Силовая схема

Тяговые электрические двигатели (ТЭД) подключены к тяговому генератору Г параллельно через поездные контакторы П1-П6. Последовательные обмотки возбуждения ТЭД получают питание через контакты реверсивного переключателя ПР. Изменение направления тока в обмотках возбуждения (С1,С2) обеспечивается переключателем ПР.

Для возможности использования полной мощности тягового генератора и тяговых двигателей в рабочем интервале токов нагрузки на тепловозе предусмотрены две ступени ослабления возбуждения ТЭД. Это позволяет использовать полную мощность дизеля на 15-й позиции контроллера машиниста (КМ) до скорости 100 км/ч.

Первая ступень резистора ослабления поля возбуждения. СШ1-СШ6 включается контактором ВШ1 при скорости 39-44км/ч. При этом по обмоткам возбуждения проходит только 57-63% общего тока якоря ТЭД. Контакторы ВШ1 и ВШ2 получают питание через реле перехода РП1 (провода 157, 264) и РП2 (провода 1945, 263). Для получения температурной стабильности токовые катушки реле РП1 и РП2 установлены в цепь выхода трансформаторов тока ТПТ1-ТПТ4. Катушки напряжения РП1 и РП2 включены через дополнительные резисторы СПРН1 и СПРН2 на напряжение тягового генератора.

В цепи катушек контакторов ВШ1 и ВШ2 находятся замыкающие контакты реле времени РВ4. При боксовании тепловоза для исключения звонковой работы, а также предупреждения подгара силовых контактов контакторы ВШ1 и ВШ2 отключаются, а после окончания буксования и переходных процессов с выдержкой времени вновь включаются.

Тумблер ТУП (провода 259, 260) «Управление переходом» служит аварийным отключателем в случае появления неисправности в цепях управления ослабления возбуждения ТЭД.

Запуск дизеля

При запуске дизеля тяговый генератор Г подключается к аккумуляторной батареи БА пусковыми контакторами Д1 (492, 494 «минус») и Д2 (493. 597 «Плюс»). Генератор работает в режиме двигателя последовательного возбуждения. Пуск дизеля Автоматический.

Для запуска включают разъединитель ВБ батареи БА, а также автоматические выключатели (автоматы):

• А5 «Дизель» и А4 «Топливный насос».
• Затем ставят в рабочее положение рукоятку блокировки тормоза БУ,
• включают па пульте машиниста автомат А13 «Управление»,
• переводят в одно из рабочих положений («Вперёд» или «Назад») реверсивную рукоятку контроллера машиниста КМ.
• При нажатии кнопки ПД1 «Запуск» через р.к. КТН (372, 329) плюс от автомата А13 «Управление» подаётся на контакторы Д1, Д2 и ДЗ. Генератор подключается к батарее БА и начинается проворот дизеля, но запуска не произойдёт, потому что вентиль ВП7 ускорителя пуска и блок-магнит ЭТ регулятора не получают питания через з.к. КТН (440, 236).

Для автоматического пуска дизеля на ведущей секции включают тумблер ТН1 «Насос топливный 1». При этом включается топливоподкачивающий насос ТН (см. з.к. КТН между проводами 225 и 253), а так же готовятся цепи:

• катушки контактора Д1 (см. р.к. КТН между проводами 337 и 327),
• контактора КМП (см. р.к. КТН между проводами 289 и 288)
• блок-магнита ЭТ,
• ускорителя пуска ВП7,
• вентилей ВП6 и ВП9,
• реле окончания пуска (з.к. КТН между проводами 440 и 236) — РУ9.

Далее нажимают кнопку ПД1 «Запуск 1». «Плюс» от автомата А13 .«Управление» подаётся на катушку реле пуска дизеля РУ6, которое включается и своим з.к. (1865. 1864) ставит себя на самопитание от автомата А5 «Дизель» своей секции. После этого кнопку ПД1 можно отпустить.

Размыкающий контакт РУ6 (1867. 1868) на время пуска отключает реле РУ7, на которое выведены контакты дифманометра КДМ;

• р.к. РУ6 (1291,1866) на время пуска обесточивает вентиль ВП9 (отключается 10 ТНВД дизеля);
• з.к. РУ6 (200. 345) включает контактор КМН
• з.к. КМН (294, 295) включает маслопрокачивающий насос МН
• з.к КМН (216, 341) подаст питание на электронное реле времени РВ1 и начинается отсчет времени прокачки дизеля маслом не менее 90 секунд.

