Конспект по теме: «Описание работы электрической схемы»
| Вид материала | Конспект |
- Отчет по практической части работы: таблицы, графики, схемы, рисунки и т д. не менее, 5.61kb.
- Опорный конспект лекций Основные понятия, термины, законы, схемы Для студентов заочной, 1152.55kb.
- Переработать лекционный конспект и внести в него дополнения из учебников; просмотреть, 48.09kb.
- А. С. Батрутдинов, 54.09kb.
- Тема Уроки 1 Логические основы компьютера Урок Логические элементы и переключательные, 96.75kb.
- Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения диплом, 784.24kb.
- Основные электроаппараты электрической схемы лифта, 165.56kb.
- Описание работы кафедры «Естествознание» по единой методической теме школы «Деятельностная, 397.52kb.
- Фрезерный станок vrb 2243, изготовитель veb uwr mf seebach Техническое описание, инструкция, 11.22kb.
- Задача расчет линейной цепи при постоянных токах и напряжениях, 61.22kb.
Конспект
по теме: «Описание работы электрической схемы».
В основу построения электрической принципиальной схемы управления электровоза положен принцип бесконтактного управления исполнительными аппаратами электровоза (контакторами, вентилями, реле). Основой электрической схемы управления является микропроцессорная система управления МПСУ, которая по заложенным в ней программным алгоритмам, обеспечивает управление электровозом в различных режимах. При этом, все основные режимы работы электровоза осуществляющие машинистом (подъем и опускание токоприемников, включение и отключение быстродействующего выключателя, вентиляторов, компрессора) выбор режима управления электровозом, задание скорости, тока, управление движением при ручном управлении. Из цепей управления исполнительными аппаратами электровоза исключены промежуточные контакты (автоматических выключателей, тумблеров, реле, вспомогательные контакты контакторов). Управление исполнительными аппаратами осуществляют блоки управления (А2 и А3) микропроцессорной системы управления согласно электрической схемы ЭП2К.70.00.000Э3. В блоки управления поступает информация с установленных на электровозе датчиков, органов управления, вспомогательных контактов коммутационной аппаратуры.
Полученная информация обрабатывается микропроцессорными средствами в соответствии с заложенной программой, реализующей алгоритм управления электровозом.
Электрооборудование, установленное на электровозе выполняет следующие функции:
-подъем и опускание токоприемника;
-управление быстродействующим выключателем от МПСУ, а при его отказе в ручном режиме;
-управление силовыми контакторами (реостатными, линейными и ослабление поля), реверсорами и тормозными переключателями, обеспечивающими работу электровоза в режиме тяги и электрического торможения, осуществляемое МПСУ по заданному алгоритму;
-сохранение работоспособности электровоза при отключении пары электродвигателей в случае неисправности одного из них;
-управление электромашинными преобразователями 3000/220 В;
-управление через преобразователи электродвигателями мотор – вентиляторов, с изменением их частоты вращения по сигналу МПСУ;
-управление электродвигателями компрессоров по заданному алгоритму;
-обнаружение и устранение боксования или юза тяговых электродвигателей;
-все режимы электрического торможения: остановочное, экстренное и аварийное;
-отображение служебной и диагностической информации на дисплейном модуле пульта управления в реальном масштабе времени;
-выдачу предупредительных и аварийных сообщений на дисплейном модуле, с указанием неисправных или отказавших элементов электрической схемы;
Принципиальная электрическая схема электровоза ЭП2К 70.00.000Э3 выполнена на 24 листах.
Схемы электропневматического тормоза, пожаротушения, устройств КЛУБ-У, САУТ, освещения тепловоза выполнены отдельно.
1. Схема силовых цепей (ввода питания 3 кВ).
Подключение электровоза к контактной сети 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) .
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.
Розетка Х100 предназначена для подачи напряжения 3000 В из сети депо на электровоз для питания тяговых электродвигателей при выкатке электровоза, а также для проверки работы вспомогательных машин.
Схемой предусмотрено раздельный учет потребляемой электроэнергии счетчиками:
-РI1 на отопление состава;
-РI2 на тягу;
-РI3 на собственные нужды электровоза.
2.Цепи тяговых электродвигателей в режиме тяги.
На тяговые электродвигатели М1-М6 напряжение 3000 В подается после быстродействующего выключателя через реле дифференциальной защиты от замыкания на корпус.
Контакты переключателей QР1 и QР2, включенные в цепь обмоток возбуждения тяговых электродвигателей, обеспечивают изменение направление тока в обмотках возбуждения, а следовательно изменение их направления вращения и изменение направления движения поезда.
Контакты переключателей QТ1, QТ2 и QТ3 предназначены для перевода силовой схемы из режима “Тяга” в режим электрического (реостатного) торможения и обратно. На схеме размыкающими изображены контакты, замкнутые в режиме “Тяга”.
