Пантограф. На поездах ЭР1 первого выпуска устанавливается пантограф ДЖ-5К. Этот пантограф ничем не отличается от пантографов электровозов ВЛ22 и моторвагонных секций СР3. Он рассчитан на длительный ток 1 000 а и максимальную скорость движения 130 км/ч. Давление полоза на контактный провод изменяется в пределах 5,5—9,5 кг, причем разность давлений при опускании и при подъеме не должна превышать 3 кг. Вес пантографа 350 кг.
Рис. 40. Пантограф типа П-1Б: 1 – продольный швеллер основания; 2 — главный вал; 3 — наружные пружины; 4 —внутренняя пружина; 5—трубопровод; 6— цилиндр привода; 7—соединительные тяги; 8 — нижняя рама; 9— верхняя рама; 10 — главная тяга; 11 —корректор; 12—каретка; 13 — полоз; 14 — гибкие шунты; 15 — опорные изоляторы
С 1959 г. на поездах ЭР1 будет устанавливаться разработанный заводом НЭВЗ пантограф типа П-1Б (рис. 40),рассчитанный на максимальную скорость движения 150 км/ч. Продольные связи нижних подвижных рам этого пантографа изготовлены из тонкостенных стальных конусных труб. Для регулирования величины момента опускания и уменьшения трения в опускающем рычаге применен корректор, представляющий собой наклонную плоскость, на которую опирается ролик главной тяги. Давление полоза на контактный провод изменяется в пределах 6—9 кг летом и 8—11 кг зимой.
Быстродействующий выключатель типа БВП-5М (рис. 41) разработан заводом Динамо им. С. М. Кирова. Он состоит из электрического устройства с двойным разрывом цепи и двух дугогасительных камер, заключенных в общий асбоцементный кожух, подвешенный на четырех изоляторах к раме вагона. Съемная передняя крышка имеет среднюю перегородку, разделяющую камеры между собой. Выхлоп газов из камер происходит вниз. Электрическое устройство (рис. 42) установлено на двух основаниях—нижнем 20 и верхнем 21 и на четырех вертикальных рейках 22.
Рис. 41. Быстродействующий выключатель типа БВП-5М: 1 —кожух; 2 —передняя крышка; 3—дугогасительная камера; 4 – люк с сеткой для выхлопа газов; 5 — замки; 6—электрическое устройство; 7 — задняя крышка; 8—трубопровод с соединительным изолятором; 9 — изоляторы подвески
Электрическая схема быстродействующего выключателя БВП-5М приведена на рис.43, а процесс включения аппарата показан на рис.44.
Рис. 42. Электрическое устройство выключателя БВП-5М: 1—контактная группа; 2 —подвижные контакты; 3—шунт; 4 — якорь; 5 — рычаги; 6 — основной магнитопровод; 7 — удерживающая катушка; 8— сердечник; 9 — размагничивающая катушка; 10 — отключающие пружины; 11—дугогасительные катушки; 12 — магнитопровод: 13— катушки дополнительного дутья; 14 — полюса; 15—механизм возврата; 16 — трубопровод; 17 — электропиевматический вентиль; 18 — блокировочная группа; 19 — рычаг; 20 — нижнее основание; 21 — верхнее основание; 22 — вертикальные рейки; 28— регулировочные винты
Рис. 43. Электрическая схема выключателя БВП-5М: 1 —главные контакты; 2 — основные дугогасительные катушки; 3 — дополнительные дугогасительные катушки; 4 — размагничивающая катушка; 5 — удерживающая катушка; 6 — катушка электропневматического вентиля; 7 —блок-контакты; 8 —дугогасительные камеры с рогами; 2В, 2Б, 7, 20Б, 30, 30А, 30Д, 61А — номера проводов цепи управления.
Подготовка БВ к включению осуществляется механизмом возврата при возбуждении катушки электропневматического вентиля и удерживающей катушки 7 (см. рис. 42 и 44). При этом рычаги 5 подводят якорь 4 к полюсам основного магнитопровода 6. Одновременно подвижные контакты 2 приближаются к неподвижным 1 так, что раствор между ними уменьшается с 30 мм до 7. Полное включение БВ происходит лишь после того, как прекратится подача сжатого воздуха в цилиндр механизма возврата. При этом подвижные контакты поворачиваются относительно рычагов и прижимаются с силой 6—10 кг к неподвижным контактам.
Рис. 44 Процесс включения выключателя БВП-5М: а — разомкнутое положение; б — положение при возбужденном вентиле; в—замкнутое положение
Отключение БВ может осуществляться двумя способами: а) при прекращении питания удерживающей катушки или б) при чрезмерном повышении тока в размагничивающей катушке 4, помещенной между сходящимися полюсами основного магнитопровода и включенной в силовую цепь моторного вагона (см, рис. 43). Магнитный поток этой катушки в полюсах магнитопровода направлен против потока удерживающей катушки 5. При нормальной величине силового тока суммарный поток достаточен для удержания подвижных контактов во включенном положении. При увеличении силового тока до определенной величины (ток уставки) поток размагничивающей катушки вытесняет основной поток, сила притяжения якоря оказывается меньше усилия отключающих пружин, якорь отрывается и главные контакты размыкаются.
Регулировка БВ на заданный ток уставки производится двумя регулировочными винтами 23 (см. рис. 42 и 44) ярма основного магнитопровода. При ввертывании этих винтов увеличивается сечение магнитопровода, а следовательно, растет магнитный поток, создаваемый удерживающей катушкой. Соответственно ток уставки увеличивается.
Каждая из двух дугогасительных камер (рис. 45) имеет две щели, обеспечивающие двойной разрыв электрической дуги (камера двукратного действия). Для уменьшения степени ионизации выходящих газов и предупреждения перебросов дуги предусмотрена деионная решетка, состоящая из большого числа стальных пластин, расположенных по наружному периметру камер.
