ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОВОЗА ВЛ 11М.
Сокращения обозначений в схемах:
электрический -электр.,
провод -пр.,
электровоз -эл-з,
вспомогательный -вспом.,
высоковольтный -в/в,
низковольтный -н/в,
включает -вкл.,
отключает -откл.,
контакт -к-т,
межсекционное соединение -МСС,
контактор -к-р,
кнопка -кн.,
секция -секц.,
помощник машиниста -п/м,
реверсивно-селективная рукоятка -РСР,
главная -гл.,
тормозная -торм.,
реостатный -реост.,
групповой переключатель -ПкГ,
автоматический выключатель -авт. выкл.
Общие сведения.
ВЛ11 выпущено в кол-ве 843 эл-зов в 2-х секц. исполнении, начиная с 1978 г, С №490 пусковое R одной секц. увеличено с 7,168 Ом до 14,28 Ом и установлена система САУРТ. ВЛ11М выпускался с 1987 г. в кол-ве 300 эл-зов в 2- секц. исполнении, с системой САУРТ и КтМ на 48 поз. с 3-я соед. ТЭД без разрыва силовой цепи.
Электр, схема эл-за вкл. схемы силовой и вспом. цепей, а также схему цепей управления. К силовой схеме относятся цепи ТЭД, к вспом. — цепи вспом. машин и электр. печей. Эти цепи называют также в/в цепями эл-за. К цепям управления относятся все цепи, питаемые от источника питания постоянного тока напряжением 50 В.
Несмотря на то, что в/в цепи секций А и Б в основном идентичны, в действиях цепей и отдельной аппаратуры секций 2-х или 3-х секц. (формирования А+А+Б и А+Б+Б) или 2-х 2-х секц. эл-зов ВЛ11М, управляемых по системе многих единиц, отличаются: порядком присоединения пр. к силовым к.э. ПкГ1, к в/в зажимам МСС; положением к-тов режимного контроллера (КтР) в отдельных цепях схемы системы управления; положениями реверсоров в секц. А и Б (если реверсор в секц. А установлен в положение Вперед, то в секции Б он должен быть установлен в положение Назад и наоборот с наличием в секц. А пускового резистора R25 с реост. к-ром К11, нагревательного элемента ЭН2-санитарного узла с его авт. В9; наличием электроплитки ЭН1 с ее авт. В12 в секц. Б, Во всех вариантах формирования эл-зов питание последовательно соединенных ТЭД осуществляется через быстродействующий выключатель (БВ) головной секц. А.
Исходя из изложенного силовая схема эл-за изображена для обеих секц., элементы схемы управления применительно к головной секц., там же для пояснения взаимной работы аппаратов 2-х секц. приводятся электр. цепи другой секц.. Секции электрически соединяют между собой специальными зажимами. При формировании эл-за соединительные зажимы на блоках БлКл1 и БлКл2 и на панели П1 переставляют согласно порядку, приведенному в таблице. Нумерация пр. схемы принята сквозной, каждому функциональному узлу выделена определенная область чисел:
001 — 199 — пр. силовой цепи ТЭД;
201 — 299 — в/в пр. вспом. цепей;
301—399—цепи управления, подключенные к панели управления, генератору управления и АБ;
401 — 499 — цепи управления токоприемниками и аппаратами защиты {БВ, РДФ1, РДФ2, ПБЗ и т. д.);
501 — 699 — цепи управления ТЭД;
701 — 799 —цепи управления вспом. машинами, отоплением, нагревателями, звуковыми сигналами, песочницами, разгрузочными устройствами и тормозами;
01 — 899 — цепи сигнализации, н/в измер. приборов; радиостанции (р/ст);
01—999—цепи освещения и управления ПкГ;
Э1, Э2 ит. д, — МСС пр. цепей управления (с буквой Э перед цифрой) 100, 200 — 900 (кратные 100)—Корпус.
МСС цепей управления выполнено съемными кабелями со штепсельными разъемами. Для схемы панели управления, АЛСН и р/ст. применена самостоятельная маркировка элементов и проводов.