Пускотормозные резисторы R6, R7, R8, R9 предназначены для ограничения и регулирования тока тяговых электродвигателей в режимах тяги и торможения. Электродвигатели М7, М8, М9, М10 предназначены для привода вентиляторов, обдувающие соответствующие резисторы:
Сигналы с датчиков:
-тока UА2, UА3, UА4 включенных в цепи якорей тяговых электродвигателей;
-напряжения UV2 – UV7, включенных параллельно якорям тяговых электродвигателей;
-тока UА5 – UА8 включенных в цепи якорей электродвигателей вентиляторов обдува пуско – тормозных резисторов поступают в блоки А2 и А3 МПСУ для обеспечения регулирования и контроля.
Электрическая схема предусматривает три соединения шести тяговых электродвигателей: последовательное (С), последовательно – параллельное (СП), параллельное (П). На каждом из этих соединений имеется –возможность работать как с включенными пуско – тормозными резисторами (реостатная схема), так по безреостатной схеме.
При работе по безреостатной схеме для дальнейшего увеличения скорости движения обмотки возбуждения тяговых электродвигателей шунтируются резисторами R14, R15, R16, R17 и последовательно соединенными с ними индуктивными шунтами L3, L4, L5.
Индуктивные шунты предназначены для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых электродвигателей при колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановления после кратковременного снятия.
Электрической схемой обеспечивается пять ступеней ослабления возбуждения: 80%, 66%, 54%, 46%, 40%.
В случае необходимости неисправный тяговый электродвигатель может быть отключен соответствующими линейными или реостатными контакторами.
Панели диодов U4, U5 и U6 предназначены для исключения прерывания тока в тяговых цепях при переключении силовой схемы с одного соединения на другое.
3. Регулирование напряжения на тяговых двигателях в режиме тяги.
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.
Увеличение силы тяги электровоза осуществляется путем увеличения напряжения на тяговых двигателях включением контакторов КМ15, КМ37-КМ40, КМ19, КМ29-КМ32, КМ22-КМ26 и закорачиванием тем самым соответствующих секций пускотормозных сопротивлений R6 – R9 в соответствии с диаграммой замыкания .
Пускотормозные 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 КМ56-КМ59. При этом параллельно обмотке возбуждения тяговых двигателей включаются сопротивления R14, R15, R16, R17 и включенные последовательно с ними индуктивные шунты L3, L4, L5. Индуктивные шунты необходимы для улучшения работы тяговых двигателей при переходных процессах в режиме ослабления поля. Для получения ослабленных ступеней ослабления поля включаются контакторы КМ44-КМ46, КМ50-КМ52, КМ53-КМ55, КМ47-КМ49.
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.
На третьей позиции перехода П3 посредствам включения контакторов КМ33 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.
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 пускотормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ37-КМ40, КМ19, КМ29-КМ32, КМ22-КМ26.
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 КМ63 выключены, но цепь сохраняется благодаря блокам диодов U2 и U4.
На второй позиции перехода П2 вводятся пусковые резисторы R7, R8 и частично R9.
На третьей позиции перехода П3 включается контактор КМ6 и КМ27, тем самым подготавливает схему к формированию трех параллельных ветвей по два последовательно соединенных тяговых двигателя.
На 37- ой позиции отключаются контакторы КМ5 и КМ63 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). Дальнейший разгон поезда осуществляется, как и на двух предыдущих соединениях ступенчатым уменьшением величины пускотормозных резисторов R6-R9 путем закорачивания секций сопротивлений реостатными контакторами КМ15, КМ37-КМ40, КМ19, КМ29-КМ32, КМ22-КМ26.
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.
Охлаждение пускотормозных резисторов R6-R9 на реостатных позициях осуществляется мотор – вентиляторам М7-М10, включенными на отпайки резисторов R6-R9 соответственно. Такая схема включения электродвигателей вентиляторов обеспечивает автоматическое увеличение производительности вентиляторов при увеличении тока тяговых электродвигателей (за счет увеличения питающего электродвигатель вентиляторов напряжения) и выключение электродвигателей вентиляторов при закорачивании пускотормозных сопротивлений R6-R9 на ходовых (без реостатных) позициях.
Уменьшение силы тяги (и скорости движения электровоза) осуществляется за счет введения пусковых сопротивлений в цепь тяговых электродвигателей путем сброса позиций.
Оперативное включение и выключение цепи тяговых электродвигателей осуществляется линейными контакторами. Кроме того, при необходимости, тяговые электродвигатели могут быть отключены выключением быстродействующего выключателя QF1.
