Устройство и ремонт электропоездов - Добровольская Э.М.

Author: Добровольская Э.М.
Tags: тяга поездов на железных дорогах подвижной состав железнодорожный транспорт транспорт электроснабжение техническое описание электропоезда
ISBN: 5-94628-164-X
Year: 2005
Similar
Электропоезда метрополитена. Учебник
Тепловозы: Механическое оборудовании, устройство и ремонт
Устройство и ремонт электропоездов метрополитена
Тепловозы. Механическое оборудование. Устройство и ремонт
Text
                    Э.М. ДОБРОВОЛЬСКАЯ
УСТРОЙСТВО
И РЕМОНТ
ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ИКЦ-‘АКАДЕМКНИГА

УДК 629.423.621.3.024.025
ББК 39.235
Д56
Рецензенты: М.Ю. Ледзинский (заместитель главного
инженера Московского локомотиво-ремонтного завода;
В.Ф. Бобух и С.И. Папченков (преподаватели москов-
ских железнодорожных колледжей)
Добровольская Э.М.
Устройство и ремонт электропоездов. — М.: ИКЦ «Академкнига»,
2005. - 455 с.: ил.
ISBN 5-94628-164-Х
Приведены общие сведения об электрической таге, электроснабжении
железных дорог и электропоездах. Рассмотрены устройство и работа узлов
механического оборудования. Подробно описаны устройство и работа тяговых
двигателей в различных режимах и регулирование частоты вращения их
якорей; тяговые трансформаторы, выпрямительные установки, преобразова-
тели, электрические аппараты высоковольтных и низковольтных электриче-
ских цепей и их защита, а также схемы силовых испей и цепей управления
электропоездов постоянного и переменного тока. Приведены основные сведе-
ния по техническом)1 обслуживанию и ремонту.
Книга соответствует стандартам начального профессионального образова-
ния и предназначена для обучающихся по профессиям, связанным с эксплуата-
цией и ремонтом электропоездов. Простота, доступность изложения дает воз-
можность читателям без затруднений усваивать сложный учебный материал.
ISBN 5-94628-164-Х
© Э.М. Добровольская, 2005
© ИКЦ «Академкнига», 2005
От издательства
Книга I описана по учебной программе дисциплины «Устройство и
ремонт электропоездов» в полном соответствии со Стандартами на-
чального профессионального образования по специальностям «По-
мощник машиниста электропоезда», «Слесарь по ремонту электропо-
ездов», утвержденными Институтом развития профессионального об-
разования МО РФ в 2004 г.
Учебная программа предусматривает изучение электропоездов как
постоянного, так и переменного тока. Рассмотреть в одной книге, ог-
раниченной объемом учебного издания, все устройства и аппараты
механического и электрического оборудования, электрические схемы
и режимы их работы для поездов, имеющих целый ряд принципиаль-
ных различий, сложная задача. Однако автору удалось объединить в
книге общий материал по электропоездам постоянного и переменно-
го тока, и в то же время рассмотреть конструктивные особенности
оборудования и схемы наиболее распространенных серийных элект-
ропоездов.
Для стимулирования познавательной деятельности учащихся ав-
тор в конце каждого параграфа приводит систему контрольных воп-
росов, причем для осуществления обратной связи ответы на постав-
ленные вопросы учащиеся могут найти в тексте книги.
Внутрипредметные и межпредметные связи учебного материала
книги способствуют закреплению знаний. Ссылаясь на ранее изу-
ченный материал автор побуждает учащихся к мыслительной актив-
ности.
Использование различных текстовых шрифтов поможет учащимся
усваивать материал, научит отделять главное от второстепенного.
Кинга Э.М. Добровольской написана в доходчивой форме, полно-
стью отвечает требованиям учебного издания и несомненно будет по-
лезна не только учащимся и преподавателям, но и работникам, свя-
занным с эксплуатацией и ремонтом электропоездов.
Глава 1
Общие сведения об электрической
тяге, электроснабжении железных
дорог и электропоездах
1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ
Из истории электрификации железных дорог. Быстрое развитие элект-
ротехнической промышленности в конце XIX— начале XX в. побуди-
ло инженерную мысль применить электрическую энергию для пере-
движения. В 1880 г. на участке конной железной дороги в Петербурге
русский инженер Ф.А. Пироцкии установил на вагоне электрический
двигатель с двухступенчатой зубчатой передачей. Для питания двига-
теля были использованы рельсы: один служил прямым проводником,
другой — обратным. Впоследствии русские инженеры создали ряд ин-
тересных проектов электрической тяги, однако ни один из них не был
осуществлен. И только в 1920 г. планом ГОЭЛ РО было намечено элек-
трифицировать около 3500 верст железных дорог на постоянном токе.
В результате в 1926 г. открылось движение электропоездов на линии
Баку—Сабунчи—Суруханы протяженностью 19 км, напряжением
1200 В постоянного тока. Тогда же была электрифицирована на по-
стоянном токе напряжением 1500 В пригородная линия Москва—Мы-
тищи протяженностью 17,7 км. Подобные электрифицированные ли-
нии были открыты для движения пригородных электропоездов в Ле-
нинграде и Киеве.
В 1932 г. было положено начало электрической тяге на постоянном
токе напряжением 3000 В (участок Зестафони—Хашури Сурамского
перевала протяженностью 61,5 км). К началу Великой Отечественной
войны были электрифицированы 1965 км магистральных и пригород-
ных линий, в военные годы — 446 км, в основном на Урале.
В 1956 г. протяженность электрифицированных на постоянном то-
ке железных дорог составляла 5361 км. В этом же году был открыт для
эксплуатации опытный участок Ожерелье—Павелец, электрифициро-
ванный на переменном токе промышленной частоты.
В 1987 г. в СССР эксплуатировалось 27,5 тыс. км железных дорог,
электрифицированных на постоянном токе 3000 В, и 23,5 тыс. км —
на переменном токе напряжением 25 000 В.
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
5
По протяженности электрифицированных железных дорог СССР
в 1985 г. занимал первое место в мире.
К 1998 г. в России эксплуатировалось 18,8 тыс. км железных дорог
на электрической тяге постоянного тока напряжением 3000 В и 21,2
тыс. км — переменного тока напряжением 25 000 В.
Преимущества электрической тяги. По сравнению с другими видами
тяги (тепловозной, паровозной) электрическая тяга имеет ряд преиму-
ществ, так как у нее более высокие технико-экономические показатели.
Электроподвижной состав (ЭПС) не несет на себе первичных ис-
точников энергии, не имеет запаса топлива, поэтому обладает мень-
шим весом на единицу мощности.
Коэффициент полезного действия электрической тяги определяется
произведением КПД всех участков системы электроснабжения элект-
рической железной дороги. При КПД тепловой электростанции
0,36—0,40, линий электропередач 0,95, тяговой подстанции 0,94—0,98,
контактной сети 0,95 и самого локомотива 0,80—0,85 общий КПД элек-
трической тяти составит более 30%. Средний же эксплуатационный
КПД тепловозной тяги не превышает 20%, а паровой составляет 3—5%.
При электрической тяге возможно управление несколькими элек-
тросекциями с одного поста управления (по так называемой системе
многих единиц). При паровой тяге такое управление невозможно, а
при тепловозной трудноосуществимо.
Электрическая тяга дает возможность использовать электрическое
торможение, что достигается переводом тяговых двигателей в генера-
торный режим. При этом повышается безопасность движения, так
как обеспечивается оперативность управления, уменьшается износ
тормозных колодок и тормозного оборудования. Кроме этого энер-
гия, вырабатываемая тяговыми двигателями в генераторном режиме,
может быть возвращена в контактную сеть для использования ее дру-
гим ЭПС.
Отсутствие копоти и дыма при электрической тяге также является
ее преимуществом.
Электрическая тяга резко увеличивает пропускную и провозную
способность железных дорог и сокращает время на проезд пассажиров.
Недостатками электрической тяги являются необходимость соору-
жения относительно дорогих устройств электроснабжения (тяговых
подстанций, контактной сети), а также зависимость работы ЭПС от
их состояния и исправности.
Контрольные вопросы
1. Перечислите преимущества электрической тяги по сравнению с
другими видами тяги.
6
Глава 1
2. Какие недостатки имеет электрическая тяга в сравнении с другими
видами тяги?
1.2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Электрифицированные железные дороги России получают электро-
энергию от Единой энергосистемы, в которую входят крупные элект-
ростанции различных типов: тепловые, гидравлические, атомные и
др. Электростанции энергосистемы связаны между собой линиями
электропередачи (ЛЭП), благодаря чему обеспечиваются бесперебой-
ность и высокая надежность снабжения электроэнергией всех потре-
бителей энергосистемы, в том числе и электроподвижного состава.
В России на железных дорогах для питания электроподвижного
состава применяют постоянный ток напряжением 3000 В или одно-
фазный переменный ток напряжением 25 000 В. И в том, и в другом
случаях переменный ток высокого напряжения (сотни тысяч вольт)
по линиям электропередачи из энергосистемы подается в район же-
лезной дороги, где натяговых подстанциях преобразуется в соответст-
вующий тяговый ток, который через контактную сеть (провода, под-
вешенные на специальных опорах) подводится к элекгроподвижному
составу. На рис. 1.1 для примера представлена схема участка железной
дороги, электрифицированной на постоянном токе.
Тяговые подстанции железных дорог, электрифицированных на
постоянном токе 3000 В, располагают на расстоянии 15—20 км, на пе-
ременном токе напряжением 25 кВ — через 40—50 км. При системе
электроснабжения 2x25 кВ тяговые подстанции располагают на рас-
стоянии 90—100 км.
Тяговые подстанции постоянного тока. На тяговой подстанции по-
стоянного тока (рис. 1.2, о) установлены трансформаторы Tlw T2, по-
нижающие напряжение энергосистемы до 3,3 кВ (выше номинально-
го на 10% для компенсации падения напряжения в контактной сети).
Каждый из трансформаторов соединен с соответствующим статиче-
ским преобразователем (выпрямителем) П1 и П2, преобразующим пе-
ременный ток в постоянный. Выпрямленное напряжение с плюсовых
шин тяговой подстанции с помощью питающих линий ПЛ подается в
контактную сеть. Минусовые шины, соединенные со вторичными об-
мотками трансформаторов Т1 и Т2,с помощью отсасывающих линий
ОЛ соединены с рельсовыми цепями. Число питающих линий зависит
от числа электрифицированных путей на перегоне, путевого развития
станций, наличия депо.
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
7
Рис. 1.1. Схема участка железной дороги, электрифицированной на посто-
янном токе
При включенных тяговых двигателях электроподвижного состава
ток от тяговой подстанции по питающей линии (см. рис. I. I) поступа-
ет в контактную сеть, откуда через пускорегулирующие аппараты и
тяговые двигатели — в рельсы, и по отсасывающей линии возвраща-
ется на тяговую подстанцию.
Схема, приведенная на рис. 1.2, ач упрощенная, на ней не показа-
ны включающие, защитные и другие устройства тяговой сети.
Система электроснабжения постоянным током получила распро-
странение во многих странах мира. Основным ее достоинством явля-
ется использование на подвижном составе тяговых электродвигателей
постоянного тока с последовательным возбуждением, свойства кото-
рых в большей мере отвечают требованиям тяги. Недостаток такой си-
стемы — сравнительно низкое напряжение в контактной сети (3000 В),
которое лимитируется наибольшим допустимым напряжением, подава-
емым непосредственно из сети на тяговые двигатели, без промежу-
8
Глава 1
Рис. 1.2. Принципиальные схемы тяговых подстанций:
а — постоянного тока; б— переменного тока с трехобмоточными трансформаторами
точного преобразования его на подвижном составе. Кроме того при
этой системе подземные металлические сооружения подвергаются
электрической коррозии, вызываемой протекающими в земле блуж-
дающими токами, и требуются специальные защитные устройства для
ее уменьшения.
Тяговые подстанции переменного тока. В отличие от тяговых под-
станций постоянного тока они только понижают напряжение энерго-
системы до 27,5 кВ.
В случае питания тяговой подстанции от двух ЛЭП (рис. 1.2, б)
первичные обмотки трансформаторов Т1 и Т2 присоединены к раз-
ным ЛЭП. Две фазы вторичных обмоток, например А и С. соединены
с шинами тяговой подстанции и посредством питающих линий — с
контактной сетью I и II двухпутного участка. Третья фаза, например
В. соединена отсасывающей линией с рельсами. Для предупреждения
короткого замыкания между фазами А и С контактная подвеска участ-
ка каждого пути, питающегося от разных фаз, разделена электрически
нейтральной вставкой.
Нейтральная вставка это участок контактной подвески, на кото-
ром в нормальных условиях нет напряжения. Нейтральные вставки на
дорогах постоянного тока устраивают в тех случаях, когда габариты
какого-либо искусственного сооружения не позволяют подвесить
контактный провод, находящийся под напряжением, без нарушения
минимального расстояния до ближайших заземленных частей.
Через нейтральную вставку поезд проходит с отключенными тяго-
выми двигателями по инерции (на выбеге). Чтобы машинист знал, где
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
9
нужно отключить и снова включить тяговые двигатели, устанавлива-
ют предупредительные сигнальные знаки.
Система электроснабжения железных дорог переменным током
промышленной частоты значительно проще, экономичнее и лишена
недостатков системы постоянного тока. Более высокое напряжение в
тяговой сети позволяет в 2,5—3 раза уменьшить площадь сечения про-
водов в контактной сети и увеличить расстояние между тяговыми
подстанциями. Высокое переменное напряжение контактной сети на
самом электроподвижном составе с помощью тягового трансформа-
тора понижается до оптимального значения по условиям работы тяго-
вых двигателей, а затем с помощью выпрямительной установки пре-
образуется в постоянное напряжение, необходимое для их работы.
К недостаткам этой системы относятся неравномерная нагрузка
фаз внешней питающей системы трехфазного тока, электрическое и
магнитное влияние на линии связи и идущие вдоль полотна железной
дороги металлические коммуникации. В них индуцируются значи-
тельные ЭДС, опасные для обслуживающего персонала и для изоля-
ции устройств. В линиях связи создаются помехи, мешающие их нор-
мальной работе. Это вызывает необходимость линии связи выполня ть
кабелями в целях надежной их защиты.
Для увеличения пропускной способности линий возникла необходи-
мость внедрения системы электроснабжения переменного тока
2 х 25 кВ. При этой системе используются существующее оборудование и
электроподвижной состав с номинальным напряжением 25 кВ, а электро-
энергия к ЭПС подается по линии напряжением 50 кВ. Мощность, необ-
ходимая для работы ЭПС, как известно, равна произведению тока на на-
пряжение. Поэтому ток, потребляемый ЭПС из контактной сети напря-
жением 50 кВ, вдвое меньше, чем при напряжении 25 кВ, что приводит к
меньшим потерям напряжения и электроэнергии, снижает ограничения
по пропускной способности линии и нагреву проводов контактной сети.
К тому же расстояние между соседними тяговыми подстанциями может
бьпъ значительно увеличено. Недостатком этой системы является необ-
ходимость подвески специального питающего провода того же сечения,
что и провода контактной сети, с изоляцией на 25 кВ.
Контактная сеть. Она служит для подведения электроэнергии к
электроподвижному составу путем непосредственного контакта с его
токоприемниками. Контактная сеть выполнена в виде воздушной
контактной подвески на опорах.
Контактная подвеска может бьпъ простой и цепной. Простая при-
меняется на деповских и второстепенных станционных путях, а цеп-
ная — на магистральных участках железных дорог. Цепная подвеска
подразделяется на одинарную и двойную.
10
Глава 1
Рис. 1.3. Цепные кон-
тактные подвески: а —
одинарная; б — двой-
ная; в — полукомпснси-
рованная
В цепной одинарной подвеске (рис. 1.3, а) контактный провод с
помощью часто размещенных струн подвешивают к несущему тросу,
имеющему наибольший провес. Несущий трос через изоляторы кре-
пится к консолям опор. Применение струн разной длины позволяет
подвешивать контактный провод приблизительно на одной высоте от
головки рельса.
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
11
В плане на прямых участках пути контактные провода располага-
ют зигзагообразно относительно оси пути, что обеспечивает равно-
мерный износ рабочей части токоприемников. Зигзаг контактного
провода создается фиксаторами и составляет 0,3 м в каждую сторону.
При двойной цепной подвеске (рис. 1.3, б) к несущему тросу на
струнах подвешивают вспомогательный провод, к которому также
струнами крепят контактный провод. Двойная цепная подвеска допу-
скает наибольшие скорости движения.
Необходимое натяжение контактных проводов обеспечивают с по-
мощью компенсаторов (рис. 1.3, в), состоящих из груза и нескольких
блоков, через которые его с помощью троса присоединяют к прово-
дам. Натяжение регулируют так. чтобы контактный провод распола-
гался беспровесно.
Контактные провода выполняют из меди, иногда из бронзы или
сплава стали и меди площадью сечения 100—150 мм2. Площадь сече-
ния проводов контактной сети переменного тока значительно мень-
ше, чем постоянного.
Рельсовая сеть. В тяговую сеть помимо контактной сети, питающих
и отсасывающих линий входит рельсовая сеть, служащая вторым прово-
дом тяговой сети. Для уменьшения сопротивления рельсовой сети тяго-
вому току в рельсовых стыках устанавливают соединители, представля-
ющие собой небольшие отрезки гибкого медного провода с двумя нако-
нечниками, привариваемыми к рельсам по обе стороны стыка.
Контрольные вопросы
1.	Как осуществляется электроснабжение подвижного состава посто-
янного тока? Назовите преимущества и недостатки системы элек-
троснабжения постоянного тока.
2.	Как обеспечивается электроснабжение подвижного состава пере-
менного тока? Каковы преимущества и недостатки системы пере-
менного тока?
3.	Что представляют собой нейтральные вставки и для чего их устана-
вливают?
4.	Как устроены контактные подвески, применяемые на магистраль-
ных железных дорогах?
1.3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОПОЕЗДАХ
Из истории развития моторвагонной тяги. На электрифицированных
железных дорогах все пригородные пассажирские перевозки обеспе-
12
[лава 1
чивают, как правило, электропоезда. Каждый электропоезд состоит
из электросекций, которые включают в себя моторные и прицепные
вагоны.
Вагоны, оборудованные электрическими тяговыми двигателями и
электрической аппаратурой для управления ими, называют моторны-
ми (М), вагоны, не имеющие тяговых двигателей, но снабженные не-
обходимым электрооборудованием для совместной работы с мотор-
ными, — прицепными (П). Вагоны, имеющие кабины управления, на-
зывают прицепными головными (Пг).
Для обеспечения безопасности пассажиров и увеличения вмести-
мости пассажирского помещения основное электрическое оборудо-
вание подвешивают под кузовом (между тележками) и устанавливают
на крыше вагона.
До Великой Отечественной войны вагоны электропоездов строил
Мытищинский вагоностроительный завод, а тяговые двигатели соз-
давал московский завод «Динамо». Пассажиров перевозили моторва-
гонные секции Св и Сд, состоявшие из моторного вагона в сцепе с
двумя прицепными (по обе стороны от моторного). Электрооборудо-
вание для секций поставляли английская фирма «Виккерс» и завод
«Динамо». Управление секцией осуществлялось из кабин, располо-
женных по концам обоих прицепных вагонов. Эти секции предназна-
чались для работы на участках постоянного тока напряжением 1500 В
и были рассчитаны на высокие платформы.
В период 1946—1952 гг. Рижский вагоностроительный завод (РВЗ)
выпускал трехвагонные (Пг+М+Пг) секции Ср, которые работали на
участках постоянного тока напряжением 1500 и 3000 В и имели выход
как на высокие, так и на низкие платформы.
С 1952 г. в связи с тем, что вновь строящиеся участки железных до-
рог электрифицировались только на напряжение 3000 В, Рижский ва-
гоностроительный завод перешел на выпуск трехвагонных секций С₽
работающих при напряжении в контактной сети 3000 В. (Моторва-
гонные секции Сд и Св, рассчитанные на напряжение 1500 В. были
переоборудованы для работы при напряжении 3000 В и получили обо-
значение С'*.)
Из секций С₽ формировались электропоезда из шести и девяти ва-
гонов. Однако эти секции имели недостаточно мощные тяговые дви-
гатели, невысокое ускорение, что имеет большое значение в приго-
родном движении с частыми остановками, и низкую конструкцион-
ную скорость (85 км/ч). Устранить эти недостатки .можно было, при-
менив более мощные тяговые двигатели и увеличив число моторных
вагонов в поезде. В 1957 г. РВЗ и Рижский электромашиностроитель-
ный завод (РЭЗ) выпустили первые десятивагонные электропоезда
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
13
серии ЭРI (пять моторных, три промежуточных и два головных) с вы-
ходом только на высокие платформы.
С 1962 г. РВЗ и Калининский (ныне Тверской) вагоностроитель-
ный завод начали выпуск электропоездов ЭР2. В отличие от ЭР1 они
были оборудованы комбинированными выходами для возможности
посадки и высадки пассажиров на остановках с низкими и высокими
платформами. С 1974 г. лобовая часть головных вагонов ЭР2 была из-
менена .
В период 1964—1975 гг. заводы РВЗ и РЭЗ выпускали электропоез-
да постоянного тока с оригинальной в то время системой рекупера-
тивно-реостатного торможения, которая совершенствовалась на
опытных электропоездах ЭР6, ЭР 10, ЭР22 и их модификациях
ЭР22М, ЭР22В. Однако серийный выпуск этих электропоездов из-за
производственных и эксплуатационных затруднений был прекращен.
Зато на их основе были созданы современные электропоезда ЭР2Р,
ЭР2Т(1983 г.).
В связи с распадом СССР в 1993 г. Торжокским вагоностроитель-
ным заводом, а с 1994 г. и Демиховским машиностроительным заво-
дом налажен выпуск электропоездов, получивших обозначение ЭТ2,
ЭД2Т ЭД4. ЭД4М и эксплуатирующихся в настоящее время на отече-
ственных железных дорогах. Повышенная мощность тяговых двигате-
лей этих поездов позволила получить достаточно большие ускорения,
а применение в схеме электронных устройств значительно повысило
надежность в работе и устранило недостатки, характерные для ранее
выпускавшихся поездов.
В связи с начавшейся в 50-е годы прошлого столетия электрифи-
кацией железных дорог по системе переменного тока РВЗ в 1959 г. вы-
пустил первую двухвагонную секцию, состоящую из моторного и
прицепного вагонов. После всесторонних испытаний этой секции
РВЗ и РЭЗ совместно с Калининским вагоностроительным заводом
выпустили первый 10-вагонный электропоезд переменного тока ЭР7
с ртутными выпрямителями. Затем на этих поездах ртутные выпрями-
тели заменили кремниевыми (ЭР7к).
Опыт эксплуатации электропоездов ЭР7к был учтен при построй-
ке электропоездов ЭР9, серийный выпуск которых начался в 1962 г.
Когда выпрямительные установки стали располагать под вагонами,
электропоездам было присвоено обозначение ЭР9П. В 1978 г. на мо-
торных вагонах электропоездов переменного тока стали устанавли-
вать шинный высоковольтный ввод (его располагали внутри пасса-
жирского салона) вместо ранее применяемого наружного кабельного
высоковольтного ввода. Этим поездам было присвоено обозначение
ЭР9М. Впоследствии на электропоездах переменного тока использо-
14
Глава 1
вали выпрямительные установки с лавинными таблеточными венти-
лями, групповыми охладителями с естественным охлаждением. На
электропоезде ЭР9Е. серииныи выпуск которого начался с 1982 г.,
кроме того, применили встроенный трансформаторно-реакторный
блоке естественным охлаждением. В результате последующих усовер-
шенсгвовании (применение электрического торможения) были выпу-
щены электропоезда ЭР9Т, а позднее Демиховским машинострои-
тельным заводом — ЭД9Т
Перспективы развития пригородных электропоездов сводятся к
созданию электротягового оборудования, позволяющего значительно
повысить надежность и мощность моторных вагонов, сократить поте-
ри электроэнергии в тяговых и тормозных режимах, улучшитьтягово-
энергегические и регулировочные характеристики электропоездов,
упростит ь техническое обслуживание электрооборудования в эксплу-
атации. Конечной целью следует считать создание электропоездов с
асинхронными тяговыми двигателями, наиболее полно отвечающими
требованиям эксплуатации, надежности и ремонтопригодности.
Общие сведения об устройстве электропоездов. Каждая электросек-
ция электропоезда является самостоятельной тяговой единицей, состо-
ящей. как уже говорилось, из моторного и прицепного (или головного)
вагонов. Она приводится в движение тяговыми электродвигателями, ус-
тановленными на моторном вагоне и получающими электроэнергию из
контактной сети.
Каждый моторный или прицепной вагон включает в себя механи-
ческую часть, электрическое и пневматическое оборудование.
Механическую часть составляют кузов и две двухосные тележки.
Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь
через систему рессорного подвешивания и буксы — на колесные пары.
Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматиче-
скими приборами, необходимыми для приведения ее в действие. Кро-
ме того, на тележках моторных вагонов имеются устройства для под-
вешивания тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов
на оси колесных пар.
Электрическое оборудование в основном размещено под кузовами
вагонов. Под кузовом моторног о вагона на электропоезде постоянно-
го тока располагают тяговые двигатели, пусковые резисторы, резисто-
ры ослабления возбуждения, индуктивные шунты (на электропоездах
с электрическим торможением резисторы устанавливают на крыше),
быстродействующий выключатель и др. На крыше устанавливаютто-
коприемник. устройство для зашиты от радиопомех, разрядники,
опорные изоляторы с соединяющей шиной для параллельной работы
токоприемников. В лобовой части вагонов устроены два шкафа: один
Сведения об электрической тяге, электроснабжении дорог
15
для установки высоковольтных аппаратов (реле ускорения, счетчик,
амперметр и др.), другой для низковольтной аппаратуры.
В головном и прицепном вагонах под кузовом установлены акку-
муляторная батарея, мотор-компрессор, генератор управления и дру-
гое оборудование. Головной вагон имеет кабину машиниста с аппара-
тами, необходимыми для управления электропоездом.
В вагонах электропоездов переменного тока основное оборудова-
ние также расположено под кузовом, в том числе тяговый трансфор-
матор, выпрямительная установка, сглаживающие реакторы и др.
Главный выключатель установлен на крыше моторного вагона.
Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воз-
душные резервуары, воздухопроводы, различные приборы напорных,
тормозных, дверных магистралей и магистрали управления.
Формирование электропоездов. Число и взаимное расположение
моторных и прицепных вагонов в электропоезде определяют его со-
сгавность, которую выражают формулой. Например, формула 10-ва-
гонных электропоездов ЭР9М и ЭР9Е, состоящих из пяти моторных,
трех прицепных и двух прицепных головных вагонов с кабинами ма-
шиниста: Пг — М — П — М — М — П— М — П — М — Пгили 5М + ЗП +
+ 2Пг.
В эксплуатации поезда могут формироваться из 4, 6, 8, 10, 11 и 12
вагонов. Уменьшение числа вагонов достигается исключением из по-
езда одной, двух или трех секций. В любом варианте поезд содержит
два головных вагона. Число моторных вагонов равно половине обще-
го числа вагонов.