Устройство блокировки тормозов (АБТ), пневматические выключатели управления (ВУП1 — ВУП6), датчик пневматический (ДПЭ), кран машиниста (КрМ), клапан элекгроблокировочный (КЭБ), клапаны электропневматические (КЭШ — КЭШ, КЭП10 — КЭП11, КЭП13 — КЭШ 4), регулятор давления (РгД), камера сушки (СО), сигнализатор отпуска тормозов (СОТ1, СОТ2) условно отнесены к элементам пневм. схемы.
На эл-зе применена неавтомат, дистанционная система управления, позволяющая управлять 2-х или 3-х секц. или двумя 2-х секц. эл-зами с одного поста управления в режимах тяги или РТ.
Основные операции по управлению эл-зом: вкл. и откл. лин. к-ров, набор и сброс реостатных позиций, изменение соединений ТЭД (переключение ПкГ), изменение направления движения эл-за, ослабление возбуждения ТЭД, перевод ТЭД на независимое возбуждение перед началом рекуперативного торможения (РТ), регулирование режима РТ, разбор цепей рекуперации с откл. реле моторного тока (РМТ) и восстановлением РМТ осуществляются тремя рукоятками контроллера машиниста (КтМ) и кнопочными выключателями (БлКн5 — Бл Кн9).
Реверсивно-селективная рукоятка КтМ имеет шесть фиксированных положений:
О — нулевое, соответствующее откл. состоянию цепей ТЭД; М — для пуска и разгона эл-за при движении Вперед и Назад в тяговом режиме;
П, СП и С — для переключения якорных обмоток (ОЯ) ТЭД при движении эл-за в направлении Вперед в рекуперативном режиме на П, СП, и С соединениях.
Торм. рук. КтМ служит для вкл. и регулирования РТ, ослабления возбуждения ТЭД в режиме тяги и имеет следующие фиксированные позиции:
О — нулевую, которая соответствует полному возбуждению ТЭД;
П — подготовительную, для подключения обмоток возбуждения (ОВ) ТЭД на независимое питание от генератора преобразователя с целью осуществления режима рекуперации;
ПТ — предварительное торможение;
ПТ1 — ПТ28 — для регулирования режима РТ;
ОВ1 — 0В4 — для ослабления возбуждения.
Гл. рук. КтМ имеет 49 фиксированных позиций: 0 — нулевую и 48 регулировочных, три из которых (18-я, 33-я и 48-я) ходовые (безреостатные).
Реверсивно-селективный, торм. и гл. валы КтМ взаимно сблокированы для предотвращения ошибочных действий машиниста при управлении эл-зом. При нулевом положении всех рукояток КтМ реверсивно-селективная рукоятка (РСР) разблокирована, а при установке ее в положение Вперед М или Назад М тягового режима разблокирует гл. рук. и ее можно перевести на любую позицию. При этом РСР блокируется.
На 18-й, 33-й и 48-й позициях гл. рук. разблокирует торм. рук., что позволяет вкл. ОВ ТЭД, при этом передвижение гл. рук. невозможно.
В любом рекуперативном положении РСР (П, СП С) вначале разблокируется торм. рук. и её можно установить на П позицию, после чего РСР блокируется. При этом гл. рук. разблокируется, однако ее дальнейшее перемещение по схеме не требуется. Обратный сброс торм. рук. возможен до 0-й поз., после чего разблокируется РСР и ее также можно установить на 0-ю поз.
Поскольку секц 2-х или 3-х секц. эл-зов или 2-х 2-х секц. эл-зов управляются по системе многих единиц, то переключения соответствующих аппаратов происходят одновременно на всех секц. Отсчет порядкового номера секц. для измер. приборов, световой сигнализации и работы оборудования производится от головной секц., из которой осуществляется управление эл-зом.
Силовые цепи электровоза
Тяговый режим.
Для подготовки эл-за к работе необходимо вкл. АБ всех секц., закрыть двери ВВК и крышевые люки. При отсутствии воздуха импульсной кн. на пульте п/м вкл. вспом. компрессоры. Воздух от каждого вспом. компрессора поступает к защитному вентилю (КпЗщ13), БВ и манометру на пульте п/м.