4. Цепи тяговых электродвигателей в режиме электрического (реостатного торможения)
Перевод схемы из режима тяги в режим электрического (реостатного) торможения осуществляется переключением тормозных переключателей QT1-QT3 в положение ТОРМОЖЕНИЕ при обесточенной силовой цепи.
Охлаждение тормозных сопротивлений осуществляется вентиляторами с приводами от электродвигателей М7, М8, М9, М10, работающих от падения напряжения на части тормозных сопротивлений R6 – R9 .
Благодаря применению интенсивной вентиляции сопротивлений длительность работы электровоза в режиме реостатного торможения не ограничивается.
Контроль величины тока в якорных цепях тяговых двигателей производится датчиками тока UA2, UA3, UA4, в цепи обмотки возбуждения датчиком тока UA9.
Контроль за напряжением на якорях тяговых двигателей осуществляется датчиками напряжения UV2 – UV7.
Датчики тока и напряжения передают информацию в систему управления электровозом.
В режиме реостатного торможения основными защитными аппаратами являются линейные контакторы, управление которыми осуществляется МПСУ электровоза.
5. Регулирование тормозной силы в режиме электрического (реостатного) торможения
Переход из режима тяги в режим электрического (реостатного) торможения происходит при обесточенной силовой цепи. Посредствам тормозных переключателей QT1, QT2 и QT3 происходит отключение цепей тяговых электродвигателей от контактной сети. Далее тормозными переключателями происходит разделение якорных цепей и цепей обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Собирается схема из трех групп тяговых электродвигателей (по два последовательно М1 и М2, М3 и М4, М5 и М6) работающих в генераторном режиме, каждая из которых подключена к своим пускотормозным резисторам соответствующими контакторами КМ13 и КМ36, КМ18 и КМ33, КМ21 и КМ27:
-М1 и М2 к пускотормозным резисторам R6 и R7;
-М3 и М4 к пускотормозным резисторам R6 и R8;
-М5 и М6 к пускотормозным резисторам R6 и R9.
Первая тормозная позиция обеспечивается при полностью введенных пускотормозных резисторах R6-R9.
Резисторы ослабление поля R15-R18 в режиме реостатного торможения не используется.
Посредствам тормозных переключателей QT2, QT3 и контактора КМ60 все обмотки возбуждения соединены между собой последовательно и получают питание от статического преобразователя U1, на вход которого подается падение напряжения от каждой из трех групп тормозных сопротивлений R7,R8,R9 через контакторы КМ39, КМ31, КМ24. Статический преобразователь регулирует ток в цепи обмоток возбуждения, тем самым поддерживается тормозной ток в якорных цепях тяговых электродвигателей и, соответственно, тормозную силу электровоза.
Дальнейшее изменение тормозного тока тяговых двигателей, а следовательно и тормозного усилия электровоза происходит за счет изменения в три ступени величины тормозных сопротивлений R6,R7,R8,R9 при переключении реостатных контакторов КМ15, КМ37-КМ40, КМ19, КМ29-КМ32, КМ22-КМ26.
6. Цепи тяговых электродвигателей в аварийных режимах
При выходе из строя двигателя М1 или М2 происходит сбор аварийной схемы. Контакторами КМ36, КМ3, КМ8 и КМ5 отключается цепь двигателей М1, М2 и собирается схема из четырех последовательно соединенных двигателей М3,М4, М5 и М6 посредствам контакторов КМ7, КМ6, КМ11, КМ1 или схема параллельно соединенных двух ветвей М3, М4 и М5,М6 посредствам контакторов КМ35, КМ33, КМ6, КМ2, КМ34 и КМ1.
Аналогично при выходе из строя двигателей М5, М6 контакторами КМ11, КМ34, КМ27, КМ1 происходит отключение данной цепи и электровоз работает на четырех последовательно соединенных двигателей М1 – М4 (схема собрана контакторами КМ36, КМ4, КМ8, КМ6, КМ2) или на параллельном соединении двух ветвей (схема собрана контакторами КМ35, КМ36, КМ3, КМ33, КМ6 и КМ12).
При отключении поврежденной цепи двигателей М3 и М4 возможна работа на четырех последовательно соединенных двигателях (схема собирается контакторами КМ36, КМ62, КМ63, КМ1) или на параллельном соединении двух ветвей по два последовательно включенных двигателя в каждой М1, М3 и М5, М6 (схема собирается контакторами КМ35, КМ36, КМ3, КМ34, КМ1).
Повреждение двигателя М3 приводит к работе на последовательном соединении пяти двигателей М1, М2, М4, М5, М6 (схема собирается контакторами КМ36, КМ8, КМ4, КМ61, КМ63, КМ1) или на последовательном соединении трех двигателей М4, М5, М6 (схема собирается контакторами КМ7, КМ61, КМ63, КМ1) или на параллельном соединении двух ветвей по два последовательно включенных двигателя в каждой М1, М2 и М5, М6 (схема собирается контакторами КМ35, КМ36, КМ3, КМ34, КМ1).
