5-4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ВАГОНА МЕТРОПОЛИТЕНА СЕРИИ Е
а) Схема силовой цепи
Тяговый режим. На первом положении контроллера управления (рис. 5-5) тяговые двигатели соединены последовательно, линейные контакторы ЛК1—ЛК4 и контакторы КШ1 и КШ2 включены, а пусковые сопротивления полностью введены. При установке контроллера управления во второе положение вал РК приходит во вращение и начинают замыкаться его кулачковые контакторы. На рис. 5-6 указана последовательность замыкания кулачковых контакторов группового РК. На позициях 17 и 18 РК замкнуты кулачковые контакторы РК15, PKI6, РК18, РК19, т. с. все пусковые сопротивления выведены. Позиция 18 является ходовой при последовательном соединении тяговых двигателей.
При переводе рукоятки контроллера водителя в третье положение тяговые двигатели с помощью переключателя положений пересоединяются с последовательного соединения на последовательно-параллельное. В этом случае сначала замыкаются кулачковые контакторы Т8, Т17, Т3 и Т20, подключающие параллельно к группам тяговых двигателей сопротивления Р3—PH и Р17 Р25, а затем размыкаются мостовые контакторы Т12 и Т13.
После поворота переключателя положений вал РК начинает вращаться в противоположном направлении (с позиции 18 до позиции 1), что приводит к замыканию кулачковых контакторов РК1—РК20 в обратной последовательности и выведению секций сопротивлений из цепей обеих групп тяговых двигателей. Выведение сопротивлений происходит поочередно, что способствует смягчению толчков при переходе с позиции на позицию.
Рис. 5-5. Схема силовой цепи вагона метрополитена серии Е.
Рис. 5-6. Последовательность замыкания кулачковых контакторов РК.
На позиции 5 РК включаются контакторы регулирования поля КШ1 и КШ2, ослабляющие поле тяговых двигателей до 78%, а на позициях 4, 3 и 2 РК замыкаются кулачковые контакторы РК21—РК26, ослабляющие поле до 35%. Последнее положение является ходовой позицией при параллельном соединении двигателей. В режиме пуска реле ускорения, имеющее две силовые катушки, реагирует на общий ток, протекающий в обеих группах тяговых двигателей.
При переводе рукоятки контроллера управления с ходовых позиций на нулевую происходит отключение тяговых двигателей с предварительным выключением линейного контактора ЛК2, вводящего в цепь тяговых двигателей сопротивление Л1—Л2 для смягчения толч ка при размыкании цепи.
Линейные контакторы ЛК1, ЛК3 и ЛК4 отключаются с выдержкой времени. После отключения линейных контакторов реостатный контроллер возвращается на первую позицию.
Тормозной режим. При установке рукоятки контроллера водителя на тормозные позиции контактором ТШ включаются обмотки подмагничивания тяговых двигателей, а переключатель положений переводится в тормозное положение. При этом размыкаются кулачковые контакторы Т3—Т5, Т8, T9, Т17, Т20 и замыкаются кулачковые контакторы Т2, Т6, Т7, Т10, T11, Т16, Т18 и Т22 и линейные контакторы ЛК3 и ЛК4. На позиции 1 торможения РК находится на позиции 1, а переключатель — на тормозной позиции ПТ1. Двигатели соединены последовательно-параллельно. Ток якорей двигателей 1 и 3 возбуждает обмотки двигателей 2 и 4, а ток якорей двигателей 2 и 4 проходит через обмотки возбуждения двигателей 1 и 3. Процесс самовозбуждения ускоряется с помощью обмоток подмагничивания.
На первых пяти позициях РК происходит постепенное усиление поля при неизменном внешнем сопротивлении. С целью ограничения напряжения и тока на коллекторах тяговых двигателей при торможении на высоких скоростях величина тока срабатывания реле РУТ снижена до 180—190 А. Дальнейшее движение РК контроллера происходит при полном поле и нормальной уставке реле ускорения (240—260 А).
На позициях с 6 по 17 из двух групп сопротивлений (Р3—Р10 и Р24—Р17) постепенно выводятся секции сопротивления и внешнее тормозное сопротивление уменьшается с 3,33 до 1,18 Ом (табл. 5-1).
На позиции 18 в тормозной цепи остаются две последовательно соединенные секции сопротивлении (PH— Р14 и Р25—Р27) по 0,59 Ом. Реостатный контроллер останавливается, а вал переключателя поворачивается в положение ПТ2. При этом параллельно секции Р11— Р14 подключается группа сопротивлений Р1—Р11 и общее тормозное сопротивление уменьшается до 1,04 Ом.
