Тяговый электропривод троллейбуса ЗИУ-5

Описание работы силового привода

Автоматический пуск с остановки под контролем реле ускорения

Автоматический пуск осуществляется при помощи группового реостатного контроллера РК, состоящего из восьми кулачковых элементов силовой цепи без дугогашения и 17 кулачковых элементов цепи управления. Реостатный контроллер, имеющий 16 позиций, приводится во вращение серводвигателем.
При включении силовой цепи ток проходит от токоприемника Т1, через радиореакторы РРЗ и РР1, шунтированные конденсаторами, линейный контактор ЛК1, силовую катушку реле тока РМ, пальцы реверсора Т18 — Я, якорь тягового электродвигателя Я — ЯЯ, пальцы реверсора ЯЯ — К, катушки последовательного возбуждения полюсов К — КК, силовые катушки реле выбега Pвыбl, реле ускорения РУ1, тормозное сопротивление Р10—Р1,„пусковые сопротивления Р1— Р2 и Р2— Р3, линейный контактор ЛК2, автоматический выключатель АВ, радиореактор РР2, шунтированный конденсатором, радиореактор РР3 и токосъемник Т2.

При установке педали контроллера в маневровое положение кулачковый элемент КХ7(М-5) включает цепь катушки реле времени РВ1, при замкнутом контакторе КВ цепи двигателя-вентилятора ДВ, Контакты РВ1 замыкают после этого цепь катушек линейных контакторов ЛК1, ЛК2 и промежуточного реле РП, включающего цепь питания обмотки «вперед» серводвигателя; другая пара контактов РВ1 замыкает цепь катушки контактора Ш1.

Одновременно через КХ1(М) подается питание на серводвигатель СД и катушки реле времени РВ2 и стоп-реле СР.

На первой позиции силовая цепь контакторами ЛК1 и ЛК2 подключается к контактной сети последовательно с пусковым сопротивлением и дополнительным сопротивлением Р10— Р1, обеспечивающим уменьшение ударного момента в тяговой передаче при выборе люфтов; сопротивление Р10— Р1 замыкается на второй позиции контактором 9, включаемым от блокировки РК2 —1б.

На второй позиции размыкается также кулачковый элемент РК1 (25— 23), так в катушках стоп-реле СР и реле времени РВ2 прерывается, и цепь якоря серводвигателя отсоединяется от источника питания. В этом случае размыкающие контакты СР закорачивают якорь серводвигателя, а реле времени РВ2, кроме того, через определенный промежуток времени размыкает цепь обмотки возбуждения СД. Наличие реле времени (РВ2) обеспечивает сохранение цепи возбуждения серводвигателя на время затормаживания его якоря.
На второй позиции реостатного контроллера, являющейся маневровой, кроме включения контактора 9, замыкается также контактор 1 реостатного контроллера, в результате чего сопротивление Р1— Р2 включается параллельно цепи сопротивления Р1— Р4— Р5— Р6— Р7— Р8. На этой же позиции вследствие увеличения тока в последовательной цепи возбуждения включается реле выбега Рвыб.

При переводе педали контроллера управления из маневрового в первое положение, через кулачковые элементы КХ2(1) и РКI-11(26 — 23) получают питание катушки реле СР, РВ2 и якорь СД реостатного контроллера. Дальнейшее вращение серводвигателя будет происходить под контролем реле ускорения; при этом пусковые сопротивления будут переключаться в последовательности, определяемой таблицей включения контакторов. Отпадание якоря РУ происходит после уменьшения тока в силовой цепи до определенного значения,на которое оно отрегулировано. В результате отпадания якоря РУ восстанавливается цепь 32 — 35 ~ питания якоря СД и выключается цепь 35 — 48 закорачивания СД. В промежутке между позициями реостатного контроллера замыкаются его кулачковые элементы РК-М и возбуждается подъемная катушка реле ускорения PУII; якорь РУ поднимается, размыкая контакты РУ(ЗЗ — 35) и замыкая контакты РУ(35 — 48). При приближении к фиксированной позиции РК-М размыкается, и цепь питания подъемной катушки РУII прерывается. Якорь реле ускорения остается при этом притянутым под действием возросшего тока в силовой катушке реле ускорения РУI в результате выключения секций пусковых сопротивлений.

