В системе энергоснабжения вагонов этого типа предусмотрена защита от перенапряжений, от разрядки аккумуляторной батареи ниже допустимого напряжения, от токов короткого замыкания и перегрузок электроустановок и электропроводки в плюсовой и минусовой цепях.
Электрическая схема.
Основным источником электроэнергии на вагоне является генератор 1т1 (рис. 134), привод которого осуществляется через редуктор от торца оси колесной пары. Вспомогательным источником электроэнергии служит аккумуляторная батарея 1n1, которая рассчитана на питание потребителей в вагоне во время непродолжительных стоянок в пути следования. На длительных стоянках (например, в парках отстоя и формирования) питание электроэнергией потребителей и подзарядка аккумуляторной батареи может осуществляться от станционной сети постоянного тока напряжением 65 в, подключаемой к клеммовой коробке 1и3, расположенной на вагоне.
Рис. 134. Блок-схема энергоснабжения купированного вагона постройки заводов ГДР
- — лампы накаливания мощностью по 25 Вт в светильнике 2ν2 — служебного отделения (2 шт.), 2v3 — для аварийного освещения в купе (10 шт.) и лампы синего света мощностью по 45 Вт в светильниках 2v3 в купе (10 шт.);
- — лампы накаливания мощностью 15 Вт в светильниках2v15 — нерабочего тамбура (2 шт.);
- — лампы накаливания мощностью 15 Вт в светильниках 2v7 и 2v8 (софиты) для чтения в купе (38 шт.);
- — штепсельные розетки 267 в малом и большом коридорах (4 шт.);
- — лампы накаливания мощностью по 25 Вт в светильниках 2v9 — котельной (1 шт.), 2v10 — в распределительном шкафу (4 шт.), 2υ11, 2ν12 — радиокупе и преобразователя для радио (2 шт.), в настольном светильнике служебного отделения (1 шт.);
- — лампы накаливания мощностью по 25 Вт в светильниках 2ν14 — хвостовых сигнальных фонарей (6 шт.);
- — люминесцентные лампы мощностью по 20 Вт в светильниках 2ν0 — коридоров (3 шт.), 2ν3 — купе (10 шт.), в светильнике 2υ2 — служебного отделения (1 шт.);
- — люминесцентные лампы мощностью 20 Вт в светильниках 2v0 — коридоров (5 шт.), 2v3 — купе (10 шт.), 2v2 — служебного отделения (1 шт.).
Включение отдельных групп ламп накаливания осуществляется главным переключателем 2а3, который имеет следующие положения: 0 — освещение выключено; Т — включены группы
- VI, VII (дневной режим); 1/2 — включены группы I, II, III, IV, V,
- VII, VIII; 1/1 — включены все группы.
Для включения люминесцентного освещения (группы VIII и IX) служит кнопка 2b4; при нажатии на нее подается напряжение на обмотку контактора 2d электромашинного преобразователя 2m3. Контактор срабатывает и замыкающими контактами включает электродвигатель преобразователя. Как только на клеммах генератора преобразователя напряжение станет равным 220 в, срабатывает промежуточное реле 2d3, которое замыкающим контактом 2d3 включает контактор 2с2.
Питание на люминесцентные лампы подается через замыкающий контакт контактора 2с2, а размыкающие контакты контактора отключают лампы накаливания групп I и II. Включение или отключение группы IX люминесцентного освещения производится выключателем 2а4, расположенным на распределительном щите.
В каждом купе имеются переключатель 2а5 и выключатель 2а6 для включения люминесцентного освещения (при работающем электро- машинном преобразователе) или ламп накаливания в зависимости от положения переключателя 2а3.