По истечении времени реле РВ1 своим з.к.:( 217, 218) включает промежуточное реле РУ4, а оно своим з.к. (324,325) включает пусковой контактор Д1. Ввиду низкой коммутационной способности контактов РВ1 на время пуска дизеля в качестве промежуточного реле используется РУ4. Чтобы во время пуска дизеля невозможно было изменить время пуска включением контроллера КМ, реле РУ4 отключает р.к. КМ (302, 304) от контроллера.

Пусковой контактор Д1 силовым з.к. (492. 494) подаёт «минус» па пусковую обмотку тягового генератора;

• з.к. Д1 (367. 243) собирает цепь питания на вентиль ВП7 ускорителя пуска дизеля
• р.к. Д1 (918. 919) отключает питание регулятора напряжения БРН вспомогательного генератора ВГ;
• з.к. Д1 (241, 248) включает контактор ДЗ и подаст питание по межтепловозному соединению на включение остальных контакторов ДЗ.

Силовым контактом Д2 (493, 537) подаётся «плюс» на якорь тягового генератора Г и он в режиме стартера начинает прокрутку дизеля;

• р.к Д2 (108, 177) размыкается в цепи катушки реле РУ2. Чтобы пусковые контакты Д1-ДЗ не подключались к шинам генератора при включённых контакторах возбуждения ВВ и КВ ;
• р.к. Д2 (Р72, Р79) отключает питание радиостанции на время пуска, предупреждая импульсные помехи в блоке питания.

После набора дизелем соответствующих оборотов и повышения до требуемой величины давления масла в системе включается реле давление масла РДМ1, которое включает реле контроля пуски РУ9;

• з.к. РУ9 (258, 1328) подаёт сигнал на лампу «Работа дизеля»;
• з.к. РУ9 (258. 230) подпитывает блок-магнит ЭТ регулятора дизеля;
• з.к. РУ9 (115, РУ19) включается в цепи катушки РУ2 и даёт разрешение на включение возбуждения тягового генератора Г.

Замыкающий контакт КМН (216, 341) отключает реле времени РВ1 и РУ4, а также пусковые контакторы Д1, Д2 и ДЗ. Отключаются также ускоритель пуска ВП7 и десять ТНВД левого ряда дизеля, включается регулятор напряжения БРН вспомогательного генератора ВГ, подаётся питание на переговорное устройство и радиостанцию.

Если пуск дизеля затянулся, не включилась реле РДМ1 и РУ9, то через 30с после включения пускового контактора ДЗ срабатывает реле времени РВ2, которое отключает реле РУ6. В результате схема пуска дизеля разбирается.

В настоящее время на дизеле 1ОД100 внедряются двухрежимные форсунки, которые не требуют отключения ТНВД дизеля. При этом катушки вентилей ВП6 и ВП9 из схемы исключаются.

Автомат А5 «Дизель» (775, 314) установлен после предохранителя 107 маслонасоса МН, т.е. работа дизеля при перегорании предохранителя невозможна.

Вспомогательный генератор и питание цепей управления

Для питания цепей управления тепловоза при работающем дизеле и подзаряда батареи БА применяется вспомогательный генератор ВГ с регулятором напряжения БРН. Номинальное напряжение ВГ-75В, напряжение батареи БА-55В. Для ограничения тока заряда батареи применяется резистор СЗБ (386, 379) сопротивлением 0,085-0,170М.

Диод заряда батареи ДЗБ служит для отделения цепи якоря ВГ от батареи БА. С целью защиты цепи заряда имеются два предохранителя 107 на 160А и 125А.

Электродвигатель маслопрокачивающего насоса МН защищается своим предохранителем 107/125А.

Цепь освещения через 2-х полюсный автомат А11 (889, 890) подключается на шины батареи БА. Там же подсоединяется розетка РВИ внешнего источника питания. Автоматы цепей управления подключены в точку между диодом ДЗБ и резистором СЗБ (399). Таким образом, при нормальной работе генератора ВГ цепи управления питаются от его зажимов. При неисправности ВГ цепи или заглушенном дизеле питание цепей управления поступает от батареи БА.

