Электрические аппараты.

Основная часть электрических аппаратов на тепловозе ТУ2 размещена в высоковольтной камере (рис. 11), расположенной на левой стенке кузова со стороны кабины машиниста № 1, и на пультах управления (см. рис. 3). Большинство аппаратов, установленных на тепловозе ТУ2, применяется и на отечественных тепловозах нормальной колеи.

Рис. 11. Расположение аппаратов в высоковольтной камере тепловоза ТУ2.

1 – контактор зарядки аккумуляторной батареи; 2 – панель сопротивлений возбуждения возбудителя; 3 – контактор независимого возбуждения главного генератора; 4 – клеммовая рейка; 5 – контактор возбуждения возбудителя; 6 – панель сопротивлений реле перехода; 7 – регулятор напряжения; 8 – реле заземления; 9 – реле обратного тока; 10, 11 – добавочные сопротивления вольтметров силовой цепи; 12 – реле перехода; 13 – рубильник реле заземления; 14 – добавочное сопротивление вольтметра вспомогательного генератора; 15 – реле боксования первой тележки; 16 – вольтметр вспомогательного генератора; 17 – щиток предохранителей; 18 – шунт амперметра зарядки батареи; 19 – рубильник аккумуляторной батареи; 20 – реле боксования второй тележки; 21 – панель сопротивлений шунтового возбуждения главного генератора; 22 – сопротивление зарядки батареи; 23-24 – панели сопротивлений реле боксования; 25 – пусковой контактор; 26 – контактор шунтировки поля; 27 – клеммовая рейка; 28 – реверсор; 29 – сопротивление шунтировки поля; 30 – шунт амперметров главного генератора; 31, 32 – силовые контакторы; 33 – отключатели тяговых электродвигателей; 34 – предохранитель; 35 – переключатель котла подогрева; 36 – сопротивление котла подогрева.

Контакторы.

Контакторами называют электрические аппараты, предназначенные для замыкания и размыкания электрических цепей, пропускающих токи большой величины.

Привод контактора может быть пневматическим или электромагнитным.

В зависимости от этого, различают контакторы электропневматические и электромагнитные.

На тепловозе ТУ 2 установлено 7 электромагнитных контакторов , основные технические данные которых приведены в таблице 1.

1 пусковой контактор (тип КТП 524-7). По схеме Д.

1 контактор шунтировки поля (тип КТП 523-7). По схеме Ш.

1 контактор возбуждения главного генератора (тип КП 502-5). По схеме КВ.

1 контактор возбуждения возбудителя (тип КП1-21/20). По схеме ВВ.

1 контактор зарядки аккумуляторной батареи (тип КП 502-5). По схеме Б.

2 контактора включения тяговых электродвигателей (тип КП 504-11).По схеме П1, П2.

Пусковой двухполюсный электромагнитный контактор (Д) типа КТПВ-524-7 (рис. 12) предназначен для подключения главного генератора к аккумуляторной батарее во время пуска дизеля.

Контактор смонтирован на изоляционной панели 1 и состоит из следующих основных частей: магнитопровода 13, двух неподвижных контактов 2, закрепленных на панели 1, якоря 11, с которым через изоляционную колодку 14 связаны два кронштейна 15 с подвижными контактами 6, катушки 10 с сердечником, дугогасительной катушки 3, дугогасительной камеры 5, блок-контактов 8 и притирающей пружины 7.

Дугогасительная камера 5, изготовленная из асбоцемента, надевается на дугогасительные щеки 4.

При включении катушки 10 сердечник намагничивается и притягивает якорь 11, замыкая подвижные контакты 6 с неподвижными 2.

Притирание контактов обеспечивается пружиной 7.

При отключении катушки 10 под действием пружины контакты 6 и 2 размыкаются.

Контактор шунтировки поля (Ш). Для включения сопротивлений шунтировки поля установлен двухполюсный электромагнитный контактор типа КТП-523-7. По своему устройству и принципу работы он аналогичен пусковому контактору типа КТПВ-524-7.

