перегрупування двигунів

Перегрупування двигунів. групові перемикачі

Щоб збільшити швидкість руху, потрібно підвищити напруга, що підводиться до двигуна. Це досягається перегрупуванням тягових двигунів в силовому ланцюзі електровоза.

Перемикаючи двигуни з одного з'єднання на інше, можна отримати на кожному з них три значення напруги при виведеному реостате.

Перемикання тягових двигунів з одного з'єднання на інше називають переходом. Найбільш просто перехід можна здійснити в такий спосіб: відключити тягові двигуни від контактної мережі, зробити необхідні перемикання (перегрупування двигунів) і знову підключити їх до контактної мережі. Сила тяги спочатку знизиться до нуля, а потім при включенні тягових двигунів за новою схемою виникне її кидок. Тому такий перехід на магістральних електровозах не застосовують.

Переходи з одного з'єднання тягових двигунів на інше здійснюють: коротким замиканням частини двигунів; паралельним підключенням до перемикається двигунів резисторів; за схемою моста; за допомогою вентильного переходу. При всіх перерахованих способах перегрупування тягових двигунів втрачається частина сили тяги, але в різному ступені.

У процесі переходу коротким замиканням в обмотках якоря двигунів продовжує індукувати е. д. з. внаслідок залишкового магнетизму, і двигуни короткочасно працюють в генераторному режимі, створюючи гальмівний момент. На сучасних восьми-вісних електровозах перехід з послідовного на послідовно-паралельне з'єднання здійснюють замиканням частини двигунів секціями пускового реостата, завдяки чому знижується генераторний ток (гальмівний момент). На електровозах ВЛ11 в ланцюг відключених двигунів замість резисторів включені напівпровідникові діоди - прилади з односторонньою електричну провідність. Це забезпечує розмикання ланцюга для генераторного струму.

Операції переходу здійснюють за допомогою апаратів, званих груповими перемикачами, які називають ще груповими контакторами, або кулачковими перемикачами. У них є один загальний привід для декількох контакторів. Збирають групові перемикачі з поставлених в ряд контакторних елементів. Контакторних елементи такого типу називають механічними, або кулачковими, так як включення або відключення їх здійснюється механічним впливом кулачкового вала перемикача.

На відміну від індивідуальних групові контактори використовують в ланцюгах, де необхідно проводити цикл перемикань в певній послідовності, в тому числі і для перемикань двигунів з одного з'єднання на інше.

На восьмивісних електровозах для переходу з послідовного з'єднання на послідовно-паралельне, здійснюваного замиканням чотирьох тягових двигунів на секції пускового реостата, застосовані групові перемикачі, мають чотири контакторних елемента, вал з чотирма кулачками (по числу контакторних елементів), пневматичний привід і блокувальний пристрій . Кулачки (рис. 37, а) мають виступи і западини. Виступи кулачків при повороті вала набігають на ролики рухомих контактів, що призводить до замикання контактів контакторних елементів; западини дозволяють контактам розмикатися.

Послідовність замикання і розмикання контактів групового перемикача визначається контуром кулачків і взаємним їх розташуванням на валу. Пневматичний привід (рис. 37, б) включає в себе циліндр, два поршня, з'єднаних зубчастою рейкою, два електромагнітних вентиля В1, В2 і повітропроводи, що підводять до приводу стиснене повітря. Щоб керувати подачею стисненого повітря, використовують електропневматичні вентилі. Вентиль В2 включає типу, В1 - вимикає. Вимикають вентиль відрізняється від що включає тільки розташуванням клапанів. При знеструмленій котушці вимикають вентиль відкриває доступ стисненого повітря в порожнину циліндра. Якщо ж порушити котушку, то порожнину циліндра через вентиль сполучиться з атмосферою.

Привід групового перемикача має два фіксованих положення. Одне з них він займає, коли котушки вентилів знеструмлені. Тоді стиснене повітря надходить в ліву порожнину циліндра і поршні переміщаються в крайнє праве положення. В іншому положенні привід знаходиться, коли котушки обох вентилів порушено. В цьому випадку ліва порожнину циліндра сполучається з атмосферою, а права - з джерелом стисненого повітря. Поршні переміщаються вліво, разом з поршнями переміщається зубчаста рейка, що обертає зубчасте колесо і кулачковий вал. Контакторних елементи, контакти яких включені в силовий ланцюг, виробляють відповідні перемикання, необхідні для переходу з послідовного на послідовно-паралельне з'єднання тягових двигунів.

Перед тим як почати перегрупування двигунів, включають в їх ланцюг секції Я1 і R2 пускового реостата, ра-замкнувши контакти індивідуальних контакторів 1 і 2 (рис. 38, а). Це необхідно у зв'язку з тим, що після відключення чотирьох двигунів з восьми, включених послідовно, опір обмоток двигунів і сума, е. д. з. в обмотках якорів зменшаться в 2 рази, що викличе різкий кидок струму і спрацьовування захисту. Крім того, необхідно підготувати включення резистора R2 для зменшення струму, що генерується двигунами V-VIII після замикання контакторного елемента 4. Тому резистор R2 включений між тяговими двигунами IV і V.

