Силовые цепи

Силовые цепи электрической схемы электровоза включают в себя: цепь напряжением 25 кВ, цепи тяговых двигателей в тяговом режиме и режиме электрического рекуперативного торможения (провода обозначены на схеме буквой В с цифрой) и цепи вспомогательных машин (провода обозначены на схеме буквой С с цифрой).

Цепи напряжением 25 кВ. Подключение электровоза к контактной сети обеспечивается токоприемником (рис. 240*). Токоприемник соединен с выводом А первичной обмотки тягового трансформатора 3 через дроссель ДП, высоковольтный разъединитель 2, главный выключатель 4, фильтр 10 и трансформатор тока ТТ. Вывод X первичной обмотки тягового трансформатора 3 соединен с корпусом электровоза через трансформаторы тока 17 и 18 (см. рис. 241).

В случае необходимости разъединителем 2 (см. рис. 240) можно отключить неисправный токоприемник, а разъединителем 6 - неисправную секцию. Силовые контакты с дугогашением главного выключателя 4 шунтированы нелинейным резистором для уменьшения перенапряжений, возникающих при их размыкании.

В отключенном положении главного выключателя 4 его силовые контакты замкнуты и цепь 25 кВ разомкнута его разъединителем, ножи которого осуществляют также заземление обмотки тягового трансформатора 3 для обеспечения безопасности при входе в высоковольтную камеру.

Цепи тяговых двигателей в тяговом режиме работы. Тяговые двигатели электровоза питаются выпрямленным пульсирующим током. Преобразование однофазного тока контактной сети в выпрямленный ток для питания тяговых двигателей осуществляется с помощью тягового трансформатора 3 (см. рис. 240) и двух вы-прямительно-инверторных преобразователей 61, 62, которые подключены выводами А, Б, С и Д к тяговым обмоткам а1-х1 иа2-х2 трансформатора 3. К выводам «+» и «-» выпрямительно-инверторных преобразователей 61, 62 подключены цепи выпрямленного тока тяговых двигателей М1-М4. Напряжение холостого хода тяговых обмоток а1-х1 и а2-х2 составляет 1230 В. Каждая из обмоток а1-х1 и а2-х2 секционирована на три части. Секции обмоток имеют напряжение холостого хода: а1-1 и а2-3 - 307 В; 1-2 и 3-4 - 308В; 2-х1 и 4-х2 - 615 В.

Плавное регулирование напряжения тяговых двигателей достигается посредством зонно-фазного управления тиристорами соответствующих плеч ВИП 61 и 62 согласно заданному алгоритму. Включение и аварийное отключение тяговых двигателей М1-М4 производится соответствующими автоматическими выключателями 51-54.

Реверсивные переключатели 63, 64 обеспечивают изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей, чем достигается изменение направления движения электровоза. Тормозные переключатели 49, 50 предназначены для переключения в обесточенном состоянии электрических цепей электровоза из тягового режима в рекуперативный и обратно. Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей установлены сглаживающие реакторы 55, 56. Для уменьшения пульсаций тока возбуждения обмотки возбуждения тяговых двигателей зашунти-рованы резисторами Р1-#4 (выводы РО, РЗ).

Пуск и регулирование скорости электровоза в тяговом режиме. Силовой схемой предусмотрено четырехзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения. Описание работы схемы ВИП в режиме тяги приведено в гл. V.

После выхода на последнюю (четвертую) позицию регулирования дальнейшее увеличение скорости электровоза достигается ослаблением возбуждения тяговых двигателей путем шунтирования их обмоток возбуждения резисторами Р1-Р4 (выводы Р1, РЗ) и индуктивными шунтами ИШ1-ИШ4 (см. рис. 240). Схемой предусмотрено три ступени ослабленного возбуждения (70, 52 и 43%).

Первая ступень обеспечивается включением контакторов 65, 66, 71, 72, 2-я - контакторов 67, 68, 73, 74 и 3-я - контакторов 69, 70, 75, 76. При включении 2-й ступени ослабленного возбуждения закорачиваются части резисторов Р1-/?4 с выводами Р1, Р2, что приводит к уменьшению тока в обмотках возбуждения. На 3-й ступени ослабленного возбуждения резисторы Я1-#4 полностью выключены и обмотки возбуждения шунтируются только индуктивными шунтами.

Индуктивные шунты ИШ1-ИШ4 включены в цепь ослабления возбуждения с целью снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при неустановившихся процессах в контактной сети (колебание напряжения в контактной сети или его восстановление после кратковременного снятия).

В случае необходимости любой из тяговых двигателей может быть отключен соответствующим разъединителем ОД1-ОД4. Приэтом отключаются соответствующие автоматические выключатели. Любой из выпрямительно-инверторных преобразователей 61, 62 может быть отключен переключателем 81, 82. При этом также отключаются соответствующие автоматические выключатели 51, 52 или 53, 54.

Силовая схема в рекуперативном режиме. Все переключения в силовой цепи при переходе из тягового режима в режим торможения и обратно производятся тормозными переключателями 49, 50 (см. рис. 240). При сборе силовой цепи в режиме торможения якорь каждого тягового двигателя отключается от своей обмотки возбуждения и подключается последовательно со стабилизирующим резистором R5 к выпрямительно-инверторному преобразователю. Обмотки возбуждения всех двигателей 1-й и 2-й секций соединяются последовательно. Резисторы постоянной шунтировки РО-РЗ остаются включенными параллельно обмотке возбуждения.

Обмотка тягового трансформатора с выходами х4, аб, а.7 и выпрямительные установки возбуждения 60 1-й и 2-й секций образуют схему двухполупериодного выпрямления с нулевой точкой для питания регулируемым выпрямленным напряжением обмоток возбуждения тяговых двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а6-а7 и а7-х4 составляет 180 В.

Включение и отключение обмоток возбуждения тяговых двигателей осуществляется электропневматическими контакторами 46, 47. Тяговые двигатели в рекуперативном режиме работают как генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. При рекуперативном торможении осуществляется инвертирование постоянного тока генераторного режима в переменный ток промышленной частоты. Стабилизирующий резистор R5 необходим для обеспечения электрической устойчивости при работе инвертора и улучшения распределения тока между тяговыми двигателями. Измерение тока якоря двигателей Ml-М4 осуществляется датчиками тока ДкТ1-ДкТ4, которые подают соответствующие сигналы в систему управления преобразователем в режиме рекуперации.

В рекуперативном режиме работы электровоза тормозное усилие регулируется в зоне высоких скоростей плавным изменением тока возбуждения, а в зоне малых скоростей - плавным изменением э. д. с. трансформатора.

Схемой предусмотрен режим торможения противотоком (I зона,, низкая скорость). В этом случае тяговые двигатели работают как двигатели с независимым возбуждением при обратном направлении протекания тока возбуждения Контур тока якорей двигателей остается прежним, однако моменты открытия тиристоров выбираются так, чтобы ток протекал под действием э. д. с. контактной сети (см. гл. V, § 1).

Регулирование тормозного усилия плавным изменением тока возбуждения от 0 до 1100 А осуществляется изменением угла открытия тиристоров выпрямительных установок возбуждения 60.