1»А2, тобто:

    

≈ +

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

12. Робота електричної  схеми 

     Трамвайний  вагон Т-3 приводиться в рух  чотирма тяговими двигунами ТЕ-022 з послідовним збудженням.

     Вагон обладнаний плавною автоматичною системою керування. Переключення в ланцюгах тягових двигунів виконуються індивідуальними контакторами (19 контакторів) і прискорювачем, що має 75 пускових і 146 гальмових позицій.

     На  схемі керування поруч з контакторами прискорювача ZR у дужках зазначені номери позицій, на яких контакти прискорювача замкнуті. Датчиком для здійснення автоматичного пуску і реостатного гальмування, а також підготовки пускогальмівних реостатів прискорювача під час вибігу до наступного режиму –пуску чи гальмуванню служить обмежувальне  реле OR . Вагон Т-3 має 3 види гальм: електричний реостатний, механічний із соленоїдним приводом і електромагнітний рейковий.

     Вагон Т-3 керується контролером керування, що складає з двох апаратів, змонтованих у загальному блоці: контролера ходу IK  і гальмового контролера  BK , кожен апарат має свій педальний привод, а також реверсор, що має ручне керування. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Підготовка  до пуску 

     Після зовнішнього і внутрішнього огляду вагона струмоприймач ставлять на контактний провід. Контрольна лампочка KN буде показувати наявність напруги в контактній мережі. Далі включають рубильник ОВ2 акумуляторної батареї, встановлений у кабіні водія ( рубильник ОВ1, розташований у батареї під кузовом вагона, включається слюсарем після огляду їм електрообладнання вагона). Гальмова педаль повинна знаходитися в стояночном положенні – на засувці, при цьому кулачковий контактор гальмового контролера ВК1 буде включений. При натисканні педалі безпеки включаються контакти BS, шунтуя контакти ВК1. Установлюють вимикач керування VR, розташований на пульті керування, у друге положення, замикаються всі контакти вимикача VR1 – VR11, розташовані на його осі. Одержують живлення включаюча котушка реле безпеки  RBZ і котушка контактора керування R по ланцюзі: акумуляторна батарея - ОВ1 - запобіжник на 100 А - ОВ2 - CRP -  провід 320 - запобіжник на 20 А - провід 200 - VR1 - VR2 - RBZ - провід 100 і по ланцюзі: провід 200 - VR10 - VR3 - R - провід 100. Після включення реле безпеки і контактора керування їхні блок-контакти шунтують контакти керування VR2 і VR3 у проводах відповідно 326а – 329 і 326 – 331, тому після повернення вимикача керування під дією пружини в 1-і положення і відключення його контактів VR2 і VR3 реле безпеки RВ і контактор R залишаються включеними.

     Контактами  RB у проводах 207 – 100 підготовляються ланцюги для включення контакторів LS, M1, M2, BR1, BR2. Контактами RB у проводах       268 – 269 розривається ланцюг живлення контактора К1 рейкового гальма і контактами RB у проводах 340 – 337 – ланцюг дзвоника ZV. Після включення контактора керування R через провід 201 одержують живлення котушка контактора MGS, що включає двигун – генератор, і через розмикаючі блок-контакти М1 - котушки гальмових контакторів В1 і В2. Після включення контактора В1 його блок-контакт В1  у проводах 212 – 213 розмикається. Живлення до двигуна генератора йде з контактної мережі по ланцюзі: запобіжник на 20 А - MGS – SN – RMG – MG – провід 100.Включається контактор SN, що виконує функції реле мінімальної напруги і контактора заряду АБ. Контакти SN у проводах 301 – 303 підключають генератор до АБ. При цьому підзаряджаеться АБ і переводиться живлення ланцюгів керування з АБ на генератор. Блок-контакти SN у проводах 211– 212 підготовляють ланцюг для включення лінійного контактора LS.

     Реверсивну  рукоятку ставлять у положення «Вперед», і тоді замкнуться контакти PZ і P і через контакти Р одержать живлення котушки реверсивних контакторів Р1-Р4.

     Після відпускання гальмової педалі з положення засувки в нульове положення включається котушка блокувального реле LO, що підготує до включення контактор BR2 механічні гальма. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Пуск  вагона

     Педаль  контролера ходу має 5 нефіксованих положень. При натисканні на одне з положень водій вибирає прискорення, з яким буде працювати вагон.