Быстродействующий выключатель рассчитан на номинальное напряжение силовой цепи 3 000 В и цепи управления 50 В; длительный ток 250 А, пределы регулировки тока уставки 360—600 А (регулировка на поезде ЭР1 550—600 А).
Ширина контактов 12 мм, раствор контактов 30÷5 мм, конечное давление 6—10 кг.
Удерживающая катушка имеет 4300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,96 мм с сопротивлением (при 20°) 30 Ом; длительный ток катушки 1,1 А; необходимый ток при включении якоря не более 0,45А, ток при отпадании якоря менее 0,3А.
Рис. 45. Дугогасительная камера выключателя БВП-5М: 1—асбоцементные перегородки; 2—полюса; S — дерепяиные рейки; 4—деионная решетка; S —контактный нож верхнего рога; 6 — контактный нож нижнего рога; 7—дугогасительные рога
Основная дугогасительная катушка имеет 6,5 витка шинной меди сечением 3х25 мм. Размагничивающая катушка имеет 3 витка шинной меди того же сечения. Блокировочное устройство состоит из пяти мостиковых контактов (в схеме два н. о. контакта включены параллельно), рассчитанных на длительный ток 6 с. Раствор контактов 6,5—9,5 мм, провал 2—4 мм, нажатие на мостик 0,22—0,44 кг. Электропневматический вентиль БВ типа ВВ-2 (см. ниже).
Вес БВ 273 кг, в том числе вес электрического устройства 119 кг, вес каждой дугогасительной камеры 34 кг и кожуха — 83 кг.
Рис. 46. Ящик с контакторами типа ЯК-103А (передняя крышка и камера одного линейного контактора сняты)
Во время стендовых испытаний выключатель БВП-5М при напряжении сети 3 800 в разрывал токи короткого замыкания с установившимися значениями до 10 000 А при фактической величине тока в момент отключения не более 4 000 А; коэффициент ограничения тока при индуктивности цепи 6,5- 14,5 мгн составлял:
при токе короткого замыкания 2 500 А ... 1,2—1,4 при токе короткого замыкания 6000 А ... 1,8—2,5 при токе короткого замыкания 10 000 А ... 2,5
увеличиваясь с ростом индуктивности. Собственное время БВ, т. е. время от достижения током величины уставки до начала расхождения контактов при различной крутизне нарастания тока, равно 0,004—0,008 сек; полное время отключения токов короткого замыкания величиной 2 000—10 000 а составляет 0,015 — 0,030 сек.
Ящик с электропневматическими контакторами типа ЯК-103А (рис. 46) представляет собой металлический заземленный кожух, в котором смонтированы три контактора типа ПК-350А и между ними два сдвоенных контактора типа ПК-306Т. Контакторы снабжены пальцевыми блокировками, установленными с передней стороны ящика. В ящике смонтированы также пять электропневматических вентилей и воздухораспределительный коллектор, связанный с магистралью сжатого воздуха.
Контакторы типа ПК-350А (рис.47) используются в качестве линейных и мостового. Контактная система этого контактора аналогична контакторам ПК-305 секций СР3, но применена новая дугогасительная камера лабиринтнощелевого типа, разработанная заводом НЭВЗ, и вдвое увеличено число витков дугогасительной катушки.
Эта камера состоит из двух стенок (рис. 48), отпрессованных из кремнеорганической массы КМК-218. Эти стенки образуют щелевой лабиринт, в котором электрическая дуга растягивается на длину более 1 м. Благодаря этому небольшая по размерам камера обеспечивает хорошее гашение дуги. В каждую стенку с наружной стороны запрессован стальной полюс. В камере имеется рог подвижного контакта. Сдвоенные контакторы типа ПК-306Т используются в качестве переходных и ослабления поля. Эти контакторы имеют легкую дугогасительную камеру из асбоцемента, обеспечивающую надежный разрыв тока, на который рассчитаны контакторы. Конструкция контактора ПК-306Т аналогична контакторам ПК-306, применяемым на секциях СР3, изменена только дугогасительная катушка.
Рис. 47. Контактор типа ПК-350А: 1 —изолированная стойка; 2—кронштейн неподвижного контакта; 3 — дугогасительная катушка; 4 — рог неподвижного контакта; 5 — неподвижный контакт; 6—подвижный контакт с держателем; 7 — полюс; 8—дугогасительная камера; 9 — рог подвижного контакта; 10— рычаг подвижного контакта; 11 — притирающая пружина; 12 — кронштейн подвижного контакта; 13 — изоляционная тяга; 14 — пневматический привод; 15— гибкий шунт
Контакторы ПК-350А и ПК-306Т рассчитаны на номинальное напряжение силовой цепи 3 000 в, длительный ток 250 а, часовой ток 300 а. Ширина контактов 20 мм, раствор 21—24 мм, провал 9—12 мм.
Рис. 48. Прессованные стенки дугогасительной камеры контактора типа ПК-350А
Размер а между подвижным контактом 6 и рогом 9 (см. рис. 47) при выключении контактора около 5 мм. Начальное нажатие 2—3 кг, конечное нажатие 4,2—5 кг; полное нажатие контактов контактора ПК-350А при давлении сжатого воздуха 5ат 38—40 кг. Дугогасительная катушка всех контакторов имеет 7 3/4 витка шинной меди сечением 95 мм2.
Пневматический привод контактора ПК-350А имеет цилиндр диаметром 45 мм с ходом поршня 24,5 мм, а контактора ПК-306Т – соответственно 58 и 25,5 мм. Для управления контакторами применены 5 электро-пневматических вентилей ВВ-2 (см. ниже).
