Преподаватель Свердловского УЦПК В.Н. Фетисов

Свердловский учебный центр профессиональных квалификаций

АЛЬБОМ

Электрические и пневматические схемы электровоза ЭП2К

Екатеринбург 2014

Рассмотрен и одобрена

На заседании цикловой комиссии № 1

Г.

Протокол №_____

А.П. Сигуткин

Автор:

Преподаватель Свердловского УЦПК В.Н. Фетисов

Подключение электровоза к контактной сети (см. лист 4) осуществляется токоприемником ХА1-А1 или ХА2-А1 через дроссель помехоподавления L1 или L2 соответственно и быстродействующий выключатель QF1. Фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсатора С1 или L2 и С2 предназначены для защиты от радиопомех, конденсатор С3 исключает проникновение радиопомех от внутреннего электрооборудования в контактную сеть. Разъединители QS1 и QS2 предназначены для отключения соответствующего неисправного токоприемника. Рукоятка разъединителя выведена внутрь высоковольтной камеры. Быстродействующий выключатель QF1 предназначен для разрыва силовой цепи и ее защиты от токов короткого замыкания. Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в контактной сети установлен ограничитель перенапряжений F1. Датчик напряжения UV1 подключен к контактной сети через резистор R2. Сигнал с датчика о наличии напряжения на вводе поступает на вход микропроцессорной системы управления (МПСУ). Панель реле напряжения А1 предназначена для выдачи сигнала в МПСУ о наличии напряжения 3 кВ на вводе, а вентиль защиты Y21 для блокирования входа в высоковольтную камеру при наличии этого напряжения. Заземлитель – разъединитель QS3 предназначен для заземления высоковольтной цепи после токоприемников и розеток отопления состава Х102 и Х103, а также для блокирования входа в высоковольтную камеру при незаземленном вводе. Отвод тока на рельсы осуществляется через токосъемные устройства ХА3-ХА8 (см. лист 5). Через устройства ХА9 и ХА10 с рельсами соединяется кузов электровоза. Схемой предусмотрено раздельный учет потребляемой электроэнергии счетчиками: -РI1 на отопление состава; -РI2 на тягу; -РI3 на собственные нужды электровоза.

Пуск и работа электровоза начинается на последовательном соединении тяговых электродвигателей М1 – М6, что обеспечивается с помощью контакторов КМ1, КМ4, КМ5, КМ9, КМ10, КМ12, КМ16, КМ21, КМ36. При этом силовая цепь тяговых электродвигателей М1-М6 образуется следующая:

-контакт быстродействующего выключателя QF1 (см. лист 4), провода 36 х 3, катушка дифференциального реле защиты КА2, провода 84 х 3, шины 78Ш, 309Ш, 311Ш, контакт 10-11 тормозного переключателя QТ1, контакт контактора КМ20, шина 319Ш, последовательно соединенные пуско -тормозные резисторы блоков R6 и R9, провода 345, 346, шина 347Ш, провод 313, контакт КМ16, шина 191Ш, провода 206, 207, последовательно соединенные резисторы R6 и R8, провода 203, 204, 205, шина 219Ш, провод 220, шина 221Ш, провод 222, контакт КМ12, шина 89Ш, провода 93, 94, последовательно соединенные резисторы R6 и R7, провода 120, 121, контакт КМ37, провод 123, якоря тяговых электродвигателей М1 и М2, датчик тока UА2, контакты 5 – 6 QТ2 и 6 – 5 реверсора QР1, последовательно соединенные обмотки возбуждения электродвигателей М1 и М2, контакты 2 – 1 QР1 и 11 – 12 QТ2, провод 170, шина 272Ш, контакт КМ4, шина 269Ш, контакт КМ5, провода 253, 268, 267, якорь электродвигателя М3, датчик UА3, контакты 8 – 9 QТ2, 9 – 8 QР1, обмотка возбуждения М3, контакты 11 – 10 QР1 и 2 – 1 QТ2, провод 292, контакт КМ10, шина 226Ш, контакт КМ9, шина 224Ш, провод 227, якорь электродвигателя М4, контакты 8-9 ОТ3 и 9-8 QР2, обмотка возбуждения М4 контакты 11 – 10 QР2 и 2 – 1 QТ3 провода 252, 298, контакт КМ62, шина 299Ш, контакт КМ64, провода 302, 352, якоря тяговых электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, контакты 5 – 6 QТ3 и 6 – 5 QР2, обмотки возбуждения М5, М6, контакты 2-1 QР2 и 11 – 10 QТ3, провод 400, контакт КМ1, шина 85Ш, вторая обмотка дифференциального реле КА2, шина 83Ш, шунт R52, шина 180Ш, скользящие контакты буксовых токосъемников ХА3 – ХА8, рельсы.