Таблица 5-1
Сопротивления по позициям переключателя положений (ПП) и реостатного контроллера (РК)
Вал РК начинает вращаться в обратную сторону (от позиции 18 к позиции 1). На позиции 17 замыкается кулачковый контактор РК20 и параллельно секции Р25—Р27 подключается группа сопротивлений Р15— Р25. Общее тормозное сопротивление снижается до 0,925 Ом.
При вращении вала РК с позиции 17 до 6 из двух групп (Р1—Р11 и Р15—Р25) постепенно выводятся секции сопротивлении и тормозное сопротивление становится равным 0,281 Ом. Торможение продолжается до скорости 4—6 км/ч.
Дотормаживание до полной остановки производится пневматическими тормозами, действующими автоматически при переходе РК с позиции 6 на 5.
Схема предусматривает ручное торможение, при котором вращение вала РК происходит под контролем водителя.
Защита силовой цепи. Защита от перегрузок и к. з. в основном осуществляется с помощью главного предохранителя П и реле перегрузки, при срабатывании которого силовая цепь разрывается линейными контакторами ЛК1, ЛК3 и ЛК4, а цепь тормозного контура — контакторами ЛК3и ЛК4.
Для защиты от перегрузок всех силовых цепей установлено линейное реле перегрузки РПЛ, при срабатывании которого отключаются линейные контакторы.
Реле заземления Р31 включается на тормозном режиме кулачковым контактором Т18, который через катушку этого реле заземляет среднюю точку системы. При этом напряжение в любой точке схемы по отношению к земле не будет превышать напряжения одного двигателя, т. е. 750 В. Срабатывание реле Р31, вызванное аварийным заземлением в любой точке силовой схемы, приводит к выключению линейных контакторов ЛК3 и ЛК4.
б) Схема цепей управления
Тяговый режим. При установке рукоятки контроллера водителя с позиции пуска или торможения на пулевую посредством блок-контактов ЛК3, РК2—18 и ЛК4 включаются реле РВ1 и СР1 (рис. 5-7). Через их блок-контакты от провода 10 получают питание соответственно независимая обмотка возбуждения и якорь серводвигателя СДРК. Вал РК возвращается па первую позицию.
Рис. 5-7. Схема цепей управления вагона метрополитена серии Е.
Цепь возврата разрывается кулачковым контактором РК2—18 в результате реле СР1 и РВ1 отключаются. Замыкающий контакт реле СР1 разрывает цепь питания якоря двигателя СДРК, а размыкающий контакт реле CP1 замыкает цепь якоря накоротко и вал РК останавливается, после чего контакт РВ1 с выдержкой времени снимает напряжение с обмотки возбуждения.
На нулевой позиции контроллера водителя вал переключателя положений возвращается на позицию ПС, если до этого он находился на тормозных позициях ПТ1 и ПТ2. Возврат переключателя положений с тормозной позиции на позицию ПС и переход с ходовой позиции на тормозную происходит только после отключения линейных контакторов. После поворота вала переключателя положений на позицию ПС его кулачковые контакторы разрывают цепь питания серводвигателя и катушки реле СР2, приводя серводвигатель в режим динамического торможения. Для получения требуемого торможения обмотка возбуждения двигателя СДПП выполнена с меньшим сопротивлением, чем серводвигателя СДРК. Для остановки двигателя СДПП на заданной позиции и удерживания на ней предусмотрен электромагнитный дисковый тормоз.
Маневровый режим. В первом положении контроллера управления напряжение подается на провода 10, 20, 33 и 4 (или 5). При этом возбуждается одна из катушек электромагнитного вентиля привода реверсора и вал реверсора переходит в заданное положение («вперед» или «назад»). Реостатный контроллер находится на позиции 1, а переключатель положения — на позиции ПС. От провода 10А получают питание катушки контакторов регулирования поля КШ1 и КШ2, а от провода 20 — катушка линейного контактора ЛД2 от провода 33 — катушка реле РВ2 и через его блок-контакты — катушка контактора Р1—5, который через свои блок-контакты питает первый провод, осуществляя включение реле РР, линейных контакторов ЛК1, Л К3 и от провода 4 или 5 — линейного контактора ЛК4. Включением последнего заканчивается сбор силовой схемы. Таким образом, в первом положении контроллера управления контакторы ЛК1—ЛК4 замкнуты.
Замыкание контактора ЛК4 свидетельствует о том, что схема сработала нормально, при этом гаснет красная сигнальная лампа (У2—18), зажигающаяся при включении контроллера управления.