Рис. 49. Монтажная схема ящика с контакторами типа ЯК-103А
Контакторы ЛК1, ЛК2 и П1-2 имеют пальцевые блокировки типа Б-26, рассчитанные на длительный ток 5 а. Нажатие пальцев 1—2,5 кг.
Вес контактора ПК-З50А без камеры 20 кг, вес дугогасительной камеры 10 кг. Соответствующие веса ПК-306Т 36 кг и 2х9,5 кг. Вес ящика ЯК-103А 330 кг, в том числе вес кожуха 110 кг.
Монтажная схема ящика ЯК-103А приведена на рис. 49.
Кулачковые контакторы типа КЭ-4Д установлены на силовом контроллере и реверсивном переключателе, осуществляя коммутацию без разрыва цепи под током пусковых сопротивлений, цепи ослабления поля тяговых двигателей и обмоток возбуждения двигателей. Эти контакторы аналогичны применяемым на секциях СР3. Нормальное положение контактора — замкнутое. Выключение происходит при давлении кулачковой шайбы группового аппарата на ролик контактора. Замыкание контактора осуществляется пружиной.
Рис. 50. Силовой контроллер типа КСП-1А
Основные технические данные Номинальное напряжение........ 750 А Длительный ток................ 220 А Часовой ток................... 320 А Ширина контактов.............. 19 мм Раствор....................... 8—10 мм Провал ....................... 8,5—9,5 мм Начальное нажатие............. 2,2—2,8 кг Конечное нажатие.............. 4,2—5,0 кг Вес контактора ............... 1,75 кг
Контроллер силовой пневматический типа КСП-1А (рис. 50) является основным аппаратом автоматического управления процессом пуска поезда. Каркас контроллера состоит из двух продольных уголков 1 и трех поперечных алюминиевых рам 2, в которых вращается кулачковый вал 3 с текстодиновыми шайбами 4. Вал вращается пневматическим приводом 5 через зубчатую передачу 6. Двенадцать кулачковых контакторов КЭ-4Д силовой цепи 7 установлены на текстолитовых рейках 5; 11 кулачковых контакторов КР-3А (см. ниже, рис. 74) цепей управления 9 установлены на рейках 10. Для управления вращением служит кулачковый вал переключателя вентилей 11 с тремя контакторами КР-3А 12 и два электро-пневматических вентиля 13 типа BВ-3 с трубопроводом 14, снабженным регулировочными вентилями.
Многопозиционный пневматический привод системы профессора Решетова (рис. 51) состоит из стального корпуса 1 с подшипниковым щитом 2, двух поршней 3 (диаметр 58 мм, ход 56 мм), соединенных общим штоком 4, на котором расположены два ролика 5, вращающиеся на игольчатых подшипниках 6. Трехконечная звезда особого профиля 7 и малая зубчатая шестерня насажены на валик 8, вращающийся в двух шариковых подшипниках. Для регулировки подачи сжатого воздуха в полости цилиндра служат два вентиля 9.
Рис. 51. Пневматический привод системы профессора Решетова
При возбуждении одного из электропневматических вентилей сжатый воздух, попадая в соответствующую полость цилиндра, давит на поршень и перемещает поршни со штоком в другое крайнее положение. При этом второй вентиль обесточен и, следовательно, другая полость цилиндра соединена с атмосферой. При поступательном движении штока из одного крайнего положения в другое один из роликов давит на звезду и поворачивает ее на угол 60°. Если теперь выключить первый вентиль и возбудить второй, то шток переместится в другое крайнее положение и звезда повернется в том же направлении еще на 60°.
Рис. 52. Диаграмма включений силовых контакторов и контакторов управления силового контроллера КСП-1А
Зубчатая передача между валом звезды и главным валом имеет передаточное отношение 1 : 3. Таким образом, при каждом перемещении штока вал переключателя вентилей поворачивается на 60°, а главный кулачковый вал — на 20°, что соответствует одной его позиции. Общее число позиций главного вала 18.
Рис. 53. Диаграмма включений контакторов переключателя вентилей КСП (пунктиром показана диаграмма силовых контакторов 1 и 2, углы поворота которых приведены к валу малой шестерни)
Рис. 54. Профиль шайбы 11-го силового контактора, замкнутого на позициях 1, 11, 12, 13 и 18
Рис. 55. Профиль шайбы контактора ПВ-2 переключателя вентилей
Поочередное питание вентилей контроллера производится контакторами переключателя вентилей, управляемыми кулачковыми шайбами малого вала (см. главу VIII).
Диаграмма включений силовых контакторов и контакторов управления приведена на рис. 52, а диаграмма переключателя вентилей — на рис. 53.
Для примера на рис. 54 показан профиль одной из шайб силового контактора, а на рис. 55 — одной из шайб переключателя вентилей.
Для обеспечения равномерного вращения главного вала и возможности регулировки времени поворота с позиции на позицию служат, как было указано выше, регулировочные вентили (рис. 56).
Рис. 56. Регулировочный пневматический вентиль силового контроллера
Рис. 57. Реверсивный переключатель типа ПР-320А
Перед регулировкой этих вентилей необходимо обеспечить свободное вращение силового контроллера с 1-й до 18-й позиций путем включения кнопки Проверка схемы, предварительно установив главную рукоятку КМ в 4-е ходовое положение; вовремя проверки пантографы должны быть опущены. Затем, замечая по секундомеру общее время вращения контроллера, поворотом регулировочных винтов добиваются равномерного вращения в течение 6—7 сек.
Для улучшения фиксации позиций на главном валу контроллеров последнего выпуска установлен механический фиксатор. Силовой контроллер весит 90 кг.
