6.3.3 Работа электровоза в режиме рекуперативного торможения

6.3.3.1 Схемой электровоза предусматривается работа электровоза в режиме с заданием величины тормозной силы с помощью рукоятки 2 контроллера машиниста А17 или А18. В этом случае система управления тяговым приводом (ASG1 и ASG2) автоматически поддерживает заданное значение тормозной силы. Эффективное торможение возможно при скоростях движения более V=5,0км/ч.

Рекуперативное торможение автоматически может возникать при работе в режиме стабилизации скорости движения (автоматический режим).

В режиме рекуперативного торможения тяговые двигатели работают в генераторном режиме за счет того, что инвертор, работающий в данном случае как управляемый выпрямитель, создает в статоре двигателя магнитное поле, синхронная частота вращения которого меньше частоты вращения ротора. Скольжение ротора получается отрицательным и тяговый двигатель работает как асинхронный генератор. Входной четырехквадрантный выпрямитель при этом переводится в режим работы инвертора ведомого сетью.

Регулирование силы тяги и силы торможения производится плавно. Темп изменения силы тяги/торможения по абсолютной величине не превышает 50кН/с.

6.4 Электрическая схема силовых цепей вспомогательного оборудования

6.4.1 Электрическая схема силовых цепей вспомогательного оборудования (рис. 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.6.2) включает обмотку собственных нужд а6-х6 трансформатора TV1, преобразователи питания вспомогательных цепей, цепи вспомогательного оборудования

6.4.1.1 Вспомогательное оборудование разделено на четыре группы:

Группы 1 и 2 – потребители, питающиеся напряжением 380В с регулируемой частотой и амплитудой – мотор-вентиляторы охлаждения тяговых двигателей и охладителя;

Группа 3 – потребители, требующие обеспечения плавного пуска – мотор-компрессоры;

Группа 4 – потребители, работающие при ~380В и f=50Гц=const – маслонасосы тягового трансформатора, водяные насосы охлаждения тяговых преобразователей, мотор-вентиляторы охлаждения вспомогательных преобразователей, мотор-вентиляторы охлаждения тяговых преобразователей, климатические установки кабин управления.

6.4.1.2 Вспомогательное оборудование ~380В получает питание от обмотки собственных нужд а6-х6 тягового трансформатора TV1 через преобразователи вспомогательного оборудования (HBU) UZ3 и UZ4. Номинальное напряжение обмотки а6-х6 – 337,5В. К этой обмотке подключаются входы преобразователей UZ3 и UZ4. На электровозе в нормальном режиме работы к выходным зажимам 1U, 1V, 1W (рис. 6.4) преобразователя UZ3 подключаются электродвигатель М11 вентилятора тяговых двигателей первой тележки и двигатель А15-М2 вентилятора охладителя 1; к выходным зажимам 1U, 1V, 1W преобразователя UZ4 подключаются двигатель М12 вентилятора тяговых двигателей второй тележки и двигатель А16-М2 вентилятора охладителя 2. Последовательно с двигателем М11 включен автоматический выключатель QF11 для защиты цепей электродвигателя от коротких замыканий и контактор КМ11 для оперативных включений/отключений. Последовательно с двигателем А15-М2 включен автоматический выключатель QF13 для защиты цепей электродвигателя от коротких замыканий и контактор КМ13 для оперативных включений/отключений. Последовательно с двигателем М12 включен автоматический выключатель QF12 для защиты цепей электродвигателя от коротких замыканий и контактор КМ12 для оперативных включений/отключений. Последовательно с двигателем А16-М2 включен автоматический выключатель QF14 для защиты цепей электродвигателя от коротких замыканий и контактор КМ14 для оперативных включений/отключений. Запуск и регулирование частоты вращения двигателей вентиляторов М11, М12 и А15-М2, А16-М2 происходит под контролем системы управления ZSG1, ZSG2. К выходным зажимам 2U, 2V, 2W преобразователя UZ3 подключаются электродвигатели компрессоров М15 (компрессор 1) и М16 (компрессор 2) (рис. 6.5). Для защиты цепей электродвигателя М15 от перегрузки и коротких замыканий последовательно с ним включен автоматический выключатель QF15, а для оперативных включений/отключений контактор КМ15. Для защиты цепей электродвигателя М16 от коротких замыканий последовательно с ним включен автоматический выключатель QF16, а для оперативных включений/отключений – контактор КМ16. Для уменьшения величины пускового тока электродвигателей компрессоров, осуществляется их частотный запуск по закону , причем . После включения контакторов компрессоров напряжение U и частота f на выходе канала HBU изменяются от нуля до номинальных значений. После того как будет достигнута частота f=50Гц и напряжение 380В (линейное), частота и напряжение на выводах 2U, 2V, 2W преобразователя UZ3 поддерживаются неизменными до отключения. Двигатели компрессоров работают в повторно-кратковременном режиме.