Вагоны электропоезда имеют нумерацию, состоящую из последо-
вательно записанных номера электропоезда и двузначного номера ва-
гона. При десятивагонном поезде моторные вагоны обозначаются 02,
04,06, 08 и 10; головные — 01 и 09; промежуточные прицепные — 03,
05 и 07. Например, полный номер головного вагона электропоезда
7001 будет 700101 или 700109.
Вагоны электропоездов соединяются друг с другом специальными
приборами — автосцепками. Провода электрических цепей вагонов
соединяются с помощью межвагонных соединений, состоящих из
штепселя и розетки.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные серии электропоездов, эксплуатирующихся
на железных дорогах страны. Охарактеризуйте каждую из них.
2.	Что представляет собой электросекция и каким образом она приво-
дится в движение?
16	Глава 1
3.	Что включает в себя механическая часть, электрическое и пневма-
тическое оборудование электросекции. Где расположено это обо-
рудование?
4.	За счет чего увеличивают провозную способность и сокращают вре-
мя доставки пассажиров к месту назначения?
5.	Составьте формулу 12-вагонного электропоезда. Сколько мотор-
ных, головных и прицепных вагонов входят в него?
6.	Какую нумерацию имеют моторные, головные и прицепные ваго-
ны?
Глава 2
Механическое оборудование
2.1.	УСТРОЙСТВО КУЗОВА ВАГОНА
Кузов вагона (рис. 2.1, а) состоит из каркаса и обшивки. Каркас кузо-
ва представляет собой цельнометаллическую конструкцию из сварен-
ных в одно целое каркасов рамы, двух боковых стен, двух торцевых
стен, пола и крыши. Такая конструкция позволяет включить в работу
все элементы кузова и при небольшом весе обеспечить необходимую
прочность. Основанием кузова является рама, она служит его опорой
на тележки вагона.
Каркас рамы (рис. 2.1,6) сварной и состоит из двух продольных ба-
лок 4, 14 Z-образного сечения, двух шкворневых балок 2, /коробово-
го сечения, выполненных из стальных листов толщиной 10 мм; двух
хребтовых балок 9,17 также коробового сечения; двух поперечных ба-
лок 6, 15, выполненных из швеллеров. Боковые листы хребтовых ба-
лок имеют толщину 8 мм, верхний — 6 мм, нижний — 10 мм, так как
этот лист является опорным для поглощающего аппарата автосцепки
В центре шкворневой балки размещают шкворневое устройство
(на моторном вагоне), соединяющее раму кузова с рамой тележки или
верхний пятник (на прицепном вагоне), а по концам — гнезда для раз-
мещения боковых скользунов, выполняющих роль опор кузова на те-
лежку;
Концевые части рамы ограничивают буферные брусья /, 8, пред-
ставляющие собой балки корытообразного сечения, штампованные
из листовой стали толщиной 8 мм. В середине вертикальной стенки
каждого буферного бруса имеется прямоугольное окно для установки
розетки 18 автосцепки. Буферный брус головного вагона имеет очер-
тание, соответствующее обтекаемой форме головной части вагона.
К вертикальным стенкам хребтовых б люк крепят кронштейны для
установки автосцепок. От середины каждой шкворневой балки отхо-
дят два раскоса 3, 16, которые служа г для передачи тяговых и ударных
усилий от хребтовых балок к продольным балкам рамы. Для прид ания
конструкции необходимой жесткости поперечные балки рамы связы-
вают продольными, кроме того на них устанавливают различные элс-
18
Глава?
Il
Механическое оборудование
19
менты для крепления подвагонного оборудования. На моторных ва-
гонах электропоездов i временного тока на поперечной балке 13 уста-
новлен тяговый трансформатор. В основном конструкции рам мотор-
ных и прицепных вагонов одинаковы, за исключением некоторых
вспомогательных элементов, используемых для подвески различного
оборудования под кузовом вагона.
Каркас боковой стпсны кузова представляет собой вертикальные
стойки, которые вверху связаны стальным угольником, так называе-
мым верхним обвязочным поясом, а внизу опираются напродольные
балки рамы кузова. По обе стороны оконных проемов установлены
стальные стойки Z-образного сечения, а по краям дверных проемов —
коробового сечения. Снаружи к каркасу стены приварена обшивка -
стальные гофрированные листы, которые разделены на три пояса,
надоконный толщиной 2 мм, межоконный толщиной 2.5 мм и подо-
конный толщиной 2,5 мм. Места стыковки поясов перекрыты
гофрами.
Каркас торцевой стены моторного и прицепного вагонов кузова
состоит из вертикальных стоек: двух средних, выполненных из швел-
лера, двух крайних коробового сечения и горизонтального швеллера,
соединяющего стойки вверху. Средние стойки образуют дверной про-
ем. Металлическая обшивка каркаса выполнена из стальных листов
толщиной 2 мм, усиленных горизонтальными гофрами.
Каркас лобовой стены головного вагона имеет обтекаемую форму.
Под широким окном, занимающим всю переднюю часть кабины ма-
шиниста, находится сварная балка П-образного переменного сече-
ния. Эта балка опирается своими концами на швеллеры — стойки,
расположенные за оконным проемом, а посередине — на две короткие
вертикальные стойки, с помощью которых каркас лобовой стены кре-
пят к буферному брусу рамы кузова. Толщина листов наружной об-
шивки 2 мм. Под окнами по сторонам нижнего листа приварены об-
текатели буферных фонарей. В нижней части лобовой стены располо-
жен путеочиститель.
Каркас крыши кузова выполнен из стальных дуг Z-образного про-
филя. которые опираются на верхний обвязочный пояс кузова. Свер-
ху к каркасу приварены контактной сваркой стальные гофрирован-
ные листы обшивки толщиной 1,5 мм. Гофры придают жесткость кон-
струкции крыши. Места соединения крыши с боковыми стенами пе-
рекрыты водосточными карнизами, предохраняющими от попадания
влаги внутрь вагона.
Лобовая часть крыши головного вагона имеет обтекаемую форму и
изготовлена в виде самостоятельного узла совместно с кожухом про-
жектора.
20
Глава 2
К крыше моторного вагона приварены тумбы для установки токо-
приемников, стойки для мостков и монтажа крышевого электрообо-
рудования. Сбоку над раздвижными дверями имеются прямоуголь-
ные отверстия для установки жалюзи забора воздуха, необходимого
для охлаждения тяговых двигателей и вентиляции вагона.
Крыша и боковые стены вагона по концам выступают за раму ку-
зова. Вследствие этого образуются «карманы», в которые входят
створки раздвижных дверей.
Металлический пол представляет собой стальные гофрированные
листы толщиной 1,8 мм, приваренные сверху к каркасу рамы, что зна-
чительно увеличивает жесткость конструкции кузова. В полу имеются
желоба для укладки электропроводов.
Контрольные вопросы
1.	Назовите конструктивные элементы каркаса кузова вагона. Как
они соединены друг с другом?
2.	Перечислите балки, из которых сварена рама кузова. Каково на-
значение каждой из них?
3.	Что представляют собой каркасы боковых и ториевых стен кузова?
4.	Как выполнены каркасы лобовых стен?
5.	Как устроены каркасы крыши прицепного и головного вагонов?
2.2.	ОБОРУДОВАНИЕ КУЗОВА
Планировки помещений и размещение оборудования внутри вагонов
поездов различных типов почти не отличаются друг от друга.
В кузове головного вагона размешаются пассажирский салон, ка-
бина машиниста, шкафе электроаппаратурой, служебное помещение
и туалет. В салоне установлены диваны для пассажиров и оборудова-
ние для обогрева и вентиляции салона (электропечи, электрокалори-
феры, вентиляционные агрегаты).
Моторные вагоны оборудованы кроме того системой вентиляции
тяговых двигателей, а на электропоездах переменного тока — систе-
мой вентиляции расщепителя фаз, выпрямительной установки, сгла-
живающего реактора, масляных радиаторов охлаждения тяговых
трансформаторов.
Над окнами салона имеются багажные полки, а над диванами —
крючки для одежды.
На торцевых частях кузова расположены автосцепки с поглощаю-
щими аппаратами. Для перехода людей из вагона в вагон имеются пе-
Механическое оборудование
21
реходные площадки. Вагоны электропоездов, эксплуатируемых на
участках с низкими платформами, оборудованы подножками, утоп-
ленными в нишах боковых стен. Эти ниши закрываются дверями во
время движения поезда. При эксплуатации электропоездов на участ-
ках с высокими платформами, подножки перекрываются фартуками
из рифленой стали.
В нижней части лобовой стены головного вагона установлен пу-
теочиститель. Он предназначен для освобождения пути от посто-
ронних предметов, которые могут вызвать сход с рельсов электропо-
езда, и защищает катушки автоматической локомотивной сигнали-
зации от возможных случайных ударов. Путеочиститель представля-
ет собой наклонный лист, изогнутый по форме лобовой части кузо-
ва, с прорезями для уменьшения лобового сопротивления движе-
нию. Нижняя кромка путеочистителя должна быть поднята не менее
чем на 180 мм от уровня головок рельсов. Высоту нижней кромки
листа можно менять по мере износа колес и просадки рессор. На пу-
теочистителе и лобовой части кузова предусмотрены специальные
скобы и поручни, держась за которые можно подняться к лобовым
окнам и протереть их.
Наружные двери вагона раздвижные, двустворчатые. Створки
представляют собой две штампованные из алюминиевого сплава по-
ловины — внешнюю и внутреннюю, соединенные сваркой. В верхней
части створок вставлено и закреплено специальным резиновым про-
филем стекло.
Каждая створка 3 (рис. 2.2) с помощью кронштейнов 5 подвешена
к рейке 6, которая, опираясь на два ряда стальных шариков 8, зало-
женных в сепаратор, легко перемещается в П-образной балке 4. Бал-
ка жестко закреплена наддверным проемом боковой стенки. Створки
наружных дверей открываются и закрываются с помощью дверных
пневматических цилиндров 7, каждый из которых своим штоком свя-
зан с одной створкой. Машинист с помощью кнопок на пульте упра-
вления управляет подачей воздуха в переднюю и заднюю полости ци-
линдров и таким образом закрывает или открывает двери. В закрытом
положении створки уплотняются специальным резиновым профилем
12. В открытом положении створки входят в дверные пазухи боковой
стены кузова.
Для устранения раскачивания створок внизу с обеих сторон уста-
новлены хромированные планки 7, а на стойках дверного проема со-
ответственно капроновые ролики 2.
При оседании или перекосе дверных створок осуществляют их ре-
гулировку. Для этого предназначены лючки, расположенные над
дверными створками. При регулировке отгибают стопорную шайбу II
22
(лава 2
Рис. 2.2. Наружные раздвижные двери
и отпускают гайку 9. Вращая болт 10 за квадратную головку, регули-
руют положение створок и плотность прилегания уплотнителей 12.
Внутренние двери из тамбура в пассажирское помещение так же,
как и наружные, двустворчатые, раздвижные (рис. 2.3). Створки 4
дверей в открытом положении входят в пространство между стенка-
Механическое оборудование
23
Рис. 2.3. Раздвижные двери пассажирского помещения
ми перегородки пассажирского помещения. Створки дверей выпол-
нены штампованными из алюминиевого сплава, в верхней части за-
стеклены. Подвешены створки на роликах 11, перекатывающихся по
специальным опорным рельсам 5, 7, которые укреплены с помощью
кронштейнов подвески 10 на каркасе поперечной стены.
Обе створки после открывания сами закрываются и удерживаются
в закрытом положении, несмотря на боковую качку вагона. Это обес-
печивается наклоном опорных рельсов к середине вагона.
В средней части каждая створка направляется двумя прижимными
роликами 2. Внизу дверь скользит по направляющему угольнику 7.
Створки имеют с обеих сторон ручки 3.
Регулировку положения дверей осуществляют болтом 9, для чего
над створками имеются люки.
В летнее время створки можно держать открытыми, для чего упо-
ры-ограничители, закрепленные на верхнем уголке дверного проема,
переставляют из позиции 6 в позицию 8.
Двери служебного помещения, туалетов и двери для перехода из
вагона в вагон одностворчатые поворотные. Все они имеют замки, от-
крывающиеся стандартными трехгранными ключами. Дверь кабины
машиниста открывается специальным ключом, исключающим про-
никновение посторонних лиц в кабину.
24
Глава 2
Внутреннее устройство боковых стенок моторных и прицепных ва-
гонов представляет собой обрешетку — деревянный каркас, состоя-
щий из вертикальных и горизонтальных брусьев, прикрепленных к
.металлическим стойкам кузова. В зоне оконных проемов вертикаль-
ные брусья разрезные, состоят из двух частей, соединенных горизон-
тальными брусками. Крайние вертикальные брусья сплошные и слу-
жат для крепления поперечной перегородки пассажирского помеще-
ния.
Между элементами обрешетки уложены термоизоляционные пе-
нопластовые плиты, обернутые гидроизоляционной полиэтиленовой
пленкой. Обрешетка обшита сверхтвердыми древесно-волокнистыми
плитами, оклеенными отделочным пластиком.
Внутреннее устройство торцевых стенок также выполнено в виде
обрешетки с термоизоляцией. По обе стороны торцевых дверей пере-
городками отделены места (шкафы) для размещения электрической и
пневматической аппаратуры.
Обрешетка лобовой стенки головного вагона, состоящая из дере-
вянных брусьев, утеплена со стороны кабины машиниста и обшита
отделочным материалом.
Перегородки пассажирского помещения состоят из двух параллель-
ных шитов, изготовленных из столярных плит. В пространство между
щитами входят раздвижные двери.
Перегородки служебного помещения головного вагона и туалетов,
а также стенки шкафов моторных вагонов выполнены из столярных
плит.
Пол вагона (рис. 2.4) представляет собой металлический гофриро-
ванный настил 4, приваренный к раме кузова 3. К настилу прикреп-
лен деревянный каркас, выполненный из продольных 7 и поперечных
брусьев и заполненный термоизоляционными пакетами 8 из негорю-
чего микропористого материала с низким коэффициентом теплопро-
водности. Поверх каркаса уложены столярные плиты I толщиной
25 мм, покрытые линолеумом 2 толщиной 3 мм в пассажирском поме-
щении и 5 мм в тамбуре. Дополнительно в центральном проходе сало-
на уложены дорожки из линолеума толщиной 3 мм. В полу вагонов
имеются желоба 5, в которых проложены монтажные провода 6 элек-
трических цепей. Для осмотра и доступа к ним вдоль боковых стен
под диванами имеются люки. В полу моторного вагона прорезаны
люки для осмотра тяговых двигателей и муфт тягового привода. На
прицепных и головных вагонах имеются люки для доступа к
пятниковым устройствам.
Потолок имеет деревянный каркас, состоящий из дуг специально-
го профиля, горизонтальных брусков и реек. Каркас прикреплен к ме-
Механическое оборудование
25
таллическим дугам крыши. Между элементами каркаса установлены
термоизоляционные плиты, обернутые гидроизоляционной пленкой.
Обшивка выполнена из сверхтвердых древесно-волокнистых плит
толщиной 3—4 мм, окрашенных в белый цвет. Посередине потолка
проходит вентиляционный канал, а по обе стороны от него — два же-
лоба для установки светильников. В тамбурах нал потолком устроены
чердаки для размещения вентиляторов, которые можно осматривать
через большие потолочные люки.
Окна пассажирских помещений выполнены из двух рам или сдво-
енной рамы, которые остеклены безопасным стеклом ««сталинит».
Оконные коробки с рамами укреплены между вертикальными стой-
ками кузова.
Лобовые окна кабины машиниста застеклены безосколочным
трехслойным стеклом («триплексом») с электрическим стеклообогре-
вом. Д ля защиты машиниста от слепящих лучей солнца и других ис-
точников яркого света предусмотрены откидные, перемещающиеся
по высоте и ширине окна светофильтры.
Диваны расположены по обе стороны центрального прохода и кре-
пятся с одной стороны к стене вагона, а с другой — ножками к полу ва-
гона.
В кабине машиниста установлены три сиденья. Сиденья машини-
ста и помощника выполнены с подлокотниками. Конструкция сиде-
ний позволяет регулировать их высоту и угол наклона, а также пере-
мещать их вдоль оси вагона. Третье сиденье — откидное, предназна-
ченное для инструктора или проверяющего.
Складные лестницы предназначены д ля подъема на крышу вагона.
Они крепятся у боковых дверей служебных коридоров. Замки лестниц
открываются реверсивной рукояткой контроллера машиниста.
26
[лава 2
Для удобства обслуживания и ремонта крышевого оборудования
на крыше установлены деревянные мостки.
Окраску кузова выполняют так. К каркасу кузова снаружи приваре-
на обшивка — стальные листы. Для предохранения металлической об-
шивки от коррозии внутреннюю ее поверхность грунтуют, а затем на-
носят слой специальной мастики. Наружную поверхность для прида-
ния вагону красивого вида после грунтовки шпаклюют, шлифуют и
окрашивают эмалью.
На лобовой стене вагона обозначены эмблема завода-изготовите-
ля, тип и номер электропоезда. На боковых стенах под подоконным
поясом кроме этого проставлены номера вагонов.
Контрольные вопросы
1.	Как устроен и работает узел подвешивания наружных раздвижных
дверей? Что служит их приводом?
2.	Как устроены внутренние раздвижные двери? Как они удержива-
ются в закрытом положении?
3.	Каким образом выполнена обрешетка наружных стен кузова? Как
их утепляют?
4.	Какова конструкция пола и потолка кузова?
2.3. ОСВЕЩЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И ОТОПЛЕНИЕ КУЗОВА
Освещение и световая сигнализация. Для освещения и световой сигна-
лизации в электропоездах применены электрические лампы накали-
вания железнодорожного типа с двухконтактным патроном «Сван».
Пружинящие контакты этого патрона препятствуют нарушению
электрического контакта с лампой при тряске вагона.
Освещение пассажирских помещений подразделяют на главное,
включаемое в поезде при работе с пассажирами, и дежурное, включа-
емое по необходимости при работе без пассажиров.
Светильники плафонного типа размешены на потолках вагона в
два ряда. Два крайние светильника, расположенные в пассажирском
помещении у раздвижных дверей, имеют по две лампы, причем одна
из них предназначена для дежурного или аварийного освещения и
при опущенных токоприемниках получает питание от аккумулятор-
ной батареи вагона. По два таких же светильника с лампами дежурно-
го освещения установлены на потолке каждого тамбура.
В кабине машиниста кроме основного потолочного светильника
имеются рабочие светильники, создающие слабое освещение во вре-
Механическое оборудование
27
Рис. 2.5. Сигнальные фонари
мя ведения поезда и не мешающие работе локомотивных бригад, а
также лампы для освещения маршрутного расписания, измеритель-
ных приборов и стола помощника машиниста.
На пульте управления и стенках шкафов установлены сигнальные
лампы, каждая из которых имеет линзу определенного цвета и таб-
личку с соответствующим обозначением лампы в электрических пс-
пях вагона.
На вагонах предусмотрено также освещение ходовых частей, под-
вагонных камер, шкафов с аппаратурой, чердачных помещений, туа-
летов, коридоров и служебных помещений.
На лобовой части головно-
го вагона установлен прожек-
тор I (рис. 2.5), освещающий
контактный провод и путь в
ночное время. Световой по-
ток, создаваемый мощной
лампой I (рис. 2.6), усиливает-
ся вогнутым зеркалом 3, рас-
положенным за лампой.
Кронштейн 4, на котором за-
креплена лампа, позволяет ус-
танавливать ее в фокусе зерка-
ла. Снаружи прожектор за-
крыт защитным стеклом 2. Ре-
гулировку направления луча
прожектора осуществляют из
кабины машиниста.
Лампа прожектора может
переключаться на тусклый
свет, что необходимо при
Рис. 2.6. Прожектор
28
Глава 2
встрече в ночное время двух противоположно идущих поездов. Туск-
лое освещение достигается посредством включения последовательно
с лампой резистора.
Кроме прожектора на лобовой части головного вагона расположе-
ны в специальных обтекателях буферные фонари 3 (см. рис. 2.5), ос-
вещающие пугь на расстоянии 120 м, а также два верхних 2 и два ниж-
них 4 сигнальных фонаря со сменными линзами красного и белого
цветов. Включение сигналов в голове и хвосте поезда производится в
соответствии с Инструкцией по сигнализации на железных дорогах
России.
Вентиляция. Кроме естественной вентиляции (при открытых две-
рях) пассажирские помещения имеют принудительную приточную
вентиляцию, которая осуществляется двумя вентиляционными уста-
новками, расположенными по одной в каждом конце вагона над по-
толком тамбура.
В летнее время наружный воздух засасывается через жалюзи в
крыше вагона и через фильтры 5, 6 (рис. 2.7) проходит в чердачное по-
мещение, откуда вентилятором I подается в потолочный канал 2 и да-
лее в пассажирское помещение.
Зимой подаваемый в пассажирское помещение воздух подогрева-
ется электрокалориферами 7. В сильные холода для поддержания тем-
пературы внутри помещения на требуемом уровне может быть приме-
Рис. 2.7. Схема вентиляции и отопления моторного вагона
Механическое оборудование
29
йена частичная рециркуляция воздуха, т. е. часть воздуха из пассажир-
ского помещения забирается через потолочный вентиляционный ка-
нал, смешивается с наружным и вентилятором вновь подается в кало-
рифер, откуда по потолочному каналу — в пассажирское помещение.
Температура воздуха внутри помещения поддерживается на требу-
емом уровне автоматически включением и отключением электрока-
лориферов.
Моторный вагон кроме вентиляционной установки пассажирско-
го помещения имеет систему вентиляции тяговых двигателей. Воздух
забирается через жалюзи на крыше вагона и, пройдя фильтры, гонит-
ся по вертикальным каналам 4, находящимся внутри перегородок,
примыкающих к тамбурам, оттуда по подвагонному каналу через гиб-
кие рукава — к входным патрубкам тяговых двигателей 3. Из двигате-
лей воздух выбрасывается наружу вентиляторами, расположенными
на валах якорей двигателей. В зимнее время для задержания снега
входные жалюзи закрываются мешочной тканью.
На прицепных вагонах в нижней части боковых стен находятся жа-
люзи, через которые засасывается наружный воздух для охлаждения
преобразователей (вспомогательных электрических машин). Венти-
ляция кабины машиниста также приточно-принудительная с автома-
тическим поддержанием температуры. В теплое время года наружный
воздух забирается через вентиляционный агрегат, установленный в
чердачном помещении над служебным тамбуром, и подается в верти-
кальный канал, расположенный за сиденьем машиниста. В верхней
части канала имеется заслонка, позволяющая из кабины регулировать
и направлять поток наружного воздуха. Кроме того, для вентиляции
кабины в летнее время можно открыть боковые окна и нагнетатель-
ные патрубки, смонтированные у лобовых окон кабины.
Вентиляция туалетного помещения осуществляется с помощью
дефлектора, установленного на крыше вагона и регулируется с помо-
щью поворотной заслонки, укрепленной на потолке. Для отопления
туалета установлены две печи. Кроме того предусмотрен обогрев бака
с водой, сливной и фановой трубы. Устройства вентиляции вагонов
предназначены не только для обеспечения комфорта пассажиров и
локомотивной бригады, но и для удаления из вагонов излишней вла-
ги Четкое действие систем вентиляции предотвращает конденсацию
влаги на внутренних поверхностях кузова и, следовательно, способст-
вует предохранению металлических частей от ржавчины.
Отопление. Система отопления вагона электропоезда комбиниро-
ванная, т.е состоит из электропечей £(см. рис. 2.7), предназначенных
Для нагрева пассажирского помещения, и электрокалориферов 7 для
подогрева поступающего снаружи воздуха.
30
Глава 2
Элсктрокалориферы расположены внутри потолочною вентиля-
ционного канала у торцевых стен. Электропечи установлены в пасса-
жирском помещении на полу под диванами и в кабине машиниста.
Электропечи подключены к контактной сети и находятся (при вклю-
ченном состоянии) иод высоким напряжением; они закрыты кожуха-
ми с заземлением.
Электрокалориферы имеют две ступени. Малая ступень включает-
ся вместе с печами и работает в температурном диапазоне от +11 до
+ 16 сС под контролем терморегулятора, установленного на стене пас-
сажирского помещения.
Большая ступень элекгрокалориферов работает в температурном
диапазоне от +16 до +8 °C под контролем контактных термометров,
расположенных в потолочном вентиляционном канате. При темпера-
туре наружного воздуха —20 °C указанная температура в вагоне под-
держивается благодаря частичной рециркуляции воздуха пассажир-
ского помещения.
Температура воздуха (+22 ± 2) °C в кабине машиниста поддержи-
вается также автоматически с помощью гермоконтакторов. В холод-
ное время года наружный воздух подогревается электрокалорифером,
установленным в вертикальном канале, и через жалюзи в нижней его ча-
сти поступает в кабину у пола, за креслом машиниста. Для рециркуля-
ции воздух забирается через сетку в верх! ien части перегородки кабины.
Рециркуляционный канал снабжен заслонками, позволяющими регу-
лировать подачу воздуха в кабш iy в зависимости от периода года. Допо;i -
нительный обогрев кабины осуществляется электронагревательными
панелями и печами, включаемыми общим выключателем.
Для предотвращения обледенения и запозевания стекол кабины
машиниста в них предусмотрены проволочные или пленочные элект-
рообогреватели.
Контрольные вопросы
1.	Как осуществляется главное и дежурное освещение пассажирско-
го помещения9
2.	Какие светильники кроме основного используются в кабине ма-
шиниста и для чего?
3.	Каким образом изменяют яркость светового потока прожектора
головно! о вагона?
4.	Как осуществляется приточная принудительная вентиляция пас-
сажирского помещения9
5.	Когда включают частичную рециркуляцию воздуха? В чем состоит
ее суть?
Механическое оборудование
31
6.	Как осуществляются вентиляция и отопление кабины машиниста?
7.	Как осуществляется вентиляция тяговых двигателей моторного ва-
гона?
8.	Почему система отопления вагона называется комбинированной?
9.	Каким образом поддерживается заданная температура в пассажир-
ском помещении и кабине машиниста?
10.	В каких температурных диапазонах работают ступени электрока-
лориферов?
2.4. ТЕЛЕЖКИ
Общие сведения. Вагоны электропоездов имеют большую дли ну, поэто-
му для вписывания их в кривые участки пути используют две тележки.
Тележки расположены по концам вагона на одинаковом расстоя-
нии от его центра и не связаны одна с другой. Расстояние между цен-
трами двух осей колесных пар называется базой тележки. От базы те-
лежки и длины ку юва зависит минимальный радиус рельсового пути,
в который может вписаться вагон. Расстояние между центрами теле-
жек называется базой вагона. Для электропоездов серии ЭР она равна
13 300 мм, а для ЭД — 15 000 мм).
Каждая тележка двухосная, шарнир! ю соединена с кузовом, благодаря
чему может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоско-
сти. Одна из тележек каждого вагона имеет привод руч! ioi о тормоза.
