Работа электрической схемы тепловоза ТЭМ18.
1. Силовая цепь.
Тяговые электродвигатели 1...6 подключены к тяговому генератору Г в две параллельные группы по три электродвигателя в каждой посредством поездных контакторов П1 и П2.
Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей подключаются контактами главной цепи реверсора Р. При изменении положения реверсора его замкнутые контакты размыкаются, а разомкнутые контакты замыкаются. В этом случае обмотки возбуждения электродвигателей будут обтекаться током в противоположном направлении. Изменение направления тока в обмотках возбуждения вызывает изменение направления вращения якорей электродвигателей, и, следовательно, направление движения тепловоза.
Для обеспечения работы тягового генератора в рабочем интервале токов нагрузки (в гиперболической зоне внешней характеристики генератора) на тепловозе предусмотрены две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей, что позволяет использовать полную мощность дизеля на 8-ом положении контроллера до скорости 57 км/час.
Включением контактора Ш1 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1,2,3 подсоединяется сопротивление первой ступени ослабления поля СШ1. При этом часть тока обмоток якорей электродвигателей 1,2,3 ответвляется по сопротивлению СШ1 и по обмоткам возбуждения будет проходить 48% тока якорей.
При включении контактора Ш2 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1,2,3 подсоединяется сопротивление второй ступени ослабления поля СШ1. В этом случае большая часть тока обмоток якорей будет проходить помимо обмоток возбуждения, так как часть тока дополнительно ответвляется по сопротивлению СШ1, и по обмоткам возбуждения будет проходить 25% тока якорей.
Подключение цепей ослабления поля тяговых электродвигателей задней тележки 4,5,6 осуществляется аналогично.
2. Питание цепей управления и освещения.
При остановленном дизеле цепи управления и освещения получают питание от аккумуляторной батареи БА по цепи: плюсовой нож рубильника батареи РБ, предохранитель батареи на 80A шунт амперметра ША1, сопротивление заряда батареи СЗБ, плюсовые клеммы пульта и автоматические выключатели AB1,AB3,AB9...AB12. При работающем дизеле питание поступает от полюса вспомогательного генератора через диоды заряда батареи на плюсовые зажимы пульта и далее на автоматические выключатели.
Автоматические выключатели АВ4, АВ5,АВ8 подключены к аккумуляторной батарее до рубильника батареи РБ для питания цепей дежурного освещения.
После автоматических выключателей цепи подключаются непосредственно к отдельным аппаратам и электролампам выключателями тумблерами или кнопками. От минусовых зажимов катушек аппаратов или электроламп при обновленном дизеле ток проходит через минусовой нож рубильника РБ на минус аккумуляторной батареи БА, при работающем дизеле ток проходит к минусу вспомогательного генератора ВГ.
3. Пуск дизеля.
Для запуска дизеля включите рубильник аккумуляторной батареи РБ, установите штурвал контроллера машиниста КМ в нулевое положение, а реверсивную рукоятку в рабочее положение - «Вперед» или «Назад», включите автоматический выключатель АВЗ «Управление общее», а также выключатели AB1 и АВ2 в цепях электродвигателей топливоподкачивающего и маслопрокачивающего насосов.
Пуск дизеля начинается после включения тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля».
До включения тумблера В27 его размыкающими контактами подается питание на катушку реле РУ12 через размыкающие контакты кнопок 1K0, 2К0 «Стоп дизеля» на переносных пультах и размыкающие контакты переключателя ПЧТ.
Реле РУ12 включается и замыкающими контактами становится на самоблокировку. Вторыми замыкающими контактами подготавливается цепь питания контактора КТН.
После включения тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля» получает питание катушка контактора КТН от контактов контроллера КМ по контактам тумблера В27, замкнутым контактам РУ 12.
Контактор КТН включается и контактами главной цепи подключает цепь питания электродвигателя топливоподкачивающего насоса ТН через контакты штепсельного разъема P1.
Одновременно замыкающими контактами контактора КТН подготавливается цепь питания : реле РВЗ, РB5, РУ5, РУ28, РУ29, РУЗ0, а также контактора КМН, размыкающими контактами контактора КТН разрывается цепь питания контакторов Д1,Д2 от кнопки КП «Проворот вала дизеля», чем исключается возможность включения пусковых контакторов при работающем дизеле на холостом ходу от случайного нажатия кнопки.
После включения контактора КТН получает питание катушка реле РУ7 по цепи: размыкающие контакты тумблера В28, замкнутые контакты контактора КТН, замкнутые контакты реле РУ4. Реле РУ7 замыкающим контактом включает реле времени РВ2. Реле РВ2 замыкающими контактами подключает катушку промежуточного реле РУ28 по цепи: размыкающие контакты контактора КУ17, замкнутые контакторы реле РВ2.