Реверсивный переключатель типа ПР-320А (рис. 57). При возбуждении соответствующего вентиля 1 (типа ВВ-2) воздух поступает в одну из полостей двухпозиционного пневматического привода 2 (диаметр цилиндра 58 мм, ход поршня 40 мм) и, перемещая его поршень, заставляет кулачковый вал 3 повернуться на 45° в другое фиксированное положение. На валу расположены четыре шайбы, которые управляют работой восьми силовых контакторов 4 типа КЭ-4Д, включенных в цепь обмоток возбуждения тяговых двигателей. В каждом положении замкнуты четыре контактора, по два с каждой стороны переключателя.
Для управления работой переключателя служат два контактора 5 типа КР-3А. Переключатель смонтирован на двух алюминиевых рамах 6, связанных продольными уголками 7. Общий вес его 40 кг.
Панель защитная типа ПР-115А (рис.58) устанавливается в камере моторного вагона. На этой панели смонтированы два реле перегрузки тяговых двигателей РП1 и РП2 с общим механизмом возврата и реле перегрузки отопления моторного вагона РПО.
Все три реле перегрузки имеют одинаковую конструкцию клапанного типа, без блок-контактов. К якорю реле прикреплена изоляционная тяга 1, рассчитанная на полное напряжение силовой цепи. При срабатывании одного из реле перегрузки эта тяга ударяет по упору 2 валика 3 механизма возврата, валик поворачивается и освобождает от защелки 4 якорь 5 механизма возврата. Этот механизм при освобожденном якоре имеет два разомкнутых (верхних) и один замкнутый (нижний) контакты. Однако нормальным состоянием якоря реле является замкнутое положение, в котором он заперт защелкой 4. Поэтому в схеме и описании верхние контакты считаются нормально замкнутыми (н. з.), а нижний — нормально открытым (и. о.).
Рис. 58. Панель защитная типа ПР-115
При срабатывании реле перегрузки якорь механизма возврата отпадает, отключая свои верхние контакты. Для Восстановления реле необходимо возбудить на короткое время катушку механизма возврата. При этом якорь притягивается и запирается защелкой. Реле перегрузки вновь готово к действию. Сверху реле перегрузки имеется флажок 6, опирающийся на верхнюю кромку якоря. При срабатывании реле перегрузки флажок опускается и принимает вертикальное положение, позволяя определить, какое реле сработало. Восстановить флажок можно только вручную.
Регулировка реле перегрузки производится винтом 7, воздействующим на пружину. При вращении винта по часовой стрелке ток срабатывания реле увеличивается. Реле снабжено шкалой 8, на которой указывается уставка реле.
Реле РПО имеет такое же устройство механизма возврата, но катушка последнего не подключена к цепи и поэтому для восстановления защиты необходимо вручную нажать на якорь 9 механизма возврата РПО. Монтажная схема панели ПР-115А приведена на рис. 59, а основные технические данные — в табл. 9
Рис. 59. Монтажная схема панели ПР-115А
Таблица 9. Основные технические данные панели ПР-115А
| Наименование аппарата | |||
| Показатель | РП-1, РП-2 | РПО | Механизм возврата |
| Число витков катушки | 4 | 98 | 1 550 |
| Сечение шины или провода | 3,05х 14,5 мм2 | ПБД ∅ 1,68 мм | ПЭЛ ∅ 0,38 мм |
| Сопротивление при 20° в Ом | — | 0,085 | 23,3 |
| Длительный ток катушки в А | 150 | 6 | 0,6 |
| Пределы регулировки реле в А | 150÷400 | 6÷15 | 0,6-1,0 |
| Регулировка на поезде ЭР1 в А | 265 | 11 | 0,75 |
| Время срабатывания в сек | 0,02-0,025 | ||
Контакты механизма возврата мостиковые, рассчитаны на длительный ток 6 а, имеют раствор 2—6 мм, провал 1,5—3,5 мм и нажатие на мостик 200-300 г. Вec панели 11 кг.
Панель защитная типа ПР-116Б (рис. 60) установлена в камере моторного вагона. На этой панели смонтированы дифференциальное реле ДР типа Р-104Б, два реле буксования РБ-1, РБ-2 типа Р-304Г, реле напряжения PH типа Р-301Г, конденсаторы С2, С3 и плавкий предохранитель конденсатора.
Рис. 60. Панель защитная типа ПР-116Б
Дифференциальное реле Р-104Б имеет трехстержневой шихтованный сердечник 1 из динамной стали Э-11 толщиной 0,5 мм. На вертикальных стержнях установлены две катушки подмагничивания 2, включенные последовательно на напряжение 50 В.
В окне, образованном двумя верхними горизонтальными стержнями, проложены два силовых провода со встречным направлением тока. По этим проводам протекает ток начала и конца силовой цепи тяговых двигателей. На изоляционных накладках между нижним и средним стержнями установлена ось якоря 3, прижатого силой пружины к упору 4. Снизу к якорю приклепана изоляционная планка 5. На панели установлены две изогнутые шпильки с контактами, а также шпилька с контактным мостиком, прижатым к неподвижным контактам пружиной. Нормально планка якоря не касается контактного мостика и между ними имеется зазор не менее 3 мм.
Схема взаимодействия магнитных потоков реле показана на рис. 61. Потоки Ф катушек подмагничивания замыкаются через стержни 1 и 2, создавая в магнитных зазорах 3,4,5 и 6 равную по величине индукцию. Поэтому при отсутствии силового тока на якорь реле действует только сила пружины 9. Положение не изменяется и при появлении силового тока, так как магнитные потоки силовых проводов 7 и 8 при нормальном режиме равны и взаимно компенсируют друг друга. Положение изменится при коротком замыкании в силовой цепи. При этом силовой ток полностью или частично уходит в землю, помимо провода 8, т. е. наступает небаланс силовых токов; поток провода 7 оказывается больше потока провода 8. В стержнях 1 я 2 появляется магнитный поток Ф2, который уменьшает величину магнитной индукции в зазорах 3, 6 и увеличивает индукцию в зазорах 4 я 5. Намагничивающие силы, величина которых определяется произведением потоков Ф1 и Ф2, действующие на якорь, оказываются больше силы пружины, и якорь начинает поворачиваться против часовой стрелки. При этом намагничивающие силы в уменьшающихся зазорах 4 я 5 еще более возрастают и якорь стремительно доводит планку до контактного мостика, размыкая цепь тока в контактах реле.
