РЕОСТАТНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ ТЕПЛОВОЗОВ ЧМЭ3 Работа электрической схемы, возможные неисправности Статья опубликована в журнале «Локомотив» № 7 (487) ИЮЛЬ 1997 РАБОТА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЗА Силовая схема. Силовая схема и схема возбуждения главного генератора приведены на рис. 1. В режиме электрического торможения обмотки якорей тяговых двигателей соединены в три группы по два электродвигателя последовательно и работают как генераторы с независимым возбуждением. Нагрузкой для каждой из групп электродвигателей являются секционированные тормозные резисторы Rт1 – Rт6, конструктивно скомпонованные в общий блок. Подключение групп электродвигателей на тормозные резисторы осуществляется с помощью контакторов КТ1 – КТЗ. Для расширения диапазона работы электрического тормоза и увеличения его эффективности в зоне низких скоростей на 3-й тормозной позиции предусматривается шунтирование части тормозных резисторов в каждой группе электродвигателей посредством контакторов КТ4 – КТ6. При этом величина активного сопротивления резистора на группу электродвигателей уменьшается вдвое, что обеспечивает эффективную работу тормоза практически до скорости 1,5–2,5 км/ч. Шунтирование части тормозных резисторов происходит автоматически на 3-й тормозной позиции при скорости движения 7–10 км/ч, когда ток возбуждения тяговых двигателей увеличивается до 250–300 А. Для этой цели в цепь обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей включено реле-индикатор тока РИТ3, которое через блок включения тормоза БВТ-У дает команду на включение контакторов КТ4 – КТ6. Схема возбуждения главного генератора. Формирование тормозных характеристик тепловоза осуществляется схемой возбуждения главного генератора за счет совместного действия независимой и параллельной обмоток возбуждения возбудителя. Независимая обмотка возбуждения обеспечивает ступенчатое изменение величины тока возбуждения возбудителя при последовательном шунтировании части резисторов R81 и R82 в ее цепи замыкающими контактами РТ1 и РТЗ соответственно на 1-й и 2-й тормозных позициях. Параллельная обмотка возбуждения в тормозном режиме через ограничительный резистор Rос и замыкающий контакт РТ11 подключена на падение напряжения на тормозном резисторе первой группы электродвигателей и выполняет роль отрицательной обратной связи по тормозному току. Направление протекания тока через параллельную обмотку в тормозном режиме противоположно направлению протекания тока в обмотке в режиме тяги. Для устойчивой работы возбудителя в тормозном Рис. 1. Силовая схема и схема возбуждения главного генератора режиме в цепь независимой обмотки возбуждения главного генератора введен дополнительный резистор Rд, который шунтируется в тяговом режиме силовым контактом КВВ2 контактора КВВ. Дифференциальная обмотка возбудителя в тормозном режиме от схемы возбуждения генератора отключается контактом КВВ1 этого же контактора. Схема управления. Управление тепловозом в режиме электрического торможения осуществляется через штатный контроллер машиниста. Принципиальная схема управления приведена на рис. 2. При включении тумблера «Эл. тормоз» от зажима 218 через размыкающий контакт КП34 подается питание на блок включения тормоза БВТ-У через разъем 11 штепсельного соединителя блока. Сборка схемы электрического тормоза происходит после нажатия кнопки «Эл. тормоз». При этом подается питание на разъемы 2 и 10 блока БВТ-У, от которого через разъемы 6 и 7 соединителя получают питание катушки тормозных реле РТ1 и РТ2. При срабатывании реле РТ1 его замыкающий контакт РТ11 подключает параллельную обмотку возбудителя к тормозным резисторам 1-й группы тяговых двигателей, а размыкающий контакт РТ13 блокирует включение реле управления РУ5. В цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя замыкающим контактом РТ18 шунтируется часть резистора R81, а через замыкающий контакт РТ15, шунтирующий в тормозном режиме вспомогательные контакты КП11, КП21 и КП31, от зажима 204 подготавливается цепь питания