Автоматический пуск. При установке рукоятки контроллера управления во второе положение хода подается напряжение на провода 1, 2, 10, 20 и 33 и происходит автоматический пуск до ходовой позиции 18 (тяговые двигатели соединены последовательно). От провода 2 получают питание подъемные катушки реле СР1 и РВ1, а от провода 10 через блок-контакты реле РВ1 и РР — независимая обмотка возбуждения и якорь серводвигателя СДРК. Если вал РК находится между позициями, то питание якоря при срабатывании реле ускорения происходит через кулачковый контактор РКМ1 (10Ж—10Н). Если вал находится па позиции, якорь СДРК шунтируется накоротко и серводвигатель останавливается под действием электрического тормоза.
После отпадания якоря реле ускорения вал РК начинает вращаться. На позиции 18 кулачковым контактором РК1-17 (2Б—2Г) разрывается цепь питания подъемных катушек реле СР1 и РВ1, которые своими блок- контактами отключают обмотку возбуждения и якорь серводвигателя СДРК. На этой же позиции от провода 10А возбуждаются подъемные катушки электромагнитных контакторов ослабления поля КШ1 и КШ2 и поле тяговых двигателей ослабляется до 55%.
Когда рукоятка контроллера водителя устанавливается в третье положение на позиции 18 РК, поворотом переключателя положений с позиции ПС на позицию /7/7; тяговые двигатели переводят с последовательного соединения на параллельное. Серводвигатель переключателя СДПП, получающий питание от провода 10 через блок-контакты реле перехода Рпер, ЛК3, РК18 и переключателя положений, обесточивается (размыкается кулачковый контактор ПС, ПТ1 переключателя положений) и останавливается под действием электрического и дискового тормозов. Цепь включающей катушки реверсивного реле РР разрывается кулачковым контактором ПС, ПТ1 (1Ж—1П) переключателя положений, включающие катушки реле СР1 и РВ1 возбуждаются от провода 2, обмотка возбуждения серводвигателя СДРК реверсируется блок-контактами реле РР (10Б— 10В) и (10Г—0), а блок-контакты РВ1 (10АЭ—10Б) подключают ее к питающей сети. Вал РК начинает вращаться в обратном направлении. На позиции 5 РК от провода 10А получают питание подъемные катушки электромагнитных контакторов регулирования поля КШ1 и КШ2 и начинается ослабление поля тяговых двигателей. Управление движением РК и питание реле СР1 и РВ1 начиная с позиции 5 осуществляется по цепи 2А—2В—2Г и 2В—2Ж—2Г.
На позиции 1 размыкается кулачковый контактор РК2-4 (2В—2Ж), разрывая цепь питания включающих катушек реле СР1 и РВ1 и серводвигателя СДРК, и РК затормаживается. Эта позиция является безреостатной характеристикой параллельного соединения тяговых двигателей с ослаблением поля до 35%.
Если рукоятка контроллера водителя сразу устанавливается в третье положение, переход с последовательного соединения на параллельное осуществляется на полном поле тяговых двигателей, так как реле перехода, через которое на позиции 18 происходит включение контакторов КШ1 и КШ2, будет возбуждено, а его блок- контакт Рпep (20В—20Д) разомкнут.
Тормозной режим. Положения 1 и 1А контроллера управления служат для неавтоматического выведения сопротивлений при реостатном торможении. При установке контроллера управления в первое положение (подготовительная позиция) напряжение подается на провода 5, 6, 10 и 20 цепи управления.
От проводов 10 и 6 возбуждаются включающие катушки электромагнитных контакторов регулирования поля КШ1, КШ2 и ТШ и через блокировку 10АИ—10АШ контактора КШ2 происходит включение реле СР2 и переход переключателя положений на тормозную позицию ПТ1.
От провода 10 подается питание на обмотку возбуждения и якорь серводвигателя СДПП, остановка и фиксация которого на позиции ПП осуществляются размыканием кулачкового контактора ПП (10АТ— 10АГ), после чего вступают в действие электрический и дисковый тормоза.
После перехода переключателя в положение ПТ1 от провода 6 возбуждается включающая катушка линейного контактора ЛК3, а от провода 4 или 5 через блок- контакт ЛК3 (5Е—0) —включающая катушка линейного контактора ЛК4. Включением последнего завершается сбор схемы тормозного режима.
При установке контроллера управления в положение 1А на провода 2 и 25 подастся напряжение и РК начинает вращаться. Между позициями замыкается кулачковый контактор РК РКм2 (10АЭ—10К) и возбуждаются включающие катушки РУТ и РРТ, что приводит к остановке вала РК (якорь СДРК будет закорочен размыкающим блок-контактом СР1).
Установка контроллера управления во второе положение вызывает автоматическое peocтатнoe торможение, при котором вал РК вращается под контролем реле ускорения. Питание цепей серводвигателей РК и переключателя положений в момент перехода с позиции ПТ1 на позицию ПТ2 осуществляется так же, как и при автоматическом пуске при переходе с последовательного па параллельное соединение. Для улучшения фиксации и повышения коэффициента возврата реле РУТ на нем установлена включающая катушка, возбуждение которой приводит к срабатыванию реле между позициями от кулачкового элемента РКм2 (10АЭ—10К).
