СЕРЕЙСНОЕ (последовательное) соединение тяговых электродвигателей
После замыкания линейных контакторов 3-1,4-1, 3-2, 2-2, 17-2 создаётся силовая цепь восьми последовательно соединенных тяговых двигателей и полностью включённых секций пусковых резисторов:
Токоприёмник 45-1 или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель 51-1, линейные контакторы 3-1, 4-1,1-я группа пусковых резисторов Р1-Р4, контакторный элемент 22-1 группового переключателя КСП1, 2-я группа пусковых резисторов Р5-Р8, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, контакты 12 - 11 реверсора, якоря 1 и 2 тяговых двигателей, контакты 8 - 9 реверсора, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 – го тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 2 - го тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-1 группового переключателя КСП1, реле перегрузки 66-1 тяговых двигателей, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты 5-6 реверсора, якоря 3 и 4 тяговых двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3-го тягового двигателя, контакты Т20-1 и Т21-1, обмотка возбуждения 4–го тягового двигателя, контакт Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД 3-4 отключателя двигателей, контакторный элемент 32-0 группового переключателя КСПО, между кузовное гибкое соединение 274А, линейный контактор 3-2, 3-я группа пусковых резисторов Р23-Р26, контакторный элемент 22-2 группового переключателя КСП2, 4-я группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 тяговых двигателей, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-2 и Т3-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя, контакты Т29-2 и Т30-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД 5-6 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-2 группового переключателя КСП2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 тяговых двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, ножи ОД 7-8 отключателя двигателей, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовное соединение 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики расхода электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
Для предотвращения перегрева ступеней пусковых резисторов Р1-Р2, Р5-Р6 Р7-Р8, Р27-Р28, Р29-Р30 увеличена их мощность, т.е. число параллельных элементов. Однако это вызывает трудность размещения, в связи с чем пришлось уменьшить суммарное сопротивление на 1-ой позиции с 22,81 Ом до 18,31 Ом. Чтобы сохранить плавность трогании электровоза, в цепи тяговых двигателей применяется ослабление возбуждения тяговых двигателей. На 1-ой позиции главной рукоятки контроллера машиниста ступень ослабления возбуждения тяговых двигателей равна 55%, что достигается включением контакторов 13-1(13-2), 213-1(213-2), 14-1(14-2), 214-1(214-2).
При перемещении главной рукоятки контроллера машиниста на 2-ю позицию снимается ослабление возбуждения тяговых двигателей, а с третье позиции происходит вывод (закорачивание) ступеней пусковых резисторов Р27-Р28, через контактор 11-2; на четвёртую – одновремённо закорачиваются ступени Р1-Р2 и Р5-Р6, т.е. включатся контакторы 6-1, 11-1 и так далее вывод резисторов происходит постепенно до 16 – ой позиции. Что приводит к увеличению скорости движения электровоза.
16 –я позиция ходовая, на этой позиции можно увеличить скорость движения за счёт применения ослабления поля обмотки возбуждения тягового двигателя. Применяется 4 ступени ослабления поля обмотки возбуждения тягового двигателя, а именно ОП1, ОП2, ОП3, ОП4. Это достигается установкой тормозной рукоятки контроллера машиниста вперёд от себя на одну из выбранных положений.
При постановки рукоятки на позицию:
ОП1- происходит включение контакторов 13-1, 213-1, 13-2,213-2 (О, 2329 Ом) замыкающих цепь резисторов и индуктивных шунтов 71-1, 72-1 и 71-2, 72-2 параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей.
ОП-2---- включатся контакторы 13-1, 14-1, 213-1, 214-1, 13-2, 213-2, 214-2 (0,0723 Ом)
ОП-3--- включатся контакторы 13-1, 14-1, 15-1, 213-1,214-1 215-1, 13-2,14-2,14-2,213-2, 214-2,215-2. (0,0322 Ом)
ОП-4- включатся контакторы 13-1, 14-1,15-1, 16-1, 213-1, 214-1, 215-1, 216-1, 13-2, 14-2,15-2,16-2,213-2,214_2,215-2,216-2. (0,0099 Ом), при этом уменьшается сопротивление шунтирующего резистора.
СЕРЕЙСНО – ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение тяговых двигателей
При переходе на серейсно – параллельное соединение двигателей включается уравнительный электропневматический контактор 124-2.