Контакторы включения тяговых электродвигателей (П1 – П2). Для подключения тяговых электродвигателей к главному генератору используются два электромагнитных контактора типа КПВ-504-11 (рис. 13).

Контактор смонтирован на изоляционной панели и состоит из следующих основных частей: скобы 1, являющейся магнитопроводом, неподвижного контакта 4, установленного на изоляционной панели 2, якоря 13 с закрепленным на нем через изоляционную колодку подвижным контактом 7, дугогасительной катушки 5, дугогасительной камеры 6, втягивающей катушки 12 с сердечником, притирающей 8 и нажимной 10 пружин и блок-контактов 9.

Рис. 12. Электромагнитный контактор типа КТПВ-524-7:

1 – панель; 2 – неподвижный контакт; 3 – дугогасительная катушка; 4 – щека дугогасительная; 5 – дугогасительная камера; 6 – подвижной контакт; 7 – притирающая пружина; 8 – блок-контакты; 9 – плоская пружина; 10 – катушка; 11 – якорь; 12 – гибкий шунт; 13 – скоба магнитопровода; 14 – пластмассовая колодка; 15 – кронштейн; 16, 17 – выводы.

Контактор возбуждения главного генератора (KB) типа КП-502-5 предназначен для включения обмотки независимого возбуждения главного генератора на напряжение возбудителя. По своему устройству он аналогичен контактору типа КПВ-504-11.

Контактор зарядки батареи (Б). Подключение вспомогательного генератора к цепи управления также осуществляется электромагнитным контактором типа КП-502-5.

Контактор возбуждения возбудителя (ВВ) типа КП-21/20 (рис. 14) подключает обмотку независимого возбуждения возбудителя к вспомогательному генератору.

Контактор электромагнитный, смонтирован на изоляционной доске и имеет следующие основные части: магнитопровод 1, на котором установлена втягивающая катушка 2 с сердечником; якорь 12, два подвижных мостиковых контакта 7, закрепленных на якоре через изоляционную прокладку 10 и держатель 11, притирающую пружину 8 с регулировочным болтом 9, два неподвижных контакта 5 и отжимную пружину 14.

Контактор не имеет дугогасительного устройства.

Рис. 13. Электромагнитный контактор типа КПВ-504-11:

1 – скоба магнитопровода; 2 – панель; 3 – щека дугогасительной камеры; 4 – неподвижный контакт; 5 – дугогасительная катушка; 6 – дугогасительная камера; 7 – подвижной контакт; 8 – притирающая пружина; 9 – блок-контакт; 10 – пружина выключающая; 11 – плоская пружина; 12 – катушка; 13 – якорь; 14 – упорная скоба; 15 – гибкий шунт; 16, 17 – выводы.

Рис.14. Электромагнитный контактор типа КП-21/20:

1 – магнитопровод; 2 – катушка; 3 – шайба; 4 – гайка; 5 – неподвижные контакты; 6 – серебряные накладки; 7 – подвижной контакт; 8 – притирающая пружина; 9 – регулировочный болт; 10 – изоляционная прокладка; 11 – держатель; 12 – якорь; 13 – регулировочный винт; 14 – отжимная пружина

Таблица 1.

Примечание. Контактор типа КП-21/20 имеет главные контакты мостикового типа, остальные – Г-образного типа

Реле.

Реленазывается электрический аппарат, производящий включения, выключения и переключения в электрических цепях. На тепловозе ТУ2 установлено:

Три управляющих реле: реле обратного тока (РОТ),реле переходов(РП), промежуточное реле (ПР).

Три защитных реле: реле боксования (РБ1, РБ 2),реле заземления(РЗ).

Один вспомогательный аппарат – регулятор напряжения (РН).

Реле обратного тока (РОТ) типа ПР-26А-1 (рис. 15) предназначено для защиты аккумуляторной батареи от разряда на вспомогательный генератор. При помощи этого реле осуществляется автоматическое управление контактором Б – зарядки АБ.