катушки контакторов КВ. После того как сработает реле РТ2, замыкающие контакты РТ26, РТ28 и РТ23 подготавливают цепи пи- Рис. 2. Схема управления тания катушек реле РТ4, РТЗ и контакторов КВТ1 – КВТ3, а размыкающий контакт РТ21 блокирует включение контактора КВВ в тормозном режиме. Через замыкающие контакты РТ22 получают питание катушки контакторов КТ1 – КТ3, подключающие группы тяговых двигателей на свои тормозные резисторы. Замыкающим контактом РТ25 обеспечивается подача питания на зажим Т1 при отпуске кнопки «Эл. тормоз» после перевода рукоятки контроллера машиниста в тормозном режиме на 1-ю позицию. При включенной кнопке «Эл. тормоз» катушка контактора KB получает питание от зажима Т1 через замыкающие контакты РТ25 и РТ15. После перевода рукоятки контроллера машиниста на 1-ю позицию катушка контактора запитывается от зажима 204 через замыкающий контакт РТ15. Когда контакторы КТ1 – КТ3 включатся, через их вспомогательные контакты КТ11 – КТ31 и контакты РТ23 и КВВ3 получат питание катушки контакторов КВТ1 – КВТ3. С помощью последних осуществляется подключение обмоток возбуждения каждой из групп тяговых двигателей с последовательно соединенными с ними резисторами шунтировки поля РШ1, РШ3 и РШ5 к главному генератору. Размыкающий вспомогательный контакт КВВ3 контактора КВВ в цепи питания катушек контакторов КВТ1 – КВТ3 служит для блокирования их включения в режим тяги. Вспомогательными контактами КВТ12 – КВТ32 блокируются цепи питания катушек штатных реле управления РУ1 – РУ4 от их включения в тормозном режиме. Катушка реле РТ5 получает питание через провод 601 от зажима Т1 при нажатой кнопке «Эл. тормоз» и после срабатывания реле становится на самопитание через замыкающие контакты РТ25 и РТ51 или от зажима 222 при постановке рукоятки контроллера машиниста на 1-ю позицию и отпуске кнопки. При этом размыкающими контактами РТ53 и РТ54 блокируется включение поездных контакторов КП1 – КП3 в тормозном режиме. Представленная схема включения реле РТ5 предотвращает самопроизвольную сборку тяговой схемы после автоматической разборки тормозной схемы при срабатывании любой из защит электрического тормоза при положении рукоятки контроллера машиниста на любой из позиций, кроме нулевой. В указанной последовательности осуществляется сборка схемы электрического тормоза и торможение по характеристике 1-й тормозной позиции. В случае кратковременного применения электрического тормоза в режиме подтормаживания состава на 1й тормозной позиции управление тормозом может осуществляться кнопкой «Эл. тормоз». Если необходимо более длительное применение электрического тормоза или работа на 2-й или 3-й тормозных позициях, то после сборки тормозной схемы рукоятку контроллера машиниста следует перевести на 1-ю позицию, а затем кнопку можно отпустить. Питание схемы управления при этом будет осуществляться от зажима 218 через контактные группы КМ2 и КМ7 контроллера машиниста. При переводе рукоятки контроллера на 2-ю позицию через замыкающий контакт РТ28 получает питание катушка реле РТ3, которое своими замыкающими контактами РТ31 шунтирует часть резистора R82 в цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя. Торможение будет осуществляться по характеристике 2-й тормозной позиции. Одновременно через замыкающий контакт РТ34 подготавливается цепь подачи питания на 3-й позиции от зажима 223 на разъем 16 штепсельного соединителя блока включения тормоза БВТ-У. В случае постановки рукоятки контроллера на 3-ю позицию через его контактную группу КМ4 запитывается катушка реле РТ4, которое обеспечивает обратный переход схемы с 3-й на 2-ю тормозную позицию. А через замыкающий контакт РТ34 от зажима 223 подается питание на разъем 16 блока БВТ-У. По мере снижения скорости движения и увеличения тока возбуждения тяговых двигателей до 250–300 А произойдет включение реле-индикатора тока РИТЗ. От зажима 223 через разъемы 16 и 5 блока БВТ-У и замыкающие контакты РТ41 и РТ42 получат питание катушки контакторов КТ4 – КТ6, которые зашунтируют части тормозных резисторов. Торможение будет