Электрические схемы цепей управления.

В схеме цепей управления электровоза 2ЭС10 (черт. 2ЭС10.00.000.000 Э3.1) можно условно выделить следующие основные цепи:

- бортовая сеть;

- цепи питания и управления токоприемником;

- цепи питания и управления тяговыми преобразователями;

- цепи питания и управления устройствами защиты;

- цепи управления вспомогательными машинами и аппаратами;

- цепи питания и управления тормозным оборудованием;

- цепи питания и управления оборудованием кабины машиниста;

- цепи освещения.

Управление электровозом осуществляется через микропроцессорную систему управления и диагностики МПСУиД в соответствии с заданным алгоритмом управления 2ЭС10.00.000.000 А. Управление и диагностика осуществляется посредством модулей МПСУиД:

- БЦВ – блок центрального вычислителя;

- БУК – блок управления контактором;

- БВС – блок входных сигналов.

Задание на включение и отключение основных устройств электровоза, а также принудительное замыкание и размыкание отдельных цепей производится органами управления электровозом.

Органы управления.

Основная часть органов управления электровозом расположена на пульте машиниста в доступных для персонала зонах. Положение органов управления пульта машиниста фиксирует система МПСУиД блоком БЦВ. Отдельные органы управления, которые могут быть задействованы в процессе эксплуатации при возникновении аварийных режимов или при нахождении электровоза в депо, расположены на лицевой панели шкафа низковольтной аппаратуры ШНА. Такие органы управления связаны с потребителем либо на прямую, что позволяет их применение в обход заданному алгоритму, либо через БВС МПСУиД. Выключатели освещения расположены в доступной зоне для включения и отключения освещения машинного отделения электровоза, кабины и шкафов.

В таблице 2.6 приведен перечень органов управлением электровоза с описанием назначения и в зависимости от места расположения.

Таблица 2.6 – Органы управления электровоза 2ЭС10.

Бортовая сеть.

Бортовая сеть электровоза представляет собой совокупность источников питания стабилизированным напряжением всех электрических потребителей основных цепей управления и освещения, а также цепей безопасности и связи.

Принципиальная схема организации бортовой сети электровоза 2ЭС10 представлена на рисунке 2.3.

Основным источником бортовой сети является преобразователь питания цепей управления ПЦУ (А4). Преобразователь предназначен:

- для питания постоянным стабилизированным напряжением 110В электрических потребителей основных цепей управления и отдельных узлов систем безопасности и связи;

- для зарядки аккумуляторной батареи постоянным током до 35А и напряжением до 160В;

- для питания ИП-ЛЭ постоянным напряжением 160В;

- для бесперебойного питания постоянным напряжением 110В отдельных электрических потребителей основных цепей управления и узлов систем безопасности и связи от аккумуляторной батареи при неработающем источнике питания 380В;

- для обеспечения зарядки аккумуляторной батареи от внешнего источника.

Рисунок 2.3 – Принципиальная схема бортовой сети электровоза 2ЭС10.

Основные электрические параметры преобразователя питания цепей управления представлены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 – Электрические параметры преобразователя питания цепей управления электровоза 2ЭС10

При поднятом токоприемнике преобразователь питания цепей управления получает питание от трансформатора собственных нужд. При этом задействованы все каналы питания потребителей цепей управления от индивидуальных источников напряжения, расположенных внутри ПЦУ.

При опущенном токоприемнике питание цепей управления осуществляется от аккумуляторной батареи GB1…GB96. При этом функция преобразователя для канала №2 сводится к ограничению напряжения аккумуляторной батареи до значения напряжения 100В. Напряжение на канал №4 поступает непосредственно от аккумуляторной батареи. Канал № 3 при опущенном токоприемнике не работоспособен.

Для обеспечения заряда аккумуляторной батареи на обеих секциях от одной из розеток зарядки Х6, Х7 служит дополнительная клемма ЗАБ, где через диод VD2 подается напряжение зарядки.

Для измерений значений токов и напряжений различных каналов ПЦУ оборудован измерительным контроллером КИ-ППУ, который обеспечивает прием, измерение, преобразование в цифровой код и передачу в МПСУиД по линии связи RS-485 массива информации со следующими параметрами:

- ток аккумуляторной батареи, I_АБ;

- напряжение на аккумуляторной батарее, U_АБ;

- ток цепи непропадающего питания, I_НП;

- напряжение цепи непропадающего питания U_НП;

- ток цепи пропадающего питания, I_ПП;

- напряжение цепи пропадающего питания U_ПП;

- ток цепи питания ИП-ЛЭ, I_ИПЛЭ;

- напряжение цепи питания ИП-ЛЭ, U_ИПЛЭ;

- напряжение на выходе трансформатора, U_600В

Аккумуляторная батарея GB1…GB96 служит для питания потребителей цепей управления при опущенном токоприемнике. Аккумуляторная батарея также осуществляет питание отдельных потребителей цепей управления при неисправном ПЦУ.