Рис. 15. Реле обратного тока:

1 – панель; 2 – прокладка; 3 – основание; 4 – крепежные болты; 5 – винты; 6 – гибкий провод; 7 – бакелитовая трубка; 8 – шунтовая катушка; 9 – крепление катушек; 10, 11 – сопротивления; 12 – перемычка; 13, 17 – контргайки; 14, 16 – регулировочные винты; 15 – кронштейн; 18 – упор; 19 – регулировочная пружина; 20 – держатель; 21 – сериесная катушка; 22 – упорная планка; 23 – изоляционная планка; 24 – предохранительная планка; 25 – гибкая пластина неподвижного контакта; 26 – неподвижный контакт; 27 – подвижной контакт; 28, 32 – винты; 29 – якорь реле; 30 – дифференциальная катушка; 31 – шайба.

Реле смонтировано на изоляционной панели 1 и состоит из следующих основных частей: шунтовой 8, сериесной 21 и дифференциальной 30 катушек. Сердечники этих катушек крепятся на стальном основании 3, являющемся магнитопроводом. На нижнем конце якоря 29 расположен подвижной контакт 27. Неподвижный контакт 26 укреплен на кронштейне 15 через изоляционную планку 28. Затяжка пружины 19 регулируется винтом 14, а воздушный зазор между якорем и сердечником шунтовой катушки – винтом 16. На панели реле установлены сопротивления 10 и 11 типа ПЭ-50. Сопротивление 10 разделено на две части в 25 и 375 ом.

В настоящее время на тепловозах вместо реле устанавливают диод зарядки батареи (ДЗБ).

Реле перехода (РП) типа Р-42Б-1 (рис. 16) предназначено для автоматического управления контактором шунтировки поля в зависимости от скорости движения тепловоза.

Реле имеет две катушки (токовую и напряжения) с короткими сердечниками 6 и 12.

Катушки и сердечники установлены на стальном основании 4, которое прикреплено к изоляционной панели 1. К основанию 4 приварен и кронштейн 10, являющийся опорой для изоляционной планки 19 с неподвижными контактами 17 и 32.

Якорь 11 с противовесом 8 качается на оси 9, вставленной в отверстия кронштейна 10. На концах якоря 11 имеются два стальных цилиндрических плунжера 3 и 13. На якоре через изоляционные держатели 21 и 26 и плоские пружины 15 и 29 закреплены подвижные контакты 16 и 31. При обесточенных катушках под действием регулировочной пружины 23 контакты реле находятся в разомкнутом состоянии.

Рис. 16. Реле перехода:

1 – панель; 2 – прокладка; 3, 13 – плунжеры; 4 – основание; 5 – винт для крепления сердечника; 6 – сердечник катушки напряжения; 7 – винт для крепления пластины; 8 – противовес; 9 – ось якоря; 10 – кронштейн; 11 – якорь; 12 – сердечник токовой катушки; 14 – планка; 15, 29 – плоские пружины; 16, 31 – подвижные контакты; 17, 32 – неподвижные контакты; 18, 30 – держатели; 19 – изоляционная планка; 20, 28 – защитные планки; 21, 26 – держатели; 22, 27 – гибкий провод; 23 – регулировочная пружина; 24 – регулировочный винт; 25 – планка.

Характеристика реле приведена в таблице 2

Таблица 2.

Регулятор напряжения (РН) типа ПР-29-7 (рис. 17) служит для поддержания постоянным напряжения вспомогательного генератора. Регулятор состоит из собственно регулятора напряжения 1 типа СРН-ТУ-3, четырех конденсаторов 2 типа КЭ-500-05-Ш (два из них являются запасными), пяти сопротивлений 3 типа ПЭ и промежуточного реле 4 (ПР) типа Р-42Е-2, установленных на панели 5. Регулятор типа СРН-ТУ-3 (рис. 18) имеет ярмо 1 и сердечник 3, на который надета неподвижная катушка 16. С якорем 4 связан подвижной угольный контакт 10 и подвижная катушка 5. Неподвижные контакты 9 и 11 укреплены в хомутах. Регулировочная пружина 12, одним концом соединенная с якорем 4, а вторым с держателем 13, прижимает подвижной контакт к правому неподвижному. Для регулировки пружины имеется винт 14. Катушки 5 и 16 соединены между собой последовательно. Принцип работы регулятора основан на пропорциональности магнитных потоков подвижной и неподвижной катушек, т. е. силы их взаимодействия, напряжению вспомогательного генератора. Усилие, развиваемое пружиной 12, направлено навстречу силе притяжения катушек.