Увеличение силы тяги электровоза осуществляется путем увеличения напряжения на тяговых двигателях включением контакторов КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33, КМ21, КМ22-КМ24, КМ26, КМ27 и закорачиванием тем самым соответствующих секций пуско-тормозных резисторов R6 – R9 в соответствии с диаграммой замыкания контакторов.

Пуско -тормозные сопротивления допускают длительную езду электровоза на любой реостатной позиции, однако длительная езда на реостатных позициях не рекомендуется, так как включенные в цепь тяговых двигателей пусковые сопротивления вызывают дополнительный расход электроэнергии на движение поезда.

19 – ая позиция является ходовой (без реостатной) позицией, так как пусковые сопротивления полностью выведены и вся потребляемая из контактной сети электроэнергия идет на питание тяговых двигателей.

На 19 – ой позиции для дальнейшего увеличения скорости электровоза возможно применение ослабления поля тяговых двигателей.

Первая ступень ослабления поля тяговых двигателей достигается включением контакторов ослабления поля КМ57-КМ60. При этом параллельно обмотке возбуждения тяговых двигателей включаются сопротивления R14, R15, R16, R17 и включенные последовательно с ними индуктивные шунты А10-L1, А10-L2, А10-L3. Индуктивные шунты необходимы для улучшения работы тяговых двигателей при переходных процессах в режиме ослабления поля. Для получения ослабленных ступеней ослабления поля включаются контакторы КМ45-КМ47, КМ51-КМ53, КМ54-КМ56, КМ48-КМ50.

Переход с последовательного соединения на последовательно – параллельное начинается при переводе главной рукоятки контроллера SM1 на 20-ю позицию. На первой позиции перехода П1 пуско – тормозные резисторы полностью выведены, а двигатели М1 – М6 соединены последовательно. Контактор КМ10 разомкнут, но цепь сохраняется благодаря блоку диодов U5. На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R6, при этом контактами 18-17 QТ1, КМ13 и 13-14 QТ1, КМ18 с одной стороны и контакту КМ36 с другой стороны цепи резисторов R6, R7 и R6, R8 соединяются параллельно. Резисторы R6, R9 подключенные между проводами 305 – 345 при сериесно – параллельном соединении к цепям электродвигателей М1-М6 не подключаются..

На третьей позиции перехода П3 посредствам включения контакторов КМ34 и КМ2 формируются две параллельные ветви тяговых двигателей М1 – М3 и М4 – М6. Двигатели М1 – М3 и М4 – М6 в каждой цепи соединены последовательно. На 20 –й позиции отключение контактора КМ9 приводит к окончательному переходу на две параллельные ветви по три последовательно соединенных двигателя (М1 – М3 и М4 – М6) то есть на последовательно – параллельное соединение. При этом образуются две параллельные цепи тяговых электродвигателей:

-параллельно соединенные пуско - тормозные резисторы R6, R7 и R6, R8, контакт КМ37, якоря электродвигателей М1, М2, датчик тока UА2, обмотки возбуждения М1, М2, далее аналогично схеме при сериесном соединении якорь электродвигателя М3, датчик тока UА3, обмотка возбуждения М3, контакты 11 – 10 QР1 и 2 – 1 QТ2, провода 292, 293, контакт КМ2, шины 402Ш, 85Ш и далее к буксовым токосъемникам ХА3-ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы R6, R7 и R6, R8, контакт КМ34, провод 225, шина 224Ш, провод 227, далее, аналогично при сериесном соединении, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М4, якоря электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, обмотки возбуждения М5, М6, контакт КМ1 и далее к буксовым токосъемникам ХА3-ХА8.

