Электрические схемы электровоза ЭП2К

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ

Для включения быстродействующего выключателя QF1 необходимо (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 6 на цветной вкладке с электрическими схемами) включить выключатели SF13 «Аппараты защиты», «БВ» блока выключателей S1 на первом или втором пульте машиниста. При этом включаются реле К31, К32.

   После включения реле К31 его контакт между проводами 801 и 892 подготавливает цепь включения быстродействующего выключателя QF1, контакт в цепи проводов 957, 893 — цепи удержания катушки реле КА2, 970 и 971 подает сигнал о включении на МПСУ, блок АЗ.

   Быстродействующий выключатель включается вручную после кратковременного нажатия выключателя «Возврат защиты» блока выключателей S1. Последующее удержание выключателя (и при необходимости — его отключение) осуществляется от блока АЗ.

   При работе МПСУ от контакта 9/4 АЗ получает питание катушка реле КЗЗ, подготавливающее цепи управления выключателем QF1. В случае кратковременного включения выключателя «Возврат защиты» блока выключателей S1 включается контактор КМ 126. Своими силовыми контактами он включает реле дифференциальной защиты КА2, а вспомогательным контактом между проводами 973 и 974 подает сигнал в блок АЗ о восстановлении защиты силовых цепей электровоза. Контакт КА2 между проводами 949 и 950 разрывает цепь катушки К32, и реле отключается.

   Через замыкающие вспомогательные контакты контактора КМ126, контакты реле КЗ, К15 получает питание катушка контактора КМ131. Через автоматический выключатель SF82, контакты контактора КМ131, контакты реле К31, К32 запиты-вается катушка быстродействующего выключателя QF1.

   Контакты реле КЗ не допускают включение выключателя QF1 при открытых дверях преобразователя U1, панели с блоком измерения А41-АЗ (выключатель SQ9), панели закрытия быстродействующего выключателя, в положении «Заземлено» высоковольтного заземлителя QS3, при нахождении разъединителей QS5, QS6, выключателя SF5 в положениях «Включено». Контакты реле К15 обеспечивают включение QF1 только на нулевой позиции контроллера машиниста. После отпускания выключателя «Возврат защиты» контакторы КМ 126 и КМ 131 отключаются, и в цепь катушки КА2 вводится токоограничивающий резистор.

   Напряжение на катушку QF1 поступает через балластные резисторы панели R31. При этом ток в цепи катушки уменьшается. Питание на катушку QF1 подается по цепи: контакт 9/3 блока АЗ, провод 896, контакт реле КЗЗ, провода 798, 774, резисторы панели R31, провода 775, 840, 801, контакты реле К31, К32, катушка QF1. При снятии питания с катушки QF1 быстродействующий выключатель отключается, снимая напряжение 3 кВ с силовых цепей.

   Контакты реле К32 в цепи QF1 предназначены отключать выключатель QF1 при коротких замыканиях в цепях питания тяговых двигателей М1 — Мб, при которых отключается реле КА2 и включается реле К32. Контакты реле К31 предназначены для отключения выключателя QF1 при выключении выключателя «БВ» блока выключателей S1 или при нажатии кнопки SB7 «Аварийное отключение БВ», контакты реле КЗ служат для отключения выключателя QF1 при отключении токоприемника. Контакты реле КЗЗ предназначены для управления выключателем с помощью МПСУ.

   Сигнал о включении реле КЗЗ и выключателя QF1 подается в блок АЗ, соответственно, через замыкающие контакты реле и выключателя. Если быстродействующий выключатель не включается или отключается, на блоке индикации А9(1) или 9(2) отображается причина.

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ

   Вспомогательными машинами (рис. 1, а также «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 3 заводской схемы, листы 5, 10 на цветной вкладке с электрическими схемами) управляет блок управления АЗ при включении выключателей «Преобразователи», «Компрессор», «Вентиляторы» блока выключателей S1 и тумблеров S18 «Вентилятор 1», S19 «Вентилятор 2», автоматических выключателей SF1 «ПСН1», SF2 «ПСН2». Тумблеры предназначены для отключения двигателей в случае их неисправности. Для питания цепей управления вспомогательных машин необходимо включить выключатели SF25 «Компрессор», SF26 «Вентиляторы».