Для восстановления реле недостаточно выключить ток в силовых проводах. Необходимо также временно прекратить питание катушек подмагничивания. При этом пружина 9 возвращает якорь в исходное положение и при повторном возбуждении катушек подмагничивания реле будет вновь готово к действию.
Описанная конструкция дифференциального реле имеет ряд весьма ценных свойств. Наличие катушек подмагничивания делает реле весьма чувствительным: оно может быть отрегулировано на срабатывание при токе небаланса всего 40 А. Наличие шихтованного сердечника и выгодный характер изменения намагничивающих сил при движении якоря определяют высокое быстродействие реле. Например, при токе небаланса 150 А реле размыкает свои контакты через 0,01 сек, причем полное время действия системы дифференциальной защиты, т. е. время от момента появления тока небаланса, равного уставке реле, до начала процесса отключения БВ (без учета времени гашения дуги) составляет всего 0,015—0,010 сек уменьшаясь при увеличении тока небаланса. .
Для сравнения можно указать, что при силовом токе 600 а, когда БВ может срабатывать самостоятельно под действием своей размагничивающей катушки, то же время равно 0,010 сек. Таким образом, система дифференциальной защиты эффективно дополняет с тем же быстродействием основную систему защиты при небольших токах короткого замыкания, недостаточных для самостоятельного отключения БВ, а также при медленном нарастании больших токов короткого замыкания.
Рис. 61 Магнитная схема дифференциального реле типа Р-104Б
Высокая чувствительность реле позволяет ограничиться одним витком каждого силового провода, что весьма упрощает конструкцию реле: через окно реле пропускается два обычных монтажных силовых провода, имеющих свою изоляцию, и другой изоляции между силовыми витками, а также между ними и магнитопроводом не требуется.
Наконец, конструкция реле Р-104Б исключает возможность перемагничивания, т. е. отказа от срабатывания при очень большом токе небаланса и крутом фронте его нарастания.
При регулировке реле Р-104Б прежде всего необходимо установить упор так, чтобы якорь находился в положении равновесия, при котором потоки катушек подмагничивания не влияют на якорь. Далее на верхний стержень ярма наматывают 10 витков изолированного провода, имитирующих силовые провода. Пропуская через эти витки ток, равный 1/10 тока уставки, можно отрегулировать реле на заданный ток небаланса. Одновременно проверяется четкость срабатывания реле.
Проверка правильности включения реле на моторном вагоне производится так: провода от низковольтного агрегата подключаются к подвижному контакту ЛК2 (плюс) и неподвижному контакту П1 (минус), в цепь управления подается напряжение 50В и включают БВ. Ток агрегата повышают до 80 А, при этом токе реле ДР должно сработать и выключить БВ.
На участках, где контактный провод имеет отрицательный потенциал, катушки подмагничивания ДР и удерживающая катушка Б В должны иметь обратную полярность, для чего перекрещивают провода, подходящие к этим катушкам.
Основные технические данные реле Р-104Б-2: размер окна для силовых проводов 56 X 21 мм. Ток небаланса для срабатывания реле 40÷60 а при токе в катушке подмагничивания 0,50÷0,60 А. Каждая катушка подмагничивания имеет 2 700 витков провода ПЭЛ ∅ 0,44 мм; сопротивление ее при 20° равно 45 ом, причем сопротивления двух катушек одного реле не должны отличаться более чем на 2 ом, длительный ток катушек 0,5 а. Раствор контактов 5—6 мм, провал 1,5—3,5 мм, нажатие на мостик 200—300 г.
Реле буксования Р-304Г и реле напряжения Р-301Г являются модификациями промежуточного реле типа Р-3100. Они имеют одинаковую конструкцию магнитопровода и одинаковые катушки. Реле буксования отличается тем, что на якоре реле укреплена текстолитовая планка, создающая необходимую изоляцию между высоковольтной катушкой и контактами, включенными в цепь управления. На другом конце планки установлены два контактных мостика со слабыми пружинами. При включении реле эти мостики замыкают две пары контактов, установленных на панели. Нормально закрытых контактов реле не имеет.
Реле напряжения включено после добавочного сопротивления, со стороны земли. Поэтому изоляция катушки достаточна и усиленная изоляция контактов не требуется. Реле имеет один н.о. мостиковый контакт и один н. з. контакт без притирания, которым является упор якоря.
Основные технические данные реле Р-301Г-1 и Р-304Г-1: катушки всех трех реле имеют по 21 000 витков провода ПЭЛ ∅ 0,15 мм. Сопротивление каждой катушки при 20° равно 2 570 ом. Длительный ток катушки 0,06 А. Контакты реле буксования имеют раствор 2—3 мм, провал 1—1,5 мм, нажатие на мостик 100—200 г. Длительный ток контактов 1 А. Нормально открытые контакты реле напряжения имеют раствор 8 мм, провал 1,5—3,5 мм, нажатие на мостик 150—350 г. Длительный ток контактов 5 А.
Реле напряжения регулируется на ток срабатывания 0,030 А и ток отпадания 0,010 А. В силовой цепи его катушка включена последовательно с сопротивлением 75 000 Ом, и реле включается при напряжении контактной сети 2 300 в, а выключается при напряжении 800 В.