Различают тележки моторные, устанавливаемые под кузов мотор-
ного вагона, и немоторные, устанавливаемые под кузова головного и
прицепного вагонов.
Тележки моторных и прицепных вагонов состоят из рам, колесных
пар с буксами, двойного рессорного подвешивания и тормозной ры-
чажной передачи с тормозными башмаками. На тележках моторных
вагонов кроме этого установлены тяговые двигатели и редукторы
(зубчатые передачи), валы которых соединены упругими муфтами. С
помощью редукторов вращающий момент двигателей передается ко-
лесным парам.
Конструкция соединения тележек с кузовом позволяет без затруд-
нения выкатить их при необходимости. Это облегчает осмотр и ре-
монт ходовых частей вагона.
Рамы тележек. Рама является основным узлом каждой тележки.
Рамы всех тележек сварены из двух продольных 11 (рис. 2.8) и двух
средних поперечных 3 балок (в плане имеют Н-образную форму). Ме-
ста соединения продольных балок с поперечными усилены верхними
13 и нижними 7 стальными накладками. Для большей прочности по-
перечные балки в нижней части имеют распорки 4.
32
Глава 2
4084
Рис. 2.8. Рама тележки челюстного типа моторного вагона
Рамы тележек моторных вагонов по конструктивному выполне-
нию подразделяются на рамы челюстного и бесчелюстного типов
На рис. 2.8 представлена рама челюстною типа. На нижней плос-
кости продольных балок 77 сделаны выемки, по обе стороны которых
приварены стальные буксовые направляющие 7, 9 (челюсти). Напра-
вляющие обеспечивают параллельность осей колесных пар в раме те-
лежки и служат для восприя гия и передачи на раму тягового (или тор-
мозного) усилия, передаваемого буксами колесных пар на раму. Для
Механическое оборудование
33
предохранения буксовых направляющих от быстрого износа к их ра-
бочей поверхности прикреплены специальными болтами наличники
<У из антифрикционного чугуна или стали повышенной твердости, ко-
торые по мере износа заменяют новыми.
В средней части продольных балок, в местах приварки поперечных
балок вварены стальные литые гильзы (на рис. 2.8 не показаны), через
которые пропускают подвески центрального рессорного подвешива-
ния тележки. К концам продольных балок приварены концевые бал-
ки 10, на которые подвешивают тормозные траверсы. К продольным
балкам приварены также кронштейны 12 наклонных тормозных ры-
чагов, опорные плиты 2 для крепления тормозных цилиндров, плиты
14 для опор кронштейнов гидравлических гасителей колебаний и
плиты 15 для крепления фрикционного гасителя колебаний, крон-
штейны 17 гидравлических гасителей, кронштейны 18 продольных
тяг, передающих усилия тяги и торможения кузову вагона.
Средняя часть поперечных балок увеличена по высоте (вид Б), так
как к ним подвешивают тяговые двигатели. В нижнюю часть балок
вварены литые опоры 6 для двигателей, а в верхнюю — упоры 5 для
крепления лап двигателей. С правой стороны от опор двигателей к по-
перечным балкам приварены стальные литые кронштейны 16 для
подвески тягового редуктора.
Рамы бесчелюстного типа (рис. 2.9) не имеют буксовых направля-
ющих (челюстей), подвергающихся сильному износу в эксплуатации.
На их месте приварены специальные литые кронштейны /, 2 для кре-
пления буксовых поводков, которые связывают буксы с рамой тележ-
ки, ограничивая перемещение колесных пар относительно рамы в
продольном и поперечном направлениях. Продольные балки 3 имеют
переменное поперечное сечение: в наиболее нагруженной средней ча-
сти высокое, плавно сужающееся к концевым, менее нагруженным
частям. В остальном рама аналогична раме, представленной на
рис. 2.8.
Рамы тележек прицепных вагонов — бесчелюстного типа. Они так-
же состоят из двух продольных и двух поперечных балок. На продоль-
ных балках 1 (рис. 2.10) в местах размещения букс, по обе стороны от
них приварены фигурные фланцы 2 для крепления шпинтонов, слу-
жащих направляющими для буксовых пружин, на которые опирается
рама тележки. К концам продольных балок приварены короткие
стальные балочки 4, предназначенные для крепления кронштейнов
подвески тормозных башмаков. В средней части продольных балок
выполнены отверстия 3, благодаря чему валики подвесок центрально-
го подвешивания доступны для осмотра (на тележках моторных ваго-
нов эти валики находятся внутри продольных балок). Как и на мотор-
2 Устройство и ремонт электропоездов
34
Глава 2
Рис. 2.9. Рама тележки бесчелюстного типа моторного вагона
Рис. 2.10. Рама тележки прицепного вагона
ных вагонах, к продольным балкам приварены кронштейны для кре-
пления гидравлических гасителей колебаний и кронштейны крепле-
Механическое оборудование
35
ния продольных поводков (тяг). Стыки продольных и поперечных ба-
лок имеют плавный переход.
На рамах тележек головных вагонов к концам продольных балок
со стороны кабины машиниста подвешивают горизонтальные брусья,
на которых крепят приемные катушки автоматической локомотивной
сигнализации.
Устройство тележек. Тележки моторных вагонов в зависимости от
типа рамы имеют различную конструкцию У тележек челюстного ти-
па (рис. 2.11) к поперечным балкам рамы подвешены тяговые двига-
тели 13, которые через упругую муфту 11 передают усилие и врашаю-
1	2	з
рис. 2.11. Тележка челюстного типа моторного вагона
36
Глава 2
iний момент шестерням зубчатых передач 10. Большие зубчатые коле-
са, находящиеся в зацеплении с шестернями, насажены на оси колес-
ных пар 72.
Тележка оборудована рычажно-тормозными передачами 17, при-
водимыми в действие тормозными цилиндрами 16.
Плавный ход вагона обеспечивает двойное рессорное подвешивание.
Первой ступенью является буксовое подвешивание, состоящее из корпу-
сов букс 6 и связанных с ними балансиров 5, на которые опираются ци-
линдрические пружины 4. На верхние концы пружин опирается рама те-
лежки 1 (продольные балки). Между продолы 1ыми балками рамы и крыш -
ками букс установлены фрикционные гасители колебаний 3, предназна-
ченные для гашения колебаний, возникающих при движении тележки.
Второй ступенью является центральное подвешивание с гидравли-
ческими гасителями колебаний 2, состоящее из центрального (над-
рессорного) бруса 18, опирающегося через цилиндрические пружины
9 на поддон 8. С помощью шарнирных подвесок 7 поддон подвешива-
ется к раме тележки. Кузов вагона опирается на боковые скользуны
15, расположенные по концам надрессорного бруса. Поводки 14 с ре-
зинометаллическими амортизаторами упруго соединяют раму тележ-
ки с центральным брусом, ограничивая продольные колебания кузо-
ва и связанного с ним центрального бруса.
Нагрузка от веса кузова передается через надрессорный брус, че-
тыре комплекта пружин центрального подвешивания, поддоны и
подвески на раму тележки и далее через узлы буксовых подвешиваний
на оси колесных пар и на рельсы.
Тележка бесчелюстного типа отличается от рассмотренной выше, в
основном, конструкцией рамы и узлов буксового подвешивания:: бук-
сы соединяются с рамой тележки с помощью двух повод ков — верхне-
го и нижнего.
Тележки прицепных вагонов (головных и промежуточных) бесчелю-
стного типа, не имеют тягового привода, с двойным рессорным под-
вешиванием, гидравлическими гасителями и поводками с резиноме-
таллическими гасителями в центральном подвешивании.
Передняя тележка головного вагона оборудована устройствами ав-
томатической локомотивной сигнализации и приводом скоростемера.
Контрольные вопросы
1.	Почему под кузовом вагона установлены две тележки?
2.	Что называется базой тележки, базой вагона?
3.	Как подразделяются рамы тележек моторных вагонов по констру-
ктивному выполнению?
Механическое оборудование
37
4.	В чем заключается конструктивная особенность рамы тележки че-
люстного типа?
5.	В чем принципиальное отличие рам бесчелюстного и челюстного
типов?
6.	Чем отличаются рамы тележек прицепных промежуточных ваго-
нов от головных?
7.	Из каких общих конструктивных узлов состоят тележки вагоьюв?
8.	В чем состоит отличие тележки моторного вагона от тележки при-
цепного вагона?
9.	За счет чего обеспечивается плавный ход вагона?
10.	Перечислите узлы тележки в последовательности передачи веса
кузова на рельсы.	е
2.5. КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
Устройство колесных пар. Колесные пары передают вес кузова и те-
лежки на рельсы, жестко воспринимают все удары и толчки от неров-
ностей пути при движении электропоезда. Кроме того, колесные па-
ры моторного вагона преобразуют вращательное движение, создавае-
мое тяговыми двигателями в поступательное движение электропоез-
да. От исправности колесных пар и правильного их содержания и экс-
плуатации зависит безопасность движения.
Колесная пара моторного вагона включает в себя ось 1 (рис. 2.12, о),
два колеса 2 со съемными бандажами, зубчатое колесо 3 и подшипни-
ковый узел 4 тягового редуктора. Подшипниковый узел состоит из
стакана 7 для установки редуктора и двух подшипников: переднего 8
и заднего 9.
Колесная пара прицепного вагона (рис. 2.12, б) имеет только ось / и
два безбандажных цельнокатаных колеса 10.
Для безопасного движения вагона по рельсовому пути, и особенно
по стрелочным переводам, колеса укрепляются на оси так, чтобы рас-
стояние между внутренними вертикальными гранями колес находи-
лось в пределах (1440±3) мм при ширине колеи 1520 мм.
Оси изготовляют из специальной углеродистой стали с высокими
механическими свойствами. Они представляют собой брус круглого
сечения с несколькими участками различного диаметра. Переходы от
одного диаметра к другому для уменьшения концентрации напряже-
ний выполнены плавно.
У оси колесной пары моторного вагона (рис. 2.13) наибольшие
Диаметры имеют подступичные части 3, на которые напрессовывают
колесные центры, и опорная поверхность 4 для ступицы зубчатого ко-
леса редуктора. Буксовые шейки 1, оканчивающиеся резьбой, служат
38
Глава 2
Рис. 2.12. Колесные пары моторного (а) и прицепного (б) вагонов электро-
поездов ЭР2, ЭР9Е, ЭР9М
0 950_______ I	I	0 1050
Механическое оборудование
39
Рис. 2.13. Ось колесной пары моторного вагона
опорными поверхностями для буксовых подшипников. На предпод-
ступичные части 2 насаживают в горячем состоянии лабиринтные
кольца для уплотнения корпусов букс.
Ось колесной пары прицепного вагона отличается от оси колесной
пары моторного вагона меньшим диаметром подступичных 3 и сред-
ней 5 частей, а также отсутствием опорной поверхности для ступицы
зубчатого колеса редуктора.
Колеса в зависимости от конструкции колесного центра подразде-
ляются на спицевые и цельнокатаные.
На моторных вагонах применяют спицевые составные колеса. Они
включают в себя спицевый колесный центр 6 (см. рис. 2.12, а), смен-
ный бандаж 2 и бандажное кольцо 5. Колесный центр состоит из сту-
пицы, служащей для насадки колеса на ось, обода, на который наса-
жен бандаж, и одиннадцати спиц, соединяющих обод со ступицей.
Наружный диаметр обода 900 мм, а ширина 88 мм Колесный центр
правого колеса выполнен с удлиненной ступицей, которая переходит
во фланец для крепления болтами венца зубчатого колеса 3.
Изнашиваемую часть колеса выполняют в виде сменного бандажа,
представляющего собой съемное стальное кольцо специального про-
филя Наружная поверхность бандажа, соприкасающаяся с рельсом,
называется поверхностью катания. Диаметр поверхности катания
нового бандажа равен 1050 мм Для предохранения от проворачива-
ния диаметр посадочной поверхности бандажа должен быть меньше
наружного диаметра обода колесного центра на 0,9—1,1 мм. Ширина
бандажа 130 мм.
Бандажное кольцо препятствует поперечному сдвигу бандажа с ко-
лесного центра.
На прицепных вагонах применяют цельнокатаные колеса (см.
Рис. 2.12, б), у которых ступица, диск и обод выполнены как одно це-
лое. После предельного износа поверхности катания цельнокатаные
колеса перетачивают под посадку на них бандажей. Диаметр по кругу
катания цельнокатаного колеса составляет 950 мм.
/
Глава?
40
Поверхность катания выполняют конической (рис. 2.14, а) с укло-
ном во внешнюю сторону колеса 1:20, который затем недалеко от края
бандажа переходит в более крутой уклон 1:7. Обточка бандажа с ко-
нусностью 1:20 выполнена для облегчения прохода колесной парой
кривых участков рельсового пути, когда оба колеса одной оси катятся
одно по наружному, а другое по внутреннему рельсу кривой, не вызы-
вая проскальзывания и быстрого износа бандажей и головок рельсов,
как это бы имело место при цилиндрической обточке поверхности ка-
тания. Второй более крутой уклон имеет своим назначением погло-
щать накат металла, который образуется у наружного края бандажа, и,
следовательно, не допускать образования заусениц на наружной его
грани.
Для направления вагона по рельсовому пути колеса и бандажи име-
ют гребни, располагающиеся внутри рельсовой колеи (рис. 2.14, б). При
движении по кривым участкам пути и при боковых толчках вагона греб-
ни колес опираются на боковые грани головок рельсов и не допуска-
ют схода вагона с рельсов.
Колеса, укрепленные на одной оси, должны иметь минимальную
разность диаметров поверхностей катания (не более 1 мм). Это необ-
ходимо для предупреждения перекосов и скольжений колесной пары,
повышающих сопротивление движению, вызывающих неравномер-
ный и увеличенный износ поверхностей катания колес и скручивание
оси.
Рис. 2.14. Профиль и основные параметры бандажа (о); схема взаимодей-
ствия колеса с рельсом (б).
А - толщина гребня, h — высота гребня; d - толщина бандажа
Механическое оборудование
41
Формирование колесных пар. Под формированием понимают за-
прессовку оси в колесные центры или цельнокатаные колеса, насадку
бандажей и окончательную обточку бандажей или колес по специаль-
ному профилю.
Запрессовку осей выполняют в холодном состоянии на гидравли-
ческом прессе, снабженном манометром и индикатором для записи
усилий запрессовки. Перед запрессовкой тщательно очищенные и от-
шлифованные посадочные поверхности смазывают натуральной оли-
фой или растительным маслом. Надеваемое колесо подвешивают на
балку гидравлического пресса так, чтобы ось отверстия ступицы ко-
лесного центра совпала с осью плунжера пресса и осью колесной па-
ры. При запрессовке оси отверстие ступицы колеса несколько разда-
ется, а ось сжимается на размер натяга
Затем осуществляют насадку бандажа с натягом на обод колесного
центра. Правильная насадка имеет большое значение для безопасно-
сти движения: при слабом натяге бандаж будет проворачиваться на
ободе, при слишком тугом — может лопнуть во время работы, особен-
но зимой при низких температурах воздуха.
Для получения необходимого натяга бандаж до насадки протачи-
вают по внутреннему посадочному диаметру, размер которого делают
на 1,1—1,4 мм меньше диаметра обода колеса. Затем его нагревают до
250—300 °C и свободно надевают на обод так, чтобы упорный бурт
бандажа упирался в обод колесного центра. Пока бандаж не остыл, в
желобок вдоль внутренней кромки обода заводят укрепляющее бан-
дажное кольцо 5 (см. рис 2 12), которое входит в специальную выточ-
ку бандажа и предохраняет его от бокового смешения. После этого ко-
лесный центр подвергают естественному охлаждению, причем в по-
мещении не должно быть сквозняков и резкого перепада температур.
Плотность насадки бандажа после его остывания проверяют по
звуку, обстукивая слесарным молотком поверхность катания в раз-
личных точках: глухой дребезжащий звук служит одним из признаков
ослабления посадки.
В эксплуатации за состоянием насадки следят по контрольным ри-
скам. которые наносят на наружные торцевые грани бандажа и колес-
ного центра краской и керном. Смещение рисок относительно друг
Друга указывает на проворот бандажа.
При формировании колесных пар производят клеймение ее эле-
ментов согласно инструкции. Клейма ставят на торце оси правой сто-
роны колесной пары (рис 2.15), на наружной поверхности обода
Цельнокатаного колеса, наружной грани бандажа и на наружном тор-
Це ступицы колесного центра (рис. 2.16). Правой стороной колесной
пары считается та. на которой располагается зубчатое колесо редукто-
42
Глава 2
Рис. 2.15. Расположение знаков и клейм на правом горце оси колесной па-
ры моторного (с) и прицепного (б) вагонов:
/ — номер завода-изготовителя; 2 — номер пункта, перенесшего знаки маркировки; 3 —
номер оси; 4 — клеймо, удостоверяющее правильность переноса знаков; 5 — дата изго-
товления; 6 - клеймо приемки; 7—знак формирования; 8 - номер пункта, производив-
шего формирование; 9 — клеймо приемки; 10 - дата формирования; / / - клеймо ин-
спектора ОТК
Рис. 2.16. Клейма и знаки формирования на цельнокатаном колесе (а),
бандаже (б) и ступице колесного центра (в):
1 — номер завода-изготовителя; 2 — дата изготовления; 3 — номер партии; 4 — номер
плавки; 5 — номер центра, 6 — клеймо приемки; 7 — марка; 8 — номер бандажа; 9 — но-
мер колеса
Механическое оборудование
43
ра. На клеймах указаны цифры и буквы, условно обозначающие за-
вод-изготовитель, год изготовления, номер оси и др. При обнаруже-
нии дефекта металла в элементах колесной пары по шифру клейма
под контроль берут все другие элементы данной плавки.
Неисправности колесных пар. В процессе эксплуатации колесных
пар на поверхности катания могут возникнуть следующие дефекты.
Прокат — образование по всей длине рабочей поверхности ката-
ния неглубокого желобка (см. рис. 2.14) как следствие естественного
износа при движении колеса по рельсам. Прокат сопровождается об-
разованием характерного наплыва у наружного края колеса. Глубина
и скорость нарастания проката зависят от пробега, профиля и состоя-
ния пути. По мере нарастания проката возможность поперечного пе-
ремещения колесных пар уменьшается, особенно при прохождении
кривых, ход подвижного состава становится менее спокойным, изна-
шиваются головки рельсов. По нормам допускается прокат не более
8 мм.
Выбоина — местный прокат, более интенсивный по сравнению с
прокатом по остальной длине поверхности катания. Выбоина обычно
образуется при заклинивании колесной пары Причиной заклинива-
ния могут быть неисправности тормозных приборов, рычажно-тор-
мозной передачи, зубчатой передачи, разрушение подшипников. Вы-
боины представляют большую опасность в эксплуатации, так как в
момент их прохождения над головкой рельса колеса опускаются на
рельсы с высоты, равной глубине выбоины, и бьют по рельсам, как
молот. Допускаются местные выбоины не более 0,7 мм.
Подрез гребня — сильное истирание рельсом внутренней наклон-
ной поверхности гребня бандажа. Это вызывает образование острого
гребня, который может стать причиной схода вагона с рельсов на
стрелочных переводах и в кривых участках пути Вертикальный под-
рез гребня высотой более 18 мм от поверхности катания недопустим.
Подрез гребня происходит вследствие ряда причин: неправильного
формирования колесной пары, неодинакового диаметра бандажей
колесной пары и перекоса ее относительно рамы тележки. В результа-
те подреза гребня угол перехода поверхности катания к греб! но вместо
60° начинает приближаться к прямому, толщина гребня уменьшается.
Нормами допускается толщина гребня не менее 25 мм (у новых греб-
ней она равна 33 мм) и угловой подрез гребня не более 8О"5.
Выкрашивание — выпадание кусочков металла на поверхности ка-
тания. Это происходит в результаге сильно развитой сетки трещин,
которая образуется в поверхностном слое бандажа от сильного нагре-
Ва при длительном торможении колодками с последующим быстрым
охлаждением колес на рельсах.
44
Глава 2
Кроме перечисленных дефектов на поверхности катания. возника-
ющих в процессе естественного износа металла, при осмотре колес-
ных пар выявляют неисправности, вызванные плохим качеством ме-
талла, неправильным формированием колесной пары, неисправно-
стью тормозов, некачественным уходом за оборудованием вагонов. К
ним относятся: ослабление посадки элементов колесных пар, образо-
вание трещин, потертостей, рисок в различных частях оси и др.
Освидетельствование колесных пар. Все колесные пары периодиче-
ски проходят различные виды освидетельствования в депо и на заво-
дах по ремонту вагонов с целью обеспечения безаварийной работы ва-
гонов на линии.
Различают следующие виды освидетельствования:
•	осмотр колесных пар под вагоном для определения пригодности
их к дальнейшей эксплуатации с проведением замеров по основ-
ным параметрам;
•	обыкновенное освидетельствование колесных пар. Его выполняют
при подкатке колесных пар под вагон и при их ремонте;
•	полное освидетельствование (с постановкой клейм и знаков). Его
выполняют периодически на заводе, а также при смене элементов
колесных пар. При полном освидетельствовании проверяют соот-
ветствие размеров и износов элементов колесной пары установ-
ленным нормам, для чего шейки оси, среднюю и предподступич-
ную части испытывают дефектоскопом.
Состояние колесных пар также систематически проверяют локо-
мотивные бригады во время отстоя электропоездов в оборотных пун-
ктах или депо.
Контрольные вопросы
1. Из каких основных элементов состоит колесо моторного вагона?
2. Для чего поверхность катания колеса выполняют конической?
3.	В чем заключается процесс формирования колесной пары и в ка-
кой последовательности он проводится?
4.	За счет чего обеспечиваются натяги при запрессовке оси в колес-
ный центр и насадке бандажа на обод колесного центра?
5.	Как определяют плотность насадки бандажей при формировании
колесных пар и их эксплуатации?
6.	С какой целью выполняют клеймение колесных пар?
7.	Перечислите основные неисправности колесных пар и дефекты на
поверхности катания колеса.
8.	Для чего проводят освидетельствование колесных пар? Перечис-
лите его виды. В каких случаях выполняют каждое из его видов?
Механическое оборудование
45
2.6. БУКСОВЫЕ УЗЛЫ
Каждая колесная пара имеет две осевые буксы, насаженные на шейки
оси. Буксы предназначены для передачи веса кузова на оси колесных
пар, а также восприятия тяговых и тормозных усилий и передачи их
на рамы тележек. Кроме того буксы ограничивают перемещение рамы
тележки вагона относительно колесной пары, защищают шейки оси
от попадания влаги и грязи.
В зависимости от конструкции рам тележек и оттого, как происхо-
дит связь и передача усилий от буксы на раму тележки, применяют бу-
ксовые узлы двух типов: с буксовыми направляющими (челюстные) и
с резинометаллическими поводками (бесчелюстные). Различие их со-
стоит в основном в конструктивном выполнении корпусов.
Букса челюстного типа. Внутри стального литого корпуса 7 буксы
(рис. 2.17) находятся два цилиндрических роликовых подшипника,
которые могут воспринимать вертикальные и горизонтальные нагруз-
ки. Такие подшипники называются радиа гьно-упорными. Они состоят
из внутренних 4 и наружных 3 колец, между которыми в сепараторе
помещены ролики. Сепаратор представляет собой кольцо с гнездами,
которое удерживает ролики на одинаковом расстоянии друг от друга.
Внутренние кольца подшипников установлены на шейку оси с натя-
гом, а наружные — в корпус буксы свободно. Поворачиваясь вместе с
осью, внутренние кольца увлекают за собой ролики, каждый из кото-
рых вращается вокруг своей оси и перекатывается между наружным и
внутренним кольцами, благодаря чему износ шеек оси практически
отсутствует Между внутренними и наружными кольцами подшипни-
ков буксы установлены соответственно внутреннее (малое) 6 и наруж-
ное (большое) 5 дистанционные кольца. С обеих сторон наружных
колец имеются буртики, удерживающие ролики от смещения в корпу-
се буксы вдоль шейки оси. Смещение роликов по внутренним коль-
цам. ограничивается со стороны внутреннего подшипника буртиком
на его внутреннем кольце, а со стороны наружного подшипника—упор-
ной шайбой 14, затянутой осевой корончатой гайкой /ХСамораскручи-
вание гаики при тряске и вибрации исключается с помощью стопор-
ной планки //, которая крепится в пазу торца оси двумя болтами 12 и
входит в одну из прорезей гайки Болты в свою очередь против рас-
кручивания крепятся «восьмеркой» проволочной вязкой 10, продетой
сквозь отверстия в головках болтов.
С внешней стороны букса закрывается крышкой 9, имеющей уп-
лотнительное кольцо 8. Своей выступающей частью крышка упирает-
Ся в наружное кольцо переднего подшипника, фиксируя собранные в
Корпусе буксы детали.
46
Глава 2
Рис. 2.17. Буксычелюст-
ного (с) и бесчелюстного
(5) типов моторного ваго-
на:
I — валик балансира, 2 — ла-
биринтное кольцо; 3, 4 — на-
ружное и внутреннее кольца
подшипника; 5,6—бо льшое и
малое дистанционные коль-
ца; 7 - корпус буксы; 8 — уп-
лотнительное кольцо; 9 —
крышка; 10—проволока; 11 —
стопорная планка; 12 — болт;
13 — осевая корончатая гайка;
14 — упорная шайба; 15 — ба-
лансир; 16 — пресс-масленка;
17 — смотровая крышка; 18 —
задняя крышка; 19 — пробка
С внутренней стороны для защиты от попадания внутрь влаги и
грязи и предотвращения вытекания смазки на предподступичную
часть оси крепится лабиринтное кольцо 2. Уступы кольца входят в со-
ответствующие впадины торца корпуса буксы.
В нижней части корпус буксы имеет прилив в виде хвостовика, к
которому через валик 1 подвешен качающийся балансир-поддон 15 с
Механическое оборудование
47
расположенными по его концам опорными стаканами для пружин бу-
ксового подвешивания.
Передача всех усилий в таком буксовом узле осуществляется непо-
средственно от корпуса буксы на буксовые направляющие рамы те-
лежки. Поэтому на корпусе буксы укреплены съемные наличники,
предохраняющие его от износа о буксовые направляющие тележки.
Каждый наличник состоит из стальных цементированных пластин —
большой (размером 225 х 155 мм) и малой (225 х 40 мм), расположен-
ных взаимно перпендикулярно. Большие наличники, прикрепленные
к боковым поверхностям корпуса, ограничивают разбег колесной па-
ры вдоль тележки. Малые, прикрепленные к ребрам корпуса, ограни-
чивают разбег в поперечном направлении. Зазоры между наличника-
ми корпуса буксы и наличниками челюстей рамы тележки составля-
ют: по оси колесной пары 2-4 мм, поперек оси 1—3 мм (суммарно на
обе стороны буксы). В эксплуатации наибольшие продольные и попе-
речные зазоры допускаются не более 8 мм.