После размыкания РК-М замыкается кулачковый элемент PK-II, в результате чего по цепи 35 — 48 — 6 создается короткозамкнутый контур якоря серводвигателя СД при сохранении магнитного потока, что ведет к его затормаживанию до очередного снижения тока в цепи тягового двигателя и отпадания якоря РУ.
На третьей позиции реостатного контроллера замыкается кулачковый элемент РКЗ-4(20 — 18) и через контакты КХ10(М-1) или РК3 —:12 получает питание катушка контактора Ш4. Одновременно через контакты РКЗ —:13 включается катушка контактора ШЗ. Контактор Ш4, включаясь, шунтирует все сопротивления в параллельной цепи тягового электродвигателя, и пуск, начиная с третьей позиции РК, происходит прн полном поле параллельного возбуждения. Замыкающая блокировка контактора ШЗ шунтирует контакты реле выбега Рвыб и кулачковый элемент РК3-4, в результате чего последующее их выключение не прерывает цепи питания провода 18. Одновременно на третьей позиции через блокировки РКЗ —14 и контактор 9 включается катушка контактора Ш2.

На двенадцатой позиции РК замыкается контактор 8 реостатного контроллера, замыканием которого завершается вывод всех пусковых сопротивлений силовой цепи и достигается ходовая позиция при полном поле тягового электродвигателя. На этой же позиции размыканием кулачкового элемента РК1-11 прерывается питание якоря серводвигателя реле СР. Контакты реле CP(35 — 48) замыкаются, затормаживая СД.

При установке педали контроллера управления во второе положение получают питание СР, РВ2 и якорь СД через кулачковые элементы КХЗ(2) и РК1 —12.

После поворота вала реостатного контроллера до тринадцатой позиции он снова останавливается вследствие размыкания кулачкового элемента РКI —12. Одновременно в результате, размыкания РКЗ —12 выключается контактор Ш4 и получается второе ходовое положение с первой ступенью ослабления поля.
При установке педали контроллера управления в третье положение возобновляется питание катушек реле РВ и СР, и якоря СД через кулачковые элементы КХ5(З) и PKI —13.

При достижении четырнадцатой позиции реостатный контроллер останавливается вследствие размыкания кулачкового элемента РК1 —13. Одновременно размыканием РК3 —13 выключается контактор ШЗ и осуществляется переход на третье ходовое положение при второй ступени ослабления поля.

При установке педали контроллера управления в четвертое положение замыкается кулачковый элемент КХ4(4), обеспечивается питание СД, и вал РК вращается до пятнадцатой позиции, на которой вследствие размыкания элемента РК3 —14 выключается контактор Ш2, в результате чего осуществляется переход на четвертое ходовое положение.

При установке педали контроллера управления в пятое положение. замыкается кулачковый элемент КХ6(5); питание СД и вращение вала РК заканчивается на шестнадцатой позиции, где он останавливается вследствие размыкання РК1 — 15. Одновременно в результате размыкания РК3 — 15 выключается контактор Ш3 и достигается пятая ходовая ступень при максимальном ослаблении поля.

Контакты PK3 —II в проводах 25 — 26 обеспечивают завершение реостатного пуска (поворот вала РК на двенадцатую позицию) даже в том случае, если водитель вернет контроллер управления на маневровую (М) позицию до окончания реостатного пуска. Этим предохраняются пусковые сопротивления от излишнего перегрева, который мог бы иметь место при неправильном действии водителя.