Основные технические данные регулятора типа СРН-7У-3

На современных тепловозах применяются электронные регуляторы напряжения.

Промежуточное реле (ПР) типа Р-42Е-2 по своему устройству и принципу работы аналогично реле заземления типа Р-45ГЗ-12 (см. рис. 21) и отличается от него отсутствием механической защелки и наличием только двух размыкающих контактов.

Рис. 17. Панель регулятора напряжения:

1 – регулятор; 2 – конденсаторы; 3 – сопротивления; 4 – промежуточное реле; 5 – панель.

Рис. 18. Регулятор напряжения:

1 – ярмо; 2 – стальная втулка; 3 – сердечник неподвижной катушки; 4 – якорь; 5 – подвижная катушка; 6 – изоляционная планка; 7 – держатель подвижного контакта; 8 – биметаллические пластины; 9 – неподвижный контакт (посеребренный); 10 – подвижной контакт; 11 – неподвижный контакт (угольный); 12 – регулировочная пружина; 13 – держатель пружины; 14 – регулировочный винт; 15 – скоба; 16 – неподвижная катушка.

Термореле. На большинстве тепловозов ТУ2 установлены термореле корабельного типа ТРК-3, служащие для автоматического поддержания в заданных пределах (85 – 90° С) температуры воды в системе охлаждения дизеля. Принципиальная схема термореле показана на рис. 19.

Термореле состоит из термосистемы, передаточно-настроечного механизма и электрической части.

В термосистему входят: термобаллон 1, капиллярная трубка 2 и сильфон 3, образующие герметическую систему, заполненную легкокипящей жидкостью (ацетоном, эфиром или бромистым этилом).

Передаточно-настроечный механизм состоит из штока 5 сильфона, рычага 6, цилиндрической пружины 7, обоймы 8, регулировочного винта 9 с головкой 11 и контргайкой 10.

Электрическая часть состоит из микропереключателя 14, клеммовой коробки 15 и клемм 16.

Термобаллон помещен в трубе, по которой вода отводится от дизеля к радиаторам.

Работа термореле. При температуре воды ниже 85 – 90° С пружина 7 поворачивает рычаг 6 по часовой стрелке. Рычаг своим правым плечом нажимает на кнопку микропереключателя, размыкая его контакты. При увеличении температуры воды, окружающей термобаллон, повышается и давление паров жидкости в термосистеме. При этом шток 5 сильфона, преодолевая сопротивление пружины, будет перемещаться вверх и поворачивать рычаг 6 против, часовой стрелки. При температуре воды 85 – 90° С правое плечо рычага отойдет от кнопки микропереключателя, замыкая его контакты. Микропереключатель замыкает контакты в цепи питания катушки одного из реле управления системой охлаждения дизеля, либо подает питание к электропневматическому вентилю жалюзей или вентилятора холодильника. В электрических схемах тепловозов широкой колеи применяется от двух и более термореле. Блокировочные контакты этого реле также разрывают электрическую цепь питания катушки контактора возбуждения главного генератора (КВ). Контактор выключается и размыкает цепь питания током обмотки возбуждения главного генератора. Генератор перестаёт возбуждаться, его мощность резко падает. Нагрузка с дизеля снимается, и дальнейший нагрев охлаждающей воды предупреждается. При понижении температуры воды на 3 – 4° С против установленной контакты микропереключателя вновь разомкнутся. Установка температуры производится по шкале 13 и указателю 12 путем изменения затяжки пружины 7 с помощью регулировочного винта 9.