Электродвигатели насоса водяного охлаждения А15-М1 преобразователя UZ1, насоса водяного охлаждения А16-М1 преобразователя UZ2, двигатели М19, М20 насосов масляного охлаждения тягового трансформатора TV1, двигатели UZ1-Е11, UZ2-Е11 вентиляторов тяговых преобразователей UZ1 и UZ2, двигатели UZ3-М1, UZ4-М1 вентиляторов вспомогательных преобразователей UZ3, UZ4 подключаются к выводам 2U, 2V, 2W преобразователя UZ4 (рис. 6.3, 6.6). К этим же выводам преобразователя UZ4 подключается и оборудование климатических установок кабин: кондиционеры и системы обогрева кабины. Оборудование этой группы потребителей питается напряжением ~380В, 50Гц.

Потребители четвертой группы, электродвигатели насоса водяного охлаждения А15-М1 преобразователя UZ1 насоса водяного охлаждения А16-М1 преобразователя UZ2, двигатели М19, М20 насосов масляного охлаждения тягового трансформатора TV1, двигатели UZ1-E11, UZ2-E11 вентиляторов тяговых преобразователей UZ1 и UZ2 и двигатели UZ3-M1, UZ4-M1 вентиляторов вспомогательных преобразователей UZ3, UZ4 включаются после включения главного выключателя QF1 и появления напряжения на выходе HBU.

Климатические установки, которые также относятся к четвертой группе, включаются при необходимости с пульта помощника машиниста переключателем “Кондиц.-Откл.-Калорифер”.

Последовательно с двигателем насоса водяного охлаждения А15‑М1 для защиты цепей электродвигателя от перегрузки и коротких замыканий включен автоматический выключатель QF17, а для оперативных включений/отключений, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2, включен контактор КМ17. Последовательно с двигателем насоса водяного охлаждения А16-М1 для защиты цепей двигателя от перегрузки и коротких замыканий включен автоматический выключатель QF18, а для оперативных включений/отключений, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2, включен контактор КМ18. Последовательно с двигателем М19 насоса масляного охлаждения TV1 для защиты цепей электродвигателя от перегрузки и коротких замыканий включен автоматический выключатель QF19, а для оперативных включений/отключений, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2, включен контактор КМ19. Последовательно с двигателем М20 насоса масляного охлаждения TV1 для защиты цепей электродвигателя от перегрузки и коротких замыканий включен автоматический выключатель QF20, а для оперативных включений/отключений, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2, включен контактор КМ20.

Электродвигатели -Е11 вентиляторов тяговых преобразователей UZ1 и UZ2 включаются соответственно через автоматические выключатели QF25 и QF26, а электродвигатели -М1 вентиляторов преобразователей UZ3 и UZ4 включаются соответственно через автоматические выключатели QF31 и QF32. Автоматические выключатели QF25, QF26, QF31 и QF32 одновременно являются и защитными, и коммутационными аппаратами.