Возвращение педали контроллера управления в нулевое положение приводит к размыканию всех кулачковых элементов КХ. При этом вначале отключается только контактор 9, и в цепь тягового двигателя вводится сопротивление Р10— Р1. Затем с выдержкой времени отпадает якорь реле времени PBI, отключаются линейные контакторы ЛКI н ЛК2 и реле РП, а также контакторы Шl, Ш2, ШЗ, Ш4 (если последние были включены). Предварительное введение сопротивления до выключения ЛКI и ЛК2 предотвращает резкий толчок при полном прекращении тяговой силы и, облегчает дугогашение. линейных контакторов. Вследствие отпадания якоря реле РП разрывает цепь обмотки возбуждения вперед и замыкает цепь обмотки возбуждения назад. Катушки РВ, СР, обмотка якоря СД при этом получают питание через размыкающие блок-контакт ЛК2(5 — 22) и кулачковый элемент РК2 —16 (22 — 23), что обеспечивает возврат вала PK на первую позицию. При переходе на нее на первой позиции размыкается кулачковый элемент РК2 —16(22 — 23), выключается катушка СР и затормаживается вал РК.

Величина пускового ускорения троллейбуса зависит от величины перемещения пусковой педали. На первой позиции контроллера хода замкнуты кулачковые элементы КХ8(М-1) и КХ12(М-2) и по подъемной катушке реле ускорения (РУII), которая используется в качестве регулировочной, протекает максимальный ток. В этом случае ток регулирования ускорения получается минимальным. На второй позиции КХ размыкается кулачковый элемент КХ8(М-I), ток в катушке РУII уменьшается, а ток регулирования реле ускорения соответственно увеличивается. На третьей позиции КХ размыкается кулачковый элемент КХ12(М-2), и ток регулирования реле ускорения становится максимальным, соответствующим ускорению 1,3 — 1,4 м/сек².

Повторный пуск после выбега при ослабленном поле

Для исключения рекуперативного торможения во время повторного пуска троллейбуса при скорости, большей 25 ки/ч, установлено реле выбега. В схеме ЗИУ-5 применено токовое реле с двумя катушками на общем сердечнике. Катушка Рвыб.I) включена в цепь якоря тягового двигателя, а катушка Рвыб.ll через добавочное сопротивление ДС4 и ЛК2 получает питание от контактной сети. Во время пуска при скорости, меньшей 25 км/ч, Рвыб. срабатывает и своими контактами в проводах 9 — 20 через блокировки РКЗ-4, РКЗ-12 и РКЗ-13 включает контакторы ШЗ и Ш4. Пуск происходит при полном поле. Если же скорость больше 25 кмlч, то на третьей и четвертой позициях РК реле выбега не срабатывает и контакторы ШЗ и Ш4 не включаются. В этом случае пуск происходит при ослабленном поле тяговых двигателей.

Блокировка РК14 — 16 в проводах 9 — 18 служит для восстановления цепи питания катушек контакторов ШЗ и Ш4 после завершения пуска на четвертом или пятом положении контроллера управления с последующим возвратом его во второе или первое положение.

Служебное реостатное торможение

В схеме троллейбуса предусмотрены три ступени реостатного торможения, управление которым производится при помощи тормозной педали.

При нажатии на тормозную педаль размыкается контакт КТО(13 — 7) тормозного контроллера. Если при этом педаль контроллера хода находится в рабочем положении, т. е. замкнут КХ7(М-5), то размыкание контакта KT0(13 — 7) разорвет цепь катушек линейных контакторов ЛКI, ЛК2, в результате чего тяговый электродвигатель отключается. Вал реостатного контроллера в этом случае из любого положения начинает возвращаться на первую позицию.

На первой реостатной тормозной позиции замыкается контакт КТ1 —3(5 — 15) и получает питание подъемная катушка тормозного контактора Т, который замыкает цепь якоря тягового электродвигателя на тормозное сопротивление Р1— Р10.

Одновременно подводится питание к катушкам контакторов ШI и Ш2, включением которых достигается первая ступень параллельного возбуждения тягового электродвигателя, работающего в режиме генератора смешанного возбуждения. Н. с. обмотки последовательного возбуждения при этом вычитается из н. с. параллельного возбуждения.