Электрооборудование вагона может работать в нормальном или аварийном режиме в зависимости от положения переключателей 2а1 и 2а2. В нормальном режиме (оба переключателя в положении 1) потребители электроэнергии получают питание от подвагонного генератора или от аккумуляторной батареи. В аварийном режиме предусмотрена возможность снабжать электроэнергией потребители в соседнем вагоне; для этого переключатель 2а1 необходимо установить в положение 2. Величина тока потребителей соседнего вагона контролируется при этом амперметром 2g4 и не должна превышать 30 а. Если переключатель 2а2 установить в положение 2, то из магистрали электроэнергия будет поступать к потребителям в данном вагоне. При этом питание получают: электромашинный преобразователь 2m3 люминесцентного освещения, лампы накаливания (при соответствующем положении главного переключателя 2а3) и устройство контроля температуры нагрева букс. Величина потребляемого тока не должна превышать 30 а.
При аварийном режиме автоматически отключается IX группа люминесцентного освещения.
Управление вентиляционной установкой вагона может быть автоматическим и ручным. В зимний и переходный периоды года воздух, подаваемый в вагон, подогревается в водяном калорифере.
Включение электродвигателя вентилятора осуществляется переключателем 4Ы, который имеет пять положений: 0 — вентиляционная установка выключена, «автоматика» — установка включена на автоматическое управление; 1 — ручное управление (производительность 900 м3/ч); 2 — ручное управление (производительность 1 800 м3/ч); 3 — ручное управление (производительность 4 000 м3/ч).
Для автоматического управления вентиляцией переключатель 4b1 устанавливается в положение «автоматика». При этом ток от плюса аккумуляторной батареи через предохранитель 1и5е2, автоматический выключатель 1е8, контакт переключателя 2а3, замыкающий контакт реле минимального напряжения 1и4, размыкающие контакты тепловых реле 4е1 и 4е2, контакты переключателя 4b1 подается на ртутноконтактные термометры 4u1f1, 4u1f2, 4u2f3, 4u2f4.
При температуре воздуха в вагоне выше 26° С, а в воздуховоде выше 16° С все ртутноконтактные термометры замкнуты; ток через контакты термометров 4u1f1 и 4u2f4 поступает на обмотку промежуточного реле 4d2. Оно срабатывает и включает замыкающий контакт в цепи обмотки контактора 4с2, который в свою очередь замыкающим контактом 4с2-1 включает электродвигатель 4т1 вентилятора на скорость 560 об/мин, что соответствует производительности вентиляционной установки 1 800 м/ч. Замыкающий контакт 4с2-2 контактора, замыкаясь, подготавливает цепь для переключения электродвигателя на вращение со скоростью 1 250 об!мин. Одновременно напряжение через ртутноконтактный термометр 4u1f2, термистор 4r4, замыкающий контакт реле 4d2 подается на обмотку промежуточного реле 4d1.
Термистор 4r4 служит для постепенного включения электродвигателя вентилятора на полную скорость вращения. В начальный период пуска температура термистора равна температуре окружающей среды, а его сопротивление 2 200 ом. Термистор нагревается за счет прохождения через него тока, и сопротивление его резко уменьшается. Обмотка промежуточного реле 4d1 оказывается под полным напряжением аккумуляторной батареи, реле срабатывает, замыкает замыкающий контакт 4d1 в цепи обмотки контактора 4с1. Он включается замыкающими контактами 4с1-1 и 4с1-2 отключает резисторы 4иЗг2 и 4иЗг1 в цепи якоря электродвигателя 4т1 вентилятора. Поэтому электродвигатель работает при скорости вращения 1 250 об/мин, обеспечивая максимальную подачу (4 000 м3/ч) воздуха в вагон.
Когда температура в вагоне будет менее 26° С, ртутноконтактный термометр 4u1f2 отключает промежуточное реле 4d1, которое выключает контактор 4с1. Замыкающий контакт 4с1-2 отключается и включает последовательно якорю электродвигателя 4т1 резистор 4и3г1. Электродвигатель переключается на работу, соответствующую производительности 1 800 м/ч.