Реле РУ28 включается и своими замыкающими контактами создает цепи питания реле времени РВЗ и катушки контактора масляного насоса КМН, который контактами главной цепи включает электродвигатель маслопрокачивающего насоса МН. Включенный маслопрокачивающий насос производит предварительную прокачку масла дизеля в течение 36 с. По истечении этого времени замыкающие контакты реле РВЗ (с выдержкой времени) включают катушку реле РУ29. Своим замыкающим контактом промежуточное реле PУ29 создает цепь питания катушки реле РУ5. Реле РУ5 замыкающими контактами подключает катушку реле РВ5, Вторыми замыкающими контактами реле РУ5 подключаются катушки пусковых контакторов Д1 и Д2 через размыкающие контакты вспомогательной цепи контактора КВ.
Контакторы Д1 и Д2 контактами главной цепи подключают тяговый генератор Г к зажимам аккумуляторной батареи БА через рубильник батареи РБ. Генератор, работая в режиме электродвигателя, разворачивает коленчатый вал дизеля.
При включении пусковых контакторов замыкающими контактами вспомогательной цепи контактора Д1 включается электромагнит регулятора частоты вращения вала дизеля БМ. Электромагнит включает в работу сервомотор регулятора частоты вращения вала дизеля который обеспечивает подачу топлива в цилиндры дизеля.
В процессе пуска дизеля при достижении давления масла 0,16.. .0,17 МПа(1,6 .,.1,7 кгс/см2) контакты реле давления масла РДМ замыкаются и включают реле РУ4. После включения реле РУ4 становится на самоподпитку.
При включении реле РУ4 его размыкающими контактами обесточиваются катушки реле РУ7, РВ2 и контактора КМН, отключается маслопрокачивающий насос, контакты реле РВ2 размыкаются по истечении 6 с и отключают реле РУ5, РВЗ. После этого замыкающими контактами реле РУ5 отключаются пусковые контакторы Д1 и Д2, реле РВ5. Задержка отключения контакторов Д1 и Д2 на 6 с после включения реле давления масла РДМ предусмотрена для повышения устойчивости пуска дизеля.
Пусковые контакторы Д1, Д2, отключившись, разорвут цепь питания тягового генератора от аккумуляторной батареи в том случае, если no какой-либо причине в процессе пуска дизеля не происходит срабатывание реле давления масла РДМ, то по истечении 17 с после включения пусковых контакторов Д1 и Д2 замыкаются контакты реле РВ5 и включают реле РУ30, которое своим замыкающим контактом запитывает катушку реле РУ4. РУ4, срабатывая, как описало выше, разбирает схему пуска дизеля. Этим ограничивается время прокрутки дизеля от батареи при несостоявшемся пуске (23 с).
Для возможности проворота коленчатого вала без пуска дизеля предусмотрена кнопка КП «Проворот вала дизеля», нажатием которой на позиции «Холостой ход» подается питание непосредственно на катушки пусковых контакторов Д1 и Д2 через размыкающие контакты вспомогательной цепи контакторов КТН и КВ.
Кроме того, предусматривается возможность включения топливоподкачивающего насоса без пуска дизеля посредством включения контактора КТН тумблером В28 «Топливный насос». При этом цепь питания катушек аппаратов схемы пуска дизеля размыкается размыкающими контактами тумблера B28 Также предусмотрено включение масло прокачивающего насоса тумблером В4 «Масляный насос».
Остановку дизеля производят отключением тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля». При этом обрывается питание контактора КТН, реле РУ4 и электромагнита БМ. Дизель глохнет.
3. Возбуждение вспомогательного генератора и подзарядка аккумуляторной батареи.
После окончания пуска дизеля размыкающими контактами вспомогательной цепи контактора Д2 создается цепь питания катушки контактора управления КУ17. Контактор КУ17 замыкающими контактами создает цепь питания обмотки возбуждения Ш1-Ш2 вспомогательного генератора ВГ через резистор регулятора напряжения БРН.
Генератор возбуждается и на его зажимах возникает напряжение. При работающем генераторе ВГ величина напряжения поддерживается регулятором напряжения в пределах (75+1) В, и ток от плюсового зажима генератора Я по предохранителю вспомогательного генератора на 80 А, диодам заряда батареи ДЗБ, резистору заряда батареи СЗБ, шунту ША1,предохранителю батареи на 80 А и ножу рубильника РБ поступает на подзарядку батареи БА.
При остановке дизеля, когда напряжение вспомогательного генератора снижается и становится меньше напряжения батареи, диоды ДЗБ не пропускают ток в обратном направлении, т.е. от аккумуляторной батареи к вспомогательному генератору, предотвращая разрядку батареи на обмотку якоря генератора ВГ.
Включением возбуждения генератора ВГ замыкающими контактами контактора КУ17 только после отпадания пусковых контакторов исключается возможность питания тягового генератора при пуске дизеля, что приводило бы к перегоранию предохранителя на 80А.
Вторыми замыкающими контактами контактора КУ17 в цепи пуска дизеля шунтируются контакты реверсивного барабана и контакты главного барабана контроллера КМ, замкнутые только на нулевом положении. Этим сохраняется цепь питания катушки контактора КТН, реле РУ4 и электромагнита БМ на рабочих позициях контроллера и при реверсировании, когда указанные контакты контроллера будут разомкнуты. Контакты реверсивного барабана контроллера введены в цепь пуска для исключения возможности пуска дизеля при снятой реверсивной рукоятке.