Аналогично при повреждении двигателя М4:
-на последовательном соединении двигателей М1, М2, М3, М5, М6 (контакторами КМ36, КМ5, КМ4, КМ63, КМ11, КМ1);
-на последовательном соединении двигателей М1, М2, М3 (контакторами КМ36, КМ5, КМ4, КМ2);
-на параллельном соединении двух ветвей по два последовательно включенных двигателя в каждой М1, М2 и М5, М6 (контакторами КМ35, КМ36, КМ4, КМ34, КМ1).
При отключении:
-двигателей М1 – М3 электровоз работает на последовательном соединении трех двигателей М4, М5, М6 (схема собирается контакторами КМ7, КМ61, КМ63, КМ1);
-двигателей М4 – М6 на последовательном соединении двигателей М1, М2, М3 (контакторами КМ36, КМ5, КМ4, КМ2).
Повреждение пуско – тормозных резисторов приводит к работе электровоза на последовательном или последовательно – параллельном соединении двигателей и поврежденный резистор закорачивается :
-R6 контакторами КМ15, КМ19, КМ22.
-R7 контакторами КМ38, КМ37;
-R8 контакторами КМ30, КМ29;
-R9 контакторами КМ23, КМ26.
7. Схема цепей электродвигателей компрессоров электровоза.
Питание электродвигателей компрессоров M11, M12 осуществляется напряжением 3000 В постоянного тока от контактной сети через контакты электромагнитных контакторов KM92, KM93, соответственно.
Цепь включения электродвигателя компрессора: демпферный резистор R18(R20), контакты электромагнитного контактора KM92(KM93), реле тока KA4(KA5), пусковой резистор R19(R21), электромагнитный контактор KM90(KM91), якорь и обмотка возбуждения электродвигателя компрессора M11(M12).
Демпферный резистор R18(R20) в цепи электродвигателя компрессора предназначен для ограничения пускового тока и бросков тока при переходных режимах (скачкообразное увеличение напряжения питания при работающем компрессоре).
Реле тока KA4(KA5) предназначено для защиты цепи электродвигателя компрессора от перегрузки.
Пусковой резистор R19(R21) предназначен для ограничения пускового тока.
Включившись, контактор KM90(KM91) своими контактами шунтирует пусковой резистор R19(R21).
8. Схема цепей питания электромашинных преобразователей
Преобразователь представляет собой двухмашинный агрегат – двигатель и генератор. Двигатель получает питание 3000 В постоянного тока от контактной сети и приводит во вращение генератор, обеспечивающий питание трехфазной системы напряжением 220 В переменного тока, частоты 50 Гц.
9. Схема цепей питания двигателей электромашинных преобразователей
Цепь включения двигателя преобразователя AM1(AM2): демпферный резистор R22(R24), контакты электромагнитного контактора KM94(KM96), реле тока KA6(KA8), трансформатор T1(T2), блок диодов U7(U8), реле тока KA7(KA9), пусковой резистор R23(R25), якорь и обмотка возбуждения двигателя преобразователя AM1(AM2). Через 3-3,5 с после пуска, когда двигатель набирает необходимую частоту вращения, включается электромагнитный контактор KM95(KM97) и шунтирует резистор R23(R25).
Демпферный резистор R22(R24) в цепи двигателя предназначен для ограничения пускового тока и бросков тока при переходных режимах (“потеря-восстановление” питания, скачкообразное увеличение напряжения при работающем преобразователе).
Трансформатор T1(T2) предназначен для обеспечения гашения автоколебаний в системе стабилизации генератора [подает сигнал в блок управления электромашинным преобразователем А5(A6)].
Реле тока KA6(KA8) предназначено для защиты цепи двигателя от перегрузки.
Блок диодов U7(U8) предназначен для обеспечения ограничения значения генераторного тока двигателя и последующего прекращения его протекания в случае замыкания на “землю” цепи питания двигателя.
Реле KA7(KA9) контролирует наличие тока в цепи двигателя преобразователя. При уменьшении или снятии напряжения в сети ток двигателя может уменьшиться, исчезнуть или изменить направление. При этом срабатывает реле KA7(KA9) и обеспечивает отключение контактора KM95(KM97), тем самым в цепь двигателя вводится резистор R23(R25) и схема готова к повторному пуску при восстановлении напряжения в сети.
Пусковой резистор R23(R25) предназначен для ограничения пускового тока.
Список литературы
- Руководство по эксплуатации электровоза ЭП2К.
Контрольные вопросы:
- Что было положено в основу построения электрической принципиальной схемы управления электровоза.
- Опишите схему по выбору.