Реле буксования регулируется на ток срабатывания 0,012—0,014 А и ток отпадания 0,05— 0,07 а. В схеме его катушка включена между средними точками моста из двух плеч сопротивлений по 25 200 ом и двух якорей тяговых двигателей; поэтому реле включается при разнице напряжений между двигателями около 400 в, а отключается при 180 в. На панели ПР-116Б смонтированы два герметических бумажных конденсатора типа КБГМН: один С: емкостью 0,5мкф на напряжение 600в и другой Сз емкостью 8 мкф на напряжение 400 в. Предохранитель типа ПР-2, установленный на панели, имеет патрон на ток 15 а и плавкую вставку на ток 6 а. Вес панели равен 17 кг. Монтажная схема панели ПР-116Б приведена на рис. 62.
Рис. 62. Монтажная схема панели типа ПР-116Б
Панель с реле ускорения типа ПР-102Б установлена в высоковольтном шкафу моторного вагона; на панели смонтировано реле ускорения типа Р-40В обычной для моторвагонных секций конструкции и три трубчатых сопротивления, включенных в цепь подъемной катушки и контактов реле. На рис. 63 приведена монтажная схема панели.
Реле ускорения имеет магнитопровод с большим воздушным зазором, мало изменяющимся при включении реле, якорь,, установленный на призматическом упоре, и нормально закрытый серебряный контакт без притирания с нажатием 150 г, рассчитанный на разрывной ток 1,5 с. Основным регулировочным параметром является ток отпадания якоря, который можно изменять натяжением пружины якоря (тонкая регулировка) и изменением магнитного зазора во включенном положении (грубая регулировка). Для четкой работы реле должно иметь высокий коэффициент возврата (0,8—0,85), т. е. ток притяжения якоря, мало отличающийся от тока отпадания. Ток притяжения зависит в основном от натяжения регулировочной пружины и раствора контактов, определяющего ход якоря.
Уменьшение хода якоря позволяет увеличить коэффициент возврата и одновременно сократить время срабатывания, т. е. повысить быстродействие реле.
Рис. 63. Монтажная схема панели с реле ускорения типа ПР-102Б
На сердечнике реле установлены две согласно действующие катушки: силовая, включенная в цепь тяговых двигателей со стороны земли, и подъемная (она же регулировочная), включенная в цепь управления.
Силовая катушка имеет 8 витков шины сечением 64 мм2 и рассчитана недлительный ток 150 А. Подъемная катушка имеет 1 650 витков провода ПЭЛ ∅ 0,35 мм с сопротивлением при 20°, равным 44,3 ом, и рассчитана на длительный ток 0,5 А. Магнитный зазор в притянутом положении якоря 5—6 мм, раствор контактов 1,5—2 мм.
Натяжение пружины должно соответствовать току отпадания 175±5 а; при этом ток притяжения якоря получается 205—215 а. Указанные токи силовой катушки получаются при обесточенной подъемной катушке. При наличии тока в обеих катушках токи отпадания и притяжения реле уменьшаются в соответствии с характеристиками рис. 64.
Рис. 64. Характеристики реле ускорения типа Р-40В при совместном действии токов силовой IС и подъемной IПОД катушек: 1 – включение реле; 2 – отпадание якоря реле
При правильной регулировке быстродействие реле характеризуется следующими цифрами:
- время отпадания якоря реле при плавном снижении силового тока (от момента, когда ток достиг величины уставки реле) — 0,03—0,05 сек;
- длительность импульса тока подъемной катушки с установившимся значением 0,25 А, которая необходима для четкого включения реле (при токе в силовой катушке 180 А) — 0,05 сек.
Сопротивления, установленные на панели ПР-102Б-2, проволочные, эмалированные, типа ПЭ. Они имеют следующее назначение:
- сопротивление Р40-Р41 (1В-1Г) величиной 75 ом (трубка ПЭ-75) включено последовательно с контактами РУ для обеспечения соответствующего токораспределения между двумя цепями питания вентиля PK1 (см. рис. 99);
- сопротивление Р42-Р43 (1И-9Г) величиной 300 ом (трубка ПЭ-50) включается последовательно с подъемной катушкой при пониженном ускорении и при срабатывании реле перегрузки двигателей;
- сопротивление Р42-Р52 (1И-9В) величиной 100 ом (трубка ПЭ-50) включается последовательно с подъемной катушкой при срабатывании реле буксования.
Вес панели ПР-102Б 5 кг.
Главный разъединитель типа ГР-1А установлен в камере моторного вагона и представляет собой однополюсный переключатель ножевого типа на два положения. В верхнем положении нож соединяет силовую цепь с пантографом, а в нижнем заземляет ее. Изоляционная панель смонтирована на двух изоляторах. На панели установлен верхний контактный зажим, соединенный с пантографом, и держатель ножа. Нож имеет загнутый конец, которым он в нижнем (горизонтальном) положении соединяется с контактом, укрепленным на заземленном кожухе камеры. Для перевода разъединителя из одного положения в другое в торцовой стенке камеры на подшипнике вращается валик, связанный через изолятор с ножом и имеющий с наружной стороны головку, в которую вставляется реверсивная рукоятка контроллера машиниста. Рукоятка может быть вставлена и вынута из головки только в фиксированных положениях ножа.
Нож изготовлен из шинной меди сечением 6х40мм2. Длительный ток разъединителя 400 А, номинальное напряжение 3000 В. Вес разъединителя ГР-1А (комплект деталей) 10 кг.
Пусковое сопротивление типа КФ-16С-5 состоит из шести ящиков обычной конструкции, в каждом из которых смонтировано шесть типовых элементов из фехралевой ленты сечением 1,5 X X 10 мм, намотанной на фарфоровые или стеатитовые гребенчатые изоляторы. Каждый элемент имеет крепежный размер 600 мм и без учета обдува рассчитан на длительную мощность рассеивания 2 150 вт при температуре ленты 350°. Обдув элементов встречным потоком воздуха при движении поезда увеличивает эту мощность в 1,5—2 раза. Ящики подвешиваются на четырех изоляторах под рамой вагона и имеют защитные металлические перфорированные щитки снизу ящика и с наружной стороны вагона.