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ КОМПРЕССОРА

   В составе компрессорного агрегата имеется система управления, предназначенная для управления системой подогрева, а также контроля перегрева масловоздушной смеси, которая состоит из:
   - датчика-реле температуры масла в корпусе компрессора;
   - датчика-реле температуры масловоздушной смеси;
   - датчика-реле температуры масла в холодильнике;
   - блока коммутации.

   Для пуска двигателя компрессора необходимо включить выключатель «Компрессор» блока S1. Напряжение от выключателя «Компрессор» подается на блок управления АЗ (разъем Х6, зажим 26) через контакты датчика-реле давления SP7. При готовности агрегата к работе напряжение от выключателя «Компрессор» через размыкающие контакты реле К1, контактора КМ1 и соединителя Х1/3 компрессорного агрегата А24 поступает на контакт 6/31 блока АЗ. При давлении воздуха ниже 0,75 МПа (7,5 кгс/см2 + 0,25 кгс/см2) контакт SP7 замкнут, и на контакт 6/26 блока АЗ подается напряжение + 110 В.

   Если имеются эти два сигнала, то блок управления АЗ подает напряжение на катушку контактора КМ90.1 (когда двигатель компрессора питается от преобразователя А5) или на катушку контактора КМ90.2 (когда двигатель компрессора питается от преобразователя А6). При этом основным вариантом работы компрессорного агрегата является его подключение к выходу инвертора АИНЗ ПСН2 преобразователя А6. В случае неисправности АИНЗ ПСН2 контактор КМ90.2 выключается, включается контактор КМ90.1, и двигатель компрессора получает питание от инвертора АИНЗ ПСН1 преобразователя А5.

Рисунок 1. Схема цепей управления вентиляторами ЦВС (Лист 11)

   Контактор КМ90.1 или КМ90.2 силовыми контактами подает трехфазное напряжение 380 В на двигатели М1 и М2 компрессорного агрегата А24 от вспомогательного преобразователя (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 4 на цветной вкладке с электрическими схемами), а вспомогательными контактами — сигнал о включении контактора КМ90.1 или контактора КМ90.2 на блок управления АЗ.

   В дальнейшем контактор КМ90.1 или КМ90.2 остается во включенном положении, а останов и включение двигателя компрессора осуществляются преобразователем А5 или А6 путем регулирования напряжения от нуля до 380 В. Одновременно через контакты SP7 питание поступает на катушку реле времени КТЗ, которое с выдержкой времени замыкает контакт в цепи катушки клапана разгрузки компрессора (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 4 на цветной вкладке с электрическими схемами), что облегчает пуск компрессора.

   Для плавного пуска компрессора блок А5 (или А6) по сигналу блока управления АЗ подает на двигатель регулируемое по частоте напряжение (с постоянным отношением U/f).

   Цепи питания двигателей защищены электротепловым реле ККЗ. Его размыкающие контакты включены на входе блока АЗ. При срабатывании реле блок АЗ отключает контактор КМ90.1 или КМ90.2, и на блоке индикации появляется соответствующая информация. После того как давление воздуха в питательной магистрали достигнет 0,9 ± 0,025 МПа (9 ± 0,25 кгс/см2), контакты датчика-реле давления SP7 размыкаются, и компрессор останавливается.

   Через замыкающие контакты SP7, размыкающие контакты кнопочных выключателей SB8 «Компрессор» напряжение подается на катушку реле К24. После включения реле К24 через его замыкающие контакты между проводами 1948 и 1949 напряжение 110 В поступает на катушку клапана продувки Y22 системы осушки сжатого воздуха.

   В клапане имеются две обмотки. При замыкании контакта реле К24 напряжение 110 В поступает на тяговую обмотку, а при включении тумблера S45 — на обмотку обогрева. В связи с тем, что во время работы электровоза контактор КМ90.1 или КМ90.2 остается постоянно включенным, для регистрации работы компрессора в цепь сигнала «Работа компрессора» на вход устройства КЛУБ-У включены размыкающие контакты реле К24 последовательно с параллельно включенными контактами КМ90.1 и КМ90.2.

   В случае неисправности датчика-реле давления SP7 или необходимости увеличить давление воздуха свыше 9 МПа (9 кгс/см2) компрессор можно включить нажатием и удержанием кнопочного выключателя SB8 «Компрессор». При этом размыкающими контактами SB8 разрывается цепь катушки реле К24. Контакты К24 в цепи катушки Y22 размыкаются, и продувки воздуха не будет.