Монтаж буксы выполняют в следующем порядке. Сначала на
предподступичную часть оси в горячем состоянии напрессовывают
лабиринтное кольцо 2 (см. рис. 2.17), затем внутреннее кольцо задне-
го подшипника 4 с одним упорным буртом, малое дистанционное
кольцо 6, внутреннее кольцо переднего подшипника со съемной
упорной шайбой 14. Затем надевают корпус 7 буксы со вставленными
в него на скользящей посадке наружными кольцами и роликовыми
обоймами (сепараторами с роликами) подшипников и большим дис-
танционным кольцом 5 между ними..
Детали, насаженные на ось, стягивают гайкой 13, фиксируемой
стопорной планкой 11. Снаружи буксу закрывают крышкой 9, имею-
щей кронштейн для поводка фрикционного гасителя колебаний. При
сборке буксы внутреннюю полость на 2/3 ее объема заполняют конси-
стентной подшипниковой смазкой.
Букса бесчелюстного типа (поводковая). От рассмотренной выше такая
букса отличается конструкцией корпуса, который имеет ступенчатое рас-
положение крыльев с приливами для крепления поводков. Поводки со-
единяют буксу с рамой тележки. Преимуществом поводковой буксы по
сравнению с челюстной является отсутствие трущихся поверхностей.
Буксы колесных пар прицепных вагонов в отличие от моторных
имеют тонкостенный корпус. Роликовые подшипники букс устанав-
ливают на шейке оси без дистанционных колец.
В буксе головного вагона дополнительно на передней колесной
паре с правой стороны установлен привод скоростемера.
В эксплуатации необходимо следить за наличием смазки в буксах,
являющихся наиболее ответственными узлами ходовой части элект-
48
1лава2
ропоездов. Чрезмерный нагрев буксы, связанный с отсутствием, не-
достатком или вытеканием смазки, может привести к закливанию ко-
лесной пары, излому шейки оси и т.п.
Контрольные вопросы
I.	Каково назначение осевых букс вагона?
2.	Какие детали входят в буксовый узел и каково назначение каждой
из них?
3.	В какой последовательности выполняют монтаж буксы?
4.	В чем основное конструктивное различие букс моторных вагонов с
челюстными и бесчелюстными тележками?
5.	Какие конструктивные особенности имеют буксы прицепных ва-
гонов?
8. Благодаря чему предотвращается вытекание смазки из корпуса бу-
ксы?
7. Чем вызывается чрезмерный нагрев буксы и к каким последстви-
ям он может привести?
2.7. РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ КУЗОВА
При движении электропоезда по крестовинам стрелок, стыкам рельсов
и другим неровностям пути возникают удары и толчки, способствую-
щие повышенному износу деталей вагона и верхнего строения пути.
Для уменьшения этих вредных воздействий в конструкции вагонов
предусмотрены устройства, называемые рессорным подвешиванием.
Система рессорного подвешивания может быть одноступенчатой,
когда нагрузка от кузова и рамы тележки передается на колесную па-
ру через рессоры, размещенные между рамой тележки и буксой, и
двухступенчатой, предусматривающей размещение рессор как между
рамой тележки и буксой, так и между рамами тележки и кузова.
На электропоездах применяют двойное рессорное подвешивание,
состоящее из двух последовательно работающих ступеней. Первая из
них (буксовое подвешивание) создается пружинами 7 (рис. 2.18), рас-
положенными на буксах, вторая (центральное подвешивание) — пру-
жинами 5, которые опираются на поддоны-балансиры 6, подвешен-
ные к раме тележки 1 на шарнирных составных подвесках 5, 4.
Нагрузка от веса кузова передается через надрессорный брус 2, комп-
лекты пружин центрального подвешивания, поддон и подвески на ра-
му тележки и далее через буксовое рессорное подвешивание на ось
колесной пары и рельсы.
Механическое оборудование
49
Рис. 2.18. Схема двойного рессорного подвешивания
Буксовое подвешивание служит для подрессоривания рамы тележ-
ки относительно колесных пар и пути. Устроено буксовое подвешива-
ние в зависимости от типа вагона по-разному, но принцип работы
одинаков: смягчение с помощью пружин ударов, передаваемых на те-
лежку, и гашение колебаний, создаваемых пружинами, без чего те-
лежка и кузов раскачивались бы при движении. С этой целью на элек-
тропоездах в узлах буксового подвешивания применен фрикционный
гаситель, сила трения между элементами которого гасит колебания.
У тележки челюстного типа моторного вагона буксовое подвеши-
вание состоит из стального литого корпуса 8 (рис. 2.19), имеющего
внизу прилив в виде хомута, через который проходит стальной под-
дон-балансир 9. На концах балансира укреплены болтами полые ста-
каны 5, на которые опираются пружины 4,11. Под пружинами распо-
ложены резиновые прокладки 6, устраняющие металлический кон-
такт между пружинами и стаканами и снижающие шум от ударов ко-
лес на стыках и неровностях пути вовремя движения. Для предотвраще-
ния износа верхняя поверхность прокладок армирована стальными ли-
стами.
На верхние торцы пружин опираются продольные балки / рамы
тележки, для чего в буксовых направляющих 10 имеются чашки.
Для гашения вертикальных колебаний, создаваемых пружинами,
применены фрикционные гасители колебаний, которые установлены
между продольными балками рамы тележки и крышками букс.
Фрикционный гаситель является двухрежимным. При малых амп-
литудах колебаний работает аморзизирующая часть, которая состоит
из стального поводка 13, шарнирно соединенного с поворотным ры-
чагом и кронштейном крышки буксы, и резиновых втулок 12, упру-
гость которых подобрана так, чтобы гасить малые колебания, не
50
Глава 2
А-А
Рис. 2.19. Буксовое под-
вешивание тележки челю-
стного типа моторного ва-
гона:
1 — продольная балка; 2 — по-
воротный рычаг; 3 — крышка;
4, 11 — пружины; 5 — полый
стакан; 6—резиновая проклад-
ка; 7 — наличник; 8 — корпус
буксы; 9 — поддон-балансир;
10 — буксовая направляющая;
12 — резиновая втулка; 13 — по-
водок; 14—основание фрикци-
онного гасителя колебаний;
15— осьфрикционного гасите-
ля; 16 — неподвижный сталь-
ной диск; 17 — фрикционные
диски; 18 — пружина; 19 - на-
жимная шайба
включая в работу фрикционную часть гасителя. При значительных
амплитудах колебаний включается фрикционная часть гасителя, со-
стоящая из крышки 3 и неподвижного основания 14, приваренного к
наружной стороне продольной балки / рамы тележки, в которой укре-
плена ось 15.
На оси установлен поворотный рычаг 2, армированный с двух сто-
рон фрикционными дисками 17. К основанию 14 прикреплен винта-
ми неподвижный стальной диск 16.

Механическое оборудование
'Г
Г
Рис. 2.20. Буксовое под-
вешивание тележки бесче-
люстного типа моторного
вагона
Гашение колебании происходит вследствие того, что фрикцион-
ные диски поворотного рычага 2 прижимаются с помощью нажимной
шайбы 19 и пружин 18 к стальному неподвижному диску и крышке 3.
У тележки бесчелюстного типа моторного вагона буксовое подве-
шивание не имеет буксовых направляющих. Корпус 1 буксы
(рис. 2.20) имеет ступенчатое расположение крыльев для установки
буксовых пружин и два прилива (один вверху, другой внизу) для кре-
пления буксовых поводков 4, 7, через которые передаются тяговые и
тормозные усилия от корпуса буксы на раму тележки. Поводки наса-
жены с натягом на валики 6 при помощи резинометаллических втулок
(сайлент-блоков). Комплект буксовых пружин состоит из наружной 2
и внутренней 3 пружин, имеющих соответственно правую и левую на-
вивки с тем, чтобы при сжатии одна пружина служила направляющей
для другой и витки не западали друг в друга. Между чашками крыльев
(корпуса и торцами пружин установлены резиновые амортизаторы, ар-
мированные сверху стальными опорными стаканами.
Гашение вертикальных колебаний, возникающих от взаимодейст-
вия колеса с рельсами, осуществляется фрикционным гасителем 5.
Буксовое подвешивание тележки бесчелюстного типа прицепного
(головного) вагонов показано на рис. 2.21. Рама тележки с корпусом
буксы соединена стальными литыми шпинтонами 9. прикрепленны-
ми четырьмя болтами к опорным плитам продольных балок рамы те-
лежки. Шпинтоны служат направляющими для пружин 2, 3. Чтобы
смягчить удары, получаемые колесами о неровности пути, под пружи-
нами установлены резиновые амортизаторы 8, 12, армированные
стальными накладками 6. Резиновые амортизаторы уложены в чашки
литых крыльев корпуса буксы / и закрыты опорным кольцом 13.
।
52
Глава 2
13 12	11 10
Рис. 2.21. Буксовое подвешивание тележки бесчелюстного типа прицепно-
го (головного) вагона
Нижние концы шпинтонов проходят сквозь отверстия в крыльях кор-
пуса букс и оканчиваются резьбой, на которую навинчивается корон-
чатая гайка //. Для смягчения ударов гаики о корпус буксы при дви-
жении на стыках служит пружинная шайба 10.
Возникающие при движении тележек колебания гасятся фрикци-
онными гасителями, которые проще и надежнее рассмотренных
выше. Элементами, создающими трение в гасителе, служат шесть су-
харей 5, расположенных по окружности и охватывающих гильзу
(стальную втулку) 7, напрессованную на шпинтон. Сухари располо-
жены между двумя коническими кольцами 4, верхнее из которых под-
жимается пружиной 5, упирающейся в утолщенную часть шпинтона,
а нижнее — на уступ резинового амортизатора 12. Трение, возникаю-
щее между сухарями и гильзой, создается благодаря усилию пружины
и двойной конусности сухарей и колец. Это трение гасит колебания,
возникающие в буксовом подвешивании при движении тележки.
Центральное подвешивание является второй ступенью двойного
рессорного подвешивания и служит для передачи нагрузки от кузова
на раму тележки, подрессоривания кузова относительно рамы тележки,
передачи тяговых и тормозных усилий от рамы тележки кузову.
Кузова моторных и прицепных вагонов опираются на рамы теле-
жек не непосредственно, а через узлы центрального подвешивания,
представляющие собой шарнирную систему «люльку». В узел цент-
рального подвешивания входят: надрессорный (центральный) брус
2 (см. рис. 2.18), размещенный в проеме между поперечными балка-
Механическое оборудование
53
ми рамы тележки и имеющий относительно них свободный ход;
комплект пружин 5, через которые надрессорный брус опирается на
поддон-балансир 6; составные подвески 5, 4, на которых централь-
ный брус подвешен к продольным балкам рамы тележки; гидравли-
ческий гаситель (на рисунке не показан), поглощающий колебания
надрессорного бруса. Надрессорный брус представляет собой балку
коробового сечения, сваренную из листовой стали толщиной 10 мм.
В центральном подвешивании моторного вагона надрессорный
брус 18 (см. рис. 2.11), расположенный между поперечными балками,
опирается на два комплекта двухрядных цилиндрических пружин 9.
Пружины установлены на поддоне 8, представляющем собой массив-
ную фасонную плиту. Поддон на составных подвесках 7 (двух длин-
ных тягах и двух коротких серьгах) подвешен к раме тележки. Такая
подвеска в местах сочленения тяг и серег имеет хорошую подвиж-
ность в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Это улучшает
динамику боковых отклонений кузова при входе тележки в кривые
участки пути. При обрыве подвесок для предотвращения падения
поддона на путь предусмотрено предохранительное устройство —
стальные тросы (на рисунке не показаны), которые прикреплены од-
ним концом к проушинам коробок на продольных балках, а другим —
к ушкам на поддоне-балансире.
Надрессорный брус упруго соединен с рамой тележки двумя тяго-
выми поводками 74, которые имеют в шарнирах резинометалличе-
ские гасители (амортизаторы). Поводки не только ограничивают про-
- дольные перемещения бруса, но и плавно передают тяговые и тормоз-
ные усилия от рамы тележки на раму кузова.
По концам надрессорного бруса приварены литые опоры, в гнез-
дах которых установлены боковые скользуны 75 из древесно-слоисто-
го пластика. На эти скользуны опираются скользуны шкворневой
балки рамы кузова. Возникающее при движении вагона трение между
скользунами тележки и кузова способствует уменьшению боковой
качки вагона и виляния тележек и тем самым повышает плавность хо-
да электропоезда.
На рис. 2.22 представлен разрез узла центрального подвешивания
по продольной оси надрессорного бруса. В середине надрессорного
бруса имеется отверстие под шкворневое устройство, соединяющее
шкворневую балку 77 рамы кузова с надрессорным брусом 7 тележки
и передающее кузову тяговые и тормозные усилия. Шкворень 7 за-
прессован в пятник 70, который вварен в шкворневую балку рамы ку-
зова. На другом конце шкворня надета резиновая втулка 2, армиро-
ванная стальной проволокой. Сверху и снизу на хвостовики шкворня
установлены специальные гайки 9 с контргайками и шплинтами. С
54
Глава 2
Рис. 2.22. Центральное
подвешивание тележки мо-
торного вагона (о) и шквор-
невое устройство (б):
I — надрессорный брус; 2 — ре-
зиновая втулка; 3 — боковой
скользун; 4 — подвеска; 5 — гид-
равлический гаситель колеба-
ний; 6 — поддон; 7 — шкворень;
8 — нажимная шайба; 9 — гайка
с контргайкой и шплинтом;
10 — пятник; 11 — шкворневая
балка рамы кузова
помощью нажимной шайбы 8 резиновая втулка 2 распирается, благо-
даря чему шкворень упруго фиксирован в надрессорном брусе и гасит
колебания, которые остаются после второй ступени рессорного под-
вешивания.
Применение в системе рессорного подвешивания цилиндриче-
ских пружин, не имеющих внутреннего трения, придает вагону плав-
ный и бесшумный ход, в отличие от ранее применявшихся листовых
рессор. Однако, вследствие отсутствия трения в пружинах кузов и те-
лежки получают дополнительные колебания, раскачивающие вагон.
Для гашения этих колебании параллельно пружинам между надрес-
сорным брусом и рамой тележки установлены гидравлические гасите-
Механическое оборудование
55
ли 5, представляющие собой поршневые демпферы (успокоители). Га-
сители установлены наклонно, под углом 35° к горизонтали с таким
расчетом, чтобы они поглощали как вертикальные, так и горизон-
тальные колебания кузова.
Гидравлический гаситель колебаний моторных и прицепных ваго-
нов (рис. 2.23) имеет цилиндрическую форму и состоит из следующих
основных частей: рабочего цилиндра 5 диаметром dtl, поршня 3 со
штоком 8 диаметром дш, верхнего 2 и нижнего / клапанов, корпуса 6
и направляющей втулки 7. Между цилиндром и корпусом образуется
резервуар 4. Гаситель заполнен
вязкой жидкостью.
Принцип работы гидравличе-
ского гасителя основан на после-
довательном перемещении вяз-
кой жидкости при помощи
поршня через узкие (дроссель-
ные) отверстия в корпусе клапа-
на и всасывании ее обратно через
пластинчатый клапан односто-
роннего действия. При прохож-
дении жидкости через дроссель-
ные отверстия возникает вязкое
трение, в результате чего механи-
ческая энергия колебательного
движения кузова превращается в
тепловую, которая затем рассеи-
вается в жидкости.
При появлении дополнитель-
ной нагрузки на кузов пружины
центрального подвешивания
сжимаются, поршень перемеша-
ется вниз (ход сжатия), верхний
клапан 2 приподнимается и жид-
кость из-под поршневой полос-
ки цилиндра перетекает в над-
поршневую. Однако вследствие
движения штока давление в по-
лости рабочего цилиндра повы-
шается, и часть жидкости с боль-
шим сопротивлением перетекает
через дроссельные отверстия
нижнего клапана в резервуар.
Рис. 2.23. Принципиальная схема
гидравлического гасителя колебаний
56
Глава 2
При исчезновении дополнительной нагрузки пружины централь-
ного подвешивания освобождаются и поднимают кузов вагона вверх.
При этом поршень перемещается вверх (ход растяжения), верхний
клапан закрывается, давление жидкости в надпоршневой полости ци-
линдра повышается, и жидкость с большим сопротивлением перете-
кает через дроссельные отверстия верхнего клапана в подпоршневую
полость. Одновременно в этой полосги наступает разрежение, так как
объем перетекающей в нее из надпоршневой полости жидкости мень-
ше объема подпоршневой полости. В результате нижний клапан под-
нимается и часть жидкости засасывается в подпоршневую полость из
резервуара, заполняя освобожденное штоком пространство.
Таким образом, медленное перетекание масла через дроссельные
отверстия в клапанах является большим сопротивлением быстрому
перемещению штока вверх или вниз. Этим достигается гашение коле-
бании пружин центрального подвешивания.
Рабочей жидкостью для гидравлических гасителей колебаний слу-
жит приборное масло.
Гаситель крепят с помощью верхней 9 и нижней 10 головок; верх-
ней — к кронштейну на продольной балке рамы тележки, нижней — к
кронштейну надрессорного бруса. Для компенсации возможных пе-
рекосов при сборке, а также для гашения мелких колебании во время
движения тележки в отверстия головок вставлены резиновые втулки,
армированные для уменьшения износа стальными втулками.
В эксплуатации можно проверить годность гасителя, не снимая его
с тележки. Для этого верхнюю головку отсоединяют от кронштейна
рамы тележки и с помощью ломика вручную осуществляют прокачи-
вание гасителя. Шток нормально работающего гасителя после двух-
трех ходов перемещается плавно и туго, в неисправном — перемеще-
ние штока идет рывками и свободно. Неисправные гасители подвер-
гают ревизии.
Основные технические данные гидравлического гасителя
Диаметр поршня, мм..................................... 68
Диаметр штока, мм...................................... 48
Диаметр кожуха, мм.................................... 120
Ход поршня, мм ....................................... 190
Дтина гасителя по осям отверстий в головках при
полном сжатии, мм..................................... 360
Центральное подвешивание прицепных и головных вагонов имеет
конструкцию, сходную с конструкцией центрального подвешивания
моторных вагонов, за исключением следующих основных отличий:
шкворневое устройство выполнено полностью металлическим; комп-
Механическое оборудование
57
лект цилиндрических пружин — трехрядный, переменной гибкости
(высота пружин подобрана так, что в вагоне без пассажиров в работе
участвуют только наружная и внутренняя пружины; при нагруженном —
в работу включается средняя пружина); крепление верхних головок тяг
подвесок поддона установлено на верхней плоскости продольных ба-
лок рамы тележки; устройство, предохраняющее поддон от падения
на путь, выполнено в виде двух стержней (а не стальных тросов).
Таким образом, устройства двойного рессорного подвешивания
служат для упругой передачи веса кузова тележке, обеспечивая плав-
ный и мягкий ход вагона. Нагрузка от кузова передается через надрес-
сорный брус, комплекты пружин, поддон и подвески на раму тележки
и далее через первую ступень подвешивания (буксовый узел) — на оси
колесных пар. Силы тяги и торможения передаются кузову вагона че-
рез шкворень, который с упругим элементом пропущен через надрес-
сорный брус и упруго фиксирован в нем. Для гашения колебаний ва-
гона предусмотрены гидравлические гасители, установленные под уг-
лом 35° к горизонтали.
Контрольные вопросы
I.	В чем назначение рессорного подвешивания вагона? Почему оно
называется двойным?
2.	Каково назначение и принцип работы узла буксового подвешива-
ния?
3.	В чем принципиальное отличие в конструкциях челюстного и бес-
челюстного типов буксового подвешивания моторного вагона?
4.	Каким образом и вследствие чего осуществляется гашение верти-
кальных колебаний в узлах буксового подвешивания?
5.	Как устроен и работает узел буксового подвешивания прицепного
и головного вагонов?
6.	Назовите детали узлов буксового подвешивания в последователь-
ности передачи веса от рамы тележки на колесные пары.
7.	Каково назначение и принцип работы узла центрального подве-
шивания?
8.	Назовите детали узла центрального подвешивания в последова-
тельности передачи веса кузова на раму тележки.
9.	С какой целью и где на вагоне установлен гидравлический гаси-
тель колебаний? В чем состоит принцип его работы?
10.	На каких вагонах и для чего в узлах центрального подвешивания
установлены трехрядные пружины?
11.	Каким образом передаются тяговые и тормозные усилия с тележки
на кузов вагона?
58
Глава 2
2.8. ТЯГОВАЯ ПЕРЕДАЧА. ПОДВЕШИВАНИЕ ТЯГОВОГО
ДВИГАТЕЛЯ И РЕДУКТОРА
Тяговая передача. Передача вращающего момента с вала двигателя 7
(рис. 2.24) на ось колесной пары осуществляется с помощью переда-
точного механизма, который состоит из упругой кордовой муфты 2 и
тягового редуктора 3 (см. рис. 2.11, поз. 77, 10). Редуктор представля-
ет собой зубчатую передачу, состоящую из большого зубчатого колеса
5 (см. рис. 2.4) и находящейся с ним в зацеплении шестерни 4 (мало-
го зубчатого колеса), заключенных в общий кожух.
Между диаметрами большого зубчатого колеса и малой шестерни
и частотой их вращения существует следующая зависимость: во
сколько раз диаметр зубчатого колеса больше диаметра шестерни, во
столько раз зубчатое колесо будет вращаться медленнее шестерни.
Одновременно с уменьшением частоты вращения зубчатого колеса, а
следовательно, и оси колесной пары зубчатая передача увеличивает
вращающий момент, развиваемый тяговым двигателем.
Отношение диаметров большого зубчатого колеса 7)? и малой ше-
стерни 7)] называется передаточным числом. Отношение диаметров
может быть заменено равнозначным отношением чисел зубьев зубча-
того колеса Z> и шестерни Z,, а также отношением вращающих мо-
ментов на оси колесной пары М2 и на валу тягового двигателя М{. Та-
ким образом, передаточное число зубчатой передачи
/ = D/P, = п}/п2 = Z2/Z} = М2/М{,	(2.1)
где п{ — частота вращения шестерни (вала тягового двигателя); п2—то
же большого зубчатого колеса (оси колесной пары).
Частота вращения вала тягового двигателя всегда больше частоты
вращения оси колесной пары, поэтому тяговые передачи всегда явля-
ются понижающими. Передаточное число зубчатой передачи элект-
ропоездов ЭР2, ЭР9Е, ЭР9М составляет 3,17, а электропоездов ЭР2Р,
ЭР2Т, ЭД2Т, ЭД4М, ЭД9Т — 3,41. Тяговые редукторы электропоездов
имеют небольшие передаточные числа, что позволяет получать высо-
кие скорости движения, использовать более быстроходные тяговые
двигатели, которые имеют меньшие массу и габаритные размеры, а
также лучшие электромеханические характеристики.
Тяговые редукторы электропоездов имеют конструктивные разли-
чия.
Редуктор (рис. 2.25, а) состоит из большого зубчатого колеса 7/ и
малой шестерни 7, находящихся в зацеплении между собой и заклю-
ченных в общий кожух 4. Венец большого зубчатого колеса закреплен
Механическое оборудование
59
Рис. 2.24. Схема тяговой передачи с
упругой муфтой
на фланце колесного центра 13.
Вал шестерни вращается в двух
цилиндрических роликовых
подшипниках 6 и 8. Снаружи
подшипники закрыты крышка-
ми — глухой и с отверстием под
вал.
Кожух тягового редуктора
(рис. 2.26) представляет собой
массивную коробку, состоящую
из двух половин — верхней 3 и
нижней 5, скрепленных болта-
ми 4. Эти половины с одной сто-
роны опираются на опорный
стакан 3 (см. рис. 2.25, а), а с другой, обращенной к колесу, обхваты-
вают своей горловиной цилиндрическую часть удлиненной ступицы
колесного центра 13. Внутри опорного стакана находя гея два опор-
ных роликовых подшипника 2, 72, напресованные на ось колесной
пары 7. При такой конструкции опорные подшипники нагружаются
неравномерно, так как продольная ось симметрии зубчатых колес
смещена относительно продольной оси симметрии подшипников.
Тяговый редуктор, представленный на рис. 2.25, б, в отличие от
рассмотренного выше, имеет симметричную опору на подшипники 2,
12, что устраняет перекос зубчатого колеса 11 и шестерни 7, который
имеет место при консольном (несимметричном) креплении редукто-
ра. Кроме того, внутренние кольца опорных подшипников насажены
не на ось колесной пары, а на ступицу 14 большого зубчатого колеса,
которое, в свою очередь, насажено на ось колесной пары 1.
Для заливки свежей и слива отработанной смазки в нижней поло-
вине 5 кожуха редуктора (рис. 2.26) имеются два отверстия, закрытые
пробками. В отверстие для заливки ввернута пробка 6 с магнитным
щупом для проверки уровня смазки. Магнитный щуп представляет
собой трубку, в которую вставлен постоянный магнит, улавливающий
металлические примеси от износа зубчатой передачи и тем самым
очищающий масло. Отработанную смазку сливают через отверстие,
закрытое пробкой 7.
Для осмотра зубчатой передачи в верхней части кожуха располо-
жен люк 7, закрытый крышкой с трубкой-сапуном 2, имеющей за-
щитный колпачок. Сапун служит для соединения полости редуктора с
атмосферой, что необходимо для предотвращения возможного вы-
броса смазки через лабиринтные уплотнения под действием избыточ-
ного давления газов, возникающих внутри редуктора при его работе.

Механическое оборудование
61
б
1
Рис. 2.25. Тяговый редуктор с несимметричной (а) и симметричной (б)
опорой на подшипники:
1 — ось колесной пары; 2,12 — опорные подшипники; 3 — опорный стакан; 4 — кожух;
5,10—большие крепительные крышки; 6, # — роликовые подшипники; 7— шестерня;
9 - вал шестерни; 11 - большое зубчатое колесо; 13 - колесный центр; 14 - ступица
большого зубчатого колеса
62
Глава 2
Рис. 2.26. Кожух тягового редук-
тора
Рис. 2.27. Подвешивание тягово-
го двигателя к рамс тележки
Между колпачком и сапу-
ном уложен фильтр. Чтобы
смазка не выбрасывалась
наружу, ее уровень в нижней
полости редуктора должен
быть не выше впадины зубь-
ев большого зубчатого коле-
са.
Подвешивание тягового
двигателя. На моторных ва-
гонах электропоездов при-
меняют рамное подвешива-
ние тягового двигателя (см.
13 на рис. 2.11). При этом
тяговый двигатель жестко
укреплен на поперечной
балке рамы тележки и свя-
зан с колесной парой упру-
гой муфтой. При таком под-
вешивании тяговый двига-
тель полностью опирается
на раму тележки и, таким
образом, полностью под-
рессорен пружинами буксо-
вого подвешивания, т.е. не
испытывает жестких ударов
при прохождении колесной
парой неровностей пути.
Кроме того, рамное подве-
шивание смягчает толчки
при пуске тягового двигате-
ля.
Двигатель / (рис. 2.27)
подвешен к поперечной
балке 3 рамы тележки на че-
тырех опорах: двух верхних
(лапах) и двух нижних.
