Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ УСТА НА ТЕПЛОВОЗЕ

УСТА .предназначена для:

· регулирования тяговой электропередачи тепловозов в режиме тяги и электрического торможения с обеспечением параметров и защит, оговоренных техническими условиями на их поставку и другими нормативными документами;

· упрощения схемы тепловоза с электрической передачей, сокращения номенклатуры электрических аппаратов и унификации электрических схем всех серий тепловозов.

УСТА представляет собой микропроцессорную систему управления с устройством связи с объектом в виде датчиков и измерительных преобразователей.

УСТА состоит из следующих основных узлов:

· блока регулирования УСТА;

· преобразователей напряжения измерительных ПН-1 для измерения напряжения и тока главного генератора, напряжения блока диодов сравнения (БДС), тока независимой обмотки тягового генератора;

· программного обеспечения 643.0021.2251.00001.

Блок регулирования УСТА и преобразователи напряжения измерительные установлены в правой высоковольтной камере. Принятые сокращения, условные обозначения, термины соответствуют схеме электрической принципиальной 27.Т.146.00.ОООЭО тепловоза 2ТЭ10М.

Ядром УСТА является блок регулирования, осуществляющий сбор информации от измерительных преобразователей и контактных аппаратов, ее обработку, анализ и выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства (обмотки возбуждения возбудителя, катушки контакторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей ВШ1, ВШ2 и реле управления РУ19) в соответствии с алгоритмами программного обеспечения.

Блок регулирования получает питание +75 В от бортовой сети тепловоза только после запуска последнего через замыкающий контакт РУ15 и вырабатывает напряжение питания для измерительных датчиков (ДТг, ДНг, ДТвг, ДМС) ЭП2716, которое выведено на внешний разъем ХР1 блока регулирования - контакты В6 (+15В), В7 (ОБЩ1).Блок регулирования УСТА также вырабатывает напряжение питания индуктивного датчика. Частота напряжения питания индуктивного датчика задается программно. Индуктивный датчик подключается к внешнему разъему ХР1 блока регулирования на контакты С8 (И_ИД) и С7 (О_ИД).

Для определения состояния схемы тепловоза в блок регулирования УСТА вводятся дискретные сигналы:

признак включения контакторов ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2;
признак включения контакторов КВ, ВВ;
признак включения блок- магнитов МР1, МР2, МРЗ, МР4;
признак включения тумблеров отключателей моторов ОМ1-ОМ6.

Дискретные сигналы приходят на контакты А1-А5, В1-В4 внешнего разъема ХР1 блока регулирования. Внешние дискретные сигналы гальванически развязаны от внутренних цепей блока регулирования.

Измерение напряжения и тока главного генератора, напряжения блока диодов сравнения (БДС) тока независимой обмотки тягового генератора осуществляется с помощью преобразователей напряжения измерительных ПН-1, которые гальванически развязывают и преобразуют входное напряжение в пропорциональный стандартный токовый сигнал. Пропорциональные токовые сигналы с выходов ПН-1 подаются на контакты внешнего разъема ХS1.

Блок регулирования УСТА управляет включением катушек контакторов ВШ1, ВШ2 и реле управления РУ19. Реле выполняет защитные функции, его размыкающие контакты разрывают цепь питания катушек контакторов КВ, ВВ (т.е. происходит сброс нагрузки). РУ19 включается при увеличении напряжения генератора выше 850 В или при увеличении тока генератора выше 7200 А.

Управление электрическими аппаратами осуществляется с помощью транзисторных ключей путем подачи на катушку напряжения +75 В от бортовой сети тепловоза.

Все каналы (10 каналов) по цепям управления и внутренним цепям блока регулирования гальванически развязаны друг от друга.

Регулирование тяговой электрической передачи осуществляется путем изменения тока возбуждения возбудителя. Канал регулирования развязан по цепям управления и от внутренних цепей блока регулирования. Вывод «Н2» обмотки возбуждения возбудителя подключен к минусовой шине на рейку 8/20 через аварийный переключатель АР(3), а вывод «Н1» - к внешнему разъему ХР2 на контакты В1, В2 и В6, С6. Таким образом, обмотка возбуждения возбудителя стоит в цепи истока силового ключа ШИМ1. Сток этого ключа подключен (контакты С1-С4 внешнего разъема ХР2) через аварийный переключатель и силовой контакт контактора ВВ на плюсовую шину бортовой сети тепловоза (рейка 1/1…4).