На 20-ой позиции начинается работа тяговых электродвигателей на сериесно – параллельном соединении (СП). Дальнейший разгон поезда осуществляется как и на последовательном соединении ступенчатым уменьшением величины пуско-тормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33.

36 позиция СП-соединения тяговых электродвигателей является ходовой (без реостатной) позицией. На этой позиции, также как и на 19 позиции последовательного соединения, можно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.

Переход начинается при переводе главной рукоятки контроллера на 37 – ю позицию.

На первой позиции перехода П1 пусковые резисторы выведены полностью, двигатели соединены в 2 цепи параллельно и в каждой по три двигателя последовательно. Контакторы КМ4 и КМ64 выключены, но цепь сохраняется благодаря блокам диодов U2 и U4.

На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R9, при этом контактами 18-17 QТ1, КМ13; 13 – 14 QТ1, КМ18; 10 – 11 QТ1, КМ 21, КМ20 с одной стороны и контактами КМ36, КМ29 с другой стороны резисторы R6, R7; R6, R8 и частично R9 (контакты 2 – 7) соединяются параллельно.

На третьей позиции перехода П3 включается контактор КМ6 и КМ28, тем самым подготавливает схему к формированию трех параллельных ветвей по два последовательно соединенных тяговых двигателя.

На 37- ой позиции отключаются контакторы КМ5 и КМ64 и разрывают цепь на три параллельные ветви, то есть происходит переход на параллельное соединение тяговых двигателей.

На 37-ой позиции начинается работа тяговых электродвигателей на параллельном соединении (П). При этом образуются три параллельных цепи тяговых электродвигателей:

-параллельно соединенные пуско -тормозные резисторы, контакт КМ37, якоря электродвигателей М1, М2, датчик тока UА2, обмотки возбуждения М1, М2, контакт КМ3, шины 402Ш, 85Ш, далее к ХА3 – ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы, контакт КМ34, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М4, провода 268, 267, якорь, обмотка возбуждения электродвигателя М3, контакт КМ2, шина 402Ш, 85Ш, далее к ХА3 – ХА8;

-параллельно соединенные пуско – тормозные резисторы, контакт КМ28, якоря электродвигателей М5, М6, датчик тока UА4, обмотки возбуждения М5, М6, контакт КМ1, шина 85Ш, далее к ХА3 – ХА8. Дальнейший разгон поезда осуществляется как и на двух предыдущих соединениях ступенчатым уменьшением величины пуско-тормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ38, КМ39, КМ41, КМ19, КМ30, КМ31, КМ33, КМ23, КМ24, КМ27.

49 позиция П – соединения тяговых электродвигателей является ходовой (без реостатной) позицией. На этой позиции, также как и на 19 и 36 позициях последовательного и последовательно – параллельного соединениях соответственно, можно применить пять ступеней ослабления поля тяговых двигателей.

Система питания цепей управления – двухпроводная. Источниками питания являются шкаф питания А4 и щелочная никель-кадмиевая аккумуляторная батарея GB1. Шкаф питания представляет собой статический преобразователь напряжения переменного тока в напряжение пульсирующего тока и служит для питания цепей

управления стабилизированным напряжением 110 В, а также для подзаряда аккумуляторных батарей.

Питание шкафа А4 осуществляется от преобразователя собственных нужд А5 (или от А6) или от сети депо при включении контактора КМ105. Контактор включается тумблером SA6 “ВКЛЮЧЕНИЕ ШП” шкафа питания А4.

