§ 11. Цепи управления электровозом в режиме реостатного торможения
Одним из основных требовании к реостатному торможению пассажирских локомотивов является обеспечение взаимосвязи с системой пневматического (электропневматического) торможения. Поэтому схемой цепей управления предусмотрено включение реостатного тормоза в случае приведения в действие крана машиниста усл. № 395 на любой позиции тягового режима. При этом осуществляется комбинированное торможение — реостатное электровоза и пневматическое (электропневматическое) состава. Кроме того, возможно приводить в действие только реостатный тормоз специальной рукояткой, расположенной на пульте управления.
Реостатный тормоз используют как для служебного, так и для экстренного торможения, осуществляемого с помощью крана машиниста или вызванного срабатыванием автостопа, срывом стоп-крана в поезде, т. е. разрядкой тормозной магистрали. Схемой предусмотрено ускоренное включение реостатного тормоза в этих случаях и более быстрое нарастание тормозной силы, чем в режиме служебного торможения.
В режиме служебного торможения реостатный тормоз может быть включен при скорости движения более 50 км/ч. Процесс подготовки цепей начинается с момента достижения в магистрали, заполняемой от электровоздухораспределитсля (см. гл. VII), давления 0,6—0,8 кгс/см2. При этом замыкаются контакты реле давления 492 (см. рис. 20) в цепи питания катушки реле 322; начинается первая фаза подготовки: провод 300, контакты 19-20 выключателя управления 305, 306 (только начиная с ЧС2т-1025), размыкающие контакты реле давления 495, замкнутые при давлении от 0 до 2,2 кгс/см2 в магистрали, заполняемой от электровоздухораспределителя, замыкающие контакты реле давления 492, размыкающие реле давления 494, замкнутые при давлении в магистрали, заполняемой от крана вспомогательного тормоза, не более 0,6—0,8 кгс/см2, контакты реле давления 493, которое связано со скоростным регулятором «Дако» (контакты замкнуты при скорости более 50 км/ч), диод 487, провод 662. При этом включаются реле 330, 488 и 322.
Замыкающие контакты 11-12 реле 330 включены параллельно контактам 1-2 реле давления 495, что исключает разрыв цепи управления реостатным тормозом после того, как давление станет более 2,2 кгс/см2 — значение, при котором размыкаются контакты реле 495.
Включившись, реле 322 замыкающими контактами 3-4 подает напряжение по проводу 650 к катушке реле 326, что вызывает разрыв цепи питания катушек вентилей контакторов ослабления возбуждения (если они включены). Одновременно через замыкающие контакты 5-7 реле 322 напряжение от провода 311 подается к катушке реле сброса 3212 — начинается поворот вала про-
межуточного контроллера в сторону уменьшения позиций до нулевой, на которой контакты 51-52 контроллера 303 разорвут цепь питания реле 3212. Как только число позиций будет уменьшено на четыре, замкнутся контакты защелки 3036 (ее катушка получила питание от провода 650 через размыкающие контакты 2-3 реле 320) и напряжение подается на провод 651.
С этого момента начинается вторая фаза подготовки цепей реостатного тормоза — включается реле 325, размыкая своими контактами 1-2 цепь питания катушек вентилей реостатных контакторов и обеспечивая введение в цепь тяговых двигателей всех резисторов (последовательный сброс четырех позиций, предшествовавший выключению реостатных контакторов, осуществляется во избежание резкого снижения силы тяги). Затем включается и становится на самоподпитку реле 320, одни контакты которого (5-6, 11-12 и 17-18) разрывают цепь питания вентилей привода группового переключателя 045 через блок-контакты барабана 3031, а другие (4-5 и 10-11) образуют новую цепь питания этих вентилей через блок-контакты 5-6, 7-8 барабана 0455 и блок-контакты 7-8 барабана 0451 переключателя. Одновременно от того же провода 651 через диод 482 подается напряжение на катушку электромеханической защелкп 0456, в результате чего прекращается механическое блокирование вала группового переключателя.