После достижения давления сжатого воздуха 5ат на 2-х секц. эл-зе или двух эл-зах, управляемых по системе многих единиц, вкл. кн. Токоприемники, Токоприемник 1, или Токоприемник 2, а на 3-х секц. — кн. Токоприемники и Токоприемник 2, 3, а при необходимости и Токоприемник I. При этом на 2-х секц. эл-зе поднимается один токоприемник, а на 3-х и 4-х секц.—два. Устанавливают рукоятку автом. блокировочного устройства тормозов АБТ и поворачивают ее вниз до отказа, вкл. авт. ВУ20, затем вкл. БВ всех секц. и запускают вспом. машины.
Чтобы привести эл-з в движение, РСР КтМ ставят в положение Вперед (Назад) на поз. М. При этом положении КтМ реверсор (ПкР) занимает положение Вперед (Назад}, тормозной переключатель (ПкТ) — положение М (тяга), ПкГ1 — положение С, ПкГ2 — С-СП. После перевода гл. рук. КтМ на 1-ю поз. вкл лин, к-ры К1, К18, К19 всех секций, На эл-зе образуется цепь из 8-и или 12-и последовательно соединенных ТЭД в зависимости от исполнения эл-за с полностью введенными пусковыми резисторами R2, R25 и R1 головной секц. А и R1 и R2 головной секц. Б. Цепь прохождения тока по ТЭД, соответствующая 1-й поз. С соединения, для 2-х секц. эл-за.
При поднятом токоприемнике секц. Б ток проходит по цепи: токоприемник (Пк1), 001, дроссель L1, шина 002, разъединитель (Рз1), 003 и по в/в шине с секц. Б в секц. А, 003, ВБ1, 008, дифференциальное реле (РДФ1), зажим 1 панели П1, 009, К1, 011, R2, 018, к.э.1 ПкГ2, 021, R25, R1, 028, К18, 031, РТ35 (реле перегрузки -Iуст-730А), 032, ПкД1, 033, ПкР1, 034, М1 и М2 (ОЯ ТЭД), 036, ПкР1, 041, ПкТ1, 042, обмотка возбуждения (ОВ) М1, 044, ПкТ1, 045, ОВ М2, 046, ПкТ1, 047, ПкД1 048, к.э.4 ПкГ2, 076, К19, 077, РТ38 (токовое реле-вкл. противоразгрузочное устройство ПРУ при I=325А, выкл. при I=165А), 087, РТ36, 078, ПкД2, 079, ПкР2, 080, ОЯ МЗ и М4, 082, ПкР2, 084, ПкТ2, 092, ОВ МЗ, 093, ПкТ2, 094, ОВ М4, 095, шунт измерительный амперметра А1, 099, ПкТ2, 096, ПкД2 115, Шн2, 116, к.э.4 ПкГ1, 125, зажим 6 панели БлКл2 секц. А, МСС, зажим 6 панели БлКл2 секц. Б, 124, зажим 3 панели П1, 009, К1, 011, R2, 018, к.э. 1 ПкГ2, 021, R1, 028, К18, 037, 4-е последовательно соединённых ТЭД секц. Б, 095, А1, 099, ПкТ2, 096, ПкД2, 115, Шн2, 116, к.э.ПкГ1, 049, зажим 1 панели П1, 122-2, зажим 9 панели БлКл2 секц. Б, МСС, зажим 9 панели БлКл2 секц. А, 122-2, зажим 4 панели П1, 121, к.э.6 ПкГ1, 121, РДФ1, 121, Wh1-счётчик тяги, 127, Wh2-счетчик рекуперации, 100, Пк2-Пк5 (колёсные пары) и далее "земля" (рельс). На 2-й поз. КтМ гл. рук. вкл. К11 секц. А и к-ры К7, К9 секц. Б, закорачивая R25 секц. А и R2 секц. Б; на 3-й поз. вкл. к-р К17 секц. Б, на этой же поз. закорачивается R1 секц. Б и заканчивется вывод из силовой цепи зл-за R2 и R1 секц. Б. Дальнейшее перемещение гл. рук. КтМ приводит к вкл. реост. к-ров секц. А и постепенному уменьшению сопротивления пусковых резисторов вплоть до полного выведения их на 18-й ходовой поз. Для дальнейшего увеличения скорости движения и силы тяги на этой же поз. возможно применение всех 4-х ступеней ОВ путем установки.торм. рук. КтМ на поз. ОВ1 —ОВ4.