Рис. 19. Термореле ТРК-3:

1 – термобаллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – сильфон; 4 – камера сильфона; 5 – шток сильфона; 6 – рычаг; 7 – пружина; 8 – обойма; 9 – регулировочный винт; 10 – контргайка; 11 – головка регулировочного винта; 12 – указатель; 13 – шкала; 14 – микропереключатель; 15 – клеммовая коробка; 16 – клеммы.

Реле боксования (РБ1 и РБ2) типа Р-46Б-1 (рис. 20) служит для прекращения боксования колесных пар путем обесточивания обмотки возбуждения возбудителя, и оповещения об этом машиниста при помощи сигнальной лампы.

РБ 1 включено в цепь 1 и 2 тягового электродвигателя (ТЭД).

РБ 2 включено в цепь 3 и 4 тягового электродвигателя (ТЭД).

Нормально замкнутые контакты этих реле включены в цепь питания катушки контактора ВВ, а нормально разомкнутые – в цепь сигнальной лампы. Параллельно обмоткам якорей ТЭД, включена панель сопротивлений СРБ 1 и СРБ 2, типа ЩС 27А-5. Состоит из четырех трубок сопротивлений типа ПЭ 75. Сопротивления подобраны таким образом, что падение напряжения на них равно падению напряжения в обмотках якорей ТЭД. При отсутствии боксования ток по катушкам реле РБ1, РБ2 не проходит.

Реле смонтировано на изоляционной панели 13, на которой укреплен кронштейн 11 с катушкой 12 и сердечником 14. Якорь 5 с вырезом в средней части качается на оси 6, установленной в магнитопроводе. В верхней части якоря 5 укреплен двусторонний подвижной контакт 8, а в нижней части – плунжер 1, входящий внутрь катушки. Задний неподвижный контакт 9 и передний неподвижный контакт 7 крепятся на держателе 10.

При обесточенной катушке 12 под действием пружины 2 контакты 8 и 9 будут замкнуты. При прохождении тока по катушке 12 сердечник 14 намагничивается и притягивает плунжер 1 якоря 5. В результате контакты 8 и 9 разомкнутся, а 8 и 7 – замкнутся.

Рис. 20. Реле боксования (реле показано во включенном положении):

1 – плунжер; 2 – пружина; 3 – регулировочный винт; 4 – винт плунжера; 5 – якорь; 6 – ось якоря; 7, 9 – неподвижные контакты; 8 – подвижной контакт; 10 – держатель; 11 – кронштейны; 12 – катушка; 13 – панель; 14 – сердечник.

Реле заземления (РЗ) предназначено для снятия нагрузки с главного генератора при пробое на корпус изоляции силовой цепи. Реле имеет механическую защёлку, которая удерживает его во включённом состоянии.

Нормально замкнутые контакты этого реле включены в цепь питания катушек контакторов КВ и ВВ. При срабатывании РЗ эти контакторы отключаются. Цепь возбуждения главного генератора(ГГ) разрывается, вследствие чего напряжение на клеммахГГ становится равным нулю. Катушка РЗ одним своим проводом подключена к шунту силовой цепи ШГ, а другим – к каркасу высоковольтной камеры(ВВК).

На тепловозе установлено реле заземления типа Р-45ГЗ-12 (рис. 21), смонтированное на изоляционной панели 1, на которой установлены кронштейн 12 с катушкой 7 и сердечником 9 и планка 13. Якорь 10 реле качается на призме кронштейна 12. На нижней части якоря через изолятор 18 укреплены подвижные пальцевые контакты 20. Стойки неподвижных пальцевых контактов 21 установлены на панели 1.

Мостиковые контакты реле состоят из клеммного угольника 25 с неподвижными контактами, контактного мостика 26, притирающей пружины 27 и штыря 22 с пружиной 23.

В верхней части панели 1 укреплен угольник 2, на котором установлен рычаг защелки 6 с пружиной 4. К якорю 10 привернута планка 8.