При дальнейшем понижении температуры в вагоне ниже 24° С ртутноконтактный термометр 4u1f1 отключает промежуточное реле 4d2, замыкающий контакт 4d2 которого выключает контактор 4с2, а размыкающий контакт 4d2 включает реле 4dl. Замыкающий контакт 4dl этого реле включает контактор 4с1. Контактор 4с1 замыкающими контактами 4с1с-1 и 4с1с-3 включает электродвигатель 4т1 вентилятора на работу со скоростью 360 об/мин.
Как только температура в воздуховоде станет ниже 16° С, ртутноконтактные термометры разрывают цепь питания обмоток реле 4dl и 4d2. В результате отключаются контакторы 4с1 и 4с2, в цепи обмоток которых находятся замыкающие контакты 4d1 и 4d2, и обесточивают электродвигатель вентилятора. С повышением температуры в воздуховоде и в вагоне электродвигатель вентилятора включается вновь, режим работы установки при этом устанавливается автоматически при помощи ртутноконтактных термометров.
Включение кипятильника производится переключателем 5b10. Ток от переключателя поступает в обмотку контактора 5с5, он срабатывает и замыкающими контактами 5с5 включает нагревательные элементы кипятильника 5и1, одновременно через замыкающий контакт 5с5 включается сигнальная лампа 5h10.
Во избежание перегрузки генератора, а также для ограничения разрядного тока аккумуляторной батареи при включении электрокипятильника 5и1 или электромашинного преобразователя 2т3 люминесцентного освещения автоматически выключается вентиляционная установка, если она работала с производительностью 4 000 м/ч.
Включение охладителя питьевой воды производится переключателем 5b8; при этом переключатель 5b10 должен находиться в положении 0. Тогда напряжение подается на контакторы термостата 5f1, который включается при температуре воды в бачке охладителя выше 12° С и подает ток на обмотку контактора 5с4. Последний срабатывает и замыкающим контактом 5с4 включает электродвигатель 5т4 водоохладителя. Как только температура воды станет ниже 12° С, термостат 5f1 выключается и разрывает цепь питания обмотки контактора 5с4, который в свою очередь отключает электродвигатель охладителя питьевой воды.
Охладитель питьевой воды или кипятильник можно включить только при работающем генераторе после срабатывания промежуточного реле 1d2.
Включение обогревателей водоналивных труб производится кнопочным выключателем 5b2, от которого ток поступает в обмотку контактора 5и4с5. Контактор включается и само- блокируется замыкающим контактом 5и4с5, через этот контакт параллельно обмотке контактора 5и4с5 подается ток на сигнальную лампу 5h11 и термисторы 5и3, установленные на трубе водоналивного патрубка рядом с нагревательными элементами. При нагревании патрубка и одновременно термистора до температуры 140° С сопротивление термистора резко уменьшается и закорачивается обмотка контактора 5и4с5, следовательно, контактор выключается и своим замыкающим контактом 5и4с5 отключает нагревательные элементы 5и3. Выключается обогрев водоналивных труб при помощи размыкающего кнопочного выключателя 5b11.
Включение обогрева сливных труб производится выключателем 5а1. При включении нагревательных элементов 5и2 наливных труб включается сигнальная лампа 5hl2.
Включение электромашинного преобразователя 5т1 для электробритв производится выключателем 5b3, расположенным на распределительном щите, и замыканием блокировочного контакта, расположенного в розетке 5b3 для электробритв. Замыкание блокировочного контакта происходит автоматически вилкой электробритвы при включении ее в розетку. После включения преобразователя загорается сигнальная неоновая лампа 5h5.
Вагоны оборудованы сигнализацией замыкания на корпус, которая состоит из двух сигнальных ламп 5h8 и 5h9, установленных на лицевой панели распределительного щита, и реле 5d3. Реле включается главным переключателем освещения 2а3 в положениях Т, 1/2 и 1/1. При отсутствии в вагонном электрооборудовании замыкания на корпус обе лампы горят вполнакала. При замыкании на корпус одна лампа горит полным накалом, а другая выключается. Сигнализация замыкания на корпус (реле 5d3) автоматически отключается: во время заполнения водяных баков замыкающим контактом реле 5d4, при работе электрооборудования в аварийном режиме.