Работа схемы возбуждения и регулирования тягового генератора.

На независимую обмотку возбуждения тягового генератора Г напряжение подаётся от возбудителя В через резистор СВГ гашение поля. Он служит для рассеивания электромагнитной энергии обмотки возбуждения Г. Поэтому при сильном подгаре контактов КВ следует обращать внимание на целостность цепи СВГ. Возбудитель В имеет две обмотки возбуждения; основную Н1, Н2 (468,469) и размагничивающую Н4, НЗ (467, 466). Основная служит для регулирования возбуждения В и, следовательно, мощности Г в зависимости от позиции контроллера. Размагничивающая предназначена для уменьшения времени переходного процесса возбудителя при нормальной работе системы автоматического управления тяговой передачей, а в аварийном режиме в неё подаётся напряжение от генератора ВГ через резистор СВВ в направлении зажимов НЗ-Н4.

В зависимости от позиции контроллера и числа оборотов дизеля синхронный подвозбудитель СПВ выдаёт переменное напряжение определённой частоты.

Тахометрический блок БТ преобразует его в выпрямленное напряжение, которое линейно зависит от оборотов дизеля.

Таким образом, автоматическая система регулирования возбуждения поддерживает постоянство мощности тягового генератора, заданного для данной позиции, и ограничивает критические параметры тягового генератора по току и напряжению.

Работа схемы при движении тепловоза

Управляют тепловозом в тяговом режиме контроллером машиниста. От автомата А13 «Управление» он получает питание через блокировку крана машиниста БУ (1232,1231). контакты реверсивного переключателя КМ (1231,1242).

При переводе контроллера на 1-ю позицию через тумблер УТ «Управление тепловозом» (219. 1235) получает питание один из вентилей реверсивного переключателя ПР, который устанавливается в одном из положений «Вперед» или «Назад».

Затем через блокировки питание подаётся на промежуточное реле возбуждения РУ2. Последнее включается реле РВЗ (313, 1326) и поездные контакторы П1-П6 (178. 180). а также контакторы возбуждения КВ и ВВ (1674, 213).

От тахометрического блока БТ через резистор задания СОЗ по обмотке задания ОЗ амплистата АВ начинает протекать ток задания. От магнитного потока этого тока открывается амплистат АВ и на обмотку возбуждения Н1, Н2 (468. 469) возбудителя В подастся ток возбуждения. Таким образом, сначала возбуждается возбудитель В, а затем тяговый генератор Г,

В цепи реле РУ2 и контакторов возбуждения ВВ и КВ введены следующие блокировки. снимающие возбуждение тягового генератора Г, если приварены или залипли силовые контакты пусковых контакторов Д1-ДЗ: — р.к. Д2 (108, 177); открыты двери ВВК — конечные выключатели БД1-БД4 (144. 177); недостаточное давление масла в дизеле на 12-15-й позиции контроллера- контакт реле РУ4.

Обмотки возбуждения ТЭД имеют большую индуктивность и запасают значительное количество энергии магнитного поля. При быстром отключении эта энергия рассеивается в электрической дуге поездных контакторов. Отсюда возникают перенапряжение до 2 кВ и переброс дуги па корпус тепловоза, срабатывает реле заземления. Поэтому поездные контакторы с помощью р.к. РВЗ (181, 1054) размыкаются, с выдержкой времени 1,5сек, пока в тяговой передаче не затухнут переходные процессы после снятия возбуждения,

При установке контроллера КМ на 2-ю позицию включается реле РУ8. разрешающие включение нагрузки только на 1-й позиции.

На 4-й позиции включается реле РУ10, которое своим з.к. (421, 415} вводит в работу индуктивный датчик ИД регулятора дизеля: на 8-й позиции включается реле РУ15, у которого р.к. (1047. 1098) раскорачивает диод В7 в блоке БВ2 и вводит ограничение по току генератора Г: на 1-7-й позициях ограничение по току отсутствует для улучшения разгонных свойств тепловоза; на 12-й позиции отключается реле РУ4 и своим р.к. (1346, 1347} вводит в работу реле РДМ2 давления масла дизеля. При переходе с позиции на позицию в определённой комбинации па электромагниты МР1-МР4 подаётся напряжение, благодаря чему изменяются обороты дизеля.