Блок-контакты 7-8 барабана 0451 переключателя замкнуты во всех его положениях, кроме тормозного (Т). Напряжение от провода 311 подается к блок-контактам 5-6 п 7-8 барабана 0455 привода, замыкание и размыкание которых в определенной последовательности обеспечивает непрерывное движение вала группового переключателя в сторону нулевого положения, а затем и в положение Т. При переходе механизма привода переключателя из предпоследнего промежуточного положения IV в основное /// {Т) замыкаются блок-контакты 9-10 барабана С 451, образуя цепь питания от провода 650 обоих вентилей привода (через диоды 481), а затем размыкаются блок-контакты 7-8 этого же барабана. Вал группового переключателя фиксируется в положении Т.
Момент прохождения вала группового переключателя через нулевое положение в положение Т является началом третьей подготовительной фазы. При этом замыкаются блок-контакты 1516 барабана 0451 и включается реле 324 защиты цепей реостатного тормоза по цепи: провод 400, последовательно соединенные размыкающие контакты тепловой защиты 0501, 0511 пуско-тормозиых резисторов, реле перегрузки 181 по току возбуждения тяговых двигателей, дифференциального реле 015, реле перегрузок 031— 036 по току якорей всех шести тяговых двигателей, замыкающие контакты 12-13 реле 411 контроля положения жалюзи пуско-тор-мозных резисторов (нормально постоянно включено), провод 670, Включившись, реле 324 становится на самоподпитку, замкнув собственные контакты 5-6. Далее при переходе группового переключателя из нулевого положения в промежуточное (по приводу) IV замыкаются контакты 3-4 барабана 0451 и напряжение отпро-
вода 400 подается к проводу 674. От этого провода получают питание катушки вентилей 453, 454 (см. рис. 19) привода жалюзи пуско-тормозных резисторов, а также катушка реле 8045 (см. рис. 20) и после замыкания его контактов 1-2 — катушка контактора 8046, Включившись, контакторы 8045 и 8046 соединяют последовательно аккумуляторные батареи (генераторы управления).
После установки главного вала группового переключателя в основное положение Т силовые цепи реостатного тормоза подготовлены. В этом положении переключателя замыкаются блок-контакты 13-14 барабана 0451 и питание от провода 650 через замыкающие контакты 7-8 реле защит 324 по проводу 681 подается к катушкам вентилей контакторов возбуждения 171-173 и от этого же провода через последовательно соединенные контакты реле 8045, 8046 и контакты АЗВ 811 — к катушке вентиля контактора 174, подключающего к статическому возбудителю источник напряжения 100 В.
Одновременно с подачей питания к катушкам вентилей 171— 174 от провода 675 через замыкающие блок-контакты 1-2 контактора 847 вентилятора 848 охлаждения возбудителя (контактор включился в первой фазе) напряжение по проводу 693 подается в электронный регулятор 490. С этого момента через контакты реле 4902 получают в импульсном режиме питание сигнальные лампы 506, 507, мигание которых свидетельствует об окончании процесса подготовки цепей реостатного тормоза. Сигнал для открытия тиристоров в цепи возбуждения тяговых двигателей подается в регулятор 490 по проводу 680 после замыкания последовательно соединенных блок-контактов 1-2 всех четырех контакторов 171—174.
Процесс подготовки от момента приведения в действие крана машиниста до появления тока в цепи тяговых двигателей, включая сброс позиций с высшей ступени регулирования и ослабление возбуждения, продолжается 3,5—4,0 с. В течение этого времени работает пневматический (электропневматический) тормоз электровоза. Для повышения надежности торможения предусмотрено его отключение лишь после того, как токи якорей тяговых двигателей достигнут 100 А. При работе колодочного тормоза наряду с обеспечением эффекта торможения в процессе подготовки одновременно производится очистка поверхностей катания колес, что повышает коэффициент сцепления в режиме последующего реостатного торможения.
Сигнал о достижении тока 100 А, измеряемого с помощью трансформаторов постоянного тока 025—030 (см. рис. 3), поступает в регулятор 490, вспомогательное реле 4903 которого включается п замыкает свои контакты в цепи питания катушки реле времени 499 от провода 661. Включившись, это реле замыкает свои контакты 1-2 и от провода 681 подается напряжение к катушке блокировочного вентиля 485, который прекращает доступ воздуха в скоростной клапан «Дако», одновременно выпуская его
из тормозных цилиндров в атмосферу. С этого момента сигнальные лампы 506, 507 горят постоянно.