5. Возбуждение возбудителя и тягового генератора.
Возбудитель имеет две обмотки: параллельную Ш1 -Я2 и дифференциальную 01-02. Параллельная обмотка получает питание от вспомогательного генератора ВГ через главные контакты контактора ВВ, резистор возбуждения СВВ и замыкающие контакты контакторов П1 и П2.
Одновременно параллельная обмотка получает питание от возбудителя В по резистору СВВ. Такое подключение параллельной обмотки обеспечивает возможность настройки внешней характеристики тягового генератора в заданных пределах.
Дифференциальная обмотка возбуждения включается последовательно с якорем тягового генератора и обтекается током нагрузки генератора. Действие дифференциальной обмотки противоположно параллельной. При отсутствии тока нагрузки генератора напряжения возбудителя максимально, по мере увеличения тока нагрузки генератора действие дифференциальной обмотки усиливается, что приводит к снижению напряжения возбудителя и тягового генератора.
Независимая обмотка возбуждения генератора F1-F2 получает Питание от возбудителя В при включении контактора КВ. Параллельно силовым контактам контактора KB подключен резистор СВГ, который при отключении контактора KB исключает полный разрыв цепи, в результате чего предотвращается повышение напряжения в обмотке возбуждения H1-H2.
6. Работа схемы при движении тепловоза.
При приведении тепловоза в движение реверсивную рукоятку контроллера установите в требуемое положение «Вперед» или «Назад», включите тумблер «Управление машинами» и штурвал контроллера переведите с нулевой на первую позицию.
При установке реверсивной рукоятки в рабочее положение получает питание один из вентилей управления реверсором, например, «Вперед» и силовыми контактами производит подключение обмоток возбуждения тяговых электродвигателей для движения вперед.
При установке штурвала контроллера в первую позицию контактами вспомогательной цепи реверсора Р включается катушка контактора возбуждения ВВ по цепи: контакты тумблера «Управление машинами», контакты контроллера КМ, контакты блокировки двери аппаратной камеры БК, контакты контактора КУ2, контакты реле РТ, РБ1 и РБ2.
Контактор ВВ включается, контактами главной цепи подключает шунтовую обмотку возбуждения Ш1 -Ш2 возбудителя В к вспомогательному генератору ВГ и, в обмотке якоря возбудителя создается напряжение.
Одновременно от размыкающих контактов контактора КУ2 получает питание катушка реле времени РВ4. Замыкающими контактами реле РВ4 создается цепь питания катушек вентилей контакторов П1 и П2 через контакты отключателя электродвигателей ОМ.
Контактами главной цепи контакторов П1 и П2 подключаются тяговые электродвигатели 1,2,3,4,5,6 к тяговому генератору Г. Одновременно контактами вспомогательной цепи контакторов П1 и П2 создается цепь питания катушки контактора возбуждения генератора KB через контакты контакторов Д1 и Д2, а также контакты реле РУ14, предохранитель ПР5 и контакты-термореле РТ3.
Контактор KB после включения замыкающими контактами вспомогательной цепи обеспечивает питание катушек контакторов KB и ВВ независимо от размыкающих контактов контактора КУ2, а контактами главной цепи подключает независимую обмотку возбуждения F1-F2 тягового генератора Г к якорю возбудителя. В генераторе создается напряжение, и его ток начинает поступать в обмотки тяговых электродвигателей, которые приводят тепловоз в движение.
Увеличение скорости движения тепловоза осуществляется перемещением штурвала контроллера с первой позиции на последующие. При этом на втором положении контроллера увеличение мощности генератора происходит в результате шунтирования ступени плавного трогания резистора СВВ в цепи шунтовой обмотки возбуждения возбудителя контактами контактора управления КУ2 при частоте вращения дизеля, соответствующей нулевому положению контроллера. Катушка контактора КУ2 получает питание от контактов контроллера на втором положении.
На положениях с 3-го по 8-ое мощность генератора увеличивается повышением частоты вращения вала дизеля за счет подключения в определенной последовательности контактами контроллера вентилей BT1-BT4, управляющих регулятором частоты вращения вала дизеля.
7. Управление поля происходит автоматически, посредством реле переходов РП1 и РП2. Катушки напряжения реле переходов включены на напряжение тягового генератора через сопротивление панели резисторов реле переходов СРПШ.
Ток в катушку напряжения реле РП1 поступает от плюса тягового Генератора по размыкающим контактам вспомогательной цепи контактора Ш1 и резистору СРПШ, а в катушке реле РП2 - по размыкающим контактам реле PB1, размыкающим контактам вспомогательной цепи контактора Ш2 и резистору СРПШ.
При увеличении напряжения генератора пропорционально увеличивается ток в катушках напряжения реле РП1 и РП2.
Катушки тока реле РП1 и РП2 через резистор СРПТ включены параллельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора и дифференциальной обмотке возбудителя.