Питание цепей управления осуществляется по следующей цепи: полууправляемый мостовой выпрямитель с тиристорами VS1-VS3 и диодами VD1-VD3, дроссель L1, контакты 1Л2 переключателя SA1, предохранитель FU2, контакты Х2/2 шкафа, ХТ2/1…9 блока БАУ и контактор КМ, контакты 1Л1 переключателя SA1, предохранитель FU1, контакты Х2/1 шкафа, ХТ12/1-5 блока БАУ,. Для снижения величины пульсаций выпрямленного напряжения предусмотрен дроссель L1 и конденсатор С5..

Напряжение цепей управления измеряется вольтметром РV при установке тумблера SA4 в положение “ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ”. Для измерения напряжения аккумуляторных батарей необходимо тумблер SA3 переключить в положение “НАПРЯЖЕНИЕ БАТАРЕИ”.

Питание цепей управления от деповского источника постоянного тока напряжением 110 В может осуществляться через розетку Х110. При этом рубильник SA2 должен находиться в положении “ИСТОЧНИК ДЕПО”, а рубильник SA3 “БАТАРЕЯ” – в положении “НОРМАЛЬНО”.

Подзаряд аккумуляторных батарей осуществляется по цепи: плюс выпрямителя, тиристор VS4, сглаживающий реактор L2, переключатель SA2, предохранитель FU3, провод 779, аккумуляторная батарея GB1, провод 4000, предохранитель FU5, шунт амперметра RS1, переключатель SA2, датчик – трансформатор тока ТА1, минус выпрямителя. Подзаряд разряженных (полностью или частично) аккумуляторных батарей осуществляется током, не превышающем 40 А. По мере подзаряда напряжение на батареях растет и при достижении определенной величины, зависящей от температуры окружающего воздуха, стабилизируется.

Ток батарей измеряется с помощью амперметра РА.

Заряд от деповского источника напряжения постоянного тока может осуществляться через розетку Х110. При подготовке к заряду необходимо в шкафу питания установить переключатель SA2 в положение “ИСТОЧНИК ДЕПО”, а переключатель SA1 – в положение “НОРМАЛЬНО”.

При исчезновении напряжения на обмотках трансформатора Т1 шкафа питания (выключение быстродействующего выключателя, отключение преобразователя ПСН и т. д.) в шкафе питания отключается контактор КМ и цепи управления автоматически переключаются на питание от аккумуляторной батареи GB1 по цепи: плюс батареи GB1, провод 779, контакт 2/3 шкафа питания, предохранитель FU3, переключатель SA2, размыкающий контакт КМ, переключатель SA1, предохранитель FU2, провод 718, контакты ХТ2/1-9 блока БАУ, контакты ХТ21/1-14, провод 4002, датчик тока ТА1, переключатель SA2, шунт амперметра RS1, предохранитель FU5, провод 4000, минус батареи GB1.

Подробное описание шкафа питания А4 дано в техническом описании электронного оборудования ИДМБ.566661.008РЭ4 (3ТС.009.004РЭ4).

Цепи управления от токов короткого замыкания защищены автоматическими выключателями, установленными в кабинах и блоках электровоза.

Выключатели с комбинированными расцепителями допускают повторное включение через 2 минуты после срабатывания их от перегрузки, а с электромагнитными расцепителями практически мгновенное повторное включение после их срабатывания.

Для включения и управления электрооборудованием электровоза необходимо включить блоки управления А2, А3 и блоки индикации А9, А10.

Для включения аппаратуры МПСУ необходимо:

-включить выключатели SF14, SF15 “МПСУ”, SF16 МПСУ, 75 В, SF23 “КОНТАКТОРЫ ТД”, SF17 “КОНТРОЛЛЕР (МПК1)”, SF18 “КОНТРОЛЛЕР (МПК2)”, SF20 “Дисплейный модуль”, SF21 “ЦЕПИ ДИАГНОСТИКИ” (смотри лист 8, 17);

-тумблер S11 на блоке БАУ установить в положение “МПК1” или “МПК2”

-включить выключатель “МПСУ” блока выключателей S1 (смотри лист 10). Напряжение на выключатель подается от выключателя SF14 “МПСУ”.