Климатическая установка кабины 1 подключается к напряжению ~380В, 50Гц через автоматический выключатель QF21 и контактор КМ21. Автоматический выключатель QF21 защищает цепи климатической установки кабины 1 от коротких замыканий, а контактор КМ21 служит для автоматического отключения всей климатической установки кабины 1, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2 при отказе двух каналов вспомогательных преобразователей UZ3 и UZ4. Контакторы КМ23, КМ25 предназначены для оперативных включений/отключений соответственно левого и правого электрокалориферов кабины 1. Климатическая установка кабины 2 подключается к напряжению ~380В, 50Гц через автоматический выключатель QF22 и контактор КМ22. Автоматический выключатель QF22 защищает цепи климатической установки кабины 2 от коротких замыканий, а контактор КМ22 служит для автоматического отключения всей климатической установки кабины 2, осуществляемых устройствами ZSG1 или ZSG2 при отказе двух каналов вспомогательных преобразователей UZ3 и UZ4. Контакторы КМ24, КМ26 предназначены для оперативных включений/отключений соответственно левого и правого электрокалориферов кабины 2.

Наличие в каждом из вспомогательных преобразователей двух независимо управляемых выходов обусловливает возможность построения схемы резервирования питания отдельных групп вспомогательного оборудования при выходе из строя одного из каналов вспомогательного преобразователя. Схема резервирования питания отдельных групп вспомогательного оборудования включает десять электромагнитных контакторов КМ31…КМ40 (рис. 6.3), состояние которых при разных вариантах резервирования показано в таблице 10.

В нормальном режиме потребители подразделяются на четыре группы, подключаемые к соответствующему каналу HBU. При выходе из строя одного или двух каналов HBU перегруппировка потребителей производятся в соответствии с “концепцией бортовой сети”.

При выходе из строя одного из каналов HBU осуществляется перегруппировка потребителей. Вышедший из строя канал HBU отсоединяется от потребительской сети. Обе группы потребителей, использующих переменную частоту, (вентилятор охладительной башни и вентилятор тягового двигателя) подключаются вместе к одному и тому же выходу HBU. Чтобы выход HBU не был перегружен, необходимо

уменьшить частоту вентиляторов. Поэтому число оборотов вентиляторов снижается до 80% от номинального значения, за счет чего достигается уменьшение мощности приблизительно на 50%. Группа потребителей, использующих постоянную частоту, и мотор-компрессоры питаются от отдельных выходов HBU. Так что для этих групп потребителей ничего не меняется.

Если вышли из строя два канала HBU, то после перегруппировки вспомогательного оборудования мотор-компрессоры подключаются к группе потребителей, использующих постоянную частоту, а при поступлении команды на включение компрессора от реле давления SP1 напряжение и частота на выходе канала снижаются до нуля и после включения контактора компрессора изменяются от нуля до номинальных значений. При этом соблюдается соотношение U/f = const.

После отключения неисправного канала HBU и перегруппировки потребителей максимальная мощность и максимальный ток оставшихся в работе каналов не должны превышаться.

В случае выхода из строя двух каналов HBU включение климатической установки в нерабочей кабине блокируется: программным обеспечением отключаются контакторы КМ21, КМ22, обеспечивающие питание климатических установок трехфазным напряжением 380В.

В схеме питания цепей вспомогательного оборудования предусматривается возможность проверки вспомогательного оборудования при питании от внешнего источника. Для подключения вспомогательного оборудования к внешнему источнику на электровозе устанавливается трехполюсная розетка XS5, которая через разъединитель QS5 и контактор КМ30 подключается к цепям вспомогательного оборудования ~380В. Состояние контакторов КМ31…КМ40 и контактора КМ30 при прокрутке различных групп оборудования показано в таблице 10.

Кроме вспомогательного оборудования, питающегося от трехфазной системы напряжения, на электровозе имеется вспомогательное оборудование, которое получает питание от однофазной системы напряжения. Это бытовой холодильник и нагреватель воды ЕК9. Холодильник включается через розетку XS7, которая через понижающий трансформатор TV3 и автоматический выключатель QF27 подключается к обмотке собственных нужд а6-х6 тягового трансформатора (провода 741 и 742). Водонагреватель ЕК9 подключается к обмотке собственных нужд а6-х6 (провода 741 и 742) через контактор КМ28 и автоматический выключатель QF28 (рис. 6.5).