Нижние опоры представля-
ют собой две опорные по-
верхности с резьбовыми от-
верстиями под болты 2, с
помощью которых двига-
Механическое оборудование
63
тель укреплен к поддерживающему кронштейну, приваренному к бо-
ковине поперечной балки рамы. Верхними лапами двигатель устано-
влен на выступы опорной поверхности поперечной балки. Между лапа-
ми и выступами вставлены клинья 4 с ввернутым в них распорным бол-
том 7. Болт имеет правую и левую резьбу, что дает возможность при рас-
хождении клиньев притягивать двигатель к раме тележки. Расстояние
между осевыми линиями тягового двигателя 1 и оси 6 колесной пары
равно 15 мм.
Корпус двигателя имеетдва предохранительных ребра 5, которыми
двигатель может опереться на ось колесной пары в случае излома
верхних точек подвески.
Подвешивание тягового редуктора. Верхняя половина корпуса реду-
ктора имеет кронштейн с отверстием для крепления к нижнему кон-
цу подвесного стального стержня 4 (рис. 2.28). На обоих концах стер-
жень имеет резьбу.
Верхний конец стержня закреплен в кронштейне 6 поперечной
балки рамы тележки с помощью двух резинометаллических амортиза-
64
Глава 2
Рис. 2.29. Упругая муфта
торов 1 и двух специальных гаек 3 с контргайками. К нижнему концу
стержня с помощью таких же амортизаторов и гаек подвешен крон-
штейн корпуса редуктора. Гайки от самоотворачивания предохранены
стопорными пластинчатыми шайбами 7. Амортизаторы зафиксированы
от проворота штифтами 5, которые запрессованы в кронштейн попереч-
ной балки рамы тележки и в кронштейн корпуса редуктора. Распорные
втулки 2 служат для ограничения деформации амортизаторов при их за-
тяжке. Для удержания от проворота подвесного стержня на нижнем его
конце имеются лыски, на которые надевается стопорная скоба 8
Подвеска корпуса редуктора позволяет ему поворачиваться отно-
сительно оси колесной пары в зависимости от прогиба пружин буксо-
вого подвешивания.
Для регулировки начальной несоосности валов якоря тягового дви-
гателя и шестерни подвесной стержень имеет подлине запас резьбы.
В случае обрыва подвесного стержня или кронштейна рамы тележ-
ки корпус редуктора своей удлиненной частью — хвостовиком ляжет
на предохранительную скобу 9, которая защитит редуктор от падения
на путь. Скоба закреплена на раме тележки болтами, снабженными
пружинящими шайбами и шплинтами против самоотвинчивания.
Предохранительное устройство
должно быть отрегулировано так,
чтобы между хвостовиком редуктора
и предохранительной скобой были
необходимые зазоры.
Упругая муфта соединяет вал тя-
гового двигателя с валом шестерни
редуктора и служит для передачи
вращающего момента от двигателя к
редуктору.
Тяговый двигатель подвешен к ра-
ме тележки и полностью подрессорен
вместе с ней на буксовых рессорах.
Редуктор же укреплен на оси колес-
ной пары. Поэтому в процессе дви-
жения вагона и при просадке буксо-
вых рессор валы тягового двигателя и
редуктора смешаются в пространстве
один относительно другого во всех
направлениях. При такой несоосно-
сти жесткое соединение валов невоз-
можно. Упругое же соединение, вы-
полняемое упругой (эластичной)
Механическое оборудование
65
муфтой, допускает взаимное смещение валов. Кроме того упругая муф-
та снижает благодаря гибкости резинокордного элемента ударные на-
грузки, возникающие в деталях привода при движении вагона.
Основным элементом упругой муфты (рис. 2.29) является резино-
кордная упругая оболочка 3, которая закреплена на фланцах 1 и 5, на-
саженных в горячем состоянии на конусные окончания валов тягово-
го двигателя и шестерни. Упругая оболочка прикреплена к фланцам
полукольцами 4 и восемью бол гами 2, ввернутыми в запрессованные
втулки 6 полуколец. Головки болтов для предохранения от самоотвин-
чивания связаны попарно проволокой.
Благодаря отсутствию трущихся деталей упругая муфта не нужда-
ется в смазке.
В отрегулированной муфте расстояние между наружными поверх-
ностями фланцев должно быть 156 мм, а ось вала двигателя выше
оси вала шестерни на 3 мм с учетом последующего опускания тележ-
ки под весом кузова. Регулировка осуществляется перемещением тя-
гового двигателя вдоль его оси (размер 156 мм) и затяжкой гаек на
подвесном стержне подвески редуктора (размер 3 мм).
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначена тяговая передача и из каких элементов она
состоит?
2.	Каким образом подвешены тяговые двигатели к раме тележки?
3.	Что называется передаточным числом зубчатой передачи? Почему
частота вращения колес меньше частоты вращения вала тягового
двигателя? Во сколько раз?
4.	Что представляет собой тяговый редуктор? Из каких деталей он со-
стоит?
5.	Какие конструктивные особенности имеют редукторы различных
типов?
6.	Для какой цели в корпусе редуктора установлен сапун?
7.	Как устроен узел подвешивания тягового редуктора?
8.	Для чего в узле подвешивания редуктора установлены резиновые
амортизаторы? Каким образом и зачем производится регулировка
положения корпуса редуктора?
9.	Как тяговый редуктор защищен от падения на путь?
10.	Чем вызвана необходимость упругого соединения валов тягового
двигателя и редуктора?
11.	Как устроена упругая муфта?
12.	Как выполняют регулировку соосности валов тягового двигателя и
редуктора?
Устройство и ремонт электропоездов
66
Глава 2
2.9.	УДАРНО-СЦЕПНЫЕ УСТРОЙСТВА И УПРУГИЕ
ПЕРЕХОДНЫЕ ПЛОЩАДКИ
Ударно-сцепные устройства. Они предназначены для автоматического
соединения вагонов друг с другом, передачи тяговых и тормозных
усилий, а также для поглощения ударов, возникающих при движении
и маневровой работе.
Все моторные, прицепные и головные вагоны электропоездов сце-
пляются автоматически, а разъединяются при воздействии человека
на расцепной привод.
Комплект ударно-сцепных устройств состоит из автосцепки 1
(рис. 2.30), тягового хомута 5, поглощающего аппарата 6, ударной ро-
зетки 8.
Автосцепка СА-3 (советская автосцепка, третья модель) принята на
железных дорогах России в качестве типовой. Она представляет собой
стальной литой корпус, в головной части которого помещен механизм
сцепления. Головная часть (голова) переходит в удлиненный пустоте-
лый хвостовик, в котором имеется вертикальное отверстие для уста-
новки клина 7, соединяющего автосцепку с тяговым хомутом 5. Хво-
стовик автосцепки лежит на центрирующей балочке 4, подвешенной
на маятниковых подвесках 3 у верхней части ударной розетки 8.
Головная часть автосцепки имеет большой 10 и малый 13 зубья со
скошенными, наклонными плоскостями. Пространство между этими
неподвижными зубьями называют зевом автосцепки. В зев собранной
автосцепки выступают рабочие части замка 12 и замкодержателя 77,
взаимодействующие в сцепленном состоянии со смежной автосцеп-
кой. Замок служит д ля запирания малого зуба одной автосцепки в па-
зу большого зуба другой автосцепки. Замок установлен в голове кор-
пуса таким образом, что всегда стремится под влиянием собственного
веса занять замкнутое положение. Замкодержатель служит для пре-
дотвращения саморасцепа замков.
Сцепление автосцепок происходит автоматически при нажатии
одной автосцепки на другую. При этом малый зуб одной гадовы
скользит по скошенной поверхности большого зуба другой головы, а
замки утапливаются внутрь голов автосцепок. После того, как малый
зуб одной автосцепки войдет в зев другой автосцепки, замки под дей-
ствием собственного веса опустятся и, расклинивая друг друга, будут
препятствовать обратному выскальзыванию малых зубьев. Замки
имеют сигнальные отростки, по которым судят о положении замка в
автосцепке при ее наружном осмотре сбоку вагона. Для лучшей види-
мости отростки окрашены в красный цвет. При сцепленном положе-
нии механизмов сигнальные отростки не должны быть видны.
Механическое оборудование
67
Рис. 2.30. Ударно-сцепные устройства
I
Саморасцеп в пути исключен благодаря наличию в механизме сце-
пления таких деталей, как предохранитель (защелка) и замкодержа-
тель, которые препятствуют выходу замка из зева головы автосцепки.
Расцепление производится вручную с помощью расцепного рыча-
га 15 и цепи 2. Один конец цепи соединен с рычагом, а другой — с ва-
68
Глава 2
ликом 14 подъемного механизма замка. При повороте рычага из вер-
тикального положения в сторону до отказа цепь натягивается и пово-
рачивает валик, в результате чего один из замков утапливается внутрь
головы, замкодержатель под действием собственного веса опускается
вниз, сигнальный отросток замка выходит наружу, что характеризует
расцепленное положение автосцепки. После разведения автосцепок
замок выйдет из корпуса головы в зев и механизм вновь подготовлен
к сцеплению.
Поглощающий аппарат РП-2П (резиновый, второй модели для
пассажирского подвижного состава) является амортизирующим уст-
ройством, которое поглощает кинетическую энергию ударов, возни-
кающих при сцеплении вагонов, а также рывков при резком измене-
нии силы тяги. В конструкции поглощающего аппарата применен
комплект из девяти резинометаллических элементов. Каждый эле-
мент состоит из двух стальных листов толщиной 2 мм, между которы-
ми расположена морозостойкая резина с хорошими шумо- и вибро-
поглощающими свойствами (резина прочно скреплена с металличе-
скими листами при помощи горячей вулканизации). По своему пери-
метру резина имеет параболическую выемку, благодаря чему исклю-
чается выжимание резины за пределы стальных армировочных листов
при полном сжатии аппарата. Толщина каждого элемента составляет
41 мм. Полный ход поглощающего аппарата 70 мм.
Тяговый хомут предназначен д ля передачи поглощающему аппара-
ту тягового усилия от автосцепки. Он состоит из двух горизонтальных
полос, соединенных по концам вертикальными связями. Передняя
часть хомута имеет окно д ля прохода хвостовика автосцепки 1 и от-
верстие для клина 7, соединяющего хвостовик корпуса автосцепки с
тяговым хомутом. Задняя опорная часть хомута передает нагрузку на
основание поглощающего аппарата.
Во время пуска электропоезда автосцепка при помощи клина 7 пе-
ремещает тяговый хомут 5, который тянет за собой корпус поглощаю-
щего аппарата 6. При этом резинометаллические элементы, сжима-
ясь, поглощают энергию удара, воспринимаемого автосцепкой. Пос-
ле полного сжатия поглощающего аппарата усилие передается через
передний упор 9 головы автосцепки на буферный брус рамы кузова
через ударную розетку 8.
Розетка имеет маятниковое устройство, состоящее из поддержива-
ющей корпус автосцепки центрирующей бал очки 4 и двух маятнико-
вых подвесок 3. При отклонении корпуса, лежащего на балочке, в го-
ризонтальной плоскости, маятниковые подвески стремятся вернуть
его в среднее положение, чем облегчается сцепление вагонов.
Поглощающие аппараты и тяговые хомуты установлены на крон-
Механическое оборудование
69
штейнах внутри полости хребтовых балок 9, 17 (см. рис. 2.1) рамы ку-
зова, около буферных брусьев 1,8.
Упругие переходные площадки. Между ударными поверхностями
головок автосцепок, а также между клином тягового хомута и отвер-
стиями для него в хомуте и хвостовике корпуса имеются зазоры. Для
новой автосцепки суммарные зазоры составляют до 40 мм на вагон, а
при максимально допустимом износе — до 100 мм. Вследствие этого
при трогании с места, торможении и проходе переломов профиля пу-
ти в составе поезда возникают продольные динамические рывки, что
в значительной степени влияет на комфорт пассажиров. Для устране-
ния этих рывков, а также для обеспечения возможности перехода лю-
дей из вагона в вагон, предназначены упругие переходные площадки,
которыми оборудуют вагоны. Площадки обеспечивают постоянное
натяжение сцепленных автосцепок, ликвидируя тем самым свобод-
Рис. 2.31. Переходная площадка
70
Глава 2
ные зазоры и исключая их отрицательное влияние на переходные ре-
жимы движения поезда.
Трение между упругими площадками двух соседних вагонов не-
сколько уменьшает виляние одного вагона относительно другого, что
делает ход вагонов более плавным.
Плотность переходного соединения обеспечивают резиновые бал-
лоны 7, 2 (рис. 2.31), которые закреплены на профилях торцевой сте-
ны кузова вокруг дверного проема.
Под вертикальными баллонами расположено амортизирующее
устройство, состоящее из двух пружинных амортизаторов 5, к кото-
рым прикреплена буферная упорная балка 3. В стаканах амортизато-
ров размещены пружины с небольшой предварительной затяжкой.
Переходный мостик состоит из двух стальных рифленых листов 4,
6. Подвижный лист 6 прикреплен к упорной балке 3, а неподвижный —
к порогу торцевой двери.
Контрольные вопросы
1.	Почему астосцепка называется автоматической?
2.	Какие конструктивные узлы входят в комплект ударно-сцепных
устройств?
3.	Как действует механизм сцепления автосцепок? Как расцепить ав-
тосцепки?
4.	Каким образом исключается саморасцеп вагонов при движении?
5.	Каково назначение и устройство поглощающего аппарата?
6.	Для чего предназначен тяговый хомут и как он устроен?
7.	Что является причиной возникновения продольных динамических
рывков в поезде? Каким образом они устраняются?
2.10.	РЫЧАЖНО-ТОРМОЗНАЯ ПЕРЕДАЧА
Рычажно-тормозная передача служит для передачи усилия от пневма-
тического или ручного привода к тормозным колодкам.
На вагонах электросекций применены две схемы рычажно-тор-
мозной передачи: с установкой тормозных цилиндров на рамах теле-
жек или под рамой кузова вагона.
На прицепных и головных вагонах под рамой кузова установлен
один тормозной цилиндр, соединенный с тормозными рычагами и
тягами тележек вагона.
На моторных вагонах под рамой кузова установлено электрическое
и пневматическое оборудование, поэтому разместить там громоздкое
Механическое оборудование
71
Рис. 2.32. Схема рычажно-тормозной передачи моторного вагона
тормозное оборудование сложно. В связи с этим рычажно-тормозную
передачу устанавливают на раме каждой тележки.
Рычажно-тормозная передача моторного вагона (рис. 2.32) состоит
из четырех самостоятельных взаимозаменяемых узлов (по два на каж-
дой тележке). Каждый узел состоит из тормозного цилиндра 3, ры-
чажной передачи и автоматического регулятора 7 выхода штока тор-
мозного цилиндра. Под действием сжатого воздуха штоки выходят из
тормозных цилиндров и воздействуют через систему рычагов и тяг на
башмаки тормозных колодок /, в результате чего происходит заторма-
живание колес. Середины концевых и средних вертикальных рычагов
связаны между собой затяжками 6. Верхние концы средних верти-
кальных рычагов 5 соединены средней тягой 4, посредством которой
осуществляется передача тормозного усилия от одной колесной пары
к другой. Концевые башмаки насажены на цапфы тормозной травер-
сы 2, с помощью которой обеспечивается распределение тормозных
сил между рычажными передачами каждой стороны тележки. Травер-
сы с концевыми башмаками и средние башмаки подвешены к крон-
штейнам, приваренным к раме тележки.
Головки соединительных звеньев, средней и концевой тяг опира-
ются на направляющие планки, прикрепленные к внутренним стен-
кам продольных балок рамы тележки. При выходе штоков тормозных
цилиндров головки тяг скользят по направляющим планкам и пере-
мещают вертикальные рычаги.
Возврат всей системы рычагов при отпуске тормозов происходит
под действием внутренних пружин тормозных цилиндров.
Для предотвращения падения на путь тяг, траверс, рычагов и дру-
гих деталей на раме кузова и на тележках установлены предохрани-
тельные скобы и тросы.
72
Глава 2
Рычажно-тормозная передача характеризуется передаточным чис-
лом, которое показывает, во сколько раз суммарное нажатие тормоз-
ных колодок узла больше усилия на штоке тормозного цилиндра или
во сколько раз выход штока тормозного цилиндра больше среднего
зазора между колодкой и колесом. Передаточное число зависит от со-
отношения длин плеч рычагов, составляющих рычажно-тормозную
передачу. Эффективность действия тормоза характеризуется коэффи-
циентом нажатия, те. отношением сил нажатия всех тормозных ко-
лодок к массе вагона.
Чтобы колодки не перекашивались и не работали одним концом, а
располагались концентрично к поверхности катания колеса, осущест-
вляют регулировку рычажно-тормозной передачи оттяжным устрой-
ством. Оно состоит из стержня, проушина которого соединена с по-
мощью валика с верхним концом башмака, оттяжной пружины, упор-
ной пластины. В эту пластину упираются пружина и гайки с контр-
гайкой. Затягивая или отпуская гайку, изменяют положение колодки
относительно поверхности катания колеса.
Концевые вертикальные рычаги присоединены к автоматическому
регулятору 7, закрепленному на концевой балке рамы тележки и пред-
назначенному для автоматического регулирования выхода штока тор-
мозного цилиндра по мере износа тормозных колодок и поверхности
катания колеса.
Автоматический регулятор. Работа авторегулятора поясняется рис.
2.33. При выходе штока 6тормозного цилиндра в установленных пре-
делах поршень не доходит до отверстия 5 и сжатый воздух из тормоз-
Рис. 2.33. Схема включения регулятора в рычажно-тормозную передачу мо-
торного вагона
Механическое оборудование
73
ного цилиндра не может попасть в полость авторегулятора 2. Регули-
ровка выхода штока происходит только при попадании воздуха в по-
лость регулятора, т.е. при завышенном выходе штока тормозного ци-
линдра, когда увеличивается зазор между тормозными колодками и
поверхностью катания колеса. В этом случае поршень тормозного ци-
линдра проходит отверстие 5 подключения соединительного патрубка
4 и тем самым соединяет рабочие полости поршня тормозного цилин-
дра и поршня авторегулятора 2. В результате действия механизма ре-
гулятора произойдет втягивание (укорачивание) концевой тяги / ры-
чажно-тормозной передачи тележки и, как следсгвие, — уменьшение
зазора между колодками и колесом. Таким образом, автоматическое
поддержание установленных зазоров между колодками и колесами
осуществляется в соответствии с положением поршня тормозного ци-
линдра относительно отверстия соединительного патрубка.
В случае неисправности авторегулятора его отключают разобщи-
тельным краном 3. При этом регулировку выхода штока можно осу-
ществлять вручную с помощью предусмотренной для этого рукоятки.
На прицепных и головных вагонах рычажно-тормозные передачи те-
лежек приводятся в действие от одного тормозного цилиндра, устано-
вленного под рамой кузова.
Шток тормозного цилиндра 6 (рис. 2.34) соединен с горизонталь-
ным рычагом 5, другой конец которого присоединен к центральной
тяге 4, ведущей к рычажно-тормозной передаче на первой тележке. В
средней части горизонтальный рычаг 5 соединен затяжкой 3 с середи-
ной горизонтального рычага 7.
Положение затяжки
при композиционных
колодках
Положение затяжки
при колодках из фосфористого
чугуна
Рис. 2.34. Схема рычажно-тормозной передачи прицепного вагона
74
Глава 2
Горизонтальный рычаг 7 одним концом шарнирно укреплен на
кронштейне «мертвой точки», установленном на задней стенке тор-
мозного цилиндра б. Второй конец этого рычага через авторегулятор
выхода штока соединен центральной тягой 2 с балансиром I рычаж-
но-тормозной передачи второй тележки.
Ручной привод рычажно-тормозной передачи. Помимо пневматиче-
ского рычажно-тормозная передача снабжена ручным приводом, ко-
торым пользуются при длительной стоянке поезда или затормажива-
нии отдельно стоящего вагона.
Ручной (стояночный) привод выполнен в виде самостоятельного
узла и состоит из колонки и системы расположенных на раме кузова
рычагов и тяг, связывающих колонку с рычажной передачей тележки.
Колонка ручного тормоза устанавливается в кабине машиниста го-
ловного вагона или на задней торцевой стенке кузова других вагонов.
Колонка ручного тормоза имеет маховик 1 (рис. 2.35) с рукояткой,
с помощью которого приводится во вращение винт 2. При вращении
маховика по вин гу поступательно вверх или вниз перемещается гайка
3, связанная цапфами с вертикальными тягами 4. Винт и гайка имеют
трапецеидальную резьбу, способную передавать большие усилия. Вер-
тикальные тяги проходят сквозь пол кабины под вагон, где соединя-
ются с коленчатым рычагом 5, укрепленным на кронштейне буферно-
го бруса рамы кузова. Место прохода тяг утеплено войлоком и брезен-
товым чехлом, закрепляемыми на тягах. Второе плечо рычага 5 соеди-
нено гибким сзальным тросом 6 (на моторном вагоне) или тягой руч-
ного тормоза (на прицепном и головном вагонах), находящимися под
кузовом вагона, с вертикальными рычагами рычажно-тормозной пе-
редачи тележки.
Ручной привод может иметь коническую зубчатую передачу (см.
рис. 2.34, поз. 8).
Тормозные колодки. От качества тормозных колодок зависит длина
тормозного пути и безопасность движения. Тормозные колодки долж -
ны иметь высокий коэффициент трения, малозависящий от климати-
ческих условий, и быть износостойкими.
На подвижном составе железных дорог применяют колодки из фо-
сфористого чугуна и из композиционных пластмасс (асбокаучукового
материала), которые по сравнению с чугунными обладают более вы-
соким коэффициентом трения. Это позволяет значительно снизить
тормозные нажатия и увеличить срок службы колодок. Однако ком-
позиционные колодки имеют низкую, по сравнению с чугунными, те-
плопроводность, вследствие чего при работе в зимнее время могут
подвергаться обледенению. Температура нагрева колес при торможе-
Механическое оборудование
75
Рис. 2.35. Привод ручного тормоза
нии композиционными колодками в 1,5 раза выше по сравнению с
чугунными.
Рычажно-тормозная передача предусматривает возможность экс-
плуатации электропоездов как с чугунными, так и с композиционны-
ми пластмассовыми колодками. Для этого переставляют наклонные
(на моторном вагоне) и горизонтальные (на прицепном и головном ва-
гонах) рычаги в соответствующие запасные отверстия (см. рис. 2.34).
76
Глава 2
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначена рычажно-тормозная передача?
2.	Как устроена рычажно-тормозная передача моторного вагона?
3.	Из каких основных элементов состоит рычажно-тормозная пере-
дача прицепного вагона и где они размещены?
4.	Каким основным показателем характеризуется рычажно-тормоз-
ная передача и чем он определяется?
5.	Для чего предназначен автоматический регулятор рычажно-тор-
мозной передачи и каков принцип его работы?
6.	Как устроен и работает ручной привод?
7.	Какими преимуществами и недостатками обладают пластмассо-
вые композиционные колодки по сравнению с чугунными?
Глава 3
Тяговые двигатели
3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Тяговые двигатели служат для преобразования электрической энер-
гии в механическую, предназначенную для привода в движение ко-
лесных пар вагонов. Тяговые двигатели используют также для тормо-
жения поезда, переводя их в генераторный режим. При этом кинети-
ческая энергия движущегося поезда преобразуется в электрическую.
На электропоездах постоянного тока тяговые двигатели получают
питание от контактной сети постоянного тока, поэтому по их обмот-
кам течет постоянный ток.
На электропоездах переменного тока двигатели получают питание
от контактной сети через тяговый трансформатор и выпрямительную
установку, вследствие чего по обмоткам тягового двигателя течет
пульсирующий ток.
Тяговые двигатели постоянного и пульсирующего тока подобны
по принципу работы. Однако пульсирующий ток вызывает появление
в тяговых двигателях вихревых токов, что ведет к нагреву обмоток и
потере мощности двигателей. Поэтому в тяговых двигателях пульси-
рующего тока принимают ряд конструктивных мер по снижению
мощности потерь и улучшению процесса коммутации тока.
Конструкция тяговых двигателей существенно отличается от кон-
струкции стационарных электродвигателей. Размеры тягового двига-
теля, подвешенного под кузовом вагона, ограничены подвагонными
габаритами. Диаметр тягового двигателя зависит от диаметра колеса
вагона, так как должно быть выдержано определенное расстояние от
нижней точки двигателя до уровня головки рельсов. Длина тягового
двигателя ограничена размерами тележки.
78
Глава 3
Основные технические данные некоторых тяговых двигателей
Серия электро- поезда X	ЭР2	ЭР2Р	ЭД2Т	ЭД4	ЭР9	ЭД9Т
Тип тягового	УРТ-НОБ	1ДТ-003.1 ДТ-003.8		ТДЭ-235	РТ-51М	1ДТ-003.11
двигателя Номинальное	1500	750	750	750	825	825
напряжение, В Мощность, кВт 200		^^3	225	240	200/182	225
Номинальный	146	350	300	345	266/240	300
ток, А Ослабление	50	18	20	20	32	50
возбуждения, % Частота вра-	1145	1340	1290	1250	1140/1200	870
щения, об/мин Масса, кг	2150	2250	2300	2300	2000	2300
Примечание. Значения мощности, тока и частоты вращения даны для часового режима
работы двигателя. Цифры в знаменателе даны для двигателя, работающего на пульси-
рующем токе.
Разработана единая унифицированная серия тяговых двигателей
электроподвижного состава. Все они имеют общий принцип компо-
новки и много унифицированных узлов и деталей, что упрощает и
удешевляет их изготовление.
3.2. УСТРОЙСТВО ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Тяговый двигатель состоит из следующих основных частей: остова 17
(рис. 3.1), главных 8 и добавочных 75 полюсов, якоря 18, коллектора
7, щеткодержателей 5 со щетками, подшипниковых щитов 4. 10 с под-
шипниками 3, 11.
Остов 1 (рис. 3.2) является несущим узлом конструкции машины,
так как к нему крепятся главные и добавочные полюсы, подшипнико-
вые щиты, кронштейны щеткодержателей. Остов является магнито-
проводом двигателя. Форма поперечного сечения остова зависит от
числа главных полюсов: при четырех полюсах он имеет восьмигран-
ную форму, при шести и более — цилиндрическую. Остов тягового
двигателя электропоезда имеет в поперечном сечении форму непра-
вильного восьмигранника, близкого к квадрату, что обеспечивает
наилучшее использование занимаемого двигателем пространства. На
внутренней поверхности остова предусмотрены приливы для установ-
ки четырех главных 2 и четырех добавочных 3 полюсов, обеспечиваю-
щие строго симметричное расположение их в двигателе.
Тяговые двигатели
79
Для подвешивания двигателя к раме тележки служат кронштейны
4. Со стороны противоположной кронштейнам остов имеет выступы,
предохраняющие его от падения на путь в случае обрыва устройств
подвешивания. Для доступа к коллектору и щеткодержателям в осто-
ве предусмотрены коллекторные люки, закрываемые съемными
крышками 19, 20, 22 (см. рис. 3.1) с уплотнением из губчатой резины.
Предусмотрены также отверстия для выводных концов 21 обмоток
якоря и полюсов. Чтобы предохранить кабели от повреждений и
предотвратить попадание воды в остов, в отверстия вставляют рези-
новые втулки, плотно охватывающие кабели.