При постановке торм. рук. КтМ на поз. ОВ1 вкл. к-ры КЗЗ и К34 в обеих секц. и подключают цепь RЗ и R4 индуктивных шунтов L3 и L4 параллельно к ОВ групп ТЭД М1, М2 и МЗ, М4 соответственно. На поз. ОВ2 — вкл. к-ры К35 и К36, на ОВЗ — К37 и К38, на ОВ4— К39 и К40; при этом соответственно уменьшаются сопротивления шунтирующих резисторов.
На ходовой 18-й поз. вкл. лин. к-р К21, подготавливая цепи для переключения ТЭД с С на СП соединение. Для переключения ТЭД с С на СП соединение гл. рук. КтМ переставляют с 18-й на 19-ю поз., при этом откл. реос. к-ры в обеих секц., кроме КЗ и К11, и вал ПкГ1 только секц. А начинает поворачиваться из положения С в положение СП, но пусковые резисторы в цепь ТЭД до переходной поз. Х2 не вводятся, так как ток протекает по шунтирующей пусковые резисторы цепи: к.э.1 ПкГ1, 040, К21,028, К18 и далее аналогично.
На переходной поз. XI выкл. к.э.4 ПкГ1 секц. А и в цепь последовательно соединенных ТЭД вводятся запирающие вентили Д1 — Д12 секц. А На этой же поз. при 2-х секц. эл-зе через з.к. ПкГ1 секц. А подается напряжение на вкл. кат. ПкГ1 секц. Б, а на 3-х секц-х эл-зах — на вкл. кат. ПкГ1 средних секций А и Б и головной секц. Б и в этих секц. ПкГ1 начинают поворачиваться с соединения С на соединение СП. На переходной поз. Х2 выкл. к.э.1 ПкГ1 секц. А и в цепь ТЭД вводятся последовательно вкл. R2, R25, R1 (секц. А) сопротивлением 5,701 Ом. На переходной поз. ХЗ вкл. к.э. 2, 3 и 5, 6 ПкГ1 секц. А, при этом получается последовательно-параллельное соединение ТЭД в секц. А и выходят из тяги ТЭД секц. Б или средней секц. А или Б и головной секц. Б при 3-х секц. исполнении эл-за. На переходной поз. Х4 выкл. к.э. 4 ПкГ1 секц. Б или средней А или Б секц. и головной секц. Б при 3-х секц. исполнении. Вращением ПкГ1 секц. Б на Х5 переходной поз. выкл. его к.э 1, вслед за ним на Х6 переходной поз. вкл. к.э. 2, 3 и 5, 6 ПкГ1. Этим заканчивается переход на СП соединение ТЭД секц. Б. и в целом эл-за. Значение сопротивлений R1 и R2, вводимых в цепь ТЭД, определяется из условия ограничения броска тока в пределах допустимого на 19-й поз. Цепь прохождения тока по ТЭД секц. А, соответствующая 19-й поз. СП соединении: Пк1, 001, L1, 002, Рз1, 003 и по в/в шине в секц. А, БВ1, 008, РДФ1, зажим 1 панели П1, 009, К1, 011, К2, 018, к.э.1 ПкГ2, 021, КЛ, 028, К18, 031, РТ35, 032, ПкД1, 033, ПкР1, 034, ОЯ М1 и М2, 036, ПкР1, 041, ПкТ1, 042, ОВ М1, 044, ПкТ1, 045, ОВ М2, ПкД1, 048, к.э. 4 ПкГ2, 076, К19, 077, РТ38, 087, РТ36, 078, ПкД2, 079, ПкР2, 080, ОЯ МЗ и М4, 082, ПкР2, 084, ПкТ2, 092, ОВ МЗ, 093, ПкТ2, 094, ОВ М4, 095, Шн1, 099, ПкТ2, 096, ПкД2, 096, ПкД2, 115, Шн2, 116, к.э. 5 ПкГ1, 120, ПкТ2, 119, к.э.6 ПкГ1, 121, РДФ1, 121, Wh1, 127, Wh2, 100, ПК2—ПК5 и далее "земля" (рельс).