Потім включаються котушки вентилів В1 і В2 групового перемикача (див. Рис. 37, б). Поршень, переміщаючись справа наліво, повертає разом з зубчастим колесом кулачковий вал приводу за годинниковою стрілкою. Виступи і западини кулачків розташовані так, що спочатку включаються контакти контакторного елемента 4 (рис. 38, б). Внаслідок цього двигуни V-VIII замикаються на резистор R2.

При подальшому повороті кулачкового вала вимикається контакторних елемент 3, в результаті чого залишаються підключеними до контактної мережі тягові двигуни / -IV разом з резистором R1, а двигуни V-VIII відключаються від неї (рис. 38, в). Потім включається контакторних елемент 5 групового перемикача пкг, тягові двигуни V-VIII з резистором R2 підключаються паралельно двигунів / -IV і до контактної мережі (рис. 38, г).

Перехід завершується включенням індивідуального контактора 6, що з'єднує паралельно резистори R1 і R2 (рис. 38, д). Це дозволяє ввести загальний реостат R1 і R2 в два паралельні ланцюги тягових двигунів. Потім, здійснюючи різні з'єднання секцій реостата за допомогою індивідуальних контакторів, поступово зменшують його опір до нуля.

Перехід на паралельне з'єднання двигунів в принципі не відрізняється від переходу на послідовно-паралельне, тільки тепер до двох парах тягових двигунів підключаються окремо і паралельно секції пускового реостата. Перехід здійснюється на восьмивісних електровозах двома груповими перемикачами. Пристрій і дію їх такі ж, як і у описаного вище. Різниця полягає лише в тому, що замість чотирьох кожен з них має по шість контакторних елементів.

На вітчизняних шестивісних електровозах використовують один груповий перемикач (замість трьох у восьмивісних), який здійснює в заданій послідовності перемикання двигунів з одного з'єднання на інше. Конструкція таких перемикачів складніша, тому що у них вже не один, а два циліндра з поршнями з'єднані зубчастої рейкою або двома рейками, які зубчастим колесом повертають кулачковий вал. Вал фіксується в трьох положеннях відповідно до трьох сполуками двигунів.

При переході по схемі моста, що застосовується на пасажирських електровозах чс1 і ЧСЗ, електровозі подвійного живлення ВЛ82, потрібно мати два реостата з рівними опорами (рис. 39). Якщо їх висновки включити навхрест до точок а і б (ділянка а-б називають мостом), струм не піде через контактор К і його можна відключити, не пориваючи ланцюга.

Після відключення контактора двигуни будуть з'єднані паралельно, але струм, що проходить по їх обмоток, залишиться колишнім, так як в ланцюг кожного двигуна включена секція резисторів. Отже, сила тяги електровоза при цьому не зміниться. Виводячи поступово секції резисторів переходять на ходову безреостатную характеристику паралельного з'єднання. Токи в паралельно включених резисторах і двигунах можуть бути рівні тільки при строго певних швидкостях і напрузі в контактній мережі. В інших випадках струм в мості а-б нічого очікувати дорівнює нулю.

Електровоз ВЛ11 може працювати в складі трьох н чотирьох секцій; на ньому передбачено три з'єднання двигунів: послідовне, послідовно-паралельне і паралельне. При послідовному з'єднанні в трисекційних варіанті тягові двигуни всіх секцій з'єднані послідовно (на кожен двигун доводиться 250 В). Якщо електровоз складається з чотирьох секцій, включаються послідовно тягові двигуни двох секцій. На послідовно-паралельному з'єднанні чотири тягових двигуна кожної секції з'єднані послідовно, на паралельному з'єднанні - паралельно, по два двигуна в кожному плечі.

Передбачена можливість роботи однієї секції. В цьому випадку з послідовного з'єднання чотирьох двигунів на паралельне (по два в кожному плечі) двигуни перемикають, застосовуючи вентильний перехід.

При цьому спрощується операція перегрупування тягових двигунів, а час перемикання зменшується. Принцип вентильного переходу для двох угруповань двигунів пояснений на рис. 40.

Спочатку при виведених пускових реостатах Я1 і (замкнуті контактори 1, 2, 3, 4, 5, 6) і послідовному з'єднанні двигунів (контактори 7 і 9 розімкнуті) вимикається контактор 8 і в ланцюг вводиться діод УО. Потім після відключення контакторів 3, 4, 5 в ланцюг двигуна вводяться паралельно включені реостати Я1 і Я2. Щоб з'єднати двигуни паралельно, включають контактори 7 і 9. Діод УО прн цьому забезпечує поділ паралельних ланцюгів двигунів. Контактори 4, 7, 8 і 9 виконують груповими. При одночасному замиканні контакторів 7 і 9 зниження струму і сили тяги в процесі перегрупування пов'язано тільки з попереднім введенням реостатов. У тривалому режимі тяги на послідовному з'єднанні двигунів діод УО шунтований контактором 8.

Для зворотного переходу з паралельного з'єднання на послідовно-паралельне і, нарешті, на послідовне, що необхідно в разі зменшення швидкості поїзда, припиняють в певній послідовності харчування котушок групового перемикача. Кулачкові вали під впливом переміщаються поршнів повертаються в протилежному напрямку, виробляючи відповідні перемикання.

Таким чином, використовуючи різні угруповання двигунів, можна отримати кілька ходових характеристик. Однак цих ходових характеристик для забезпечення економічної роботи локомотива, безумовно, мало. Що ще можна зробити для розширення діапазону зміни його швидкостей?