Внутри остов, за исключением мест под посадку полюсов, покрыт
электроэмалью, снаружи — битумным лаком для защиты от коррозии.
На остове укрепляется паспортная табличка с указанием типа двига-
теля, завода-изготовителя, заводского номера, массы, тока, частоты
вращения, мощности и напряжения.
Главные полюсы предназначены д ля создания основного магнитно-
го потока, который, взаимодействуя с магнитным полем якоря, при-
водит якорь во вращение. Главный полюс состоит из сердечника 8 и
катушки 6 (см. рис. 3.1). Сердечник для уменьшения вихревых токов
изготовляют шихтованным, т. е. набирают из отдельных листов 1
(рис. 3.3) электротехнической стали толщиной 1—2 мм. Перед сбор-
кой листы покрывают изоляционным лаком, спрессовывают и соеди-
няют заклепками 5. Часть сердечника, обращенная к якорю, выпол-
нена более широкой и называется полюсным наконечником (.?). Он
служит для поддержания катушки полюса, а также для лучшего рас-
пределения магнитного потока в воздушном зазоре машины вдоль ок-
ружности якоря. Для крепления главного полюса к остову в сердечни-
ке имеются отверстия 2 под болты, которые ввертывают в специаль-
ные установочные стержни 4, закладываемые в сердечник при его
сборке. В четырехполюсном тяговом двигателе соседние (разноимен-
ные) полюсы расположены внутри остова машины под углом 903 друг
к другу.
Катушка главного полюса выполнена из шинной меди, намотан-
ной плашмя. Отдельные витки катушки изолируют друг от друга
(межвитковая изоляция), кроме того, на катушку накладывают об-
щую корпусную изоляцию. Изоляция обладает высокой монолитно-
стью, влаго- и маслостоикостью, механической и электрической
прочностью. Катушки всех главных полюсов соединены последова-
тельно и составляют обмотку возбуждения.
Добавочные полюсы предназначены для создания дополнительного
магнитного потока, который улучшает коммутацию и уменьшает ре-
акцию якоря (см.-ниже) в зоне между главными полюсами. Они обес-
80
Глава 3
Рис. 3.1. Продольный (а) и поперечный (б) разрезы тягового двигателя:
7 — коллектор; 2, 72 — крышки; 3, И — подшипники; 4, 10 — подшипниковые щиты;
5 — щеткодержатель; 6 — катушка главного полюса; 7 — стержень главного полюса; 8—
сердечник главного полюса; 9 — лопасти вентилятора; 13 — катушка добавочного
печиваюг уменьшение искрения под щетками, возникающие при ра-
боте машины. По размерам добавочные полюсы меньше главных и
расположены между ними. Сердечник добавочного полюса выполнен
из стали, имеет монолитную конструкцию, так как значение магнит-
ной индукции под добавочными полюсами выбирается небольшим и
при вращении якоря индуцирования вихревых токов в его наконеч-
никах практически не происходит. Сердечники добавочных полюсов
крепят на остове машины так же, как и сердечники главных полюсов.
Катушки добавочных полюсов выполнены из шинной меди, намо-
Тяговые двигатели
81
603	545
------------------------------.—.——-------
22
полюса; 14 — болт; 15 — сердечник добавочного полюса; 16 — стержень добавочного
полюса; 17 — остов; 18 - якорь; 19, 20, 22 — съемные крышки; 21 — выводные концы
обмоток
тайной на ребро, и имеют такую же изоляцию, как и катушки главных
полюсов.
Якорь тягового двигателя наиболее сложная и ответственная его
часть. Он состоит из вала 13 (рис. 3.4), сердечника /, обмотки 11 и
коллектора 2. Для того чтобы при необходимости можно было сме-
нить вал без разборки якоря и снятия коллектора, отдельные детали
якоря обычно собраны на общей втулке 12, напрессованной на вал.
Сердечник якоря представляет собой часть магнитной системы
двигателя, вращающуюся в магнитном поле машины с большой час-
82
Глава 3
Рис. 3.4. Якорь тягового двигателя
Тяговые двигатели
83
тотой. При этом происходит постоянное перемагничивание сердеч-
ника с высокой частотой, что вызывает в сердечнике потери на пере-
магничивание и на вихревые токи. Для уменьшения потерь на вихре-
вые токи сердечник набран из отдельных изолированных друг ог дру-
га листов электротехнической стали (рис. 3.5). При штамповке в них
делают отверстие в центре для напрессовки на влулку якоря, вентиля-
ционные отверстия в средней части и пазы дтя укладки обмотки по
наружной поверхности. Пакет (комплект листов) сердечника напрес-
сован на втулку якоря. На поверхности сердечника якоря в его пазах
уложена обмотка 11 (см. рис. 3.4), выполненная из медной изолиро-
ванной проволоки. Концы секций обмотки соединены с коллектор-
ными пластинами 7. Чтобы обмотка якоря при вращении вала двига-
теля не выпадала из пазов, в пазовую часть сердечника забивают тек-
столитовые клинья 10, а лобовые части обмотки укрепляют бандажа-
ми 9 из стеклобандажной ленты.
Коллектор служит для изменения направления тока в секциях об-
мотки якоря при переходе их под главный полюс другой полярности
(чтобы якорь вращался в какую-либо определенную сторону). Колле-
ктор собирают из медных пластин — ламелей 7. На задней стороне ка-
ждой коллекторной пластины сделан выступ — «петушок», в продоль-
ную прорезь (шлиц) которого впаяны концы проводников секций об-
мотки якоря. Число коллекторных пластин зависит от числа секций
якорной обмотки. Пластины не должны касаться друг друга, чтобы
между ними не было электрического контакта и тем самым не замы-
кались накоротко секции обмоток якоря, присоединенных к ним. По-
этому коллекторные пластины изолированы друг от друга миканито-
выми пластинами (межламельной изоляцией). Миканитовые пласти-
ны тверже коллекторных и изнашиваются медленнее. Чтобы на по-
верхности коллектора не образовались выступы изоляции, нарушаю-
щие контакт щеток с коллектором,
изолирующие пластины периодиче-
ски фрезеруют на 0,8—1,2 мм ниже
поверхности коллектора. Эту опера-
цию называют продороживанием
коллектора. При вращении якоря
коллекторные пластины под действи-
ем центробежной силы стремятся
сместиться наружу. Но этому препят-
ствуют нижние части коллекторных
пластин, имеющие форму ласточкина
хвоста и зажатые между втулкой кол-
лектора 3 (см. рис. 3.4) и нажимным
Рис. 3.5. Лист сердечника яко-
ря
84
1лаваЗ
конусом 5. От нажимного конуса и втулки (корпуса) коллектор изоли-
рован фигурными манжетами 6 и цилиндром (втулкой) 8, выполнен-
ными из формовочного миканита. Нажимной конус и коллекторная
втулка стянуты восемью болтами 4.
Щеткодержатель является токоподводяшим узлом к коллектору и
устанавливается на кронштейне, который крепится к внутренней тор-
цовой стенке остова со стороны коллектора. Щеткодержатель состоит
из литого лагунного корпуса 6 (рис. 3.6), в гнезда которого вставлены
две тетки 5, и нажимного устройства, обеспечивающего необходимое
прижатие щеток к коллектору.
Щетки осуществляют скользящий контакт между силовой цепью
моторного вагона и вращающейся обмоткой якоря (коллекторными
пластинами). В тяговых двигателях применяют электрографитиро-
ванные щетки марки ЭГ, которые обладают хорошими коммутирую-
щими свойствами, значительной механической прочностью и хоро-
шей полирующей способностью. Они представляют собой прямо-
угольные призмы. Поверхность щетки, прилегающей к коллектору,
тщательно притирают по окружности рабочей поверхности коллекто-
ра. Для отвода тока от щетки к ней прикрепляют медный гибкии про-
водник — щеточный канатик 2, который присоединяют к корпусу
щеткодержателя.
Одним из основных условий хорошей коммутации машины посто-
янного тока является плотный, надежный контакт между щетками и
коллектором. Он достигается при помощи нажимного устройства, со-
стоящего из нажимных пальцев J, укрепленных на оси, и пружин 4, с
помощью которых регулируют силу нажатия пальцев на щетки.
Число щеткодержателей равно числу главных полюсов двигателя.
Они установлены под углом 90° друг к другу. При вращении якоря
Рис. 3.6. Щеткодержатель
щетки сохраняют неизменное по-
ложение по отношению к полюсам
машины. Щеткодержатели установ-
лены на кронштейнах 8, которые
укреплены с помощью изоляторов I
на остове или подшипниковом щи-
те. С кронштейном корпус 6 щетко-
держателя соединен болтом 7. От-
верстие под болт имеет овальную
форму. Это дает возможность регу-
лировать зазор между коллектором
и корпусом щеткодержателя. По-
верхности соприкосновения крон-
штейна и корпуса щеткодержателя
Тяговые двигатели
85
выполнены рифлеными, что предохраняет щеткодержатель от смеще-
ния и позволяет регулировать его установку по высоте.
Через подшипниковые узлы на остов передаются вес якоря и силы,
возникающие во время работы тягового двигателя. Эти узлы обеспе-
чивают строгую концентричность якоря относительно полюсов при
его вращении. В подшипниковые узлы тяговых двигателей входят
подшипники качения 3,11 (см. рис. 3.1), подшипниковые щиты 4,10,
передние и задние крышки 2, 12, причем со стороны коллектора
крышка глухая, а со стороны тягового редуктора имеет сквозное от-
верстие для выхода конца вала. Щиты плотно пригнаны к расточкам
в горловинах с обеих сторон остова и укрепляются к нему болтами с
шайбами, предохраняющими отсамоотвертывания.
Якорные подшипники — обычно однорядные роликовые, наруж-
ные кольца которых (вместе с сепаратором и роликами) запрессовы-
вают в гнезда подшипниковых щитов в холодном состоянии, а внут-
ренние сажают на вал якоря, предварительно нагрев их в печах или
индукционных нагревателях.
Для смазывания подшипников применяют густую консистентную
смазку ЖРО. Чтобы при вращении вала смазка из подшипников не
выбрасывалась наружу на валу двигателя установлены лабиринтные
маслоуплотнители. Смазка в подшипники запрессовывается через
маслоподводящие трубки, ввернутые в резьбовые отверстия крышек и
закрытые с противоположной стороны пробкой с резьбой.
Вентилятор служит для охлаждения тяговых двигателей. При ра-
боте последних часть потребляемой ими электроэнергии непроизво-
дительно затрачивается на нагрев меди обмоток, стали якоря и полю-
сов, коллектора и подшипников. Снижение указанных тепловых по-
терь позволяет повысить мощность машины.
Для охлаждения тягового двигателя на валу якоря со стороны про-
тивоположной коллектору установлен вентилятор, лопасти 9 которо-
го при вращении якоря создают внутри двигателя разрежение. В осто-
ве со стороны коллектора имеется отверстие, закрытое металлической
сеткой. Засасываемый через это отверстие воздух (см. рис. 3.1, б),
омывает якорь, главные и добавочные полюсы, проходит внутри кол-
лектора и якоря по вентиляционным каналам и выталкивается нару-
жу со стороны вентилятора через люк остова. Во избежание проник-
новения внутрь двигателя пыли и снега наружный воздух забирается
через жалюзи, находящиеся над входными дверями в крыше моторно-
го вагона, в фильтровые отстойные камеры. Из этих камер по верти-
- кальным каналам, расположенным вдоль наружных стен тамбурных
шкафов, по подвагонным каналам через брезентовые рукава воздух
поступает к тяговым двигателям.
86
Глава 3
Контрольные вопросы
» 1. Как классифицируются тяговые двигатели по роду питающего тока?
2. Перечислите основные элементы конструкции тягового двигателя
3. Для чего предназначены главные полюсы машины и как они уст-
роены?
4. Каково назначение добавочных полюсов и где они расположены?
5. Что представляет собой обмотка возбужде! 1ия и как она выполнена?
6.	Для чего предназначен якорь машины и каково его устройство?
7.	Для чего служит коллектор и как он устроен?
8.	С какой целью выполняют провороживание коллектора?
9.	Какова роль i цел ок и как обеспечивается прижатие их к коллектору?
10. Зачем и где установлены якорные подшипники?
111. Каким образом и ятя чего осуществляется вентиляция тягового
двигателя?
3.3. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Тяговый двигатель представляет собой машину постоянного тока,
преобразующую электрическую энергию, получаемую из контактной
сети, в механическую энергию вращения колесной пары.
Принцип действия тягового двигателя основан на возникновении
электромагнитной силы при взаимодействии тока, протекающего по
обмотке якоря, и магнитного поля, создаваемого главными полюсами.
Как известно, вокруг проводника с током возникает свое собст-
венное круговое магнитное поле (рис. 3.7), которое будет складывать-
ся с внешним магнитным полем (например, постоянного магнита), в
которое помещен проводник с током. При этом справа от проводни-
ка, где силовые линии поля проводника совпадают с линиями внеш-
него поля, происходит сгущение силовых линий, а слева от проводни-
ка, где силовые линии поля проводника направлены навстречу лини-
ям внешнего поля, происходит разрежение силовых линий. Магнит-
ные силовые линии, обладая свойством упругости, напоминающим
свойство резиновых нитей, и стремясь сократиться, будут выталки-
ватьпроводник из области сгущения силовых линий в сторону их раз-
режения с силой F и тем большей, чем сильнее ток и интенсивнее маг-
нитные силовые линии. Если помесить в магнитное поле не провод-
ник, а виток с током и расположить его вертикально (рис. 3.8, а), то,
применяя правило левой руки к верхней и нижней сторонам витка,
получим, что электромагнитные силы F, действующие на них, будут
направлены в разные стороны. В результате действия этих двух сил
Тяговые двигатели
87
возникает электромагнит-
ный вращающий момент
Л/, который вызовет пово-
рот витка, в данном случае
по часовой стрелке. Этот
момент
M = FD,	(3.1)
где D — расстояние между
сторонами ви тка.
Свойство витка с током
поворачиваться в магнит-
ном поле используется в
электродвигателях.
Электродвигатель имеет
много витков, последова-
тельно соединенных и рас-
положенных на якоре в ви-
де обмотки. Если пропус-
тить ток по обмотке якоря,
то в результате взаимодей-
ствия его с магнитным по-
током полюсов машины
возникнут силы, действую-
щие на каждый проводник.
При совместном действии
этих сил создается враща-
ющий момент, приводя-
щий якорь во вращение с
некоторой частотой п. Зна-
Рис. 3.7. Возникновение электромагнитной
силы, действующей на проводник с током,
помещенный в магнитное поле
Рис. 3.8. Возникновение вращающего мо-
мента, действующего на виток с током, по-
мещенный в магнитное поле
чение вращающего момента пропорционально произведению тока
якоря /я и магнитного потока Ф:
Мир = е/яФ,	(3.2)
где с — коэффициент пропорциональности, учитывающий постоян-
ные для данного двигателя величины — число пар главных полюсов и
число проводников в обмотке якоря.
После того как якорь двигателя придет во вращение, в обмотке
якоря, пересекающей магнитное поле полюсов, возникнет ЭДС, на-
правление которой согласно правилу правой руки будет встречным по
отношению к приложенному к двигателю напряжению, а следова-
88
Глава 3
тельно, и протекающему по обмотке якоря току. Поэтому она называ-
ется противо-ЭДС или обратной ЭДС. Ее значение зависит от часто-
ты вращения п (числа оборотов) якоря и магнитного потока полюсов
машины:
Е = с«Ф.	(3.3)
Таким образом, ток в обмотке якоря при вращении вала двигателя
/я=(^-Е)/гя,	(3.4)
где (/—напряжение питающей сети; Е — противо-ЭДС; t\ — сопроти-
вление обмотки якоря двигателя.
Частота вращения якоря двигателя определяется в соответствии с
формулами (3.3) и (3.4):
п = Е/(сФ),	(3.5)
где
(3-6)
тогда
п = (и-1ягя)/(сФ\	(3.7)
Так как сопротивление обмоток двигателей очень мало (сотые до-
ли ома), то произведением /ягя можно пренебречь. Тогда получется
очень простая зависимость
п = С7/(еФ),	(3.8)
т.е. частота вращения якоря (вала) двигателя прямо пропорциональна
напряжению на его зажимах и обратно пропорциональна магнитному
потоку полюсов машины (возбуждению). Полученная формула ука-
зывает как можно регулировать скорость вращения якоря двигателя.
Способы изменения напряжения на зажимах тяговых двигателей и их
магнитною потока (возбуждения) рассмотрены в параграфе 3.5.
Возбуждение. Для создания магнитного потока машины по обмот-
кам возбуждения главных полюсов необходимо пропустить постоян-
ный ток. Если ток. питающий обмотку возбуждения, поступает от по-
стороннего источника тока, то возбуждение машины называют незави-
симым. Если для питания обмоток полюсов используется ток, вырабаты-
ваемый самой машиной, возбуждение называют самовозбуждением.
Сущность явления самовозбуждения состоит в следующем. Если
обмотку возбуждения подключить к зажимам обмотки якоря и приве-
сти якорь во вращение, то благодаря имеющемуся небольшому оста-
Тяговые двигатели
89
точному магнетизму полюсов в якоре будет индуцироваться неболь-
шая ЭДС, которая вызовет появление электрического тока в обмотке
возбуждения. Этот ток усиливает остаточный магнитный поток, вы-
зывая увеличение ЭДС, индуцируемой в якоре. Это, в свою очередь,
обусловливает дальнейшее возрастание тока возбуждения и, следова-
тельно, магнитного потока полюсов, и т.д. до тех пор, пока он, нако-
нец, не достигнет своего номинального значения.
В зависимости от назначения машины обмотки возбуждения могут
быть соединены с обмоткой якоря последовательно (в этом случае ток
якоря /я одновременно является током возбуждения /в), параллельно
или смешанно.
На электропоездах используются тяговые двигатели с последова-
тельным возбуждением, так как имеют наиболее приемлемую для
электропоездов тяговую характеристику: могут развивать значитель-
ную силу тяги при высокой скорости. Из формул (3.7) и (3.8) видно,
что с ростом нагрузки двигателя растет магнитный поток, в результа-
те чего скорость падает. С уменьшением же нагрузки на валу двигате-
ля ток в обмотке якоря уменьшается, магнитный поток также умень-
шается и частота вращения якоря возрастает. В обоих случаях машина
работает почти с постоянной мощностью, благодаря чему тяговые
подстанции претерпевают меньшие колебания нагрузки.
Другим ценным свойством двигателей с последовательным возбу-
ждением является их большая перегрузочная способнос ть, необходи-
мая для преодоления инерции больших масс и быстрого разгона. Для
этого требуются большие вращающие моменты при малых скоростях
вращения и относительно небольшие токи. Действительно, при пос-
ледовательном возбуждении ток якоря /я равен току возбуждения /ц, а
магнитный поток Ф почти пропорционален току возбуждения. Благо-
даря этому вращающий момент, пропорциональный произведению
тока якоря и магнитного потока согласно формуле (3.2), окажется
примерно пропорциональным силе тока в квадрате:
^ = Ч.ф=ЦЛ=с/2»-	(3.9)
Квадратичная зависимость момента вращения от тока в обмотке
якоря позволяет тяговому двигателю с последовательным возбужде-
нием резко увеличивать с нагрузкой свой момент вращения. Это осо-
бенно ценно при пуске двигателя, когда он должен быстро преодолеть
инерцию нагрузки на его валу.
Реакция якоря. При холостом ходе (работе без нагрузки) магнит-
ный поток создается только током, протекающим по обмотке возбуж-
дения (рис. 3.9, а). Когда двигатель работает под нагрузкой, протека-
ющий по проводникам обмотки якоря гок создает вокруг каждого
90
Глава 3
Рис. 3.9. Направление магнитного потока обмоток возбуждения (а), якоря (5) и изменения потока вследствие реак-
ции якоря (в)
Тяговые двигатели
91
проводника магнитный поток, направление силовых линий которого
определяется по и местному из электротехники правилу буравчика
(рис. 3.9, б). Поток якоря, накладываясь на магнитный поток обмот-
ки возбуждения, искажает последний под полюсами двигателя, уси-
ливая его с одной стороны и ослабляя с другой (рис. 3 9. в). Воздейст-
вие магнит! юго потока якоря на магнитный поток возбуждения назы-
вают реакцией якоря. Чем больше нагрузка двигателя (ток якоря), гем
сильнее действие реакции якоря, сильнее искажается результирую-
щий магнитный поток, который оказывается сосредоточенным в ос-
новном у краев главных полюсов. Это может привести к возникнове-
нию сильного искрения под щетками и даже кругового огня на колле-
кторе. Для предотвращения сильного увеличения интенсивности маг-
нитного потока под краями полюсных наконечников искусственно
увеличивают магнитное сопротивление в указанных местах. Для это-
го делают больше воздушный за юр под краями полюсных наконеч-
ников, внутреннюю поверхность которых располагают эксцентрично
относительно наружной поверхности якоря. Так как магнитный по-
ток полюса стремится пройти по пути наименьшего магнитного со-
противления, то большая его часть пройдет через середину, а наи-
меньшая — через края полюсных наконечников.
Коммутация. В процессе вращения якоря двигателя витки его об-
мотки поочередно переходят из области взаимодействия с северным
полюсом в область взаимодействия с южным, а затем снова с север-
ным и т.д. При переходе из одной области взаимодействия в другую
ток в витке уменьшается до нуля (происходит как бы отключение це-
пи), а затем возрастает (включение) до прежнего значения, но изме-
нив направление на противоположное.
Изменение соединений в электрических цепях (включение, от-
ключение и переключение их частей), осуществляемое с помощью
различных аппаратов — коммутаторов, называется коммутацией. В
электрических машинах постоянного тока коммутатором служит кол-
лектор. Коммутация в некоторых условиях может сопровождаться ис-
крением под щетками, что приводит к усиленному износу коллекто-
ра, а иногда, при возникновении сплошного искрения (кругового ог-
ня), к серьезным повреждениям двигателя.
Искрение может возникать: при биении коллектора; выступании
изоляции между коллекторными пластинами (отсутствии продоро-
живания); царапинах; заусенцах; задирах и неровностях на поверхно-
сти коллектора; слабом нажатии щеток; ослаблении щеток в гнездах;
вибрации щеткодержателей; наличии взвешенных частиц угольной
пыли в зоне коллектора; повышенном износе зубьев тягового редук-
тора; наличии выбоин на бандажах и др.
92
Глава 3
Качество коммутации оценивается пятью (1, 1 */4, 11/7, 2, 3) степе-
нями искрения. Коммутация со степенями 1, 1 1/4 и 1^/2 считается
практически безыскровой и допускается для всех номинальных режи-
мов работы двигателя. В случае искрения степени 2 при длительной
работе на коллекторе остаются следы — почернение, а на щетках — на-
гар. Такое искрение допускается лишь при кратковременных пере-
грузках. Работа с искрением степени 3 недопустима.
Наиболее распространенным способом улучшения коммутации в
двигателях постоянного тока является применение добавочных полю-
сов, создающих магнитный поток в зоне коммутации. Добавочные
полюса располагают между главными полюсами. Катушки добавоч-
ных полюсов, так же как и главных, соединяют последовательно с об-
моткой якоря. Улучшает коммутацию и правильный подбор щеток,
сооз ветствующих данному дви гателю.
Тяговые двигатели электропоездов переменного тока получают
питание от поездных полупроводниковых выпрямителей. Эти выпря-
мители дают не постоянное, а пульсирующее напряжение, создающее
соответствующую пульсацию тока в двигателе и его магнитного пото-
ка. В результате возникают вихревые токи в остове и проводниках об-
мотки якоря, обмоток главных и добавочных полюсов, по которым
проходит пульсирующий ток. Чтобы уменьшить вредное действие
вихревых токов на процесс коммутации, сердечники добавочных по-
люсов тяговых двигателей, работающих на пульсирующем токе, изго-
товляют шихтованными из отдельных листов электротехнической
стали и устанавливают дополнительную диамагнитную прокладку ме-
жду сердечником полюса и остовом.
Контрольные вопросы
1.	На чем основан принцип действия тягового двигателя?
2.	Как определить направление силы, выталкивающей проводник с
током магнитным полем?
3.	От чего зависит значение вращающего момента на валу двигателя?
4.	Что такое прогиво-ЭДС? Как определяется ее направление и значение?
5.	От чего зависит частота вращения вала тягового двигателя?
6.	Чем создается возбуждение машины постоянного тока?
7.	В чем состоит физическая сущность самовозбуждения?
8.	Какое возбуждение имеет тяговый двигатель? Какими важными
свойствами обладает электродвигатель с последовательным возбу-
ждением?
9.	Что такое реакция якоря? Каковы меры борьбы с ней?
10.	Что такое коммутация? Перечислите способы ее улучшения.
Тяговые двигатели
93
3.4. ПУСК ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
При включении двигателя в сеть в первый момент ЭДС равна нулю и
ток, потребляемый двигателем, будет равен напряжению, приложен-
ному к двигателю, деленному на полное электрическое сопротивле-
ние машины г’
/=У/гт.	(3.10)
Поскольку coi 1ротивление г да делают малым, чтобы избежать боль-
ших потерь при нормальной работе и низкого КПД, то ток в момент
пуска будет очень большим (почти в 25 раз больше номинального),
что вызовет нарушение коммутации тяговою двигателя, вплоть до
кругового огня на коллекторе. Поэтому при пуске последовательно с
обмоткой якоря ОЯ (рис. 3.10) и обмоткой возбуждения ОВ двигателя
включают пусковой реостат сопротивлением г, что дает возможность
снизить пусковой ток до допустимого значения. В этом случае началь-
ный пусковой ток двигателя
А.а, =	+ гр).	(3.1 1)
Как только якорь начнет вращаться, в проводниках его обмотки
будет наводиться ЭДС (противо-ЭДС). Согласно правилу правой ру-
ки наведенная ЭДС Ебудет направлена против приложенного к тяго-
вому двигателю напряжения и, следовательно, против тока в обмотке
якоря. При этом потребляемый из сети ток уменьшится и будет равен
/=£/-£/(гда + гр).	(3.12)
По мере увеличения частоты вращения якоря ЭДС начнет расти и,
если не уменьшать сопротивление пускового реостата, ток, потребля-
емый тяговым двигателем (а значит, и сила тяги), начнет падать. Так
как при пуске и разгоне следует поддерживать наибольший допусти-
мый для двигателя ток, сопротивление пускового реостата следует по
мере разгона уменьшать. Однако, если ток во время разгона окажется
больше допустимого, может возникнуть боксование колес.
Чтобы ток и сила тяги во время пуска были относительно постоян-
ными, пусковые реостаты должны иметь большое число ступеней
(секций), отключаемых по мере разгона. Если число ступеней мало,
то при отключении каждой из них значительно возрастает ток, что
Рис. 3.10. Схема включения пускового
реостата
94
Глава 3
Рис. 3.11. Схема выведения
секций пускового реостата
приводит к резкому увеличению силы тяги; возникший при этом гол-
чок вызовет у пассажиров неприятные ощущения.
