 |
Электрическое оборудование электровозов постоянного тока
|
|
|
|
В качестве тяговых электродвигателей на электровозах постоянного тока применяют в основном двигатели с последовательным возбуждением. Обеспечивают более равномерное распределение нагрузки при их параллельном включении. Они рассчитаны на номинальное напряжение 1500 В. Скорость движения электровоза постоянного тока можно регулировать изменением напряжения, подаваемого на тяговые двигатели, или соотношения тока якоря и тока возбуждения.
Напряжение регулируют включением последовательно с тяговыми электродвигателями резисторов и перегруппировкой тяговых электродвигателей. При перегруппировке двигателей они соединяются между с собой последовательно, последовательно-параллелно или параллельно (рис.13.9).
В последние годы выполнены работы по осуществлению импульсного регулирования напряжения с использованием управляемых полупроводниковых вентилей — тиристоров.
Основными аппаратами управления электровозом являются контроллер машиниста, установленный в каждой кабине управления. Все переключения в силовой цепи осуществляются приборами, имеющими пневматические или электромагнитные приводы, связанные низковольтными электрическими цепями с контроллером. Такая система позволяет управлять с одного поста несколькими локомотивами и исключает попадание высокого напряжения на аппараты управления. Включение и выключение вспомогательных машин, получающих питание от контактной сети, производится кнопками и тумблерами, установленными на панели в кабине машиниста.
Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Наиболее распространенный тип токоприемника на рис. 13.10. Электровозы имеют по два токоприемника, при движении в нормальных условиях работает один из них. В некоторых случаях, например при разгоне с тяжелым составом или при гололеде, поднимают одновременно оба токоприемника.
|
|
|
От перегрузок и коротких замыканий тяговых электродвигателей защищают быстродействующий выключатель, дифференциальное реле и реле перегрузки.
К вспомогательным электрическим машинам электровоза относятся:
- мотор-вентилятор служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей, что способствует более полному использованию их мощности;
- мотор-компрессор (рис.13.11) питает тормозную систему поезда и пневматические устройства электровоза сжатым воздухом.
- мотор-генератор применяют на электровозах с рекуперативным торможением для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при их работе в режиме рекуперации;
- генератор тока управления предназначен для питания цепей управления, наружного и внутреннего освещения и заряда аккумуляторной батареи, являющейся резервным источником питания тех же цепей.
Вспомогательные машины электровоза приводятся в действие от контактной сети.
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Трансформаторы выполняют с интенсивным циркуляционным масловоздушным охлаждением (рис 13.12).
В качестве выпрямителей обычно применяют полупроводниковые (кремниевые) вентили — диоды (рис. 13.13,а), а в последнее время — также управляемые кремниевые вентили — тиристоры (рис.13.13,б).
Скорость электровоза переменного тока регулируется изменением напряжения, подводимого к тяговым электродвигателям, путем подключения их к различным выводам вторичной обмотки трансформатора или выводам автотрансформаторной обмотки. На электровозах переменного тока тяговые электродвигатели все время соединены друг с другом параллельно. Это улучшает тяговые свойства электровоза и упрощает электрические цепи.
|
|
|
Электровозы переменного тока помимо вспомогательного оборудования, применяемого на электровозах постоянного тока, оснащены мотор-насосами, обеспечивающими циркуляцию масла, которое охлаждает трансформатор, и мотор-вентилятором для охлаждения трансформатора и выпрямителя. В качестве вспомогательных машин на электровозах переменного тока чаще всего применяют трехфазные асинхронные электродвигатели. Трехфазный ток получают из однофазного с помощью преобразователей, называемых расщепителями фаз. Расположение оборудования в кузове электровоза переменного тока на рис. 13.14.
В ряде случаев целесообразно применение электровозов двойного питания, у которых возможны необходимые переключения электрического оборудования для работы на участках постоянного и переменного тока.