   При перегреве масловоздушной смеси агрегата (температура контролируется датчиком-реле температуры с переключающимися контактами К1) снимается напряжение с контакта Х1 /3, и через контакт Х1 /4 агрегата на Х6/32 блока АЗ выдается сигнал о перегреве.

   Когда температура масла в картере станет ниже минус 15 °С (температура контролируется датчиком-реле температуры К2), система управления контактором КМ1 включает электронагреватели ЕК2 — ЕК4 общей мощностью не более 0,9 кВт. Размыкающим вспомогательным контактом КМ1 снимается напряжение с контакта Х1/3, а через контакт Х1 /5 агрегата на Х6/33 выдается сигнал о режиме нагрева. После повышения температуры масла до минус 5 °С электронагреватели отключаются.

   Система управления поддерживает температуру масла в масловоздушном холодильнике не ниже минус 20 °С. Температура контролируется датчиком-реле КЗ. При включенном электронагревателе масла ЕК1 мощностью не более 0,1 кВт через контакт Х1/6 агрегата подается сигнал на Х6/37 АЗ о включенном нагреве масла. При этом допускается работа агрегата. Вентиль Y9 через контакты датчика-реле давления SP8 подключает систему осушки сжатого воздуха, подаваемого в питательную пневматическую магистраль электровоза.

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ КОМПРЕССОРОМ

   Вспомогательный компрессор приводится во вращение двигателем М19, который получает питание от аккумуляторной батареи напряжением 110 В (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 5 на цветной вкладке с электрическими схемами). Он предназначен для подъема токоприемника ХА1 (ХА2) при отсутствии сжатого воздуха в питательной магистрали. Для включения двигателя вспомогательного компрессора необходимо нажать на кнопочный выключатель SB24 «Компрессор токоприемника», установленный на передней стенке блока «БВА4». При этом включается электромагнитный контактор КМ116, который обеспечивает включение двигателя компрессора. Напряжение на двигатель М19 подается от выключателя SF11 «Компрессор токоприемника» и контакты пневматического выключателя SP5. В случае, если давление в магистрали главного выключателя поднимается до 0,67... 0,73 МПа (6,7... 7,3 кгс/см2), контактор КМ116 отключается пневматическим выключателем SP5, обесточивая двигатель компрессора М19. Для повторного включения компрессора необходимо нажать на кнопочный выключатель.

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯМИ ВЕНТИЛЯТОРОВ

   Для включения двигателей вентиляторов (см. рис. 1, лист 11 заводской схемы) необходимо включить выключатель «Вентиляторы» блока выключателей S1. От выключателя напряжение 110 В подается через тумблеры S18 «Вентилятор 1» и S19 «Вентилятор 2» на блок управления АЗ (разъем Х6, зажимы 29, 30). Блок управления АЗ включает контакторы КМ 107.1, КМ111.1, которые силовыми контактами (см. «Локомотив» №3, 2013 г., лист 4 на цветной вкладке с электрическими схемами) включают двигатели, соответственно, М13, М16, а вспомогательными контактами подают сигнал в блок АЗ о включении контакторов КМ 107.1, КМ111.1.

   На катушку контактора КМ107.1 напряжение от блока АЗ подается при условии, что включен тумблер S18 «Вентилятор 1», работает преобразователь А5, включен выключатель, SF6 «Мультициклонные фильтры» и отключены контакторы КМ107.2, КМ 108.

   На катушку контактора КМ111.1 напряжение от блока АЗ подается при условии, что включен тумблер S19 «Вентилятор 2», работает преобразователь А6, включен выключатель, SF8 «Мультициклонные фильтры» и отключены контакторы КМ111.2, КМ112.

   При отказе преобразователя А5 или А6 блок управления АЗ снимает напряжение, соответственно, с катушки КМ 107.1 или КМ 111.1 и подает напряжение на катушку КМ 107.2 или КМ111.2. При этом обеспечиваются плавный пуск и работа двигателей М13, М16 на частоте 37 Гц. При срабатывании теплового токового реле КК1 или КК2 блок АЗ обесточивает катушки контакторов КМ 107.1, КМ111.1 или КМ 107.2, КМ111.2, обеспечивая тем самым отключение двигателя соответствующего вентилятора.