Электрическая принципиальная схема тепловоза входит в комплект эксплуатационной документации тепловоза и состоит из отдельных листов. Для лучшего понимания схема тепловоза условно разделена на несколько отдельных схем: управления, электропередачи, вспомогательных устройств, защиты и сигнализации, освещения.

Все электрические цепи изображены в обесточенном и отключенном состоянии.

Монтаж электрооборудования выполнен по двухпроводной схеме; "плюс" подается на элементы электрооборудования, а "минус" - на сборные устройства зажимов.

Пуск дизеля

Система УСТА не участвует в операциях по автоматическому пуску дизеля, поэтому схема подготовки цепей запуска и автоматического пуска дизеля серийная. Работа схемы пуска дизеля описана в техническом описании на тепловоз. Однако, в связи с тем, что на тепловозе установлен дизель-генератор 1 А-9ДГ исп. 3 и система УСТА, то в схему пуска дизеля внесены изменения.

Они заключаются в следующем:

1) Для исключения поворота коленвала дизеля без прокачки масла из штатной схемы исключается цепь: провод 372, размыкающий контакт КТН, провод 329.

2) Цепь питания ЭТ создается: замыкающим контактом РУ9 при работе дизеля, и контактом ДЗ при прокрутке вала дизеля. При плохой аккумуляторной батарее в момент прокрутки вала дизеля напряжение на ней понижается до 30 В, что приводит к задержке включения блок – магнита ЭТ. Для исключения этого недостатка в схему пуска дизеля введена цепь, позволяющая включать ЭТ после нажатия кнопки пуска дизеля "ПД": плюс, кнопка ПД "Запуск", провод 318, рейка 13/6, провод 323, рейка 2/17, провод 5108 с разделительным диодом ДЭТ2, рейка 5/8, провод 248, катушка ЭТ.

3) Для исключения протекания тока к кнопке ПД «Запуск» после включения Д3 и РУ9 на рейке 5\17 установлен разделительный диод ДЭТ1. Диоды ДЭТ1 и ДЭТ2 подключены встречно и соединяются проводом 5107.

4) В цепь пуска дизеля последовательно замыкающему контакту РДМ1 установлен замыкающий контакт реле давления воды (РДВ), который включается при достижении давления воды в системе охлаждения 0,5±0,05 кг\см²

5) Для исключения влияния больших токовых нагрузок на блок регулирования в момент прокрутки дизеля питание блока от бортовой сети тепловоза поступает только после окончания пуска дизеля. Для этого используется замыкающие контакты реле РУ15 по цепи рейка 1\1…4, провод 5035, замыкающий контакт, провод 5027, рейка 5\1, провод 5026, разъем ХР1 (В0). Катушка реле РУ15 получает питание после запуска дизеля через замыкающий контакт РУ9.

6) Введена схема включения автоматической прокачки масла после остановки дизеля продолжительностью 90 с. Катушка КМН получает питание по цепи: плюс_, рейка 1/4, провод 5035(1098), размыкающий контакт реле РУ15, провод 5110(1047), замыкающий контакт реле РВ5, провода 5109, 345, катушка КМН. Выдержку времени 90 с на прокачку масла после останова дизеля задает реле времени РВ 1, по цепи: плюс, рейка 1/1 ...4, провод 5101, размыкающие контакты реле времени РВ1 (А4, А3) с выдержкой времени 90 с, провод 5102, замыкающий контакт реле РВ5, провод 5103, катушка реле РВ5. Катушка реле РВ5 получает питание после запуска дизеля через замыкающий контакт РУ9 по цепи: плюс, автомат А5 "Дизель", провод 314, рейка 5\15, провод 223, рейка 7\10, провод 440, замыкающий силовой контакт контактора КТН, провод 239, клемма К2 РДМ1, РДВ, клемма К1 провода 227, рейка 6\10, провод 228, замыкающий контакт РУ9, провод 1328, рейка 2/5, провод 5105, разделительный диод ДПМ, рейка 2\13, провода 5106, 5103, катушка реле РВ5, провод 5104, рейка 8\1,2(-).