Для удобства выполнения маневровых работ на правой стенке кабины машиниста установлена кнопка маневровых работ КМР. позволяющая ездить на 1-й позиции. При нажатии кнопки КМР шунтируются контакты 1 и 3 контроллера КМ (1252, 1034} и подаётся питание на реле РУ4 (1289. 300. 304. 302), которое своим к.з. (1346, 1347) включает реле РУ2. Таким образом создаётся цепь возбуждения тягового генератора.

Защита ограничения частоты вращения ТЭД при боксовании шести колёсных пар

Описанные выше системы эффективно работают при боксовании до пяти колёсных пар, т.е когда из блока сравнения БДС выходит сигнал от разности токов в якорных цепях ТЭД. Чтобы при синхронном боксовании шести колёсных пар не произошло разностного, предусмотрена защита, действующая на сброс нагрузки. Она состоит из реле РПЗ, включающая своим з.к. (1952. 1953, 1943) реле РУ19, которое отключает реле РУ2. В свою очередь последнее своим р. к. (1072. 1073) отключает контакторы возбуждения КВ и ВВ.

Защита работает на том принципе, что 15-й позиции при тяговом токе менее 2500-1 600А частота вращения ТЭД должна превышать 105-110км\ч.

Токовая катушка РПЗ включена параллельно токовым катушкам РП1 и РП2. А настройка включения ведётся резисторами СРПНЗ (1949, 1948).

Защита от замыкания на корпус в любой точке силовой цепи

Принцип работы схемы контроля изоляции следующий. К шинам тягового генератора Г подключается асимметричный делитель напряжения. Величина резисторов СР32 и СРЗЗ – 6ОО Ом, а СР31-200 Ом. Асимметричным делитель напряжения сделан для получения удовлетворительной чувствительности круговым огням ТЭД.

Рабочая катушка РЗ подключается через выпрямительный мост БВЗ выводом А1 (1822) к искусственной нулевой точке делителя, а выводом В1 (1824) — к корпусу тепловоза. Использование нулевой точки делителя напряжения позволяет снизить напряжение тяговой цепи относительно корпуса н этим повысить её надежность в эксплуатации.

Если в плюсовой цепи появится замыкание на корпус. например в точке Я1 (538) первого ТЭД, то ток утечки будет протекать по цепи: Я1 (558)- корпус тепловоза-провод 1825 блока БВЗ — провод 1823-СР35-рабочая катушка РЗ (А1, В1) — ВР32 (1816. 1815)-минусовая цепь тягового генератора.

Рабочая катушка включается и реле остаётся во включенном положении на «магнитной защёлке». Своим контактом РЗ (332, 206) подает питание па сигнальную лампу ЛРЗ, а вторым контактом РЗ (143, 1673) отключает контакторы возбуждения КВ. ВН. Контакты реле РЗ и РОП выведены прямо на контакторы, минуя реле РУ2. Это сокращает время на снятие возбуждения в аварийных ситуациях. Аналогично схема работает при замыкании в минусовой цепи ТЭД.

Дополнительные резисторы в цепи рабочей катушки служат для уравнивания чувствительности при замыкании на корпус в плюсовой цепи. Кроме того, благодаря этим резисторам уменьшается пульсация тока в рабочей катушке при пробое секции обмотки якоря ТЭД.

Управление холодильной камерой

Для управления системой; поддержания в необходимых пределах температуры воды и масла, охлаждающих дизель, служит электрическая схема управления холодильной камерой.

Она получает питание от автомата А6 «Управление холодильником» (776) на тумблер ТХ «Управление холодильником ручное и автоматическое» (512, 694).

В положение «Автоматическое» питание через датчик-реле температуры воды ВКВ (633. 639) и разделительные диоды поступает на вентили ВПЗ (636. 780) открытия «Жалюзи воды и верхние» и ВП4 (643. 681) «Жалюзи верхние».

В положении «Ручное» можно вручную тумблерами Т9 «Жалюзи масла и верхние», Т10 «Жалюзи верхние», Т8 «Жалюзи воды и верхние», Т11 «Вентилятор холодильника» управлять открытием жалюзи, оборотами вентилятора и поддерживать температуру охлаждающей воды. Температуру воды и масла, давления масла контролируют приборами, которые имеются на пульте машиниста. Питание приборы получают от автомата А6.