     На 1-м ходовому положенні педалі включаються кулачкові контактори контролера JK1, JK2, JK3, JK6.  Контактами JK1 у проводах 209-210 замикається ланцюг живлення котушки контактора М1: провід 201 – ВК2 – JK1 – PZ – SN – M1 – RB – провід 100. При включенні контактора М1 його         блок-контакти в проводах 201-226 виключають гальмові контактори В1 і В2, а блок-контакти М1 у проводах 204-205 включають контактор BR1. З включенням контактора BR1 відбувається повне розгальмовування колодкових гальм. Блок-контактами контактора В1 у проводах 212-213 включається лінійний контактор LS, після чого одержують живлення від контактної мережі двигуни.

     Струм у тягові двигуни йде через  струмоприймач, лінійний контактор LS, котушку максимального реле MR і далі по двох рівнобіжних ланцюгах тягових двигунів.

     1-я  ланцюг: провід 3- MDR – якоря 4-го і 3-го ТЭД – OR – Р3 – обмотка збудження 4-го і 3-го ТЭД(паралельно через контактор F3 і індуктивний шунт)  – Р4 – шунт амперметра Sh – М1;

     2-я  ланцюг: провід 3 - Р1 – обмотка збудження 2-го і 1-го ТЭД (паралельно через контактор F2 і індуктивний шунт) – Р2 – MDR – якоря 2-го і 1-го ТЭД– М1.

     Далі  струм обох ланцюгів йде через  пусковий реостат ZR, дві пускові ступіні резисторів на провід 100.

     Після включення контакторів LS і R2 блок-контакти цих контакторів у проводах 200-230, 239-238, 235-103 замикають ланцюг живлення якоря серводвигуна. Якір РМ живлеться від АБ напругою 12 В по ланцюзі: ОВ1 – запобіжник на 100 А – ОВ2 – CRP – провід 303 – запобіжник на 20 А – провід 200 – LS – RPM – контакти OR – PC – LS – PM – ZR7 – R2 – провід 103 – ОВ2 – запобіжник на 10 А – ОВ1 – АБ. Обмотка збудження серводвигуна РМ постійно підключена на напругу 24 В (провід 201 – ОРМ – провід 100). Серводвигун починає обертати хрестовину прискорювача в напрямку від 1-й до 99-й позиції, виводячи пусковий реостат з ланцюга тягових двигунів під контролем обмежувального реле. Під час пуску вагон розганяється з прискоренням, пропорційним глибині натискання ходової педалі. При пуску на першому положенні педалі по регулювальній котушці RC обмежувального реле йде найбільший струм, тому що замкнуть кулачковий контактор JK3. Пуск відбувається при найменшому струмі в силовому ланцюзі тягових двигунів  200-230 А на вагон. Під час пуску на другому положенні педалі розмикається кулачковий контактор JK3, і включається JK4, струм у регулювальній котушці RC зменшується, відповідно збільшується струм у силовому ланцюзі до       280-300 А ( в обох ланцюгах тягових двигунів).

     На  3-м і 4-м положеннях педалі струм у регулювальній котушці RC зменшується, а на 5-м положеннях педалі регулювальна котушка буде відключена, струм у силовому ланцюзі збільшується, відповідно росте прискорення руху  вагона. На будь-якім положенні обраного прискорення пуск закінчується виходом на максимальне ослаблення збудження.

     На 75-й позиції прискорювача його кулачковий контактор ZR2 включає котушку контактора М2 і завершується реостатний пуск. Хрестовина прискорювача повертається далі під контролем обмежувального реле. На 80-й позиції кулачковий контактор ZR4 включає контактор F4 , створюючи першу ступінь ослаблення збудження 2-го і 1-го тягових двигунів. На 85-й позиції кулачковий контактор ZR6 прискорювача включає контактор F1, що створює першу ступінь ослаблення збудження 4-го і 3-го тягових двигунів. На 90-й позиції кулачковий контактор ZR5 прискорювача включає контактор F3, що створює другу ступінь ослаблення збудження 4-го і 3-го тягових двигунів, і на 95-й позиції кулачковий контактор ZR3 прискорювача включає контактор F2, що створює другу ступінь ослаблення збудження 2-го і 1-го тягових двигунів.  Під час почергового включення ступіней ослаблення збудження тягових двигунів виходять менші коливання сили тяги вагони в порівнянні з одночасним включенням обох груп тягових двигунів. На 97-й позиції прискорювача відключається кулачковий контактор ZR7 у ланцюзі проводів 235-240 і розмикається ланцюг живлення якоря РМ. Хрестовина прискорювача проходить дві позиції по інерції і зупиняється на 146-й позиції.