Рис. 65. Монтажная схема одной группы пускового сопротивления
По включению в схему пусковое сопротивление общей величиной 2 X 8,83 ом разбито на две группы: каждая группа состоит из трех ящиков с четырьмя отводами. Ящики обеих групп совершенно одинаковы: они отличаются только обозначением выводов. Монтажная схема одной группы ящиков приведена на рис. 65.
Ящик № 1 (4) собран из шести последовательно включенных элементов сопротивлением 0,57 ом, рассчитанных на длительный ток (без обдува) 62 А. Лента этих элементов намотана в две параллельные ветви, лежащие в общих канавках изоляторов. Вес ящика 50 кг.
Ящик № 2 (5) собран из четырех элементов сопротивлением 0,57 ом и двух элементов сопротивлением 0,39 ом. Этот элемент рассчитан на длительный ток (без обдува) 74 А и отличается от элемента 0,57 ом тем, что две параллельные ветви фехралевой ленты уложены в соседних канавках. Все элементы соединены последовательно. Вес ящика 48 кг.
Ящик № 3 (6) собран из шести последовательно включенных элементов сопротивлением 0,39 им. Вес ящика 46 кг. Общий вес комплекта пусковых сопротивлений 288 кг.
Описанная конструкция пусковых сопротивлений имеет ту особенность, что секции Р1-Р2, Р2-Р3, Р6-Р7 и Р7-Р8, которые при пуске выключаются раньше остальных четырех секций, рассчитаны соответственно на меньшую тепломощность, что позволило уменьшить общее число элементов на 12 шт. по сравнению с секциями СР3 первых выпусков. При маневровом режиме движения, даже при трех работающих моторных вагонах десятивагонного поезда, ток двигателей уже через 30 сек после трогания снижается ниже 70 А, продолжая падать. Поэтому тепломощность пусковых сопротивлений достаточна даже для длительной езды на маневровом положении.
Сопротивление ослабления поля типа КФ-33С-4 (рис. 66) состоит из двух фехралевых элементов такой же конструкции, что и элементы пусковых сопротивлений, но с крепежным размером 290 мм. Ящик с этими двумя элементами подвешивается на двух изоляторах под рамой вагона. Каждый элемент намотан лентой 1,1 X 10 мм в две параллельные ветви, уложенные в общих канавках, и имеет сопротивление 0,45 ом. Длительный ток 45 А (без учета обдува).
Рис. 66. Сопротивление ослабления поля типа КФ-33С-4
Элементы включаются только на промежуточной ступени ослабления поля последовательно с индуктивными шунтами в разные группы двигателей; они изолированы друг относительно друга на напряжение 1 500 в. Вес ящика КФ-33С-4 18 кг.
Общее демпферное сопротивление вспомогательных цепей типа КФ-35С-2 имеет такую же конструкцию, как и сопротивление ослабления поля, элементы в нем намотаны из той же ленты, но без параллельных ветвей; оба элемента соединены последовательно. Общее сопротивление двух элементов 1,8 ом, длительный ток без учета обдува 32 а. Вес ящика 15 кг.
Блок сопротивлений к реле типа БС-1Б-1 установлен в камере моторного вагона сзади панелей ПР-115 и ПР-116 и представляет собой металлическую раму с четырьмя горизонтальными стержнями квадратного сечения, изолированными миканитом. На этих стержнях стальными держателями укреплены 26 трубчатых сопротивлений типа ПЭВ, включенных в цепи катушек реле напряжения и реле буксования (монтажная схема блока приведена на рис. 67).
Рис. 67. Монтажная схема блока сопротивлений типа БС-1Б-1
Сопротивления типа ПЭВ-75 проволочные, эмалированные, влагостойкие, рассчитаны на длительную мощность рассеивания 75 вт и максимальное превышение температуры трубки над окружающей средой до 300°. Эти сопротивления могут работать при наружной температуре от — 60 до +40° в условиях относительной влажности воздуха до 98% и вибраций, создающих ускорение до 60 м/сек2.
В цепи реле напряжения последовательно включено 10 трубок сопротивлением 7 500 ом каждая; при напряжении сети 3 000 в каждая трубка рассеивает мощность 11,2 вт и нагревается всего на 50-60º.
В цепи реле буксования имеется четыре секции сопротивлением по 25 200 ом. Каждая секция состоит из четырех последовательно включенных трубок 2 х 5 100 + 2 х 7 500 ом. Трубки сопротивлением 7 500 ом рассеивают мощность 26,5 вт и нагреваются на 100—150°. Трубки сопротивлением 5100 ом нагреваются еще меньше. Вес блока БС-1Б в сборе 17 кг, вес одной трубки ПЭВ-75 около 250 г.
Индуктивный шунт типа ИШ-2Д-5 совершенно такой же, как шунты, применяемые на секциях СР3. Он имеет разомкнутый стальной магнитопровод из двух Т-образных половин, на котором посажены две последовательно соединенные катушки. Шунт подвешвиается на четырех изоляторах к раме вагона. Каждая катушка шунта имеет 175 витков из голой медной ленты сечением 0,8 X 25 мм2, витки изолированы между собой асбестовой лептой. Общая изоляция катушек класса В выполнена на напряжение 3 000 В. Сопротивление одной катушки при 20° равно 0,192 Ом.
Общее омическое сопротивление шунта 0.385 ом. длительный ток без обдува 35 А, а в условиях обдува встречным потоком воздуха — 40 А; при этом обмотки шунта имеют превышение температуры над окружающей средой на 95—105°. Тепловая постоянная времени шунта равна 1,5 — 2 ч, т. е. близка к постоянной времени обмоток возбуждения тяговых двигателей.