При этом напряжение через контакты промежуточного реле K15 (включено только при “0” главной рукоятки контроллера машиниста SM поступает на катушку контактора КМ125. Включившись, контактор шунтирует контакты реле K15, обеспечивая питание своей катушки при рабочих положениях главной рукоятки контроллера машиниста SM. Силовые контакты контактора КМ125 обеспечивают подачу напряжения к источнику питания А7 от шкафа питания А4 и аккумуляторных батарей GB1.

Для обеспечения питания аппаратуры МПСУ стабилизированным напряжением установлен источник питания А7, напряжение к которому поступает от шкафа А4 по проводам 3115, 3109 и 3116 через выключатель SF15 и контакты контактора КМ125, а от аккумуляторной батареи – по проводам 3111, 3110 и 3112 через выключатель SF16 и контакты контактора КМ125.

Для снижения постоянно подключенной к аккумуляторной батарее нагрузки (для повышения эффективности подзаряда аккумуляторной батареи) провод 784 подключается к положительному выводу десятой банки батареи GВ1.2, считая от минуса батареи. Указанное подключение обеспечивает в стационарных режимах подачу напряжения к источнику питания А7 от шкафа А4, а в переходных режимах (включение и выключение БВ) – от аккумуляторной батареи, исключая сбои в работе аппаратуры МПСУ.

Для обеспечения непрерывности питания коммутационной аппаратуры на время переключения контактора КМ в шкафе питания напряжение после автоматического выключателя SF16 поступает на контакт 2/11 блока А4, далее через предохранитель FU4, переключатель SА2, диод VD4, на контакт 1Л2 переключателя SА1.

От источника питания А7 через панель диодов U16 питание напряжением 50 В постоянного тока к аппаратуре МПСУ подается:

-через выключатель SF17 “КОНТРОЛЛЕР (МПК1)”, контакты промежуточного реле К36 для питания микроконтроллера МПК1;

-через выключатель SF18 “КОНТРОЛЛЕР (МПК2)”, контакты промежуточного реле K38 для питания микроконтроллера МПК2;

-через выключатель SF80 “Дисплейный модуль”, контакты переключателя SA1 для питания блоков индикации А9(А10);

-через выключатель SF21 “ЦЕПИ ДИАГНОСТИКИ” для питания цепей диагностики электрооборудования электровоза.

При температуре ниже минус 25º С должен быть включен выключатель SF51 “ОБОГРЕВ МПСУ” для подогрева блоков управления А2, А3. При температуре выше 0 º С выключатель должен быть выключен.

Панель диодов U16 служит для подачи напряжения от двух независимых выходов источника питания А7 цепям автоматики.

Промежуточные реле K13, K35, K36 и K14, K37, K38 не допускают одновременной работы МПК1 и МПК2 и предназначены для подачи напряжения 110 В постоянного тока на катушки и вентили аппаратов, управление которыми осуществляют блоки А2 и А3. Промежуточные реле К13, K35, K36 включаются выключателем “МПСУ” блока выключателей S1 через вспомогательные контакты контактора КМ128 при работе МПК1 блоков управления А2, А3, а промежуточные реле K14, K37, K38 включаются выключателем “МПСУ” блока выключателей S3 через вспомогательные контакты контактора КМ129 при работе МПК2 блоков управления А2, А3.

Контакторы КМ128, КМ129 включаются тумблером S11 “МПК1/МПК2”. Контакты тумблера размыкающими показаны в положении “МПК1”. Контакты реле K15 обеспечивают возможность включения контакторов только в положениях “0” главной рукоятки контроллера машиниста SM1, после включения контакторов их вспомогательные контакты шунтируют контакты реле K15.