Создаётся цепь: провод К24, катушка уравнительного электропневматического контактора 124-2, провод К150, размыкающая блокировка КСП1-С-СП группового переключателя, провод Н400, замыкающая блокировка КСПО-СП-П группового переключателя, провод Н401, размыкающая блокировка ОД1 отключателя двигателей, провод К153, размыкающая блокировка ОД2 отключателя двигателей, провод Н411, размыкающий блок-контакт ТК2-М тормозного переключателя, корпус электровоза.
Уравнительный контактор 124-2 обеспечивает повышение жёсткости групповых характеристик тяговых двигателей, а следовательно, и улучшения противобоксовочных свойств электровоза.
В случае боксования на этом соединении получают питания промежуточные реле 102-2 и 103-2, контактами которых, включенные в цепи катушек реостатных контакторов 6-1, 5-2, 7-2, и 11-2, отключаются те или иные из указанных контакторов в зависимости от реостатной позиции соединения. Уменьшение тока в якорях всех тяговых двигателей, включая и боксующий, приводит к ликвидации режима боксования.
Для увеличения скорости движения необходимо увеличить напряжение на зажимах тяговых двигателей, поэтому необходимо произвести переключение тяговых двигателей на две параллельные группы, но по четыре последовательно соединённых, т. е. на последовательно – параллельное соединение переводом главной рукоятки контроллера машиниста на 17-ю позицию и от провода 7 получают питание электропневматические вентили КСПО группового переключателя, который с соединения = С = переключается на соединение = СП – П =
Переход начинается выключением ряда контакторов, вследствие чего в цепь тяговых двигателей на ступенях перехода КСПО, а именно их четыре (Х1, Х2, Х3, Х4, Х5)
вводится на ступени перехода Х1 часть пусковых резисторов, значение которых определяется из условий уменьшения силы тяги в пределах 60%.
На ступени перехода Х2 группа тяговых двигателей 5-8 замыкается контакторным элементом 33-0 группового переключателя на часть пусковых резисторов для предотвращения генераторного броска тока.
На ступени Х3 размыкается контакторный элемент 32-0 отключая замкнутую группу тяговых двигателей.
На ступени Х4 размыкаются блокировки КСПО-С группового переключателя между проводами 9-Н13, 9-К96. При этом выключаются контакторы 10-1 и 10-2, вводя в цепь тяговых двигателей секции пусковых резисторов Р6- Р7, Р7-Р8, Р28- Р29, Р29-Р30, чтобы избежать резкого увеличения силы тяги на 17-й позиции = СП = соединения.
На ступени Х5 происходит подсоединение группы (5, 6, 7, 8) тяговых двигателей к питанию включением контакторных элементов 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО.
По окончанию перехода включается уравнительный контактор 20-2, что необходимо для выравнивания в обоих кузовах нагрузок и напряжений цепей тяговых двигателей, так как в обоих группах сопротивления резисторов различны.
Цепь включения уравнительного электропневматического контактора 20-2: провод 8, параллельно размыкающий блок- контакты 10-1 и 11-1, провод К29, блок-контакт группового переключателя КСПО-СП-П, провод К28, катушка вентиля уравнительного контактора 20-2, провод Н70, блок- контакт ТК2-М тормозного переключателя, корпус электровоза.
После переключения КСПО, на 17-ой позиции образуются силовые цепи Серейсно - Параллельного соединения тяговых двигателей: токоприёмник 45-1или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель БВ 51-1, Далее электрическая цепь разделяется на две ветви:
Первая --- линейные контакторы 3-1, 4-1, первая группа Р1 - Р4 пусковых резисторов, контакторный элемент 22-1 группового переключателя КСП1, вторая группа Р5 - Р8 пусковых резисторов, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакты реверсора 12-11, якоря 1 и 2 двигателей, контакты реверсора 8-9, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1, обмотка возбуждения 2 тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД 1-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-1 группового переключателя КСП-1, реле перегрузки 66-1, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты реверсора 6-5, якоря 3 и 4 двигателей, контакты реверсора 2-3, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3 тягового двигателя, контакт Т20-1 и Т21-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 4 тягового двигателя, контакт Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, нож ОД-2 отключателя двигателей, контакторный элемент 33-0 группового переключателя КСПО, нож ОД-2 отключателя двигателей, контакт Т10-1 и Т11-1 тормозного переключателя, дифференциальное реле 52-1, счётчики расхода электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
Вторая ----контакторные элементы 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО, между кузовной кабель 274-А, линейный контактор 3-2, третья группа пусковых резисторов Р23-Р26, контакторный элемент 22-2 группового переключателя КСП-2, группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 двигателей, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-2 и Т1-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя, контакты Т29-2 и Т30-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД 5 – 6 отключателя двигателей, контакторный элемент 25-2 группового переключателя КСП-2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД 7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, нож ОД7-8, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмные устройства, ось колёсной пары, рельс.