Источники питания. Генератор. На вагоне установлен генератор типа 23/07.21 продольного поля с параллельным возбуждением. Подробное описание конструкции генератора приведено в книге Косарева А. А. «Электрооборудование ЦМВ» , а основные технические данные его следующие:
Мощность, кВт 4,9
Напряжение, в ... 65+1,625
Ток, а ... 75
Скорость вращения, об/минл
минимальная 550
максимальная .. 2 900
Число пар полюсов ... 2
Вес, кг ... 185
Аккумуляторная батарея.
Установленная на вагоне щелочная кадмиево-никелевая аккумуляторная батарея типа 9156.33/6.39 не боится глубоких разрядов и устойчиво работает при низких температурах. Батарея состоит из 39 элементов, по три элемента в одном деревянном футляре (ящике), которые устанавливаются в подвагонный аккумуляторный ящик на специальных фарфоровых изоляторах.
Технические данные батареи следующие:
Напряжение, в: номинальное 52
минимальное .39
Емкость при 5-ч разрядном токе, а-ч .. 375
Максимальный разрядный 3-ч ток, а 125
Разрядный 5-ч ток, а ... 75
Зарядный ток, а: номинальный 75
максимальный ..90
Коэффициент зарядки 1,6
Превышение уровня электролита в элементе над верхней кромкой пластин, мм .. 65
Плотность электролита для температуры наружного воздуха:
от 35 до —20° С .. 1,20±0,01
ниже —20° С .. 1,27+0,01
выше 35° С . 1,14±0,01
Вес одного элемента, кг:
без электролита .. 10,5
с электролитом . 15,9
Таблица 32
При температуре наружного воздуха выше 35° С в электролит необходимо добавить моногидрат лития.
Стабилизатор напряжения генератора.
Основными узлами стабилизатора 1и1 типа ERU80.201 являются: регулятор напряжения генератора, ограничитель тока генератора, реле обратного тока.
Регулятор напряжения генератора состоит из параллельной обмотки 1u1s2 с магнитной системой, угольного резистора 1и1r2 с переменным сопротивлением и дополнительных проволочных резисторов. Технические данные регулятора напряжения приведены в табл. 32.
Ограничитель тока генератора состоит из последовательной обмотки 1u1s1 с магнитной системой и резистора угольного переменного сопротивления 1u1r1. При помощи ограничителя тока не допускается повышение тока генератора более 71,75 а. Технические данные (соединение и высота угольных столбов, размеры угольных колец) ограничителя тока такие же, как у регулятора напряжения генератора.
Реле обратного тока состоит из параллельной и последовательной обмоток 1u1c1 с магнитной системой, переключающего силового контакта 1u1c1 и переключающего блокировочного контакта 1u1c1. Реле обратного тока, установленное на стабилизаторе напряжения генератора, имеет следующие технические данные:
Напряжение, в: включения 59,6—60,4
отключения . 34,6—35,4
Обратный ток, а ... 10
Регулировочное сопротивление, ом·. включения 138
отключения . 700
К клеммам 1, 2, 3, 4, 6, 7 стабилизатора подключаются соответственно: плюс аккумуляторной батареи 1n1, обмотки 1u2d1 реле максимального напряжения, плюс генератора 1и1, обмотка промежуточного реле 1d2, общий минус, обмотка возбуждения генератора. Клемма 5 свободная. Технически выданные стабилизатора напряжения генератора приведены в табл. 32.
Стабилизатор напряжения сети освещения.
