Содержание материала

1. Общие сведения

Большинство пассажирских цельнометаллических вагонов, за исключением вагонов с централизованным энергоснабжением и багажных, имеет автономное энергоснабжение, т. е. на каждом вагоне имеется генератор и аккумуляторная батарея. На вагонах отечественной постройки применяются генераторы переменного тока мощностью до 10 ква с выпрямительными устройствами и генераторы постоянного тока мощностью до 26 кВт. На вагонах постройки заводов ГДР, ПНР и ВНР применяются только генераторы постоянного тока мощностью 4,5—4,9 и 21—28 кВт. Последние  —  на вагонах с кондиционированием воздуха. Генератор приводится во вращение от оси колесной пары посредством редукторно-карданной или клиноременной передачи, от торца оси с промежуточным редуктором и карданным валом.
Потребителями электроэнергии в вагоне являются: сеть освещения, электродвигатели систем вентиляции, кондиционирования, отопления и водоснабжения и электронагревательные приборы. Питание их при выходе из строя генератора, аккумуляторной батареи, выпрямителя или аппаратуры управления генераторами может осуществляться от соседних вагонов через гибкие междувагонные соединения подвагонной электромагистрали, снабженные штепсельными разъемами.
Регулирование мощности генератора, защита энергосистемы от перенапряжений и токов короткого замыкания, подключение потребителей электроэнергии к генератору или к аккумуляторной батарее, включение тех или иных потребителей производятся соответственно при помощи регуляторов, реле, предохранителей, выключателей и переключателей, которые установлены на одном или нескольких распределительных щитах, находящихся в служебных отделениях вагонов.
Электрические приборы и распределительные щиты монтируются в изолированных встроенных шкафах блочной конструкции, которая обеспечивает свободную установку, осмотр отдельных блоков и аппаратов с лицевой стороны и со стороны монтажа. Применяемая на пассажирских вагонах аппаратура (двухполюсная защита, реле максимального напряжения генератора, реле пониженного напряжения аккумуляторной батареи, полупроводниковые приборы) обеспечивает надежную работу электрических установок в различных режимах и защиту их при возникновении аварийного режима.

2. Электрооборудование некупированного вагона постройки Калининского завода системы ЭВ-7


Рис. 118. Блок-схема системы ЭВ-7

С 1968 г. Калининский завод выпускает некупированные вагоны с системой энергоснабжения ЭВ-7, которая состоит из следующих основных узлов: генератора переменного тока типа 2ГВ-003 с клиноременным приводом от торца оси колесной пары, промежуточным редуктором и карданным валом, силовых кремниевых выпрямителей, щелочной аккумуляторной батареи типа 38ТЖН-250, пульта управления и потребителей.

Электрическая схема.

Якорь (индуктор) 7 (рис. 118) генератора 8 приводится во вращение от торца оси колесной пары 2 через ведущий шкив 1, клиновые ремни 3, ведомый шкив 5, редуктор 4, карданный вал 6. На стоянке и при малой скорости движения потребители 15 питаются от аккумуляторной батареи 14 через переключающее устройство 13. Когда скорость повысится до определенной величины, переключающее устройство срабатывает и потребители подключаются к основной обмотке генератора 11 через выпрямитель 12. Одновременно к аккумуляторной батарее прикладывается напряжение, равное сумме напряжений на выпрямителях 12 и 10, и она начинает заряжаться от дополнительной обмотки генератора 9 через выпрямитель 10 и переключающее устройство 13. Стабилизированное напряжение на потребителях 15 поддерживается регулятором напряжения 16 путем изменения тока возбуждения шунтовой обмотки генератора 18 через выпрямитель 17.
Питание потребителей осуществляется от параллельно работающих синхронного генератора Г* (рис. 119, а см. в конце книги) с выпрямителями В1 —В8 и аккумуляторной батареи Б. Генератор имеет две обмотки: основную трехфазную и дополнительную однофазную с выводом средней точки. Основная обмотка (1С1, 1С2, 1С3) включается на основную группу В1 — В6 кремниевых выпрямителей и обеспечивает питание потребителей вагона. Дополнительная обмотка (2С1, 2С2, 2С3) включена через магнитный усилитель МУ2 на дополнительную группу В7 и В8 кремниевых выпрямителей. Обе группы выпрямителей соединены последовательно и в сумме дают напряжение, необходимое для заряда аккумуляторной батареи. 
* В приведенных схемах и описании сохранены условные обозначения, присвоенные аппаратуре и элементам заводом-изготовителем.

Через основную обмотку генератора и первую группу выпрямителей протекает суммарный ток.
Следовательно с обмоткой включен резистор R3, который может быть зашунтирован также ПП2.
ПП2 имеет три положения: «малый», «средний» и «полный» заряд. При постановке рукоятки ПП2 в положение «малый» переменный ток протекает только через емкость С5. Величина тока обеспечивает выходное напряжение усилителя, необходимое для данного режима. Когда переключатель переводят в положение «средний», параллельно емкости С5 подключаются конденсаторы С4, С3, а в положении «полный» — дополнительно конденсатор С2 и шунтируется резистор R3. При этом соответственно уменьшается сопротивление цепи и увеличивается ток обмотки управления, обеспечивая необходимое повышение выходного напряжения МУ2.
Кроме того, емкости С1—С5 предназначены для автоматической компенсации изменения индуктивного сопротивления МУ2 в зависимости от частоты, которая из-за непостоянной скорости поезда может принимать значения от 80 до 400 гц. При увеличении частоты индуктивное сопротивление МУ2 растет, а сопротивление емкости падает.
Возрастание нагрузки на основной обмотке генератора вызывает увеличение тока в обмотке возбуждения генератора и, следовательно, увеличение напряжения дополнительной обмотки. Для компенсации ненужного в данном случае увеличения зарядного напряжения в МУ2 имеется обмотка 16—23, включенная в цепь нагрузки и направленная встречно обмотке управления. Благодаря этому удается добиться меньшей зависимости зарядного тока батареи от величины нагрузки в системе.
Обмотка смещения МУ2 (22—16) помогает достичь необходимого минимального значения зарядного тока. Обратный перевод произойдет при более низкой скорости.
Для перевода питания нагрузки с батареи на генератор и обратно служит переключающее устройство, которое состоит из фильтра верхних частот (дроссель Др1 и конденсаторы С6, С7, С9, С10), выпрямителя В10, реле Р2 и контактора К1.
Фильтр является измерительным элементом в схеме определения частоты. При достижении определенной скорости движения, а следовательно, и соответствующей скорости вращения ротора генератора, частота питающего напряжения становится равной величине, называемой частотой среза. В фильтре наступает резонанс, т. е. резко возрастает напряжение на его выходе и, значит, на катушке реле Р2, подключенной через выпрямитель В10 к выходу фильтра. Реле Р2 срабатывает и своим замыкающим контактом включает контактор R1. Последний своим размыкающим контактом включает батарею на суммированное напряжение обеих групп выпрямителей В1 — В6 и В7 — В8, т. е. на заряд.
Частота среза зависит от нагрузки, так как дроссель Др1 подмагничивается нагрузочным током (зажимы 23—01). Это необходимо для того, чтобы к моменту переключения генератор успел полностью перевести нагрузку на себя и коммутация размыкающего контакта контактора R1 происходила в практически обесточенном состоянии.