Процесс реостатного торможения (регулирование токов) в дальнейшем протекает в соответствии с изменением давлення в задатчике тормозной силы 491, установленном па магистрали, заполняемой от электровоздухораспределителя электровоза.
В режиме экстренного торможения для обеспечения максимальной эффективности включение реостатного тормоза и регулирование токов осуществляются независимо от давления в задатчике 491 и реле 492- При давлении в тормозной магистрали ниже 3 кгс/см2 через размыкающие контакты 1-2 реле давления 338 напряжение от провода 300 (на электровозах, начиная с ЧС2т-1025, от провода 406) подается на провод 659. От этого провода через диод 387 сразу же, без выдержки времени на сброс четырех позиций, питание подается к катушкам реле 320 и 325, которые, включившись, разрывают цепь питания катушек вентилей всех реостатных контакторов. Начинается переход вала группового переключателя в положение Т.
Одновременно в регулятор 490 по проводу 659 через диод 394 поступает сигнал экстренного торможения, свидетельствующий о необходимости быстрого нарастания тока возбуждения и соответственно токов якорей тяговых двигателей. Замкнувшись контакты 7-8 реле 323 подают напряжение в провод 662, по которому подводится питание к реле 322, включающему реле сброса и обеспечивающему поворот вала промежуточного контроллера в сторону уменьшения позиций. Однако это не влияет па процесс начавшейся ускоренной подготовки цепей реостатного тормоза. Последующие переключения в схеме осуществляются так же, как и в случае режима служебного торможения. Время от момента приведения в действие крана машиниста до появления токов, включая переход из режима тяги, составляет 1,8 с (рис. 21), а время до достижения максимальной тормозной силы — 3,6 с, т. е. нарастание токов осуществляется за 1,8 с. При служебном торможении для обеспечения плавности на это потребовалось бы 8—10 с.
Рассмотрим процесс управления реостатным тормозом с помощью контроллера 371(372), который имеет три положения — «Отпуск», «Перекрыша» и «Торможение». Первое из них является поездным, в нем разомкнуты все контакты контроллера.
При переводе рукоятки в положение «Торможение» напряжение от провода 400 через контакты 11-12 реверсивного барабана 3011 (3021) и замкнувшиеся в этом положении контакты 5-6 и 7-8 контроллера 371(372) подается к катушкам отпускного О и
Рис. 21. Осциллограммы процесса перехода из режима тяги в режим экстренного торможения
тормозного Т вентилей, цепи питания которых в отличие от схем без реостатного торможения разделены. После возбуждения обеих катушек в магистраль, заполняемую от электровоздухораспределителя, и, следовательно, в задатчик тормозной силы, а также в тормозные цилиндры начинает поступать воздух, давление которого определяется временем выдержки рукоятки контроллера 371 (372) в тормозном положении. Как только давление достигнет 0,6—0,8 кгс/см2, замыкаются контакты реле давления 492 и процесс включения реостатного тормоза протекает, как и при пневматическом торможении от крана машиниста усл. № 395.
Для того чтобы зафиксировать какое-либо давление в задатчи-ке тормозной силы, рукоятку контроллера переводят в положение «Перекрыша». При этом размыкаются его контакты 5-6 и 7-8 в цени питания катушек обеих вентилей электровоздухораспределителя. Однако обесточивается только катушка тормозного вентиля, так как питание к катушке отпускного вентиля продолжает поступать от провода 300 (на электровозах с ЧС2т-1025 от провода 406) через контакты 1-2 реле давления 495, замыкающие контакты 1-2 реле 488 и далее по проводу 793 через контакты 13-14 реверсивного барабана, контакты 1-2 контроллера 371(372), диод 383. В этом положении в задатчике устанавливается постоянное давление.
В положении «Отпуск» рукоятки контроллера разомкнуты все его контакты и обесточены катушки обоих вентилей электровоздухораспределителя—давление в задатчике 491 падает. Зафиксировать пониженное давление можно, переводя рукоятку в положение «Перекрыша». Так как токи и, следовательно, тормозная сила реостатного тормоза пропорциональны давлению в задатчике, представляется возможным регулировать тормозную силу в зависимости от требуемого режима ведения поезда.