ЭЛЕКТРОПОЕЗДА
Для пригородного и междугородного пассажирского сообщения на электрифицированных линиях используют электропоезда, состоящие из моторных и прицепных вагонов. В зависимости от пассажиропотоков поезда формируют из 4, 6, 8, 10 или 12 вагонов.
Посадка и высадка пассажиров из вагонов электропоездов обычно проводится с высоких платформ. Современные электропоезда имеют широкие раздвижные входные двери, управляемые машинистом с помощью сжатого вохдуха.
Механическая часть вагона состоит из кузова, тележек, сцепных приборов и тормозного оборудования. Сцепные приборы размещают на раме кузова. На моторных вагонах электропоездов обычно устанавливают по четыре тяговых электродвигателя с рамной подвеской. В отличие от электровозных тяговые электродвигатели моторных вагонов имеют вентилятор, расположенный на валу якоря.
Электрическое оборудование электропоездов в основном аналогично оборудованию электровозов. Чтобы увеличить площадь для перевозки пассажиров, его размещают под кузовом и частично на крыше вагона. Управляют электропоездом с помощью контроллера из кабины машиниста. Принцип управления тяговыми электродвигателями тот же, что и на электровозе, однако в электропоездах предусматривают устройство автоматического пуска, в котором специальное реле ускорения обеспечивает постепенное выключение пусковых резисторов или переключение выводов вторичной обмотки трансформатора одновременно с поддержанием заданного пускового тока.
|
|
|
В 1975 г. Рижским вагоностроительным заводом начат выпуск 14-вагонных электропоездов постоянного тока ЭР200, имеющих конструкционную скорость 200 км/ч (рис13.15). Этот электропоезд предназначен для пассажирского сообщения на линиях с высокими скоростями движения. В последние годы в России проводится разработка нового электроподвижного состава, отвечающего современным требованиям. На Тихвинском заводе «Трансмаш» построен первый электропоезд «Сокол», рассчитанный на скорость до 250 км/ч (рис. 13.16).
Планируется выпуск новых электровозов: шестиосных серии ЭП1 переменного тока, на Новочеркасском электровозостроительном заводе. начат выпуск новых электровозов серий ЭП1, ЭП2, ЭП100 и ЭП300; четырехосных для вождения пассажирских составов небольшой длины.
Ведутся научно-исследовательские работы по созданию электропоездов нового поколения с применением асинхронных тяговых электродвигателей и импульсным регулированием скоростного движения.
Глава 14
ТЕПЛОВОЗЫ
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ТЕПЛОВОЗА
По роду службы тепловозы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые (рис.14.1). Тепловоз состоит из следующих основных частей: первичного двигателя, системы передач, кузова, экипажной части и вспомогательного оборудования.
Первичным двигателем на тепловозе является дизель. Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля, требуется специальная передача. Полная мощность дизеля может быть получена лишь при максимальной скорости.
Передача позволяет обеспечивать трогание тепловоза с места и реализацию полезной мощности дизеля во всем диапазоне значений скорости движения локомотива. Передача может быть электрической, механической или гидравлической.
К вспомогательному оборудованию относятся топливная система, системы смазки и охлаждения и др.
Экипажная часть состоит из следующих узлов: рамы тележки, колесных пар с буксами и рессорного подвешивания. У большинства тепловозов главная рама кузова опирается на две трехосные тележки через восемь боковых опор. В средней части главной рамы расположена дизель-генераторная установка. Основные параметры тепловозов в табл. 14.1.
|
|
|
На главной раме, представляющей собой жесткую и прочную сварную конструкцию, размещаются кабина, кузов, силовое и вспомогательное оборудование тепловоза. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование (рис.14.2). Получили распространение унифицированные тележки с улучшенным рессорным подвешиванием.
Размещение оборудования на тепловозе показано на рисунке 14.2 на примере грузового тепловоза 2ТЭ10В, который создан на базе серийного магистрального тепловоза 2ТЭ10Л с высокой степенью унификации узлов (рис.14.3).
|
|
|