При протекании тока по катушке 7 сердечник 9 намагничивается и притягивает якорь 10. Как только планка 8 попадет в выемку рычага 6, защелка под действием пружины 4 опустится. При выключении катушки якорь реле не отпадает, так как будет удерживаться рычагом защелки. При снятии с защелки якорь 10 отпадает под действием пружины.

Основные технические данные реле и их катушек приведены в таблицах 3, 4.

Рис. 21. Реле заземления:

1 – панель; 2 – угольник; 3 – болт; 4 – пружина защелки; 5 – ось; 6 – рычаг защелки; 7 – катушка; 8, 13 – планки; 9 – сердечник катушки; 10 – якорь; 11 – винт крепления катушки; 12 – кронштейн; 14 – угольник; 15 – гибкий шунт; 16 – регулировочная пружина; 17 – регулировочный винт; 18 – изолятор; 19 – притирающая пружина; 20 – подвижной контакт; 21 – стойка с неподвижными контактами; 22 – штырь; 23 – пружина; 24 – изолятор; 25 – клеммный угольник; 26 – контактный мостик; 27 – пружина

Таблица 3.

Реле давления масла(РДМ) ­­– для защиты от недостаточного давления масла в системе смазки.

Реле давления воздуха(РДВ) – не допускает движение локомотива при отсутствии воздуха в тормозной магистрали.

Таблица 4.

Реверсор.

На тепловозе ТУ2 установлен реверсор типа ПР-159А-1.

Барабан реверсора имеет два положения — «Вперед» и «Назад». Поворот барабана осуществляется пневматическим приводом.

При повороте барабана изменяется направление тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей, т. е. и направление вращения их якорей. В результате изменяется направление движения тепловоза.

Реверсор (рис. 22) состоит из главного и блокировочного барабанов, укрепленных на шестигранном валу 5. Подшипники вала смонтированы на кронштейнах 7.

На валу устанавливаются силовые сегменты 19. На стойках 1 укреплены шестнадцать силовых пальцев 15 и восемь блокировочных пальцев 24. Вал реверсора 5 и стойки 1 изолируются.

Привод реверсора (рис. 23) представляет собой пневматический механизм поршневого типа с двумя цилиндрами, сжатый воздух в которые подается через один из электропневматических вентилей («Вперед» или «Назад»).

Поршни 4 при помощи ползуна соединены между собой. Ползун штифтом 5 связан с вилкой мотыля 10. Цилиндры уплотняются кожаными манжетами 3.

При включении катушки электропневматического вентиля 9 сжатый воздух поступает в цилиндр и перемещает поршень 4 с ползуном, поворачивая мотыль 10. Вслед за мотылем поворачивается и вал реверсора 5 с сегментами 19 (см. рис. 22).

Основные технические данные реверсора типа ПР-159А-1

Рис. 22. Реверсор:

1 – стойки; 2 – пневматический привод; 3 – включающий вентиль; 4 – палец защелки; 5 – вал; 6 – барабан блокировки; 7 – кронштейн; 8 – масленка; 9 – держатель блокировочных пальцев; 10 – защелка; 11 – пальцедержатель; 12 – контактная пластина; 13 – шунт; 14 – штифт пальца; 15 – силовой палец; 16 – планка; 17 – пальцедержатель; 18 – фибровая прокладка; 19 – силовой сегмент; 20 – болты, стягивающие силовые сегменты; 21 – болты, стягивающие пальцедержатели; 22 – изоляция стоек; 23 – пальцедержатели; 24 – блокировочные пальцы; 25 – блокировочные сегменты; 26 – деревянные колодки; 27 – сегментодержатели; 28 – изоляция вала

Рис. 23. Привод реверсора:

1 – цилиндр; 2 – пружинные шайбы; 3 – кожаные манжеты; 4 – поршень; 5 – штифт; 6 – болт; 7 – стойка; 8 – крышка; 9 – электропневматический вентиль; 10 – мотыль; 11 – масленка; 12 – вал