Для измерения тока зарядки аккумуляторной батареи служит амперметр PA1. Амперметр подключен к измерительному шунту RS10. Дополнительно введен преобразователь напряжения в код UZ5, который передает значения тока зарядки в систему МПСУиД.

Для измерения напряжения бортовой сети (канал №2 ПЦУ) служит вольтметр PV1. Последовательно с вольтметром соединена плавкая вставка FU2, защищающая вольтметр от токов больших значений.

Амперметр PA1 и вольтметр PV1 расположены на пульте машиниста в кабине электровоза.

Схемой бортовой сети электровоза 2ЭС10 предусмотрено резервирование питания потребителей цепей управления от источников питания соседней секции. Резервирование осуществляется в случае выхода из строя преобразователя питания цепей управления путем замыкания контактора К24. Управление контактором К24 осуществляет МПСУиД при наличии следующей информации от КИ-ППУ преобразователя:

- U_600В = 0В; где U_600В – выпрямленное входное напряжение преобразователя.

- I_АБ<0; где I_АБ – ток аккумуляторной батареи;

- U_ИПЛЭ ≤ 130В; где – напряжение канала №4 преобразователя.

Резервирование предусмотрено только для потребителей каналов ПЦУ №2 и №4. Отсутствие напряжения для потребителей канала №3 не является критичным и в резервировании не нуждается.

Все потребители цепей управления соединены с преобразователем А4 через защитные автоматические выключатели SF, служащие для защиты потребителей цепей управления от токов короткого замыкания. Автоматические выключатели представлены в таблице 2.8.

Все автоматические выключатели расположены на лицевой панели шкафа низковольтной аппаратуры ШНА.

Для обеспечения напряжением потребителей цепей управления необходимо автоматические выключатели перевести в положение «Вкл».

Таблица 2.8 – Автоматические выключатели цепей управления электровоза 2ЭС10.

Отдельные потребители можно задействовать только при работоспособной системе МПСУиД. Для этих целей служат контакторы КМ10, КМ11, которые своими контактами создают цепи питания этих потребителей. Управление контакторами КМ10, КМ11 осуществляет блок БЦВ системы МПСУиД. При исправной МПСУиД формируется управляющее напряжение на контакторах КМ10, КМ11 по цепям 704, 705 соответственно. Цепи управления контакторами КМ10, КМ11 представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Цепи управления контакторами КМ10, КМ11.

Выключатель цепей управления.

Исполнение всех команд начинается после приема команды выключателя S1 «Включение цепей управления» (рисунок 2.5). Иные команды, введенные до этой команды игнорируются. Также блокируются следующие включенные органы управления:

– SA23 «Токоприемники 2,4»;

– SA24 «Токоприемники 1,3»;

– SA26 «Быстродействующий выключатель»,

– SA27 «Вентиляторы»;

– SA28 «Компрессор»;

– SB8 «Компрессор принудительно»;

– SB12 «Продувка главных резервуаров»;

– SB11 «Отпуск тормозов»;

– SB9 «Песок принудительно».

Такая блокировка не позволяет выполнить соответствующие кнопкам команды после включения выключателя управления до разблокирования органов управления. Чтобы разблокировать органы управления необходимо выключить их и затем повторно включить необходимые.

В момент включения выключателя управления S1 определяется количество секций и их ориентация. Для каждой секции устанавливается ее номер. Секция, с которой ведется управление (где включен выключатель управления) получает номер «0». Все прочие секции получают номера от 1 до 3 в порядке их размещения за секцией № 0. На секции № 0 для МПСУ и Д устанавливается режим приема команд с пульта машиниста и трансляции их в другие секции. На всех других секциях для МПСУ и Д устанавливается режим приема команд по линии связи, дальнейшие команды выполняются с учетом ориентации секции.

При включении выключателя управления на головной секции одновременное включение такого же выключателя на ведомой секции не повлияет на работу МПСУиД. Выключатель управления ведомой секции блокируется программой. Для снятия блокировки необходимо выключить выключатели управления на всех секциях.

При включении выключателя S1 провод GND соединяется с входом блока БСП системы управления МПСУ и Д. По этому сигналу блок БЦВ МПСУ и Д включает контакторы КМ10 и КМ11. Контакторы, замыкая свои контакты в цепи провода 600, подают общий минус на провода 600А и 600Б для формирования каналов управления контакторами (БУК). При обнаружении неисправностей блоков БУК, система МПСУиД может отключить неисправный канал, выключив КМ10 или КМ11.

По команде «Выключение выключателя управления» выключение производится в следующей последовательности:

- выключение тягового или тормозного режима тяговых электродвигателей;

- выключение вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей;

- выключение компрессора;

- выключение тяговых преобразователей;

- выключение трансформатора собственных нужд;

- выключение быстродействующего выключателя;

- опускание токоприемников;

- выключение контакторов КМ10 и КМ11.

Рисунок 2.5 – Выключатель цепей управления