При электропиевматическом торможении электровоза и вагонов, осуществляемом краном машиниста усл. № 395, процесс перехода в режим реостатного торможения и регулирования его протекает так же, как и при служебном пневматическом торможении. Некоторые особенности имеются лишь в цепях питания вентилей электровоздухораспределителя электровоза. Управление электропневматическими тормозами вагонов и схема питания линейных проводов поезда не отличаются от обычных, принятых на пассажирских локомотивах.
Цепи управления реостатным тормозом и цепи питания катушки отпускного вентиля О электровоздухораспределителя связаны замыкающими контактами 1-2 вспомогательного реле 489, катушка которого подключена к зажимам Л и 3 блока управления — БУ ЭПТ. В положениях / и II ручки крана машиниста к катушке реле 489 подводится напряжение переменного тока и реле не включается. При переводе ручки крана машиниста в положения /77 и IV зажимы 3 и Л и, следовательно, катушка реле489 соединяются соответственно с зажимами +50 и —50 блока БУ ЭПТ.
После включения реле 489 создается следующая цепь тока через катушку вентиля О: провод 300 (или 406, начиная с ЧС2т-1025), контакты 1-2 реле давления 495, замыкающие контакты 1-2 реле 489, контакты кнопок 798 и 799 (отпуск ЭПТ электровоза), диод 383. Протеканию тока через катушку вентиля Т в этом положении («плюс» на корпусе, «минус» па проводе) препятствует диод 384. При переводе ручки крана машиниста в положение У или VI изменяется полярность на катушке вентиля Т и она возбуждается. Реле 489 остается включенным независимо от изменения полярности напряжения н питание катушки вентиля О по рассмотренной выше цепи не прерывается.
В результате возбуждения катушек обоих вентилей начинается торможение. После достижения давления 0,6—0,8 кгс/см2 замыкаются контакты реле давления 492 в цепи управления реостатным тормозом.
Питание катушки вентиля О обеспечивается во всех режимах независимо от скорости движения и работы реостатного тормоза. Так, если торможение производится при скорости менее 50 км/ч, то напряжение на провод 683 подается через параллельно соединенные контакты 1-2 реле 495 и 9-10 реле 488. Следовательно, если давление становится больше 2,2 кгс/см2 (при этом размыкаются контакты реле давления 495), питание не прерывается. В режиме, когда скорость движения более 50 км/ч и давление превышает 2,2 кгс/см2, т. е. разомкнуты контакты 9-Ю и 1-2 соответственно реле 488 и 495, напряжение на провод 683 подастся через замыкающие контакты 11-12 реле 330, которое включено.
Принятая схема управления и наличие специального контроллера 371 (372) позволяют осуществлять комбинированное торможение, увеличивая или уменьшая эффективность реостатного тормоза при определенной ступени торможения поезда, обеспечиваемой краном машиниста.
При снижении скорости до 50 км/ч срабатывает скоростной регулятор «Дако», после чего размыкаются контакты 3-4 связанного с ним реле давления 493 и теряет питание провод 66"/. Однако схема цепей реостатного тормоза не изменяется, так как основное реле 322 продолжает получать питание от провода 693 через диод и замыкающие контакты вспомогательного реле 4903 регулятора 490. Отсутствие напряжения в проводе 661, который соединен с зажимом регулятора 490 и через замыкающие контакты реле 4903 с катушкой реле времени 499, является сигналом прекращения подачи отпирающих импульсов на тиристоры воз-
Рис. 22. Осциллограммы процесса отпуска реостатного тормоза при срабатывании скоростного регулятора
будителя, кроме того, при этом выключается реле времени. Ток возбуждения и соответственно токи якорей начинают плавно уменьшаться под воздействием достаточно большой индуктивности последовательно соединенных обмоток возбуждения (рис.22). Примерно через 2—3 с от момента выключения реле времени 499 размыкаются его контакты 1-2 в цепи катушки блокировочного вентиля 485 и воздух поступает в скоростной клапан «Дако», т. е. происходит наложение пневматического торможения на реостатное, эффективность которого к этому времени низка и продолжает уменьшаться.