Индуктивность шунта ПШ-2Д-5 равна 0,3—0,4 гн при токе до 50 А. При больших токах сказывается насыщение магнитопровода и индуктивность снижается до 0,1 гн при токах выше 100 А. Вес одного индуктивного шунта 287 кг, в том числе вес меди 80 кг; на каждом моторном вагоне установлено два шунта.
Индуктивный фильтр типа ФС-2А (рис. 68) установлен на крыше моторного вагона и представляет собой высокочастотный дроссель без сердечника в виде изолированной катушки, стянутой двумя текстолитовыми прокладками и смонтированной на армированном фарфоровом изоляторе со стальным основанием. Между катушкой и прокладками имеются текстолитовые клинья, благодаря чему создается воздушный зазор, улучшающий условия охлаждения катушки, особенно при обдуве ее встречным потоком воздуха.
ER1-006-E-EQ-29
Рис. 68 – Индуктивный фильтр типа ФС-2А
Катушка имеет 50 витков медной шины сечением 2,1х40 мм и рассчитана на длительный ток в условиях обдува 180 а. Омическое сопротивление катушки при 20° равно 0,009 Ом. Индуктивность катушки около 500 мкгн, так что индуктивное сопротивление при частоте 160 кгц составляет 500 ом. Вес фильтра ФС-2А 56 кг.
Рис. 69 – Конденсаторный фильтр типа ФСК-1А (крышка снята)
Конденсаторный фильтр типа ФСК-1А (рис. 69) установлен на крыше моторного вагона и представляет собой заземленный металлический ящик с помещенным внутри него высоковольтным герметическим бумажным конденсатором типа КБГП емкостью 1 мкф на номинальное напряжение 6 000 в.
Через резиновые втулки в стенках ящика пропущены силовые провода, идущие к индуктивному фильтру и под вагон — к главному разъединителю. Эти провода соединяются на зажиме, установленном на изоляционной рейке внутри ящика; к этому зажиму присоединен также вывод, соединяющий силовую цепь с зажимом конденсатора. Другой вывод конденсатора соединяется с корпусом ящика. Вес фильтра ФСК-1А 11 кг.
Счетчик электроэнергии типа Д-600 установлен на резиновых амортизаторах в высоковольтном шкафу моторного вагона. Счетчик электровозного типа, электродинамический, вибростойкий, на номинальный ток 600 а и номинальное напряжение 3 300 в.
Последовательно с обмоткой напряжения включено добавочное сопротивление, потребляющее мощность около 150 вт.
При температуре 15—25°, номинальном напряжении, токах в пределах от 60 до 900 а, вибрациях с частотой 3 гц и амплитудой 5 мм счетчик имеет погрешность не выше ±4%. Минимальный ток, при котором диск начинает вращаться, 12 А.
Вес счетчика 11 кг, добавочного сопротивления 3 кг.
Вилитовый разрядник типа РМБПЭ-3,3 (рис. 70) установлен на крыше моторного вагона и подключен через верхний контактный болт непосредственно к пантографу. Его детали размещаются в полом цилиндрическом однореберном фарфоровом изоляторе, армированном внизу металлическим заземленным фланцем. В верхней части разрядника размещены два вилитовых диска, прижатых пружиной через металлическую прокладку к столбику из пяти постоянных магнитов, лежащих на металлической плите, которая через кольцо из озоностойкой резины прижата болтами к фланцу корпуса. Между магнитами помещены изоляторы с двумя последовательно включенными искровыми промежутками, зашунтированными тиритовыми сопротивлениями.
Плита имеет отверстие, плотно закрытое тонкой резиновой диафрагмой, предохраняющей фарфоровый цилиндр от разрыва при недопустимом (выше 10 am) повышении давления газов внутри него. Снизу разрядник закрыт фанерной крышкой. Разрядник герметичен, т. е. предохранен от попадания влаги внутрь корпуса. Характерной особенностью данного разрядника является биполярность, т. е. его работа не зависит от знака полярности контактной сети.
При напряжении контактной сети до 4 000 в ток проводимости (утечки) разрядника не превышает 600 мкА. При возникновении между пантографом и землей перенапряжения 7,5—9 кв искровые промежутки пробиваются и пантограф соединяется с землей через вилитовые диски. Последние имеют нелинейную характеристику, т. е. их сопротивление падает при увеличении тока. Поэтому остаточное напряжение на разряднике при импульсном токе 3 000 А не превышает 9,5 кв. После снижения перенапряжения дуга в искровых промежутках поддерживается рабочим напряжением сети, при этом сопротивление дисков увеличивается до 140—160 Ом, ток дуги снижается до 25—30 А и она гасится полем магнитов. Разрядник вновь готов к действию.
Рис. 70. Вилитовый разрядник типа РМБПЭ-3,3: 1—фарфоровый кожух; 2 — пружина; 3— вилитовые диски; 4 —фетровая прокладка; 5—стальной диск; 6—постоянные магниты; 7—изоляторы с искровыми промежутками; 8 – резиновое кольцо; 9 — фланец; 10— плита; 11—предохранительная резиновая диафрагма; 12—нижняя фанерная крышка; 13 — контактный болт
Разрядник снабжен счетчиком (регистратором) разрядов типа РВР, диск которого показывает число срабатываний. На диске нанесены цифры, которые видны в окне счетчика. После шести срабатываний цифра в окне пропадает, и счетчик необходимо перезарядить новым диском. На первых поездах счетчик не устанавливался. Разрядник РМБПЭ-3,3 рассчитан на номинальное напряжение 3 300 В, рабочий диапазон температур от —50 до +50° и условия тряски и вибраций подвижного состава. Гарантированное число срабатываний не менее 20. Вес разрядника 30 кг.