Холостой ход дизеля

Частота вращения вала дизеля изменяется путем затяжки всережимной пружины объединенного регулятора дизеля переключением электромагнитов МР1-МР4. Электромагниты получают питание через контакты контроллера в соответствии с таблицей их замыкания по позициям.

1. Отключена цепь режима холостого хода дизеля. Для этого отключено питание от катушки реле РУ13, из цепи питания катушек блок - магнитов МР1 -МР4 исключены размыкающие контакты реле РУ13, с панели управления пульта машиниста сняты тумблеры включения холостого хода «ХД1» и «ХД2».

2. Реле РУ19, размыкающие контакты которого в режиме холостого хода размыкали цепь питания катушек контакторов КВ, ВВ и реле времени РВЗ, используется в системе УСТА и выполняет защитные функции, описанные ниже подразделах.

3. На дизель-генераторе 1А-9ДГ исп. 3 установлен вентиль ВП6 отключения ряда топливных насосов, который отключает с нулевой по седьмую позиции контроллера половину топливных насосов. Катушка вентиля ВП6 получает питание только после запуска дизеля по цепи: плюс, автомат А5 "Дизель", провод 314, рейка 5\15, провод 223, рейка 7\10, провод440, силовой контакт контактора КТН, провод 236, рейка 9\14, провод 918, размыкающие вспомогательные контакты контакторов Д1, ДЗ, провод 917, рейка 10\13, провод 744, размыкающий вспомогательный контакт контактора ВВ, провод 226, размыкающий контакт реле РУ13, провод 231, рейка 3/14, провод 232, клемма Д8 дизельной коробки, катушка ВП6. С восьмой позиции контроллера машиниста включаются все топливные насосы, для чего параллельно МР3 подключается катушка РУ13 по цепи: рейка 1\19, провод 273, катушка РУ13, провод 1184, рейка 8\10(-)

Тяговый режим

Работа схемы управления тяговым режимом и описание цепей включения питания на катушки (В и Н) электропневматического привода реверсора, контакторов КВ, ВВ, П1-П6, реле времени РВЗ изложено в техническом описании на тепловоз 2ТЭ10М.

Для определения состояния схемы управления тепловозом в блок регулирования УСТА вводятся дискретные сигналы. Информация о включении контакторов КВ, ВВ и, следовательно, о режиме тяги поступает на модуль дискретных входов при включении замыкающих вспомогательных контактов КВ, ВВ, через которые подается напряжение питания по цепи: плюс, рейка 1/1...4, провод 5029, замыкающий контакт ВВ_, провод 5018, контакт АЗ внешнего разъема ХР1 блока регулирования УСТА.

При перемещении штурвала контроллера по промежуточным позициям информация о включении блок-магнитов МР1 -МР4 подается в блок регулирования УСТА. Электромагниты питаются от автомата А13 "Управление" через контакты блокировки тормоза БУ, контакты реверсивного механизма контроллера "Вперед" или "Назад" и контакты контроллера в соответствии с таблицей их замыкания по позициям:

- 8, провод 271, рейка 1/19, (провод 5022) на контакт В2 внешнего разъема ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провод 272) на катушку МРЗ;

- 9, провод 276, рейка 1/18, (провод 5021) на контакт В1 ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провод 277) на катушку МР2;

- 10, провод 280, рейка 1/17, (провод 5020) на контакт А5 ХР1 блока УСТА, а также (провод 281) на катушку МР1;

- 2, провод 284, рейка 1/20, (провод 5023) на контакт ВЗ ХР1 блока УСТА, а также (провод 285) на катушку МР4.

Комбинационным переключением блок - магнитов МР1 -МР4 увеличивается или уменьшается затяжка всережимной пружины объединенного регулятора дизеля, что приводит к изменению частоты вращения вала дизеля и подачи топлива. Вследствие этого изменяется частота вращения якорей возбудителя и генератора, а, следовательно, изменяется напряжение и ток тягового генератора.