Выводятся секции пускового реостата с помощью выключателей —
контакторов. Для уменьшения числа контакторов во время пуска при-
меняют параллельное и смешанное соединения секций. Это позволя-
ет добиться достаточно плавного изменения общего сопротивления
пускового реостата в цепи тягового двигателя.
Для простоты изучения на рис. 3.11 приведен упрощенный вари-
ант соединения секций реостата при пуске тягового двигателя. Оче-
редность замыкания и размыкания контакторов 1—4 поясняется
табл. 3.1 включения контакторов. Кружок, поставленный в клетке таб-
лицы. показывает, что на данной ступени регулирования соответствую-
щий контактор включен. В последней графе таблицы поясняется поря-
док выведения секций пускового реостата. Знак « + » указывает на пос-
ледовательное соединение секций, а знак «||» — на параллельное. Как
видно из табл. 3.1. благодаря применению последовательно-параллель-
ного соединения секции удается при четырех контакторах получить
семь ступеней регулирования сопротивления пускового реостата.
Максимальное сопротивление реостата подбирают таким, чтобы
пусковой ток не превышал допустимого значения и двигатель при
этом создавал требуемый пусковой момент (требуемую силу тяги при
пуске).
Таблица 3.1
Таблица включения контакторов
Ступени	Включены контакторы				Включены секции
	j	2		4	
"1	—	f—-	 	—	—	R! + R2 + R3 + R4
2	•	•—	—	—	R2 + R3 + R4
3	•	•	——		R3 + R4
4	*1 *	—	•	—•	R4
5	—		•	•	R1 (R2 + R3)||R4
6	—	•	1 •	•	R1 R31| R4
7	•	•	•	•	—
Тяговые двигатели
95
Рис. 3.12. Пусковые характеристики тягового двигателя я(/) (а) и и(Л/) (0
На рис. 3.12, а и б показаны примерные (для трех ступеней реоста-
та) пусковые характеристики тягового двигателя. Пуск начинается по
реостатной характеристике 1. По мере возрастания частоты вращения
п вала двигателя развиваемый им пусковой момент М и ток / посте-
пенно уменьшаются. Когда ток и пусковой момент уменьшатся до ми-
нимально допустимых значений, выводят первую секцию пускового
реостата. При этом ток и пусковой момент резко возрастают и снова
достигают максимально допустимых значений.
После выведения первой секции пускового реостата пуск произво-
дится по реостатной характеристике 2, расположенной выше характе-
ристики 1. Когда ток и пусковой момент уменьшатся до минимальных
значений, выводится вторая ступень реостата; ток и пусковой момент
снова возрастают до максимальных значений, и пуск осуществляется
по реостатной характеристике 3.
Постепенное выведение секций пускового реостата продолжается
до тех пор, пока двигатель не начнет работать по естественной. безре-
остатной характеристике 4 или, как ее еще называют, автоматиче-
ской, так как при работе по ней двигатель автоматически изменяет
свой вращающий момент и частоту вращения вала в зависимости от
тока в обмотке якоря.
В процессе пуска происходят некоторые колебания тока и пускового
момента (силы тяги), однако при большом числе ступеней эти колебания
не оказывают вредного влияния на работу двигателя. Можно считать, что
пуск тягового двигателя происходит при некотором среднем значении мо-
мента, при котором он развивает постоянное ускорение в процессе пуска.
На электропоездах переменного тока пускового реостата не требу-
ется, так как приложенное к двигателю напряжение можно снизить до
любого значения с помощью трансформатора.
96
1лаваЗ
Контрольные вопросы
1.	Почему при пуске тягового двигателя последовательно с его об-
мотками включают пусковой реостат?
2.	Зачем по мере разгона двигателя уменьшают сопротивление пус-
кового реостата?
3.	Каким образом добиваются плавного увеличения силы тяги двига-
теля?
4.	Каким образом осуществляется выведение секций пускового рео-
стата?
5.	Как подбирают максимальное сопротивление пускового реостата?
6.	Объясните порядок пуска тягового двигателя по характеристикам,
представленным на рис. 3.12.
3.5.	РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЯКОРЯ
Двигатели постоянного и пульсирующего тока допускают возмож-
ность широкого и плавного регулирования скорости движения элект -
ропоезда, что является особенно ценным в электрической тяге.
Из формулы (3.8) следует, что частота вращения якоря двигателя
зависит от напряжения Uна его зажимах и магнитного потока Ф, соз-
данного обмоткой возбуждения. Принципы регулирования скорости
для электропоездов постоянного и переменного тока одинаковы.
На электропоездах постоянного тока при контакторно-реостатном
управлении напряжение на зажимах двигателей изменяют путем их
перегруппировки и последовательного включения (выключения) с
ними резисторов пускотормозного реостата.
На электропоездах переменного тока напряжение на тяговых дви-
гателях изменяют путем изменения напряжения на вторичной обмот-
ке тягового трансформатора (см. параграф 10.5).
Изменение магнитного потока осуществляют подключением па-
раллельно обмотке возбуждения реостата.
На электропоездах постоянного тока частоту вращения якоря тя-
гового двигателя регулируют тремя способами:
1)	изменением напряжения U на зажимах двигателя;
2)	изменением сопротивления реостата в цепи обмотки якоря гя\
3)	изменением магнитного потока Ф.
Рассмотрим каждый из них.
1.	На моторном вагоне установлены четыре тяговых двигателя,
вращающие каждый свою колесную пару, и соединенные по два пос-
ледовательно в две группы. С учетом этого изменять напряжение на
Тяговые двигатели
97
зажимах каждого двигателя мож-
но перегруппировкой групп тя-
говых двигателей с последова-
тельного соединения (рис. 3.13,
а) на параллельное (рис. 3.13, б).
В первом случае напряжение на
зажимах каждого двигателя со-
ставит 1/4 питающего напряже-
ния сети 7/с (при полностью вы-
веденных пусковых резисторах);
во втором — 1/2 Uc, что вызовет
увеличение частоты вращения
якорей вдвое по сравнению с по-
следовательным соединением
групп тяговых двигателей.
2.	При включении последова-
тельно с тяговыми двигателями
Рис. 3.13. Схемы последовательно-
го (а) и параллельного (б) соединений
групп тяговых двигателей
реостата напряжение питающей сети распределяется между двигате-
лями и реостатом. По мере выведения ступеней реостата увеличива-
ется напряжение на зажимах каждого двигателя и соответственно ча-
стота вращения их якорей. Такой способ регулирования прост и поз-
воляет плавно менять частоту вращения в широком диапазоне. Одна-
ко этот способ невыгоден, так как тратится значительная часть элек-
троэнергии на нагрев реостата. Поэтому реостаты используются толь-
ко во время пуска и разгона поезда.
3.	Для регулирования частоты вращения якоря изменением маг-
нитного потока шунтируют обмотки возбуждения (обмотки главных
полюсов). В этом случае параллельно обмоткам возбуждения ОВ
(рис. 3.14) включают реостат и индуктивный шунт ИШ. Степень ос-
лабления магнитного потока (ос-
лабления возбуждения) зависит от
сопротивления шунтирующего ре-
остата. В рассматриваемой схеме
ослабление возбуждения тягового
двигателя осуществляется двумя
ступенями. При отключенных
контакторах 1 и 2 через обмотку
возбуждения проходит полный ток
якоря; возбуждение двигателя со-
ставляет 100%. При включении
только контактора 7 образуется
первая ступень ослабления возбу-
Рис. 3.14. Схема ослабления воз-
буждения тягового двигателя
4 Устройство и ремонт электропоездов
98
Етава 3
Рис. 3.15. Скоростные харак-
теристики тягового двигателя
ждения, при которой параллельно об-
мотке возбуждения включаются две
последовательно соединенные сек-
ции реостата. В этом случае возбужде-
ние двигателя уменьшается, так как
только часть тока якоря пойдет по об-
мотке возбуждения, а другая — по
шунтирующей цепи. При последую-
щем замыкании контактора 2 образу-
ется вторая ступень ослабления воз-
буждения, при которой параллельно
обмотке возбуждения включается
только одна секция реостата, что при-
водит к увеличению тока в шунтиру-
ющей цепи и более глубокому ослаблению возбуждения. На электро-
поездах для увеличения скорости движения применяют несколько
ступеней ослабления возбуждения тяговых двигателей.
Скоростные ходовые характеристики, показанные на рис. 3.15, со-
ответствуют последовательному (С) и параллельному (П) соединени-
ям групп тяговых двигателей с различными ступенями ослабления
возбуждения. При полном, те. 100-процентном возбуждении (ПП)
последовательно соединенных групп двигателей моторный вагон
имеет определенную скорость. Включив первую ступень ослабления
возбуждения (ОП1), получают новую возросшую скорость движения.
Второй ступени ослабления возбуждения (ОП2) соответствует еще бо-
лее высокая скорость. Таким же образом можно увеличивать скорости
движения при параллельном соединении групп тяговых двигателей.
Назначение индуктивного шунта. Обмотка возбуждения тягового
двигателя обладает большой индуктивностью, поскольку через ее вит-
ки протекает большой ток, а ее сердечник имеет большую массу. В це-
пях же с большой индуктивностью при изменении или отключении
тока и его последующем включении (например, при отрыве токопри-
емника от контактного провода) возникает значительная ЭДС само-
индукции. Так как она направлена против тока и препятствует проте-
канию его по обмотке возбуждения, то большая часть тока пойдет по
шунтирующему резистору, что приведет к нарушению принятого рас-
пределения токов /в и /ш в параллельных ветвях и к недопустимому
ослаблению магнитного потока (возбуждения) тягового двигателя.
Для того чтобы избежать чрезмерного ослабления магнитного по-
тока двигателя при резком изменении тока, что может привести к воз-
никновению кругового огня на коллекторе, в шунтирующую цепь по-
следовательно с резистором включают катушку индуктивности ИШ
Тяговые двигатели
99
(см. рис. 3.14), называемую индуктивным шунтом. Изменение тока в
цепи двигателя будет вызывать возникновение ЭДС самоиндукции
как в обмотке возбуждения, так и в индуктивном шунте. При этом ин-
дуктивность шунта выбирают близкой к индуктивности обмотки воз-
буждения; тогда указанные выше переходные процессы не будут вли-
ять на распределение токов /в и /ш.
3.6.	ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ЯКОРЯ
Для изменения направления вращения (реверсирования) якоря двига-
теля необходимо изменить направление действующего на него вращаю-
щего момента. Направление А/ определяется правилом левой руки.
Изменить направление вращающего момента (см. рис. 3.8) можно
двумя способами: 1) изменением направления тока в обмотке якоря;
2) изменением полярности полюсов, т.е. направления магнитного по-
тока путем изменения направления тока возбуждения. Одновремен-
ное изменение направления токов в обеих обмотках не приведет к из-
менению направления вращения якоря.
На электропоездах, как правило, реверсирование тяговых двигате-
лей осуществляют изменением направления магнитного потока глав-
ных полюсов, меняя для этого направление тока в обмотках возбуж-
дения при прежнем направлении тока в обмотках якоря.
Для реверсирования тяговых двигателей применяют групповые
контакторы — реверсоры (рис. 3.16), в которых, в зависимости от за-
даваемого машинистом направления движения включаются контак-
торы либо В1 и ВЗ («вперед»), либо В2 и В4 («назад»).
В4
Рис. 3.16. Схема реверсирования тяговых двигателей
Контрольные вопросы
1.	От чего зависит частота вращения якоря тягового двигателя?
2.	Какими способами можно изменять напряжение на зажимах тяго-
вого двигателя?
3.	Как влияет на частоту вращения якоря магнитный поток полюсов
машины9
100
Глава 3
4.	Каким образом регулируют степень ослабления возбуждения тяго-
вых двигателей?
5.	Каково назначение индуктивного шунта в цепях ослабления воз-
буждения?
6.	Как выбирается индуктивность шунта?
7.	Как изменить направление вращения якоря тягового двигателя?
8.	Каким образом осуществляется реверсирование тяговых двигате-
лей электропоездов?
3.7.	ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
При электрическом торможении используется свойство обратимости
машин постоянного тока, т.е. способность их работать как в режиме
двигателя, так и в режиме генератора. В первом случае они потребля-
ют электрическую энергию, а во втором — вырабатывают. При элект-
рическом торможении кинетическая энергия движущегося поезда
преобразуется тяговыми двигателями в электрическую.
Физическая сущность процесса возникновения тормозной силы в
тяговом двигателе, работающем в режиме электрического торможе-
ния, поясняется рис. 3.17. В режиме тяги (рис. 3.17, а) при заданных
направлениях магнитного потока Ф полюсов и тока в обмотке якоря
направление вращения якоря согласно правилу левой руки окажется
против часовой стрелки. При выбеге (рис. 3.17, б) двигатели отключе-
ны от контактной сети, направление остаточного магнитного потока
в полюсах и направление вращения якоря сохраняются, в обмот-
ке якоря наводится ЭДС, но тока нет, так как ее цепь разомкнута.
При электрическом торможении (рис. 3.17, в) направление вращения
якоря и направление магнитного потока также сохраняются, но в замкну-
той цепи обмотки якоря под действием ЭДС возникает ток. Применяя
правило правой руки, легко установить, что направление тока в обмотке
якоря окажется противоположным тому, которое было при тяговом режи-
Рис. 3.17. Схемы, поясняющие процесс возникновения тормозной силы
Тяговые двигатели
101
ме, в результате чего создается электромагнитная сила F м. препятству-
ющая вращению якоря и стремящаяся его остановить.
Для торможения электропоезда тяговые двигатели переводятся в
генераторный режим. В зависимости от того, куда поступает выраба-
тываемая генераторами электроэнергия, различают реостатное (рези-
сторное) и рекуперативное торможение.
При реостатном торможении энергия рассеивается в резисторах в
виде тепла, при рекуперативном — отдается в контактную сеть.Затем
ее потребляют другие электропоезда или электровозы. Существует и
смешанное реостатно-рекуперативное торможение.
Реостатное торможение с самовозбуждением тягового двигателя. Фи-
зическая сущность этого процесса поясняется рис. 3.18.
В тяговом режиме двигатель соединен с контактным проводом
(рис. 3.18, а). При отключении двигателя от контактного провода
(рис. 3.18, б) в обмотке якоря наводится ЭДС Е(у. так как в полюсах
машины из-за намагничивания сердечников имеется остаточный
магнитный поток. Если затем двигатель просто замкнуть на резистор
R (рис. 3.18, в), то появившийся тормозной ток будет иметь направле-
ние тока в обмотке возбуждения, противоположное току возбуждения
в режиме тяги, что размагнитит двигатель и реостатное торможение
станет невозможным (магнитный поток станет равным нулю).
Чтобы направление тока в обмотке возбуждения при торможении
соответствовало направлению тока в ней при тяговом режиме и про-
исходило не размагничивание, а наоборот, усиление магнитного по-
тока двигателя, концы обмотки возбуждения переключают так, как
показано на рис. 3.18, г. Благодаря
наличию остаточного магнитного о б в __ г
потока полюсов в обмотке якоря
будет индуцироваться первона-
чально небольшая ЭДС, в резуль-
тате чего в замкнутой цепи воз-
никнет относительно небольшой
ток, который будет обтекать об-
мотку возбуждения в том же на-
правлении, что и при тяговом ре-
жиме. Вследствие этого остаточ-
ный магнитный поток возрастет и
вызовет увеличение ЭДС в обмот-
ке якоря и тока в цепи. Таким об-
разом происходит процесс само-
возбуждения машины, при кото-
ром ток в цепи быстро нарастает.
Рис. 3.18. Схемы переключения тя-
гового двигателя на реостатное тор-
можение с самовозбуждением
102
Глава 3
Тормозной момент
Рис. 3.19. Характеристики тягового
двигателя, работающего в режиме ре-
остатного торможения
В процессе реостатного тор-
можения с уменьшением частоты
вращения якоря тягового двига-
теля (теперь генератора) будет
уменьшаться создаваемое им на-
пряжение, а следовательно, ток и
развиваемый им тормозной мо-
мент (тормозная сила). Чтобы
поддержать тормозную силу на
определенном уровне по мере
уменьшения скорости движения,
необходимо постепенно снижать
сопротивление реостата, подклю-
ченного к тяговому двигателю.
На электропоездах постоянного тока обычно используют один и
тот же реостат для пуска и реостатного торможения, а для переключе-
ния его ступеней — групповой реостатный контроллер.
На рис. 3.19 утолщенной линией показан ступенчатый переход с
одной характеристики на другую при выключении отдельных секций
тормозного реостата для получения постоянного тормозного момента
в процессе уменьшения частоты вращения якоря тягового двигателя.
Число тормозных позиций выбирают, задаваясь пределами колебаний
тормозного тока с учетом ограничения по максимально допустимому
напряжению. Это объясняется тем, что при торможении с высоких
скоростей генерируемая ЭДС велика и может превысить напряжение
контактной сети. Поэтому реостатное торможение с самовозбуждени -
ем используют при невысоких скоростях движения поезда.
Как видно из характеристик на рис. 3.19, тормозной момент с умень-
шением частоты вращения якоря снижается. Эго обстоятельство приво-
дит к невозможности полностью остановить электропоезд, так как при
малых скоростях исчезнет ЭДС тяговых двигателей, работающих в гене-
раторном режиме, и, следовательно, исчезнет тормозной эффект. Поэто-
му окончательную остановку поезда осуществляют применением механи-
ческого (пневматического) тормоза при продолжающемся реостатном.
Реостатное торможение с независимым возбуждением. Как указыва-
лось выше, начало самовозбуждения тягового двигателя при тормо-
жении протекает замедленно из-за малого остаточного магнитного
потока полюсов. Поэтому, когда в отдельных случаях требуется уско-
рить возбуждение (перед рекуперативным торможением или в случа-
ях срыва рекуперативного торможения), создают дополнительное
подмагничивание, подпитывая обмотку возбуждения от независимо-
го источника.
Тяговые двигатели
103
Рекуперативное торможение. Как уже говорилось, это электриче-
ское торможение с возвратом энергии в контактную сеть, когда про-
тив©-ЭДС двигателя становится больше напряжения сети. Это может
произойти при снижении напряжения в контактной сети или при
движении поезда на спуске. В режим рекуперативного торможения
можно перевести только электродвигатели с независимым, парал-
лельным или смешанным возбуждением (с преобладающим влияни-
ем параллельной обмотки возбуждения). В рассматриваемом случае
направление тока в обмотках якорей этих двигателей меняется на об-
ратное, и двигатель, вращаясь в прежнем направлении за счет кинети-
ческой энергии, превращается в генератор, отдавая в сеть электриче-
скую энергию. Якорь двигателя при этом развивает тормозной момент,
в результате чего частота вращения его будет уменьшаться до тех пор,
пока противо-ЭДС двигателя не станет равной напряжению сети.
Двигатель с последовательным возбуждением не может быть пере-
веден в режим рекуперативного торможения, так как у него направле-
ние тока меняется одновременно как в обмотке якоря, так и в обмот-
ке возбуждения. У двигателя с последовательным возбуждением час-
тота вращения вала при холостом ходе недопустимо велика. Он может
пойти вразнос при уменьшении внешней нагрузки, т.е. вращающего
момента. Поэтому не представляется возможным изменить направле-
ние вращающего момента двигателя и перейти через промежуточный
режим холостого хода, что необходимо для перевода его из двигатель-
ного режима в генераторный. Поэтому для осуществления рекупера-
тивного торможения обмотку возбуждения такого двигателя необхо-
димо переключать на независимое питание от специального электро-
машинного или полупроводникового возбудителя.
При рекуперативном торможении тяговые двигатели работающие
в генераторном режиме, подключены к контактной сети, через кото-
рую вырабатываемая ими электроэнергия потребляется тяговыми
двигателями других электропоездов, работающих на данном участке
сети в тяговом режиме. Если потребителей нет или необходимая им
энергия меньше рекуперируемой, то избыток энергии возвращается
на тяговую подстанцию, откуда через преобразователи — инверторы
направляется в сеть переменного тока. На электрифицированных
участках с интенсивным движением, где, как правило, почти вся ре-
куперируемая энергия потребляется электропоездами, работающими
в режиме тяги, иногда вместо инверторов устанавливают поглощаю-
щие резисторы, автоматически включающиеся при наличии избыточ-
ной энергии рекуперации. При отсутствии таких устройств на тяговых
подстанциях возможно значительное повышение напряжения, что
может привести к срыву рекуперативного торможения и, следователь-
104
Глава 3
но, потере тормозного эффекта на всех или части моторных вагонах.
Для предотвращения таких срывов рекуперативного торможения пре-
дусмотрен автоматический переход тяговых двигателей на реостатное
торможение с независимым возбуждением.
Рекуперативно-реостатное торможение. Оно сочетает в себе рассмо-
тренные выше процессы рекуперативного и реостатного торможения
при использовании их в разных диапазонах скоростей.
Как правило, электрическое торможение начинается с реостатно-
го торможения с независимым возбуждением, при котором генериру-
емая тяговыми двигателями ЭДС быстро растет. При достижении на-
пряжением на зажимах двигателей напряжения контактной сети на-
чинается рекуперативное торможение. Для дальнейшего эффектив-
ного снижения скорости тяговые двигатели переключают на реостат -
ное торможение с самовозбуждением., к которому для окончательной
остановки поезда добавляется механическое торможение.
При электрическом торможении значительно уменьшается износ тор-
мозных колодок, бандажей и загрязнение подвагонного оборудования и
верхнего строения пути, а при рекуперативном кроме того обеспечивает-
ся экономия электроэнергии, расходуемой на движение поезда.
Контрольные вопросы
1.	Что такое обратимость электрической машины и для чего ее ис-
пользуют?
2.	Объясните физическую сущность электрического торможения.
3.	Какие виды электрического торможен ия применяют на электропоездах?
4.	Как осуществляется реостатное торможение с самовозбуждением?
5.	Для чего при торможении выводят секции пускотормозного рео-
стата и от чего зависит их число?
6.	Почему реостатное торможение с самовозбуждением применяют
при невысоких скоростях движения поезда?
7.	В каких случаях применяют реостатное торможение с независи-
мым возбуждением?
8.	В чем сущность рекуперативного торможения и при каких услови-
ях оно возможно?
9.	Почему для осуществления рекуперативного торможения обмотки
возбуждения тягового двигателя необходимо переключать на неза-
висимое питание?
10.	В каких случаях возможен срыв рекуперативного торможения и
что предусмотрено для предотвращения этого срыва?
11.	Почему при электрическом торможении невозможно полностью
остановить поезд?
12.	Каковы преимущества электрического торможения перед механи-
ческим?
Глава 4
Тяговые трансформаторы, реакторы,
дроссели
4.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСФОРМАТОРАХ
На электропоездах переменного тока тяговые трансформаторы при-
меняют для понижения напряжения контактной сети до напряжения,
необходимого для работы тяговых двигателей, вспомогательных ма-
шин и других устройств.
Трансформатором называется статический (без движущихся час-
тей) электромагнитный аппарат, посредством которого переменный
ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого на-
пряжения, но той же самой частоты.
Простейший трансформатор имеет сердечник прямоугольного се-
чения, собранный из листов стали, и две расположенные на нем об-
мотки, электрически не связанные одна с другой и с разным числом
витков. Обмотка I (рис. 4.1), подключенная к источнику напряжения,
называется первичной, а обмотка II, к которой подключаются потре-
бители, — вторичной.
Принцип работы трансформатора основан на явлении электро-
магнитной индукции. Если первичную обмотку трансформатора
включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет проте-
кать переменный ток, который создаст в сердечнике трансформатора
переменный магнитный поток Ф. Этот магнитный поток, пронизывая
витки первичной и вторичной обмоток трансформатора, будет инду-
Рис. 4.1. Принципиаль-
ная схема трансформато-
ра
106
Глава 4
пировать в них переменные ЭДС, причем прямо пропорциональные
числам их витков Wj и w2'
Ex/E2 = wx/w2 = К.	(4.1)
Величина К называется коэффициентом трансформации и предста-
вляет собой отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной
обмотки. Так как тяговый трансформатор является понижающим и
число витков его первичной обмотки выше, чем вторичной, то коэф-
фициент трансформации у него больше единицы.
Если вторичную обмотку трансформатора замкнуть на какой-либо
потребитель электроэнергии, то под действием индуцированной в
ней ЭДС по этой обмотке через потребитель энергии потечет ток.
Если пренебречь падениями напряжения в первичной и вторич-
ной обмотках трансформатора, то можно считать, что отношение на-
пряжения Uj первичной обмотки к напряжению U2 вторичной обмотки
равно отношению чисел их витков.
Подбирая требуемое соотношение между числами витков обмо-
ток, можно легко увеличивать или уменьшать напряжение перемен-
ного тока. Если необходимо на вторичной обмотке получить напря-
жение большее, чем подается на первичную, то применяют повыша-
ющие трансформаторы, у которых число витков вторичной обмотки
больше, чем первичной, поэтому коэффициент К меньше единицы.
В понижающих трансформаторах, наоборот, число витков вторич-
ной обмотки меньше, чем первичной.
Ввиду того что потери мощности в трансформаторе малы, можно
принять, что мощности в первичной и вторичной обмотках одинако-
вы. Тогда токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональ-
ны напряжениям:
Л/Л = £/2/Ц
(4.2)
ИЛИ
Zl//2 = w2/w1.	(4.3)
Очевидно поэтому в трансформаторах обмотки высшего напряже-
ния выполняются из более тонких проводов, чем обмотки низшего
напряжения.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены тяговые трансформаторы?
2.	Что представляет собой простейший трансформатор?
3.	Объясните принцип работы трансформатора.
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
107
4.	Что определяет коэффициент трансформации?
5.	От чего зависит напряжение на вторичной обмотке?
6.	Почему обмотка высшего напряжения выполнена из более тонких
проводов, чем обмотка низшего напряжения?
4.2.	ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Конструкция тяговых трансформаторов в значительной степени зави-
сит от способа регулирования напряжения. На электропоездах пере-
менного тока применяют тяговые трансформаторы с регулированием
напряжения на стороне низшего напряжения
Основными узлами трансформатора являются магнитопровод, об-
мотки, бак, система охлаждения и вводы.
Магнитопровод. Для повышения магнитной связи между первич-
ной и вторичной обмотками и уменьшения потерь на вихревые токи
сердечник (магнитопровод), на котором размешены обмотки, выпол-
нен из тонких листов трансформаторной стали толщиной 0,3—0,5 мм.
Листы с одной стороны покрыты изоляционной лаковой пленкой,
имеющей высокую механическую прочность и влагостойкость.
Части магнитопровода, на которых размещаются обмотки, назы-
ваются стержнями. Стержни соединяются верхним и нижним ярмом.
По конструкции магнитопровода различают трансформаторы двух
типов — стержневые и броневые (рис. 4.2). У трансформаторов стерж-
невого типа обмотки охватывают стержни магнитопровода; у транс-
форматора броневого типа магнитопровод, наоборот, как «броней»,
охватывает обмотки. В случае неисправности в обмотке броневого
трансформатора ее неудобно осматривать и трудно ремонтировать.
108
Глава 4
На электропоездах эксплуатируются трансформаторы с магнитопро-
водом стержневого типа.