     Вибіг 

     При поверненні пускової педалі в нульове  положення розмикаються кулачкові  контактори контролера ходу JK (крім JK3). Котушки контакторів LS,М1 і М2 продовжують одержувати живлення через блок-контакти R2, які шунтують кулачковий контактор JK1. Кулачковий контактор JK2 відключає живлення котушки R1, потім блок-контакт контактора R1 відключає живлення котушки R2 і в ланцюг тягових двигунів по черзі вводяться демпферні резистори. Після вимикання контактора R2 його блок-контактами в проводах 209-210 виключаються контактори LS,М1 і М2 і живлення тягових двигунів припиняється. Така послідовність відключення тягових двигунів від контактної мережі забезпечує більш плавне зменшення прискорення, полегшує роботу дугогасних пристроїв контакторів і комутацію тягових двигунів.

       Блок-контактами М1 у проводах 201-226 включаються гальмові контактори В1 і В2, а блок-контактами R1 у проводах 209-217 включається контактор F2, що створює максимальне ослаблення  збудження 1-го і 2-го тягових двигунів, що знижує гальмову силу вагона. Після включення гальмових контакторів В1 і В2 у силовому ланцюзі збираються два гальмових контури. Вагон чистого вибігу не має, тягові двигуни при вибігу працюють у генераторному режимі. Групи тягових двигунів включаються між собою паралельно за перехресною схемою. Гальмовий струм якорів 3-го і 4-го тягових двигунів замикаються по ланцюзі MDR – P1 - обмотка збудження 2-го і 1-го тягових двигунів (паралельно струм йде через контактор F2 і індуктивний шунт) – P2 - B2 - гальмовий реостат прискорювача ZR - B1 – LO - якоря 3-го і  4-го тягових двигунів. Аналогічно гальмовий струм якорів 1-го і 2-го тягових двигунів замикається по ланцюзі MDR - B2 - гальмовий реостат прискорювача ZR - B1 – LO – OR - P3 – обмотка збудження 4-го і 3-го тягових двигунів – P4 – Sh  – якоря 1-го і 2-го тягових двигунів.

     Блок-контакти контактора В1 включають котушку підготовки СР обмежувального реле, підключену паралельно обмоткам збудження    4-го і 3-го тягових двигунів, а блок-контактами F2 при вибігу шунтується регулювальний резистор RCP у ланцюзі котушки підготовки СР. У цьому випадку струм регулювання обмежувального реле  знижується до (25±5) А, а уповільнення від електричного гальмування не перевищує 0,14 м/с² . Після включення контактора В2 якір серводвигуна РМ одержує живлення по ланцюзі: акумуляторна батарея – ОВ1 - запобіжник на 100 А - ОВ2 – CRP - запобіжник  20 А – LS – RPM - контакти OR – PC - B2 - якір PM - B2 - OB2 - запобіжник на 10 А - OB1 - середній вивід акумуляторної батареї. Напрямок струму в якорі РМ змінюється і хрестовина прискорювача під контролем обмежувального реле переміщається з 99-й позиції в напрямку 1-й позиції в міру зниження швидкості вагона.

     Якщо  під час вибіга швидкість вагона підвищиться (наприклад, при русі на спуску), то збільшиться гальмовий струм двигунів, при цьому контакти обмежувального реле OR розімкнуться в проводах 101-241, а замкнуться в проводах 241-100. У цьому випадку струм у якір РМ піде по ланцюзі: середній вивід акумуляторної батареї – ОВ1 - запобіжник на 10 А - ОВ2 - В2 - якір РМ - В2 – РС - контакти OR - провід 100. Змінився напрямок струму і напрямок обертання якоря серводвигуна РМ і хрестовина прискорювача буде переміщатися убік збільшення гальмового опору (уводиться гальмовий реостат) у гальмовому контурі. Це буде продовжуватися доти, поки струм не знизиться до 25-30 А. Таким чином, і у випадку вибіга хрестовина прискорювача фіксує відповідну  позицію у відповідності зі швидкістю вагона (більшої швидкості вагона відповідає більш висока позиція прискорювача). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Електричне  реостатне гальмування 

     При натисканні на гальмову педаль виключається  кулачковий контактор ВК2 гальмівного контролера і розриває ланцюг живлення котушки контактора F2. Блок-контакти  контактора F2 відключаються і у ланцюзі котушки підготовки СР уводиться резистор RCP, у результаті змінюється струм уставки обмежувального реле. Силові ланцюги і ланцюги керування залишаються такими ж, як і при вибігу. Інтенсивність електричного гальмування залежить від глибини натискання гальмової педалі.

     Як  і при пуску, уставка обмежувального реле регулюється потенціометрами RP1, RP2, RP3 і в кулачковими контакторами ВК3, ВК4, ВК5 гальмівного контролери. Маються п'ять нефіксованих ступіней гальмування. Уповільнення вагона при електричному гальмуванні знаходиться в межах     1,4-1,8 м/с².