Темп набора мощности на первой позиции КМ не превышает 20 кВт\с, а на последующих позициях – не более 40 кВт\с.

Мощность тягового генератора вычисляется по формуле:

P_g = P_об + (U_ind – U_ind_*f)*n_g

Где: U_ind_*_f – фиксированное (минимальное) значение положение штока индуктивного датчика в кодовых единицах,

n_g – позиция КМ

При отключении или выхода из строя индуктивного датчика работает регулятор фиксированной мощности. Мощность тягового генератора вычисляется по формуле:

P_g = P_об (n_g)

Регулирование мощности тяги

Электрическая передача (силовая цепь) тепловоза 2ТЭ10Мк выполнена по серийной схеме и состоит из: тягового генератора постоянного тока ГП-311Б, шести параллельно соединенных тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, возбудителя В-600, который конструктивно входит в состав двухмашинного агрегата А-706Б.

Тяговый генератор имеет независимое возбуждение. Обмотка возбуждения питается от возбудителя, в свою очередь имеющего намагничивающую Н1-Н2 и размагничивающую НЗ-Н4 обмотки. Первая из них подключена к истоку транзисторов УТ1, УТ2 силового ключа ШИМ1 по цепи: контакты В1,2,6, С6 разъема ХР2 блока УСТА, провода 5041, 5042, шунт 116, провод 468, обмотка Н1-Н2, провод 469, рейка 4/16, провод 449, АР(3), провод 434, рейка 8\20, провод439, минус. Питание на сток транзисторов УТ1, УТ2 силового ключа ШИМ1 подается через силовой замыкающий контакт контактора ВВ по цепи: плюс, рейка 1/1...4, провод 404, силовой замыкающий контакт ВВ, провод 405, замкнутый контакт 1 аварийного переключателя АР (нормальный режим), провода 5039, 5040, контакты С1-4 разъема ХР2 блока регулирования УСТА.

Для защиты силового ключа ШИМ1 от перенапряжений намагничивающая обмотка Н1-Н2 зашунтирована К-Д цепью. Конструктивно диод шунтировки размещен в модуле ключа ШИМ1, при этом катод диода подключен к истоку транзисторов УТ1, УТ2, а анод подключен к контактам А1,2 внешнего разъема ХР2 блока регулирования УСТА. Цепь включения К-Д цепи следующая: контакты А1, 2 разъема ХР2, провод 5043, сопротивление R_доб3, провод 5047, рейка 8/1,2, минус.

Сопротивление R_доб3 собрано на резисторах СВПВ и СОР и величина его должна составлять 3 – 5 Ома

Вторая, размагничивающая обмотка НЗ-Н4 возбудителя, включена в общую электрическую схему управления тепловозом при аварийном возбуждении, и питается постоянным для каждой позиции контроллера током по цепи: плюс, рейка 1/1 ...4, провод 404, силовой замыкающий контакт ВВ, провод 405, замыкающий контакт 2 аварийного переключателя АР (аварийный режим), провод 1135, сопротивление СВВ, провод 466, размагничивающая обмотка НЗ-Н4, провод 467, шунт 115, провод 460, контакт 4 переключателя АР, провод 434, рейка 8/20, провод 439, минус.

Ток в намагничивающей обмотке возбудителя Н1-Н2 регулируется системой автоматического регулирования возбуждения тягового генератора (нормальный режим), которая поддерживает постоянство мощности тягового генератора, заданной для данной позиции. Кроме того, системой регулирования обеспечивается ограничение максимальных тока и напряжения генератора.

Для осуществления обратной связи системы УСТА по частоте вращения вала дизеля в систему заведены сигналы со штатного датчика частоты вращения, расположенного на дизеле и от датчика ДТвг. Сигнал от датчика частоты вращения поступает по цепи: клемма К17, дизельной коробки «К», провод 5080, рейка 5\3, провод 5093, контакт А8, клемма К18, дизельной коробки «К», провод 5081, рейка 4\5, провод 5094, контакт А6 разъема ХР1 блока УСТА. Датчик ДТвг первичный сигнал получает от шунта 117 провод 5049, вывод 75 мВ ПН-1, вывод ОВ ПН-1, провод 5050, шунт 117.

Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей

По мере увеличения скорости тепловоза тяговый ток уменьшается, а напряжение увеличивается по гиперболической части внешней характеристики генератора так, что поддерживается постоянной мощность тягового генератора. При определенной скорости наступает ограничение по напряжению. Дальнейшее увеличение скорости вызывает уменьшение тока при постоянном напряжении, что приводит к уменьшению отбираемой мощности. Регулятор дизеля при этом уменьшает подачу топлива, мощность дизеля не будет использоваться полностью и дальнейшего возрастания скорости не будет или будет очень незначительным.

Для возврата генератора в зону полной мощности и расширения диапазона скоростей тепловоза применяется двухступенчатое ослабление возбуждения тяговых электродвигателей (параллельное подключение резисторов обмотки возбуждения).

Так как скорость локомотива мгновенно измениться не может, то сразу же после перехода на ослабленное поле неизменному режиму движения соответствует тяговый режим в нижней части внешней характеристики. Это позволяет вновь использовать гиперболическую часть внешней характеристики при увеличении скорости.

Подключение резисторов шунтировки СШ1 - СШ6 первой и второй ступеней ослабления возбуждения происходит автоматически с помощью групповых контакторов ВШ1 и ВШ2. Команда на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 вырабатывается управляющей программой блока регулирования УСТА

Формирование управляющего сигнала перехода на ослабленное возбуждение происходит по напряжению тягового генератора. Выдача команды на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 осуществляется при напряжении генератора, равному 7/8 напряжения ограничения для данной позиции контроллера.

Катушки электропневматических вентилей контакторов ВШ1 и ВШ2 подключены к истоку транзисторов выходных ключей блока УСТА по цепи:

контакт С1 разъема ХS2, провод 5030, рейка 5/5, провод 264, катушка ВШ1, минус;

контакт С2 разъема ХS2, провод 5031, рейка 5/4, провод 263, катушка ВШ2, минус.

Для защиты от тока самоиндукции при отключении катушек ВШ параллельно каждой катушки установлен разрядный диод КД202Р.

Питание на сток транзисторов выходных ключей подается по цепи: контакт 7 контроллера, замыкающий с четвертой позиции, провод 259, тумблер ТУП, провод 260, рейка 11\5, провод 261, рейка 4/6, провод 5032, контакты А1, А2 разъемаХS2

Уменьшение скорости движения тепловоза с увеличением тока тягового генератора и снижением напряжения до величины 5/8 напряжения ограничения для данной позиции приводит к последовательному отключению контакторов ВШ2, ВШ1 и восстановлению возбуждения тяговых электродвигателей.

Информация о включении групповых контакторов ВШ1, ВШ2 поступает на модуль дискретных входов при включении вспомогательных замыкающих контактов ВШ1, ВШ2, через которые подается питание по цепи: рейка 7\11, провод 1066, замыкающий вспомогательный контакт ВШ1 (19, 20), провод 501, рейка 5\11, провод 5016. контакт А1 разъема ХР1; замыкающий вспомогательный контакт ВШ1 (19,), провод 1070, замыкающий вспомогательный контакт ВШ2 (19, 20), провод 737, рейка 5\7, 5017. контакт А2 разъема ХР1 блока УСТА.

Тумблер ТУП в цепи питания катушек групповых контакторов ВШ1 и ВШ2 служит аварийным отключателем в случае неисправности в цепях управления ослаблением возбуждения, возникшей при движении поезда.

Информация об отключении тумблера ТУП поступает на модуль дискретных входов по цепи: плюс, контакт 7 контроллера, который замыкается с 4 позиции, провод 259, тумблер ТУП, провод 260, рейка 11\5, провод 261, рейка 4\6. провод 5019, контакт А4 разъема ХР1 блока УСТА.

При отключении тумблера ТУП в блоке УСТА, формируется команда "запрет^» включения выходных ключей, управляющих контакторами ВШ1 и ВШ2.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!