Аналогичная цепь питания ТЭД собирается в секц. Б. С 19-й по 33-ю поз. осуществляется разгон эл-за на СП соединении. На 33-й поз. все ступени пусковых резисторов выведены. Эта поз. ходовая, на ней так же, как на 18-й поз., возможно вкл. 4-х ступеней ОВ. На ходовой 33-й поз. вкл. лин. к-р К10 и уравн. К17 во всех секц., подготавливая цепи для переключения ТЭД с СП на П соединение. Для переключения ТЭД на П соединение гл. рук. КтМ перемещают с 33-й на 34-ю поз. при этом отключаются реост. к-ры и вал ПкГ2 начинает поворачиваться из положения СП в положение П во всех секц. одновременно, но пусковые резисторы в цепь ТЭД до переходной поз. Х2 не вводятся, т.к. ток протекает по шунтирующей пусковые резисторы цепи: К10, к.э.1 ПкГ2, К17 и К18. На переходной поз.Х1 выкл. к.э.4 ПкГ2 и в цепь последовательно соединенных ТЭД вводятся запирающие диоды Д1 — Д12, на переходной поз.Х2 выкл. к.э.1 ПкГ2 и в цепь ТЭД вводятся параллельно вкл. пусковые резисторы R1 и R2 сопротивление 1,79 Ом.
На переходной поз. Х8 во всех секц. вкл. к.э. 2, 3 и 5, 6 ПкГ2, при этом образуется параллельное соединение ТЭД с вкл. в каждую цепь ТЭД запараллеленными R1 и R2 резисторами. Этим переход на П соединение заканчивается.
Сопротивление пусковых резисторов R1 и R2, вводимых в цепь ТЭД, определяется из условия ограничения броска тока в пределах допустимого на 34-й поз., т. е. на 1-й поз. параллельного соединения. На 34-й поз. КтМ после резисторов R1, R2 цепь прохождения тока по ТЭД в каждой секц. разветвляется на две:
1-я цепь: К18, 031, РТ35, 032, ПкД1, 033, ПкР1, 034, ОЯ М1 и М2, 035, ПкР1, 041, ПкТ1, 042, ОВ М1, 044, ПкТ1, 045, ОВ М2, 046, ПкТ1, 047, ПкД1, 048, к.э.5 ПкГ2, 071, ПкТ1, 072, к.э.6 ПкГ2, 121, РДФ1, Wh1 и Wh2,100 и далее на "землю".
2-я цепь: к.э.2 и 3 ПкГ2, 076, К19, 077, РТ38, 087, РТ36, 078, ПкД2, 079, ПкР2, 080, ОЯ МЗ и М4, 082, ПкР, 084, ПкТ2, 092, ОВ МЗ, 095, ПкТ2, 094, ОВ М4, 095, Шн1, 099, ПкТ2, 096, ПкД2, 115, Шн2, 116, к.э.5 ПкГ1, 120, ПкТ2, 119, к.э. 6 ПкГ1, 121-1, РДФ1, Wh1 и Wh2, 100 и далее "земля".
Аналогично будет протекать ток в каждой группе ТЭД 2-й секц. при 2-х секц. эл-зе и 2-й и 3-й секц. при 3-х секц. исполнении эл-за. При дальнейшем перемещении гл. рук. КтМ с 34-й до 48-й поз. происходит ступенчатое выкл. пусковых резисторов. 48-я поз. — ходовая. На ней так же, как и на 19-й и 33-й, возможно вкл. 4-х ступеней ОВ.