Цепи освещения с лампами накаливания, цепи управления и сигнализации при работе генератора питаются напряжением 54 ± 1,35 в, которое поддерживается в указанных пределах угольным стабилизатором напряжения типа ERU80.503. Стабилизатор 2 и 7 смонтирован на отдельном щите и состоит из параллельной обмотки 2u7sl с магнитной системой и переключающим блокировочным контактом, угольного резистора переменного сопротивления 2и7r1, поляризованного реле 2u7d1 с двумя размыкающими силовыми контактами. Резистор 2и7r1 состоит из трех угольных столбов, которые при помощи размыкающих силовых контактов 2u7dl поляризованного реле могут включаться последовательно или параллельно.
К клеммам 01, 02, МБ и 05 стабилизатора подключаются соответственно: плюс генератора или аккумуляторной батареи, потребители, для питания которых требуется стабилизированное напряжение, общий минус, питание на обмотку 2u7sl стабилизатора. Техническая характеристика стабилизатора напряжения сети освещения приведена в табл. 32.
Реле пониженного напряжения.
Для предотвращения разрядки аккумуляторной батареи ниже 39 в в системе энергоснабжения вагона установлено транзисторное реле 1и4 пониженного напряжения типа EAU4/12. Как только напряжение на аккумуляторной батарее станет ниже 39 в, реле пониженного напряжения срабатывает и отключает цепи управления электродвигателями люминесцентного освещения, вентилятора, циркуляционного насоса системы отопления и насоса горячей воды; одновременно включается сигнальная лампа 1h2. Реле восстанавливается по достижении напряжения не менее 50 в. Габаритные размеры реле 106 X 138 X 219 мм, вес 1,7 кг.
Реле максимального напряжения.
Чтобы предохранить потребители электроэнергии от перенапряжений, возникающих при аварийных-режимах работы генератора 1u1, в схеме предусмотрено реле максимального напряжения 1 и 2 типа ESY5/350.
При напряжении 80+-2 в на клеммах генератора 1т1 срабатывает реле 1u2dl и своими размыкающими контактами включает последовательно переменным угольным резисторам 1u1r1, 1и1r2 и обмотке возбуждения генератора резистор 1и2г1, а замыкающим контактом — сигнальную лампу 1h1.
Для восстановления реле 1u2d1 необходимо, чтобы напряжение генератора было равно нулю, тогда после нажатия кнопки 1и2b1 ток от аккумуляторной батареи 1nl через клемму, дополнительный резистор 1и2r4, замкнутые контакты кнопки 1и2b1 поступает на обмотку реле 1u2d1, клемму 2 и через якорь генератора на минус батареи.
Рис. 136. Распределительный щит
Резисторы 1и2r2 и 1и2r3 служат для регулировки величины напряжения срабатывания реле.
Распределительный щит.
На щите, расположенном в служебном отделении, установлены:
вольтметр lg3 (рис. 136), амперметр 2g1 генератора, амперметр 1g2 аккумуляторной батареи, амперметр 2g4 подвагонной электромагистрали;
сигнальные лампы реле максимального напряжения генератора (1h1), пониженного напряжения аккумуляторной батареи (1h2), электромашинного преобразователя люминесцентного освещения (2h5), замыкания на корпус в энергосистеме (5h8, 5h9), обогревателей водоналивных труб (5h11), включения электрокипятильника (5h10), сигнализации вызова проводника (5h2, 5h3), электромашинного преобразователя электробритв (5h5), обогревателей сливных труб (5h12), кнопочные выключатели электромашинного преобразователя люминесцентного освещения (2b3, 2b4), обогревателей водоналивных труб (5b11, 5b12), сигнализации контроля нагрева роликовых букс (5b4, 5b5),
выключатели электромашинного преобразователя электробритв (5b3), номерных фонарей (2а10), группы IX люминесцентного освещения (2а4), циркуляционного насоса системы отопления (5b6), насоса горячей воды (5b7), охладителя питьевой воды (5b8), электрокипятильника (5b10), сигнализации наполнения водяных баков (5Ь9), обогревателей сливных труб (5аГ)·
переключатели подачи электроэнергии в магистраль (2а1) освещения (2а2), главный переключатель освещения (2а3), вентиляционной установки (4b).