осуществляться по характеристике 3-й тормозной позиции. Коммутация аппаратов схемы при сбросе тормозных позиций контроллером машиниста осуществляется в обратной последовательности. Отключение электрического тормоза может осуществляться двумя способами: либо постановкой рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение, либо автоматически при остановочном торможении. В первом случае, при переводе рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение, снимается питание с блока БВТ-У (разъемы 2 и 10), а также обесточиваются катушки реле РТ5 и контактора КВ. При этом разры- вается цепь возбуждения тягового генератора. При снятии напряжения питания с блока БВТ-У отключается реле РТ1 и с задержкой времени 1,5–2 с – реле РТ2. Происходит обесточивание катушек контакторов КТ1 – КТЗ, а затем – КВТ1 – КВТЗ. Таким образом, разборка схемы электрического тормоза происходит практически при малых остаточных токах в силовой цепи схемы. Во втором случае, при необходимости применения остановочного торможения, отключение электрического тормоза выполняется автоматически, без перевода рукоятки контроллера в нулевое положение. При снижении скорости движения до 1–1,5 км/ч и уменьшении величины тормозного тока на группу тяговых двигателей до 100 А происходит отключение реле минимального тока РИТ1. При этом через разъем 9 блока подается питание на катушку электропневматического вентиля замещения тормоза ВЗТ и начинается наполнение воздухом тормозных цилиндров от питательной магистрали через редуктор давления № 348. Когда избыточное давление воздуха в тормозных цилиндрах достигнет 0,5–0,8 кгс/см2, срабатывает датчик-реле давления ДЕМ-102 блока БВТ-У. При этом происходит сначала отключение реле РТ1, потом через 1,5–2 с – отключение реле РТ2, а затем следует разборка тормозной схемы. Наполнение тормозных цилиндров происходит до величины избыточного давления 1,8–2 кгс/см2, определяемого настройкой редуктора давления. С разборкой схемы электрического тормоза питание блока БВТ-У будет осуществляться от зажима 204 через замыкающий контакт РТ51 реле РТ5, остающегося на самопитании до тех пор, пока рукоятка контроллера находится на одной из тормозных позиций. При переводе рукоятки контроллера в нулевое положение происходит отключение реле РТ5, снятие питания с разъема 2 блока БВТ-У и катушки вентиля замещения тормоза ВЗТ, что вызывает отпуск пневматического тормоза. ЗАЩИТА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЗА Защита по максимальному тормозному току. При превышении допустимых значений тормозного тока, определяемых настройкой реле-индикатора тока РИТ2 на величину 1100±30 А на группу тяговых двигателей, происходит срабатывание последнего. При этом блок БВТ-У дает команду на отключение реле РТ1, через замыкающий контакт которого снимается питание с катушки контактора КВ. Далее с задержкой времени 1,5–2 с выполняются отключение реле РТ2, разборка силовой схемы и автоматический переход на пневматическое торможение с давлением сжатого воздуха в цилиндрах 1,8–2 кгс/см2. Следующее включение электрического тормоза после срабатывания защиты по максимальному току может быть осуществлено после отключения и повторного включения тумблера «Эл. тормоз». Защита по минимальному тормозному току. При снижении величины тормозного тока до 100 А на группу тяговых двигателей или при любой неисправности, вызывающей такое снижение тормозного тока, происходит отключение реле-индикатора тока РИТ1. При этом через разъем 9 блока БВТ-У подается питание на катушку вентиля замещения тормоза ВЗТ. В результате происходит наполнение тормозных цилиндров сжатым воздухом. Когда давление воздуха в тормозных цилиндрах достигнет величины 0,5–0,8 кгс/см2, происходит срабатывание датчика-реле давления ДЕМ-102. Через размыкающий контакт РДТ этого датчика-реле снимается питание с разъема 10 блока БВТ-У. При этом через блок БВТ-У поступает команда на отключение реле РТ1, РТ2 и разборку схемы электрического тормоза. Давление воздуха в тормозных цилиндрах будет повышаться до величины 1,8–2 