Цепь прохождения тока на 3-х секц. эл-зах А+А+Б и А+Б+Б при СП и П соединениях ТЭД одинакова; кроме того, они не отличаются от цепи прохождения тока 2-х секц» эл-за.
При обратном повороте вала ПкГ2 с положения П соединения на переходной поз. Х2 размыкаются к.э. 2, 3 и 5, 6 и ТЭД вкл. последовательно через полупроводниковые диоды Д1 — Д24, ток при этом уменьшается. На переходной поз. XI вкл. к.э.1 ПкГ2, шунтирующий пусковые резисторы, и ток в последовательной цепи возрастет. На 33-й поз. замыкается к.э.4 ПкГ2, который шунтирует диоды Д1 — Д24, и вкл. реост, к-ры.
При обратном переходе с СП соединения на С соединение, т. е. при перестановке гл. рук. КтМ с 19-й на 18-ю, сначала начнет вращаться ПкГ1 головной секц. Б, а с Х6 переходной поз. и ПкГ1 секц. А, при этом на переходной поз. Х5 откл. к.э. 2, 3 и 5, 6 ПкГ1 секц. Б, на Х4 переходной поз. вкл. к.э.1 ПкГ1 секц. Б, на ХЗ переходной поз. вкл. к.э,4 ПкГ1 секц. Б, на Х2 переходной поз, откл. к.э. 2, 3 и 5, 6 ПкГ1 секц. А, на XI переходной поз. вкл. к.э.1 ПкГ1 секц. А, а на 18-й поз. вкл. к.э.4 ПкГ1 секц. А; этим обратное вращение ПкГ1 обеих секц. и, следовательно, переключение ТЭД с соединения СП на С завершается.
Схемы С соединения ТЭД обеих модификаций 3-х секц. эл-за почти идентичны. Они отличаются присоединением пр. к МСС к в/в зажимам.
Цепь тока в силовых цепях 3-х секц. эл-за А+Б+Б следующая. Ток от Пк1 проходит через БВ головной секц. А, пусковые резисторы R1, R25, R2, 4-е последовательно соединенных ТЭД и затем от Шн2 через к.э. 4 ПкГ1, по пр. 125 на зажим МСС БлКл2, МСС на среднюю секц. Б, зажим 6 БлКл2, 124, зажим 4 панели П1, 028, К18.
Далее ток идет последовательно через 4-е ТЭД средней секц. Б. Цепь после шунта Шн2: к.э.4 ПкГ1, 125, зажим 6 БдКл1, МСС, на головную секц. Б, зажим 6 БлКл2, 124, зажим 3 панели П1, 009, К1, пусковые резисторы R2, R1 и затем так же, как в средней секц. БI до Шн2.
После этого ток протекает через пр. 116, к.э. 1 ПкГ1, 049, зажим панели П1, 049, зажим 9 БлКл2, МСС и поступает на среднюю секц. Б. Здесь ток идет так: зажим 9 БлКл1,122-1, зажим 4 панели П1, 122-2, зажим 9 БлКл2, МСС головной секц. А
Дальнейшая цепь: зажим 9 БлКл2,122-2, зажим 4 панелиП1, 121, РДФ1, 121-2, Wh1 и Wh2, ПК2 — ПК5, "земля" (рельс). Поз, 18-я, 33-я и 48-я — ходовые.
Принцип действия схемы РТ с противовозбуждением генератора преобразователя.
Одним из условий обеспечения РТ является стабилизация тока Iр при колебаниях напряжения в К.С. Это условие достигается в схеме рекуперации с противовозбуждением генератора преобразователя, имеющего на сердечниках главных полюсов катушки двух обмоток, магнитные потоки которых направлены встречно другу. Одна из них: кат. обмотки независимого возбуждения (НОВ), создающая магнитный поток полюса, другая - обмотка противовозбуждения (ОПВ), предназначенная для стабилизации тока рекуперации.