Реостатное торможение прекращается тогда, когда при снижении токов якорей примерно до 50 А обесточивается реле 4903 и разрывается цепь питания катушки реле 322. В дальнейшем осуществляется только пневматическое торможение. Давление в тормозных цилиндрах устанавливается в соответствии с заданной краном машиниста ступенью. Однако, если реостатным тормозом управляют с помощью контроллера 371(372), давление в тормоз-пых цилиндрах при замещении ограничивают значением 2,2 кгс/см2 с целью исключить возможные случаи юза при переходе па пневматическое торможение. Ограничение давления обеспечивается реле 495, контакты которого разрывают цепь питания катушки отпускного вентиля О электровоздухораспределителя при давлении более 2,2 кгс/см2 (напряжение через контакты 11-12 реле 330 не подается, так как катушка реле при скорости менее 50 км/ч обесточена). Катушка вентиля О, несмотря на положение «Перекрыша» контроллера 371(372), теряет питание и начинается выпуск воздуха из тормозных цилиндров. Как только давление снизится до 2,2 кгс/см2, вновь замкнутся контакты реле 495 и питание к катушке О, пока включено реле 488, подается через его замыкающие контакты 1-2, а после выключения этого реле (в момент, когда разбирается схема тормозного режима) — через контакты реле давления 492, диод 389 и размыкающие контакты 2-3 реле 488.
Замещение реостатного торможения пневматическим происходит также при любом срабатывании реле защит, через одиннадцать последовательно соединенных контактов которых от провода 400 подается напряжение на катушку реле 324 и зажимы регулятора 490 (от проводов 670 и 671). Далее кратковременное отсутствие напряжения на указанных зажимах является сигналом для запирания тиристоров возбудителя, а потеря питания катушкой реле 324 вызывает его отключение. При этом размыкаются его контакты 5-6 в цепи самоподпитки катушки, а также контакты 7-8 в цепи питания катушек вентилей контакторов 171— 174 и блокировочного вентиля 485. Процесс реостатного торможения прекращается и в тормозные цилиндры поступает воздух, давление которого определено ступенью пневматического торможения. Электрические цепи остаются в тормозном положении до окончания процесса пневматического торможения.
Срабатывание аппаратов защиты при реостатном торможении фиксируется сигнальными реле блока 585, флажки которых выведены на лицевую панель блока. Кроме того, загораются сигнальные лампы 578, 579. Сигнальные реле возвращают в исходное положение нажатием кнопки 576.
В режиме реостатного торможения в качестве датчиков юза на электровозах ЧС2Т945-М024 используются датчики боксова-ния, основанные на принципе сравнения напряжений двух двигателей. Сигнал из блока 510 по проводу 503 подается в регулятор 490, вследствие чего снижается ток возбуждения до тех пор, пока не выравнятся напряжения. Одновременно возбуждаются вентили песочниц. После прекращения юза ток возбуждения вновь повышается до прежнего значения. Начиная с электровоза Ч»С2т-1025, сигнал о юзе подается из регулятора 498 на основании сравнения (с помощью трансформаторов постоянного тока 025—027) минимального тока якорей тяговых двигателей со средним значением. При определенной разности токов включается промежуточное реле 329 и своими контактами замыкает цепь питания регулятора от провода 400.
Срыв сцепления первой оси и возможное снижение ее скорости до 50 км/ч могут привести к срабатыванию скоростного регулятора, что воспринимается схемой как окончание реостатного торможения и вызывает переход на пневматическое. Для того чтобы исключить этот режим, параллельно контактам реле давления 493 включена шунтирующая цепь: провод 687, замыкающие контакты реле RE1 блока 510. провод 504, замыкающие контакты реле 4903 регулятора 490, провод 661. Начиная с электровоза ЧС2т-1025, вместо контактов реле REt используются контакты 9-Ю реле 329.
Ступени тормозной силы, одну из которых выбирает машинист в зависимости от местных условий сцепления, устанавливаются с помощью переключателей 376(377), расположенных на пульте управления в каждой кабине электровоза.