кгс/см2. Защита от совместного применения электрического и пневматического тормозов. В режиме электрического торможения при повышении давления в магистрали тормозных цилиндров более 0,5–0,8 кгс/см2 происходит срабатывание датчика-реле давления ДЕМ-102. Последнее вызывает разборку тормозной схемы и автоматический переход на пневматическое торможение, как и в случае срабатывания защиты по минимальному тормозному току. Защита от перегрева тормозных резисторов. Чтобы предупредить перегрев тормозных резисторов при непрерывном применении электрического тормоза более 2 мин, блок БВТ-У дает команду на разборку схемы электрического тормоза и включение системы замещения. Разборка схемы электрического тормоза и переход на пневматическое торможение происходят в той же последовательности, что и при срабатывании защиты по максимальному тормозному току. Следующее действие электрического тормоза осуществляется после отключения и повторного включения тумблера «Эл. тормоз». СИСТЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЗА Для обеспечения совместной работы электрического тормоза и пневматической тормозной системы тепловоза ЧМЭ3 штатная пневматическая схема дополнена редуктором давления № 348, электропневматическим вентилем ВВ-32, датчиком-реле давления ДЕМ-102, переключательным клапаном № 3ПК в соответствии со схемой, приведенной на рис. 3. Реле давления 24 подключается к магистрали вспомогательного тормоза через трубопровод манометра тормозных цилиндров. Электропневматический вентиль замещения реостатного тормоза 26 через редуктор давления 27 с одной стороны соединяется с питательной магистралью, а с другой стороны через переключательный клапан 23 подключается к импульсной магистрали крана вспомогательного тормоза. При работе тепловоза без применения электрического тормоза перечисленное выше дополнительное оборудование не оказывает влияния на работу пневматической тормозной схемы, поскольку вентиль 26 обесточен, и воздух через редуктор давления 27 в импульсную магистраль крана машиниста не поступает. При включенном электрическом тормозе, в момент поступления сигнала на включение схемы замещения, вентиль 26 типа ВВ-32 получает питание и через редуктор давления 27, переключательный клапан 23 сообщает питательную магистраль системы с импульсной магистралью крана вспомогательного тормоза № 254. Происходит автоматическое наполнение тормозных цилиндров сжатым воздухом до давления 1,8–2 кгс/см2, на которое отрегулирован редуктор давления. Рис. 3. Система замещения электрического тормоза: 1 – кран машиниста № 394; 2 – уравнительный резервуар; 3 – манометр; 4 – электропневматический клапан ЭПК-150; 5, 33 – воздушный фильтр Э-114; 6, 9, 10, 12, 13, 17, 19, 20, 21, 34 – разобщительный кран; 7 – дополнительный резервуар; 8 – кран вспомогательного тормоза № 254; 14, 23 – клапан 3ПК; 15 – клапан ЗОФА; 16, 32 – концевой кран АК8; 18 – тормозной цилиндр; 22 – воздухораспределитель № 483; 24 – датчик-реле давления ДЕМ-102; 25 – запасный резервуар; 26 – электропневматический вентиль ВВ-32; 27 – редуктор давления № 348; 29 – выпускной кран; 30 – двухштуцерный конденсатор; 31 – пылеуловитель Выпуск воздуха из импульсной магистрали крана вспомогательного тормоза и отпуск тормозов тепловоза происходит лишь при обесточивании катушки вентиля ВВ-32, т.е. при выключении электрического тормоза переводом рукоятки контроллера машиниста из тормозного положения на нулевую позицию. Ускоренный отпуск тормозов производится обычным порядком – нажатием на буфер крана вспомогательного тормоза. Для исключения одновременного применения электрического и пневматического тормозов в пневматической схеме тепловоза предусмотрено использование датчика-реле давления 24 типа ДЕМ-102. При избыточном давлении в магистрали тормозных цилиндров 0,5– 0,8 кгс/см2 блок включения тормоза БВТ-У через размыкающие контакты РДТ реле давления дает команду на отключение электрического тормоза и включение схемы замещения. ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ Наиболее вероятные неисправности в электрической схеме тормоза, которые могут выявиться в эксплуатации, приведены в таблице. В перечень неисправностей включены только те из них, которые могут быть оперативно обнаружены и устранены силами локомотивной бригады. При более сложных неисправностях, связанных, например, с выходом из строя блока БВТ-У, требуется его проверка с применением специального Возможные неисправности электрического реостатного тормоза, разработанного ВНИТИ для тепловозов ЧМЭ3, причины и способы устранения Неисправность При включенном тумблере «Эл. тормоз» и нажатой кнопке «Эл. тормоз» не включаются реле РТ1 и РТ2 При включенных реле РТ1 и РТ2 не срабатывают контакторы КТ1 - КТ3 При нажатой кнопке «Эл. тормоз», включенных реле РТ1 и РТ2 не срабатывает контактор KB При переводе контроллера машиниста на 1-ю позицию и отпуске кнопки «Эл. тормоз» контактор KB отключается При включенных контакторах КТ1 - КТ3 не включаются контакторы КВТ1 - КВТ3 Отсутствует тормозной ток при собранной тормозной схеме При переводе рукоятки контроллера машиниста на 2-ю позицию не происходит увеличение тормозного тока На 3-й позиции контроллера не происходит автоматическое включение контакторов КТ3 - КТ6 на скорости 7 - 10 км/ч Величина тормозного тока при входе в торможение превышает 1100 А, срабатывает защита по максимальному току Нет автоматического перехода на пневматическое торможение на скорости 1,5 - 2,5 км/ч, тормозная схема не разбирается Не срабатывает защита по максимальному тормозному току При автоматическом переходе с электрического на пневматическое торможение величина давления в тормозных цилиндрах превышает 2 кгс/см2 Вероятная причина Не поступает питание на зажимы 2, 10, 11 (+ 110 В) и 18 (- 110 В) и 18 (- 110 В) блока БВТ-У Нарушен контакт в штепсельном соединителе блока БВТ-У Неисправен блок БВТ-У Величина избыточного давления в магистрали тормозных цилиндров составляет более 0,5 кгс/см2 Нарушен контакт РТ22 Обрыв в цепи питания катушек контакторов Нарушена цепь питания катушки контактора Нарушен контакт в контактной группе КМ7 контроллера машиниста Не подается питание на катушки контакторов Нарушен контакт РТ18 в цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя Имеется неисправность или обрыв в цепи одного из резисторов R81 - R84 Не включилось реле РТ3 Нарушен контакт РТ31, шунтирующий резистор R82 Отсутствует контакт РТ34 Не включено реле РТ4 Неисправен реле-индикатор тока РИТЗ Имеется обрыв в цепи параллельной обмотки возбуждения возбудителя Имеется подгар и «залипание» геркона реле-индикатора тока РИТ1 Неисправен реле-индикатор тока РИТ2 Вышел из строя блок БВТ-У Разрегулирован редуктор давления № 348 тестирующего устройства в соответствии с инструкцией по эксплуатации блока. Указанная инструкция входит в комплект технической документации, дополнительно прилагаемой к каждому тепловозу, прошедшему модернизацию. Способ устранения Проверить цепи проводов 659, 699 и 684, а также надежность контакта КП34 Выяснить надежность контакта в штепсельном соединителе Произвести проверку блока тестирующим устройством, неисправность устранить Отпустить пневматический тормоз локомотива Проверить состояние контакта РТ22 Убедиться в целостности проводов 669, 623 и 612 Проверить состояние контактов КД11, КД21, БК1, БК2, Р12, Р32, К, ДДВ, РТ15 и РТ25 в цепи катушки KB Выяснить состояние контактной группы КМ7 Произвести контроль состояния контактов РТ23, КТ11, КТ21, КТ31 и КВВ3 в цепи питания катушек КВТ1 - КВТ3 Проверить состояние контакта РТ18 Выполнить контроль цепей резисторов Проверить состояние контактов РТ28 и КМ3 Выяснить состояние контакта РТ31 Проверить состояние контакта РТ34 Произвести контроль цепей питания катушки РТ4 Заменить геркон Проверить состояние контакта РТ11, цепь резистора Rос, надежность контакта проводов 611 и 613 с тормозными резисторами Rт1, Rт2 Заменить геркон Заменить геркон Выполнить проверку блока Произвести регулировку редуктора Кандидаты технических наук B. C. ABPAMEHKO, В. Л. СЕРГЕЕВ, ВНИТИ, инж. А. С. КУЛАБУХОВ, Департамент локомотивного хозяйства (ЦТ) МПС