При дальнейшем перемещении главной рукоятки контроллера машиниста сопротивление пусковых резисторов уменьшается вплоть до полного их выведения на 27-й ходовой позиции. На 27-й позиции включаются уравнительные контакторы 8-1 и 8-2, подготовляя цепи для перехода на параллельное соединение, и отключается уравнительный контактор 20-2.
На этой же (27-й) ходовой позиции для дальнейшего разгона электровоза применяются 4 ступени ослабления поля (ОП-1, ОП-2, ОП-3, ОП-4).
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение тяговых двигателей
Переход на параллельное соединение осуществляется двумя групповыми переключателями КСП-1 и КСП-2 при установке главной рукоятки контроллера машиниста на 28-ю позицию.
Катушки электропневматических вентилей КСП-1 и КСП-2 получат питание по проводу 4, через замыкающие блокировки уравнительных контакторов 8-1 и 8-2, провод 24, параллельно включённые размыкающие блокировки ОД1-2 и ОД3-4, провод К92. Валы КСП1 и КСП2 поворачиваются в положение = П =.
На 27-й позиции по проводу 10 через размыкающий блок- контакт контактора 19-2 возбуждаются вентили уравнительных контакторов 8-1 и 8-2. На этой же позиции отключается уравнительный контактор 20-2.
Поворот группового переключателя КСП1 (КСП2) из положений =С-СП = в положение = П = происходит за 5 ступеней перехода.
На ступени перехода Х1, Х2 в цепь тяговых двигателей вводится часть пускового резистора второй группы для ограничения бросков тока и включается уравнительный контактор 20-2.
Затем на ступени перехода Х3 включением контакторных элементов 23-1 (КСП-1) и 23-2 (КСП-2) происходит шунтирование 1, 2 и 5, 6 двигателей переходными резисторами Р81-Р82 (КСП-1) и Р83-Р84 (КСП-2).
На ступени перехода Х4 эти (1,2,5,6) двигатели отключаются контакторными элементами 25-1(КСП-1) и 25-2 (КСП-2). Одновременно включаются линейные контакторы 1-1, 1-2, 2-1, вводя в цепь параллельно все четыре группы пусковых резисторов, при этом для предотвращения броска тока в начале этой же ступени отключаются реостатные контакторы 5-1 и 5-2.
На ступени перехода Х5 контакторные элементы 26-1, 27-1 (КСП-1) и 26-2, 27-2 (КСП-2) группового переключателя подсоединяют отключенные двигатели к земле, а контакторные элементы 24-1(КСП-1) и 24-2 (КСП-2) закорачивают переходные резисторы. Этим переход на параллельное соединение заканчивается.
После переключения группового переключателя КСП-1 и КСП-2 на 27-й позиции образуются силовые цепи параллельного питания тяговых электродвигателей. (КСП-О остаётся в положении СП - П).
Токоприёмник 45-1 или 45-2, дроссель радиопомех 21-1 или 21-2, крышевой разъединитель 47-1 или 47-2, дифференциальное реле 52-1, быстродействующий выключатель 51-1, от этой точки образуются 4 силовых цепи питания тяговых электродвигателей:
ПЕРВАЯ ---- линейные контакторы 2-1, 1-1, группа пусковых резисторов Р5-Р8, реле перегрузки 65-1 тяговых двигателей, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 1 и 2 двигателя, контакты 8-9 реверсора, контакты Т2-1 и Т3-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 1 тягового двигателя, контакты Т17-1 и Т16-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 2 тягового двигателя, контакты Т8-1 и Т7-1 тормозного переключателя, шунт 69-1 Амперметра, ножи ОД1-2 отключателя двигателей, нож ОД1 отключателя двигателей, контакторный элемент 26-1 группового переключателя КСП1, контакты Т23-1 и Т 24-1 тормозного переключателя, контакторный элемент 27-1 группового переключателя КСП1, дифференциальное реле 52-1 счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, ось колёсной пары, рельс.