Если при переходе вала РК на другую позицию ток в последовательных катушках реле РУТ превосходит допустимое значение уставки, то н. с., создаваемая этими катушками, удержит якорь реле в притянутом состоянии, и вал контроллера остановится, так как блокировкой этого реле (10Н—10М) якорь серводвигателя СДРК обесточится и замкнется накоротко по цепи 10Н—10У—0. При снижении тока до уставки якорь реле отпадет и вал РК возобновит вращение.
На позиции 5 второго оборота вала РК происходит возбуждение вентиля регенерации № 1 и для полной остановки вагона, включается пневматическое торможение. Если схема реостатного торможения не работает, то возбуждается вентиль регенерации № 2, который автоматически включает пневматическое торможение взамен электрического.
Сигнализация. В схеме цепей управления установлены лампы, зажигающиеся при срабатывании защиты (реле перегрузки) и при неправильной работе схемы.
В случае срабатывания реле перегрузки РП в кабине первого вагона зажигается красная лампа (У2—18), а в кабине вагона, на котором сработало реле перегрузки,— зеленая (УО—10АН), которая горит до тех пор, пока реле перегрузки не будет восстановлено кнопкой «возврат». В цепь красной лампы включены блокировочные контакты контактора ЛК4 (24А—0) и реле РП (18А—0), соединенные параллельно на всех вагонах поездным проводом 18. Питается лампа через кулачковый контактор реверсора, замкнутый на управляемом вагоне. В цепь зеленой лампы включен контакт реле перегрузки. Поэтому лампа загорается только там, где сработало реле перегрузки.
При несрабатывании схемы в двигательном или тормозном режимах также загорается красная сигнальная лампа, но в этом случае она горит в полнакала.
Рис. 5-8. Схема вспомогательных цепей вагона метрополитена серии Е.
Для определения вагона, в котором не сработала схема, предусмотрена специальная кнопка «сигнализация» (У2-24) с возвратом, которую замыкают в момент подачи сигнала. При этом на вагоне, где не сработала схема (контакт ЛК4 разомкнут), возбуждается катушка реле Р3-2 (24Б—24А), сработает реле перегрузки и на вагоне с неисправной цепью управления включается зеленая лампа, которая горит до тех пор, пока не будет нажата кнопка "возврат РИ""
По прибытии на конечную остановку водитель по включенной зеленой лампе может определить вагон с неисправной цепью управления.
Вспомогательные цепи (рис. 5-8). Заряд аккумуляторной батареи производится от контактной сети через лампы освещения вагона, зарядное сопротивление и подмагничивающие обмотки возбуждения тяговых двигателей.
Группа ламп освещения ОС1—ОП2 и сопротивление ОС1—ОП5 включаются при замыкании контактов автоматического выключателя. Последовательно с цепями освещения и зарядным сопротивлением включены аккумуляторная батарея и замещающее сопротивление ОП2—0, с помощью которого лампы освещения продолжают гореть в случае сгорания предохранителей в цепи аккумуляторной батареи или отключения ее от подзаряда. Кроме того, это сопротивление позволяет в процессе непрерывного подзаряда батареи поддерживать необходимое напряжение. При достижении верхнего предела регулирования напряжения аккумуляторной батареи контактор К3—2 отключает цепь подзаряда через сопротивление ОС1—ОП5 и включает вновь при минимальном пределе напряжения. Провод 10, питающий цепь управления, присоединен непосредственно к сопротивлению ОП2—0. Этим исключается возможность попадания напряжения контактной сети на провод 10.
Аварийное освещение поезда автоматически замещает главное и включается выключателем аварийного освещения. Лампы загораются при отсутствии напряжения в сети, отключении автоматического выключателя АВ, а также в случае перегорания предохранителей освещения П4 или П9. Задние сигнальные фонари включаются, когда реверсивная рукоятка контроллера управления установлена в нулевое положение или «назад», а лобовые прожекторы, лампы трафаретов и освещение измерительных приборов зажигаются при переводе рукоятки в положение «вперед». Управление дверями осуществляется пневматическими приводами, которые управляются электропневматическим дверным воздухораспределителем с тремя электромагнитными вентилями.
Защита вспомогательной цепи осуществляется общим автоматическим выключателем АВ (он же — разъединитель вспомогательной цепи), а также предохранителями высокого напряжения. Для облегчения разрыва цепи при к. з. в цепь перед автоматическим выключателем включено демпферное сопротивление. Цени управления, питаемые от аккумуляторной батареи, защищены предохранителями низкого напряжения.