   Через вспомогательные контакты КМ 107.1 или КМ 107.2 напряжение подается от выключателя SF26 «Вентиляторы» на катушку контактора КМ108, а через вспомогательные контакты КМ111.1 или КМ111.2 — на катушку контактора КМ112. Контакторы КМ108, КМ112 силовыми контактами подают напряжение на двигатели М14, М15, М17, М18 мультициклонных фильтров, а вспомогательными контактами — сигнал об их включении на блок АЗ. Цепи двигателей защищены автоматическими выключателями SF83 — SF86.

Рисунок 2. Схемы подключения контроллеров машиниста к МПСУ (Лист 8)

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ В РЕЖИМЕ ТЯГИ

   Управление режимами работы и регулирование токов тяговых двигателей блоком управления А2 при помощи контроллера машиниста SM1 (рис. 2, лист 8 заводской схемы). После установки реверсивной рукоятки контроллера машиниста SM1 в положение «Вперед» блок управления А2 от выключателя SF23 «Контакторы ТД» (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 5 на цветной вкладке с электрическими схемами) подает напряжение +110 В на вентили реверсивных переключателей QP1, QP2. Для контроля перевода реверсивных переключателей QP1, QP2 в заданное положение на блок управления А2 подаются сигналы от вспомогательных контактов переключателей QP1, QP2. Сбор схемы тяги завершается после установки главной рукоятки контроллера машиниста SM1 в положение «ФП». При этом блок управления А2 переводит тормозные переключатели QT1 — QT3 в положение «Тяга» и контролирует их положение. В положении «ФП» главной рукояткой контроллера SM1 блок А2 в соответствии с таблицей включения контакторов (см. лист 21 заводской схемы) от автоматического выключателя SF23 «Контакторы ТД» через замыкающие контакты контактора КМ128 (при работе МПК1) или КМ129 (при работе МПК2) подает напряжение 110 В на электропневматические вентили контакторов (рис. 3, лист 12 заводской схемы) и собирает 1 -ю позицию цепей тяговых двигателей.

   Схема электрических цепей тяговых двигателей на 1-й позиции контроллера машиниста собирается при выполнении следующих условий:
   - включен быстродействующий выключатель QF1;
   - включены тумблеры S2 — S5 «Тяговые двигатели» и S6 — S9 «Я6», «R7», «R8», «R9» (см. лист 9 заводской схемы);
   - включены вентиляторы охлаждения тяговых двигателей (есть сигналы от блокировок контакторов КМ 107.1, КМ111.1 или КМ107.2, КМ111.2, или КМ107.1, КМ111.2, или КМ 111.1, КМ 107.2), вентиляторы фильтров (наличие сигналов от блокировок контакторов КМ108, КМ112), открыты жалюзи (наличие сигналов от контактов блокировок SQ5 — SQ8);
   - реверсивные QP1, QP2 и тормозные QT1 — QT3 переключатели находятся в заданном положении;
   - заряжена тормозная магистраль (наличие сигнала от контактов датчика-реле давления SP10, см. лист 9 заводской схемы), сигнал подается в блок АЗ;
   - клапан автостопа А32-А17 (см. лист 7 заводской схемы) приведен в рабочее состояние: замкнуты контакты «Ключ» (сигнал подается в блок АЗ), разомкнуты контакты «Пневмат.» (сигнал подается в блок АЗ);
   - контроллер крана машиниста SA19(1) или SA19(2) не находится в положении экстренного торможения;
   - замкнуты контакты выключателя SQ4(1) или SQ4(2) «Аварийный останов электровоза» (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 15 на цветной вкладке с электрическими схемами, сигнал подается в блок АЗ);
   - включено промежуточное реле КЗЗ (см. «Локомотив» № 3, 2013 г., лист 6 на цветной вкладке с электрическими схемами);
   -отключены контакторы КМ25, КМ32, КМ40, КМ61.

   При нарушении в режиме тяги любого из перечисленных условий, кроме условия 2, МПСУ должна разобрать схему цепей тяговых двигателей путем отключения контакторов и отразить на блоке индикации причину их отключения. Последующий сбор схемы цепей тяговых двигателей возможен после предварительного перевода главной рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение и восстановления нарушенного условия.

Рисунок 3. Схема подключения силовых контактов к МПСУ (Лист 12)

   Переключателем S1 на контроллере машиниста SM1 задают ток перехода тяговых двигателей с позиции на позицию, а рукояткой скорости контроллера машиниста SM1 — скорость электровоза. Тумблером S10 устанавливают режим автоматического или ручного набора позиций. На схеме тумблер S10 показан в положении автоматического набора позиций (см. лист 7 заводской схемы).