Вентили жалюзи ВП2 — ВП5 обладают большой индуктивностью, поэтому при их коммутации возникают значительные перенапряжения, достигающие несколько сот вольт. Для исключения этого они шунтируются диодами Д11. Д8. Д9 и Д10. расположенными вместе с разделительными диодами Д1 — Д7 в блоке резисторов БР и правой ВВК.

Автоматическая локомотивная сигнализация

Автоматическая четырехзначная локомотивная сигнализация непрерывного действия с контролером скорости и периодической проверкой бдительности типа АЛСНВ-1 служит для повышения безопасности движения поездов. Сигнализация получает питание от автоматов А15 (А 104. А 109) — общий минус. А16 (А41. А42) — плюс 75 В. А17 (А23. А32) — плюс 50 В от отпайки батареи БА. через тумблер Т15.

АЛСН установлены только па крайних секциях, Для возможности работы на различных участках пути. кодируемых токами частоты 25, 50 и 75 Гц.

С целью снижения шума в кабине в схему введены предварительная световая сигнализация. Её блок БПС находится под полом кабины, лампа Л23 (А124. А125) находится на пульте машиниста. В случае неисправности блок БПС отключают тумблером ВС, расположенным на левой стороне боковин стенке пульта. Чтобы предупредить срабатывание электропневматического клапана автостопа, при загорании лампы Л23 машинист должен нажать кнопку бдительности КБ, подтверждая этим способность управлять тепловозом при следующих огнях локомотивною светофора: красном (скорость менее 20 км/ч); жёлтом с красным (скорость устанавливается МПС);

При экстренном торможении на скорости более 10 км/час б. к. (А111, А112) крана машиниста (к шестом положении) подаёт питание на вентили песочниц, и под колёсные пары подаётся песок. При скорости менее 10 км/ч замыкаются контакты скоростемера С «0-10», которые включают реле РУ-21. а оно р.к. (А114, А113) отключают питание вентилей песочниц, прекращая подачу песка под колёсные пары.

Изменение в электрической схеме тепловоза

С ТЭ10М-2400 введена новая схема включения токовых катушек реле переходов РП1 и РП2 с изменённым блоком БВК-450. Раннее токовыми катушками реле переходов включались параллельно обмоткам дополнительных полюсов тягового генератора Г. Ток в токовых катушках определялся падением напряжения на дополнительных полюсах, которое зависело от степени нагрева генератора. Поэтому наблюдалось нестабильность работы реле.

Чтобы исключить этот недостаток, токовые катушки РП1 и РП2 теперь включены в выходные цепи трансформатора тока. С этой целью модернизировали блок БВК-450 УЗ. Переделка заключалась в том, что минусовой провод от выпрямительных мостов В1. В2, ВЗ и В6 ТПТ был запаян в гнездо 9 разъёма блока. В рассечку минусового провода 1961 и были включены токовые кадушки реле РП1 и РП2, модернизированный блок получил обозначение БВК — 450Л Уз.

С ТЭ10М-2450 в схеме подачи песка при экстренном торможении вместо реле ТРПУ-1-413 (РУ-21) предусмотрено реле с напряжением 50 В.

С ТЭ10М 2687 введено газовое пожаротушение. Тумблер ТГТ (П100, П102, П103, П107) включение газового тушения расположен на стенке кабины с правой стороны пульта и опломбирован. В эксплуатации и ремонте надо иметь в виду, что цепь тумблера подключена непосредственно на зажимы БА.

С ТЭ10М-3012 в цепь якоря подвозбудителя СПВ для защиты перегрузок и коротких замыканий введён автоматический А20 (449, 452).

Предусмотрены также дополнительные элементы регулирования селективного узла. Чтобы обеспечить, стабильность тепловозных характеристик, снизить дымность на переходных режимах и нагароотложение в газовоздушном тракте дизеля в период эксплуатации, селективная характеристика на промежуточных позициях понижается.

Для этого делается «перелом» селективной характеристики на 8-й и 12-й позициях, т.е. с помощью контактов реле РУ15 (1905, 1859) и РУ4 (1859. 1904) в резисторе СОЗ изменяется дополнительное сопротивление вставки.