ВТОРАЯ ---- линейные контакторы 3-1, 4-1, группа пусковых резисторов Р1-Р4, контакторные элементы 23-1 и 24-1 (КСП1), реле перегрузки 66-1 тяговых двигателей, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 3 и 4 двигателей, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-1 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-1 и Т13-1 тормозного переключателя, шунт 68-1 Амперметра, обмотка возбуждения 3 тягового двигателя, контакты Т20-1 и Т21-1 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 4 тягового двигателя, контакты Т29-1 и Т30-1 тормозного переключателя, ножи ОД3-4 отключателя двигателей, нож ОД2 отключателя двигателей, контакторный элемент 33-0 (КСПО) группового переключателя, нож ОД2 отключателя двигателей, контакт Т10-1и Т11-1, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
ТРЕТЬЯ ---- между кузовной силовой кабель 274Б, линейный контактор 1-2, группа пусковых резисторов Р27-Р30, линейный контактор 2-2, реле перегрузки 65-2 тяговых двигателей, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакты 12-11 реверсора, якоря 5 и 6 двигателя, контакты 8-9 реверсора, контакты Т3-2 и Т2-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 5 тягового двигателя, контакты Т20-2 и Т21-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 6 тягового двигателя контакты Т30-2 и Т28-2 тормозного переключателя, шунт 69-2 Амперметра, ножи ОД5-6 отключателя двигателей, контакторный элемент 26-2 группового переключателя КСП-2, контакты Т23-2 иТ24-2 тормозного переключателя, контакторный элемент 27-2 группового переключателя КСП-2, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
ЧЕТВЁРТАЯ ---- контакторные элементы 30-0 и 31-0 группового переключателя КСПО, между кузовной силовой кабель 274А, линейный контактор 3-2, группа пусковых резисторов Р23 - Р26, контакторные элементы 23-2 24-2 группового переключателя КСП2, линейный контактор 17-2, реле перегрузки 66-2 тяговых двигателей, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты 6-5 реверсора, якоря 7 и 8 двигателя, контакты 2-3 реверсора, катушка токового реле 160-2 противоразгрузочного устройства, контакты Т14-2 и Т13-2 тормозного переключателя, шунт 68-2 Амперметра, обмотка возбуждения 7 тягового двигателя, контакты Т17-2 и Т16-2 тормозного переключателя, обмотка возбуждения 8 тягового двигателя, контакты Т8-2 и Т7-2 тормозного переключателя, ножи ОД7-8 отключателя двигателей, контакты Т11-2 и Т10-2 тормозного переключателя, между кузовной силовой кабель 273Б / 273В, дифференциальное реле 52-1, счётчики электроэнергии 301-1 и 310-1, токосъёмное устройство, ось колёсной пары, рельс.
С 28-й по 36-ю позицию продолжается реостатный пуск электровоза. На 37-й позиции контакторы 8-1, 8-2 и 20-2 размыкаются. Это производится во избежание неравномерного распределения тока между контакторами, шунтирующими группы резисторов на ходовых позициях.
На 37-й ходовой позиции можно произвести дальнейший разгон
электровоза, за счёт включения ослабления поля (ОП1- ОП4)
При боксовании колёсных пар и движении на параллельном соединении датчики боксования включают уравнительные электропневматические контакторы 124-1, 125-1, 125-2. При этом увеличивается ток возбуждения и уменьшается ток якорей группы с боксующим двигателем, обеспечивая выход из боксования при одновременном нарастании тока в соседних параллельных группах тяговых двигателей, что в определённой степени стабилизирует силу тяги электровоза при боксовании.
В случае боксования колёсных пар на параллельном или серейсно -параллельном соединении тяговых двигателей в режиме ослабления возбуждения размыкающие контакты датчиков боксования отключают
соответствующий контактор 13-1, 213-1, 13-2, 213-2. При отключении любого из контакторов ослабления возбуждения их собственные блок – контакты 13-1, 213-1, 13-2, 213-2 размыкают цепь питания катушек контакторов, обеспечивая перевод тяговых двигателей с ослабленного на полное возбуждение. Для восстановления режима ослабления возбуждения тормозную рукоятку контроллера машиниста переводят на нулевую позицию.
В режиме рекуперации уравнительные контакторы, промежуточные реле и контакторы ослабления возбуждения не включаются, из-за разомкнутой блокировки ТК1-М со стороны минуса.