   Блок управления А2 при установке главной рукоятки контроллера машиниста SM1 в положение «Н» (набор) автоматически набирает позиции до достижения электровозом заданной скорости. Для этого блок управления А2 подает напряжение на катушки вентилей линейных и реостатных контакторов, а также на катушки вентилей контакторов ослабления возбуждения тяговых двигателей по заданному алгоритму (см. лист 21 заводской схемы).

   В блок управления А2 от вспомогательных контактов подаются сигналы о положении контакторов согласно заданному алгоритму. В случае невключения контактора или самопроизвольного его отключения, блок управления А2 выводит на блок индикации А9(1) или А9(2) сообщение о возникновении аварийного режима и останавливает набор позиций. При этом машинист может остановить набор позиций, установив главную рукоятку контроллера машиниста SM1 в положение «ФП».

   После того как будет достигнута заданная скорость движения, главную рукоятку контроллера машиниста SM1 устанавливают в положение «ФП». Блок управления А2 автоматически поддерживает заданную скорость, обеспечивая работу электровоза на безреостатных ступенях.

   При установке главной рукоятки контроллера машиниста SM1 в положение «С» (сброс) блок управления А2 осуществляет сброс позиций до достижения заданной скорости электровоза или сброс позиций до маневровых ступеней в случае отсутствия задания скорости электровоза. После перевода тумблера S10 в положение «Ручной набор ступеней» машинист вручную задает набор или сброс позиций.

   При переводе главной рукоятки контроллера машиниста «SM1» из положения «ФП» в положение «Н» блок управления А2 набирает следующую позицию. Для перехода на следующую позицию необходимо вернуть главную рукоятку в положение «ФП», а затем вновь перевести ее в положение «Н». Аналогично протекает сброс позиций.

   Переключение тяговых двигателей с С- на СП-соединение (переход с 21-й позиции на 22-ю) и с СП- на П-соединение (переход с 38-й позиции на 39-ю) МПСУ выполняет автоматически. В таблице включения контакторов (см. лист 21 заводской схемы) переходные позиции обозначены буквой П.

   На безреостатных позициях 21, 38, 51 МПСУ должна обеспечивать включение контакторов ослабления возбуждения тяговых двигателей при подаче сигнала тумблером S2 на включение напряжением 50 В. Первая ступень ослабления возбуждения должна обеспечиваться после кратковременного переключения тумблера из среднего положения в положение «ОВ-Н», вторая ступень — после повторного переключения и т. д.

   После подачи сигнала от контроллера машиниста на МПСУ на переход с безреостатной позиции на реостатную при наличии ослабления возбуждения тяговых двигателей МПСУ должна перевести тяговые двигатели на полное возбуждение, отключив контакторы ослабления возбуждения, и только после этого разрешить переход на реостатную позицию без восстановления ослабления возбуждения. Если положение какого-либо контактора не соответствует таблице включения, то на блок индикации А9(1) или А9(2) выводится информация о неисправности контактора.

   На безреостатных позициях 21, 38, 51 после кратковременной подачи на МПСУ сигнала от переключения тумблера на контроллере машиниста из среднего положения в положение «ОВ-С» снижается степень ослабления возбуждения тяговых двигателей на одну ступень после каждого переключения.

   Чтобы разобрать цепи тяговых двигателей, необходимо переместить главную рукоятку контроллера в нулевое положение. При этом МПСУ отключает реостатные контакторы (состояние контакторов должно соответствовать первой позиции) и линейные контакторы со стороны «плюса» силовых цепей. Затем отключает линейные контакторы КМ1, КМ2, КМЗ со стороны «минуса» силовых цепей. При установке главной рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение на контакт Х8/12 блока А2 через контакты реле К15 подается сигнал +110 В, а сигналы, подаваемые в положениях «С», «ФП», «Н» рукоятки, снимаются со входов блока А2. 

Канд. техн. наук Б.Н. МОРОШКИН, заместитель главного конструктора по локомотивостроению,
инженеры А.А. АКСЕНЮК, начальник отдела,
А.В. БЫЧКОВ, начальник бюро электрических схем,
И.Г. КРАСНЯНСКАЯ, инженер-конструктор I категории,
ОАО «Коломенский завод»