При переводе тормозной педали на вторую позицию включается контакт КТ2-З(5 — 19), замыкающий цепь питания катушки контактора ШЗ, в результате чего увеличивается ток цепи параллельного возбуждения и, следовательно, тормозная сила.

На третьей тормозной позиции замыкается контакт КТЗ(5 — 21), через который питается катушка контактора Ш4; эта ступень соответствует максимальному току параллельной обмотки возбуждения и наибольшей величине тормозной силы.

При дальнейшем перемещении тормозной педали вводится в действие пневматический привод механического тормоза, накладываемого на реостатный — электрический.

В эксплуатации весьма часто во время стоянки троллейбуса тормозная педаль удерживается в нажатом состоянии (при сохранении питания от сети обмотки параллельного возбуждения тягового электродвигателя), в результате чего возникает опасность ее перегрева. Во избежание этого в цепи последовательного возбуждения установлено реле минимального тока РМТ, которое срабатывает при токе в якоре ниже 25 а и размыканием своего контакта вызывает выключение катушки коитакторов Ш4 и ШЗ. Размыкание контакторов Ш4 й ШЗ приводит к увеличению сопротивления цепи параллельного возбуждения и снижению тока 1ш. с 3,16 до 1,5 а.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное торможение в рассматриваемой схеме осуществляется благодаря наличию независимого источника питания параллельного возбуждения тягового электродвигателя постепенным повышением тока параллельного возбуждеция путем перевода педали контроллера управления КХ с пятого на второе или первое положение (при переводе педали контроллера управления с пятого на четвертое и третье. положения в схеме ничего не меняетвя). На втором положении педали контроллера управления при замыкании КХII(М-2) включается контактор ШЗ и повышается ток параллельной обмотки возбуждения, в результате чего появляется тормозной эффект. При переводе педали контроллера управления в первое положение замыкается кулачковый элемент КХ10(М-1), включая контактор Ш4. В результате этого создается тормозной режим при небольшом токе в параллельной обмотке возбуждения. Рекуперативное торможение даже при максимальном возбуждении при Uс=550 в возможно лишь при скорости движения троллейбуса не менее 25 км/ч и при наличии на линии потребителя. При переводе педали контроллера управления с пятого на второе или первое положение вал реостатного контроллера РК остается на шестнадцатой позиции и, следовательно, пусковые сопротивления выведены из цепи. Осуществление рекуперативного торможения непосредственно после выбега возможно нажатием на кнопку РПС, которая подготавливает замыкание цепи подъемных катушек контакторов ШЗ и Ш4, минуя контакты реле выбега.

Защита электрооборудования

При незначительном потреблении тока на линии переход на рекуперативное торможение может вызвать значительное повышение напряжения. Для защиты тягового двигателя и электрооборудования силовой цепи от повышенного напряжения в рассматриваемой схеме предусмотрено реле максимального напряжения РМН, которое срабатывает при Uс. = 725 в и своими размыкающими контактами выключает цепи подъемных катушек линейных контакторов ЛК1, ЛК2 и промежуточного реле РП, а замыкающими контактами включает цепь катушки тормозного контактора Т. В результате этого происходит переключение схемы на режим реостатного торможения.

В электрической схеме предусмотрены также нулевая защита и защита от перегрузки. При срабатывании нулевого реле РН или реле тока РТ выключаются ЛК1, ЛК2 и РП. Повторное включение этих аппаратов возможно лишь при постановке ходовой педали контроллера в нулевое положение с последующим возвращением вала реостатного контроллера на первую позицию, на которой замыкается кулачковый элемент РК1-2(5 — 9). Защиту тягового электродвигателя и пускорегулирующей аппаратуры от значительных перегрузок и токов короткого замыкания осуществляет также автоматический выключатель АВ типа АВ-1Б-1.

Вспомогательные цепи

На троллейбусе установлены два вспомогательных высоковольтных электродвигателя: один для привода компрессора,. второй для привода вентилятора и низковольтного генератора. Цепи управления, освещения и сигнализации, а также электродвигатели дверных механизмов получают питание от генератора типа Г-732 и аккумуляторной батареи.

Как вам статья?