Тяговые трансформаторы с магнитопроводом стержневого типа
выполняют с вертикальным и горизонтальным расположением
стержней. Из-за ограничения по ширине горизонтальное расположе-
ние стержней применяется только на трансформаторах небольшой
мощности. Вертикальное расположение стержней имеют тяговые
трансформаторы электровозов.
Обмотки трансформаторов. Их выполняют из изолированного мед-
ного провода круглого или прямоугольного сечения. На стержень
магнитопровода предварительно надевают изолирующий (обычно
картонный, пропитанный бакелитовым лаком) цилиндр, на котором
размещают концентрично обмотки высшего и низшего напряжения.
Между обмотками также установлен бакелитовый цилиндр. Бакели-
товые цилиндры по высоте делают на 35—40 мм больше обмотки, что-
бы удлинить путь возможного электрического разряда по поверхно-
сти между обмотками.
Концы обмоток высшего и низшего напряжения выводят через
проходные изоляторы, укрепленные на стальной крышке трансфор-
матора.	•
Бак трансформатора. Магнитопровод с обмотками опускают в бак
прямоугольной или овальной формы. В бак заливается специальное
трансформаторное масло, обладающее большой электрической прочно-
стью. Витки обмотки, помещенной в масло, хорошо изолируются друг
от друга. Кроме того, трансформаторное масло, обладая высокой тепло-
проводностью, отбирает тепло от обмоток и отдает его стенкам бака.
Стенки бака выполняют из листовой стали толщиной 4—10 мм, а
дно — толщиной 8—12 мм. На стенке бака имеются краны для напол-
нения и слива масла, а также пробка для отбора пробы масла.
При работе трансформатора масло нагревается и начинает расши-
ряться, поэтому на крышке трансформатора устанавливают дополни-
тельный бачок, называемый расширителем. Этот бачок соединяется
трубой с баком.
Объем расширителя и уровень масла в нем рассчитаны так, чтобы
при всех режимах работы трансформатора и колебаниях температуры
окружающего воздуха (от +45 до —50 °C) бак был весь заполнен мас-
лом. Уровень масла в расширителе контролируют по маслоуказателю.
Расширитель свободно сообщается с атмосферой через специальную
пробку, имеющую отверстие для ьхода и выхода воздуха при темпера-
турном изменении объема содержащегося в нем масла.
Система охлаждения. Нагретое масло забирается электронасосом
из верхней части бака, прогоняется через теплообменник, обдувае-
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
109
мый воздухом от вентиляторов, и охлажденное возвращается в ниж-
нюю часть бака.
Теплообменник собран из отдельных секций. Каждая секция со-
стоит из двух корпусов и впаянных в них медных трубок, по которым
протекает масло. Для создания большей поверхности охлаждения к
трубкам припаивают большое количество пластин из медной фольги.
Наблюдение за температурой масла в баке осуществляется при помо-
щи термометра, установленного в крышке трансформатора.
Вводы. Ввод обмотки на 25 кВ состоит из токоведущей части, вы-
полненной в виде металлического стержня и изолятора, отделяющего
токоведущую часть от крышки трансформатора. Нижняя часть изоля-
тора заходит внутрь бака, а верхняя выступает над крышкой.
Вводы тяговых обмоток с большими токами устанавливают груп-
пами на одной стальной плите (обойме), имеющей прорези. Такую
обойму приваривают к крышке, вырезав в ней специальное отверстие.
При больших токах в токоведущем стержне вокруг него создается
значительное магнитное поле, в котором находится крышка транс-
форматора. Вследствие этого в ней возникают вихревые токи, крыш-
ка нагревается. Для уменьшения потерь от вихревых токов стремятся
установить в одно отверстие на обойме не один, а несколько вводов.
Для тяговых обмоток применяют съемные вводы, у которых мож-
но в эксплуатации заменить поврежденный фарфоровый изолятор, не
поднимая выемную часть (магнитопровод с обмотками, укрепленный
на крышке трансформатора).
Контрольные вопросы
1. Назовите основные конструктивные узлы тягового трансформатора.
2. Дтя чего предназначен и что собой представляет магнитопровод?
3.	Какие сердечники и почему используют в тяговых трансформаторах?
4.	Каким образом расположены обмотки высшего и низшего напря-
жения на стержнях магнитопровода? Чем объясняется такое рас-
положение?
5.	Каково назначение расширительного бачка?
6.	Как осув (ествляется охлаждение трансформаторного масла?
4.3. ТРАНСФОРМАТОРЫ ОЦР-1000/25 И ОДЦЭР-1600/25
Тяговый трансформатор ОЦР-1000/25. Он установлен на моторном ва-
гоне электропоезда переменного тока для понижения напряжения
контактной сети до напряжения, необходимого для работы тяговых
двигателей и вспомогательных устройств.
по
Глава 4
17
Рис. 4.3. Общим вид трансформатора ОЦР-1000/25 (а) и схема циркуляции
масла в его воздухоосушителе (б);
1 — балки подвески; 2 — мотор-насос; 3 — кожух для подвода кабелей; 4 — вводы; 5 —
коробка защитная, 6 — бак трансформатора, 7 — кожух термобаллона; 8 — коробка
сигнализатора, 9 — воздухоосушитель; 70 — крышка трансформатора; II — патрубок;
12 — стакан; 13 — смотровое окно; 14 — силикагель; 15 — масляный затвор
воздухоосушителя; 16 — пробка; 17 — дно воздухоосушителя; 18 — камера с
силикагелем
Трансформатор подвешен под кузовом моторного вагона на двух
стальных балках 1 (рис. 4.3). Он состоит из стального бака 6 и выем-
ной части, укрепленной на крышке 10.
На торцевой стенке бака расположены вводы 4, которые защище-
ны герметической металлической коробкой 5 со съемной крышкой. В
верхней части коробки имеется кожух 3, через который к вводам под-
ходят силовые кабели.
Выемная часть, состоящая из шихтованного магнитопровода 8
(рис. 4.4) с обмотками 10, размещена в баке с трансформаторным мас-
лом и подвешена к его крышке 1 за ярмовые балки 7, 9 с помощью че-
тырех шпилек 2, 6. Отводы обмоток, выполненные медными шинами
3, укреплены на ярмовых балках деревянными планками 4. Стержни
магнитопровода расположены горизонтально, параллельно рельсово-
му пути. На каждом стержне закреплены по три концентрически рас-
положенных бакелитовых цилиндра с находящимися на них обмотка-
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
111
10
Рис. 4.4. Выемная часть трансформатора ОЦР-1000/25
ми. На внутренних цилиндрах, ближе к стержням, находится первич-
ная (сетевая) обмотка А — X (рис. 4.5) на номинальное напряжение
25 кВ. Среднее положение занимает вторичная тяговая обмотка, со-
стоящая из восьми последовательно соединенных секций. В зависи-
мости от количества включенных секций напряжение на тяговой об-
мотке изменяется от 276 до 2208 В. На наружных цилиндрах размеще-
ны вспомогательные обмотки: на одном стержне — обмотка собст-
венных нужд напряжением 220 В (для питания вспомогательных ма-
шин), на другом стержне — обмотка напряжением 660 В для питания
цепей электрического отопления.
4 3 2 1
X 8 7 6 5 0
'ШШШ ш
Стержень X
Стержень Л
Рис. 4.5. Схема соединения обмоток трансформатора ОЦР-1000/25
112
Глава 4
Каждая обмотка состоит из отдельных катушек, выполненных из
меди прямоугольного сечения. Между витками катушек имеются ди-
станционные планки для свободного доступа охлаждающего масла.
Охлаждение обмоток и магнитопровода осуществляется принуди-
тельной циркуляцией трансформаторного масла с помощью электро-
насоса 2 (см. рис. 4.3), установленного на торцевой стенке бака. Для
направления потока масла внутрь обмоток на стержнях магнитопро-
вода поставлены перегородки 5 (см. рис. 4.4).
У трансформатора ОЦР-1000/25 отсутствует расширительный ба-
чок, поэтому масло не доливают до крышки. Во избежание обнаже-
ния обмоток при плескании масла во время ускорения и торможения
поезда в баке на небольшом расстоянии от крышки укреплен специ-
альный успокоитель — металлический лист с отверстиями.
Из-за отсутствия расширителя воздух, входящий в бак, соприкаса-
ется с большой поверхностью масла. Чтобы масло не увлажнялось, от-
верстие в крышке трансформатора соединяют с атмосферой через
воздухоосушитель 9 (см. рис. 4.3).
Воздухоосушитель действует следующим образом. При пониже-
нии уровня масла в баке воздух засасывается через отверстие в дне 17
осушителя в масляный затвор 15, проходит через масло, где очищает-
ся от грязи и пыли. Очищенный воздух поднимается вверх в камеру
18, заполненную силикагелем 14, который осушает воздух. В верхней
части установлен стакан 12, заполненный индикаторным силикаге-
лем (силикагель пропитан раствором хлористого кальция и хлористо-
го кобальта), имеющим голубой цвет. При увлажнении он становится
розовым. За состоянием силикагеля наблюдают в смотровое окно 13 в
стакане. Силикагель розового цвета высушивают или заменяют. Сое-
диняют воздухоосушитель с баком трансформатора патрубком 11.
Масло в затвор наливают через отверстие для пробки 16.
На боковой стенке бака установлена коробка <!? термометрического
сигнализатора и защитный кожух 7 термобаллона сигнализатора. Тер-
мометрический сигнализатор предназначен для измерения темпера-
туры масла и сигнализации о ее предельном значении.
Габаритные размеры трансформатора 3005 х 1590 х 929 мм. Масса
3122 кг.
Тяговый трансформатор ОД ЦЭР-1600/25. Он имеет встроенный реак-
тор. Принципиальная схема трансформатора и его характеристики такие
же, как у трансформатора ОЦР-1000/25. Отличает его от последнего то,
что в бак дополнительно помещена обмотка сглаживающего реактора.
Трансформатор ОДЦЭР-1600/25 так же, как и трансформатор
ОЦР-1000/25 имеет четыре обмотки (рис. 4.6). Обмотка реактора Рне
имеет магнитной связи с трансформатором.
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
113
вн
сн
НН
Рис. 4.6. Принципиальная схема трансформатора ОД ЦЭР-1600/25
Охладитель масла трансформатора ОДЦЭР-1600/25 работает в ре-
жиме самовентиляции. Вынесенный под встречный поток воздуха, он
огражден каркасом с металлическим экраном, исключающим попада-
ние щебня и других предметов с пути.
При нагреве масла до +30 С автоматически включается насос
принудительной циркуляции. Для компенсации температурных коле-
баний уровня масла в баке трансформатор имеет расширительный ба-
чок с маслоуказателем.
Габаритные размеры трансформатора 3290 х 1630 х 930 мм. Масса
3600 кг.
Основные технические данные трансформаторов
Номинальное напряжение первичной (сетевой)
обмотки, кВ....................................... 25
Номинальная мощность первичной обмотки, кВ А......965
Номинальное напряжение тяговой обмотки, В .......1744
Номинальная мощность тяговой обмотки, кВ А .......773
Номинальное напряжение обмотки питания цепей
отопления, В......................................628
Номинальная мощность обмотки отопления, кВ А......100
Номинальное напряжение обмотки питания
вспомогательных цепей, В .........................220
Номинальная мощность обмотки вспомогательных
цепей, кВ-А....................................... 92
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен тяговый трансформатор?
2.	Назовите основные конструктивные узлы тягового трансформато-
ра.
3.	Как устроен и работает воздухоосушитель?
4.	Сколько обмоток имеет тяговый трансформатор и каково назначе-
ние каждой из них?
5.	Назовите отличительные особенности трансформатора ОДЦЭР-
1600/25 в сравнении с трансформатором ОЦР-1000/25.
114
Глава 4
4.4.	РЕАКТОРЫ И ДРОССЕЛИ
Общие сведения. Как известно, при включении катушки с ферромаг-
нитным сердечником в цепь переменного тока протекающий по ней
ток создает переменное магнитное поле. Магнитные линии этого по-
ля, пересекая витки своей же катушки, индуцируют в них ЭДС само-
индукции, значение которой прямо пропорционально индуктивности
L катушки (индуктивность зависит от числа витков и наличия сердеч-
ника) и скорости изменения тока	т.е. частоте его изменения/.
ЭДС самоиндукции
е{ — —L&i/bl.	(4.4)
Она имеет реактивный характер — согласно правилу Ленца препят-
ствует изменениютока /, т.е. оказывает прохождению переменного то-
ка определенное сопротивление xL. Чем большая ЭДС самоиндукции
eL индуцируется в катушке, тем большее она имеет индуктивное со-
противление
XL = 2пД.	(4.5)
Индуктивное сопротивление катушки зависит от ее индуктивно-
сти и частоты переменного тока.
Сглаживающие реакторы. Тяговые двигатели электропоездов пере-
менного тока питаются пульсирующим выпрямленным током, кото-
рый можно представить суммой двух составляющих — постоянной и
переменной. Вращающий момент на валу двигателя создается только
постоянной составляющей. Переменная же составляющая затрудняет
работу тяговых двигателей, ухудшая их коммутацию и увеличивая
магнитные и дополнительные потери. Для уменьшения переменной
составляющей (уменьшения пульсации) в цепь тяговых двигателей
включают катушки индуктивности — сглаживающие реакторы, пред-
ставляющие собой статические электромагнитные устройства.
Активное сопротивление катушки индуктивности весьма мало,
поэтому она практически не влияет на постоянную составляющую
выпрямленного тока. Для переменной составляющей тока катушка
создает индуктивное сопротивление. В результате этого амплитуды
гармонических составляющих выпрямленного тока уменьшаются и,
следовательно, снижается пульсация.
На электропоездах с выпрямителями, работающими от контакт-
ной сети с частотой 50 Гц, основной гармоникой переменной состав-
ляющей является гармоника с частотой 100 Гц. Для эффективного ее
подавления необходимо было бы включить сглаживающий реактор с
очень большой индуктивностью, т. е. довольно значительных разме-
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
115
ров и массы. Поэтому практически используют реакторы, обеспечи-
вающие снижение пульсации не более чем на 25—30%.
Сглаживающие реакторы СР-800 и ЭРБД-800 предсгавляют собой
катушку' индуктивности, выполнешгую из изолированных витков
шинной меди большой площади сечения, состоящую из 14 секций
(168 витков) и размещенную на магнитопроводе броневого типа.
Реактор ЭРДБ-800 имеет принудительное воздушное охлаждение с
помощью специального вентилятора. Реактор СР-800 охлаждается
одновременно с установленными на нем охладителями масла тягово-
го трансформатора, для чего кожух реактора с одной стороны имеег
коллекторы для установки секций масляных охладителей. С другой
стороны кожух имеет раму для подсоединения к выпрямительной ус-
тановке. Охлаждающий воздух от вентилятора проходит через выпря-
мительную установку, сглаживающий реактор, охладители масла
трансформатора и через камеру для выхода потока воздуха выбрасы-
вается наружу.
Основные технические данные реактора СР-800
Номинальное напряжение, В........................2200
Номинальный постоянный ток, протекающий через
реактор, А .......................................400
Переменная составляющая тока, А ...................85
Индуктивность, мГн, при подмагничивании
постоянным током:
250 А.................................................20±2
530 А.................................................10±1
Индуктивность, мГн, при переменном токе 60 А............21±2
Габаритные размеры, мм ..........................1400	х 906 х 773
Масса реактора, кг......................................966
Токоограничивающие реакторы. На электропоездах переменного
тока с полупроводниковыми выпрямителями в некоторых случаях по-
следовательно с выпрямительной установкой включают токоограни-
чивающие реакторы. Полупроводниковые вентили имеют малую пе-
регрузочную способность и при больших токах быстро выходят из
строя. Поэтому при использовании их необходимо принимать специ-
альные меры для ограничения тока короткого замыкания и быстрого
отключения выпрямительной установки от источника питания до то-
го, как этот ток достигнет опасного для вентилей значения.
При коротком замыкании в цепи нагрузки и пробое вентилей ин-
дуктивность реактора ограничивает ток короткого замыкания (в 4—5
раз по сравнению с током без реактора) и замедляет скорость его на-
растания. В результате этого за период времени, необходимый для
116
Глава 4
и /ио
Рис. 4.7. Токоограничиваюший
реактор ТР-400
срабатывания защитной аппара-
туры, ток короткого замыкания
не успевает возрасти до опасного
значения.
В токоограничивающих реак-
торах иногда применяют допол-
нительную обмотку, выполняю-
щую роль вторичной обмотки
трансформатора. При возникно-
вении короткого замыкания рез-
ко возрастает ток, проходящий
по основной обмотке реактора, и
увеличивающийся магнитный
поток индуцирует в дополни-
тельной обмотке импульс напря-
жения. Этот импульс служит
сигналом для срабатывания уст-
ройства защиты, отключающего
выпрямительную установку.
На моторном вагоне установ-
лены три токоограничивающих
реактора ТР-400 каждый в от-
дельном кожухе. Реактор не име-
ет магнитопровода, состоит из
силовой катушки 2 (рис. 4.7) и
дополнительной вторичной об-
мотки 4. с которой подается им-
пульс на отключение главного
выключателя. Силовая катушка
имеет 28 витков из медной шины
сечением 5,5 х 40 мм. Вторичная обмотка 4 состоит из 18 витков мед-
ного провода диаметром 2,02 мм, уложенных в выточке изолировоч-
ных шайб 5 между слоями силовой катушки. Катушки укреплены
монтажными колодками 3 на стеклотекстолитовой плите (основании)
/, установленной на изоляторах в общем кожухе.
Дроссели. Применение резисторов для регулирования тока сопро-
вождается большими потерями электроэнергии. Эти потери особенно
значительны в цепях с большими токами и в режимах, когда резисто-
ры включены в течение продолжительного времени. В цепях пере-
менного тока экономичнее применять вместо резисторов катушки
индуктивности с регулируемым индуктивным сопротивлением —
дроссели.
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
117
Рис. 4.8. Дроссель с подмаг-
ничиванием
Схема простейшего дросселя с двумя обмотками и сердечником
представлена на рис. 4.8. Одна из обмоток — рабочая w — включена в
цепь переменного тока последовательно, другая w используется для
подмагничивания и обтекается постоянным током управления /v. Из-
меняя ток управления, можно изменять ток, пропускаемый рабочей
обмоткой дросселя. Чем сильнее подмагничивание, тем больше маг-
нитное насыщение сердечника и тем, соответственно, меньше индук-
тивность, индуктивное и полное сопротивления рабочей обмотки.
Таким образом, изменяя ток подмагничивания, можно управлять со-
противлением рабочей обмотки и получать как бы бесконтактное регули-
руемое сопротивление. На этом принципе работают датчики тока.
Применение дросселей вместо резисторов, кроме экономии элек-
троэнергии, создает ряд удобств в системах автоматического управле-
ния. На электропоездах дроссели используют в качестве индуктивных
сопротивлений в цепях переменного и пульсирующего токов.
Контрольные вопросы
1.	В каких случаях возникает ЭДС самоиндукции и от чего зависит ее
значение?
2.	Что представляет собой индуктивное сопротивление и от чего оно
зависит?
3.	Для чего предназначен сглаживающий реактор и в чем состоит
принцип его работы?
4.	В каких целях используются токоограничивающие реакторы?
5.	Какую роль выполняет дополнительная обмотка токоограничива-
ющего реактора?
6.	Что представляет собой простейший дроссель? В каких случаях на
электропоездах применяют дроссели?
4.5.	МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Общие сведения. Магнитным усилителем называют электромагнит-
ный аппарат для плавного регулирования переменного тока, поступа-
ющего к нагрузке. Регулирование тока осуществляют путем измене-
ния индуктивного сопротивления xL катушки с ферромагнитным сер-
118
[лава 4
дечником при подмагничивании ее постоянным током. С помощью
такого аппарата можно регулировать большие токи посредством срав-
нительно слабых электрических сигналов.
Существуют магнитные усилители с насыщающимися реакторами
и с самонасышенисм (с самоподмагничиванием).
Магнитный усилитель с насыщающимся реактором. В таком магнит-
ном усилителе используют два насыщающихся реактора L1 и L2
(рис. 4.9, а). Каждый из них выполнен в виде катушки 1 (рабочей об-
мотки) с ферромагнитным сердечником 3 и подмагничивающей об-
мотки 2 (обмотки управления), по которой проходит постоянный ток
(ток управления / ).
Рабочие обмотки реакторов LI и L2 включены согласно, чтобы ин-
дуцированные в них ЭДС ef j и е12 складывались, а обмотки управле-
ния 2 включены встречно, чтобы индуцированные в них ЭДС и е,
взаимно уничтожались.
Зажимы а и b обмоток управления обоих реакторов служат входом,
на который подается управляющий сигнал Uy. Зажимы с и г/, к кото-
рым подключают нагрузку /?н, являются выходом усилителя. Если на-
грузка питается постоянным током, то ее включают через выпрями-
тель В (рис. 4.9, б).
При подаче тока управления / в обмотки 2 сердечники реакторов
подмагничиваются и индуктивное сопротивление XL рабочих обмо-
ток 1 уменьшается. При этом растут ток в цепи нагрузки и посту-
пающая к ней мощность.
Зависимость тока / в цепи рабочих обмоток от тока управления /у
имеет вид
Рис. 4.9. Схемы магнитных усилителей с насыщающимися реакторами с
выходом на переменном (а) и постоянном (6) токе
Тяговые трансформаторы, реакторы, дроссели
119
/ = (wy/ivp)7y,
(4.6)
где w w — соответственно число витков обмотки управления и рабо-
чей обмотки; w, wp — коэффициент усиления по току
Для увеличения коэффициента усиления в магнитных усилителях
применяют обратную связь, с помощью которой часть энергии с вы-
хода усилителя снова подается на его вход.
Обратная связь может быть внешней и внутренней. Д ля создания внеш-
ней обратной связи в усилителях предусматривают специальную обмотку.
которая дополнительно подмагничивает или размагничивает сердечник.
Она расположена на сердечнике так же, как и обмотка управления, и пи-
тается выпрямленным током, пропорциональным току нагрузки.
При увеличении сигнала Л, поступающего на вход усилителя, ток
нагрузки / возрастает. Одновременно усиливается подмагничивание
от обмоток обратной связи, что приводит к еще большему увеличе-
нию тока нагрузки.
При уменьшении тока / подмагничивание, создаваемое обмоткой
управления, ослабляется, вызывая уменьшение тока нагрузки и соот-
ветственно уменьшение подмагничивания от обмотки обратной свя-
зи. Последняя приводит к дальнейшему снижению тока нагрузки.
Эффективность действия обратной связи зависит от числа витков
ее обмотки. В подмагничивании обмотка обратной связи играет боль-
шую роль, чем обмотка управления.
Магнитный усилитель с самонасыщением. Обратную связь в маг-
нитных усилителях можно осуществить и без дополнительных обмо-
ток. Для этого последовательно с каждой рабочей обмоткой 2 реакто-
ра включают полупроводниковые вентили 4 (рис. 4.10). При таком
включении по рабочим обмоткам реакторов Llv\L2 протекает выпря-
мленный пульсирующий ток (в один полупериод—ток в другой полу-
период ток /2), который можно условно разложить на две составляющие—
постоянную и переменную.
Переменная составляющая иг-
рает роль рабочего тока в усилите-
ле, а постоянная — создает допол-
нительное подмагничивание сер-
дечников, как при обратной связи
со специальными обмотками.
Если обратная связь осущест-
вляется без применения специ-
альных обмоток, то такой маг-
нитный усилитель называется
магнитным усилителем с само-
подмагничиванием. В таком уси-
Рис. 4.10. Схема магнитного усили-
теля с самонасыщением
120
Глава 4
лителе рабочие обмотки являются одновременно и подмагничиваю-
щими, т.е. имеет место внутренняя обратная связь.
Принципиальной разницы между магнитными усилителями с
внешней обратной связью и с самоподмагничиванием нет.
В ряде случаев требуется, чтобы ток нагрузки изменялся различ-
ным образом в зависимости от полярности сигнала управления. Для
этой цели применяют обмотки смещения, которые размещаются на сер-
дечнике так же, как и обмотки управления. При отсутствии тока в обмот-
ке управления ток в цепи нагрузки имеет некоторое начальное значение,
которое будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от направ-
ления тока управления / Если его направление совпадает с направлени-
ем тока смещения (результирующее намагничивание сердечников увели-
чивается) , то ток нагрузки с увеличением тока управления будет возрас-
тать. Ток управления противоположного направления вызовет уменьше-
ние тока нагрузки.
На электропоездах магнитные усилители используют в системе ав-
томатического управления торможением, в качестве датчиков тока
якоря (ДТЯ), тока возбуждения (ДТВ), напряжения на коллекторе
(ДНК), боксования (ДБ) и пр.
Основные технические данные магнитных усилителей
МУ-113 МУ-106А
Напряжение питания, В .................. 220	127
Номинальный ток рабочей обмотки, А....	2,3	1.0
Число витков рабочей обмотки............ 366	2 х 350
Номинальный ток обмотки управления, А ...	0,35
Число витков обмотки управления....... 2000	1000
Номинальный ток обмотки смещения, А ....	0,08
Число витков.......................... 400
Масса, кг............................. 12,5	7,0
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены магнитные усилители?
2.	Каким образом в магнитном усилителе осуществляется регулиро-
вание тока нагрузки?
3.	Как классифицируются магнитные усилители по способу насыще-
ния сердечников?
4.	Как устроен и работает простейший магнитный усилитель с внеш-
ней обратной связью?
5.	Каким образом выполняется обратная связь в магнитных усилите-
лях с самонасыщением?
6.	Для чего в магнитных усилителях применяют обмотки смещения?
Глава 5
Полупроводниковые вентили
и выпрямительные установки
5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Полупроводники по способности проводить электрический ток зани-
мают среднее место между металлами и диэлектриками.
Высокая электропроводимость металлов обусловлена наличием в
них свободных электронов, которые под действием сил электриче-
ского поля приходят в ориентированное движение и тем самым созда-
ют электрический ток. В диэлектриках электроны прочно связаны со
своими атомами, а в полупроводниках эта связь настолько слаба, что
в результате некоторых воздействий на полупроводник (например,
свет, тепло, электрическая энергия) в нем освобождаются электроны
и электропроводимость полупроводника значительно повышается.
Наиболее распространенными полупроводниками являются гер-
маний, кремний, селен и др. Для силовых вентилей, используемых в
выпрямительных установках электропоездов, применяется кремний.
В периодической системе Менделеева кристаллический кремний Si
находится в 4-й группе элементов и имеет, следовательно, четыре ва-
лентных электрона.
Чистый кремний имеет монокристаллическую структуру, при ко-
торой каждые два атома, будучи расположенными в узлах кристалли-
ческой решетки, связаны между собой двумя общими для них валент-
ными электронами (рис. 5.1, а), орбиты которых охватывают ядра
обоих атомов. При низкой температуре в такой кристаллической ре-
шетке нет свободных электронов, необходимых для создания элект-
ропроводимости. Но при нагревании кристалла усиливаются колеба-
ния атомов и связи между ними в кристаллической решетке разрыва-
ются. Электроны, порвавшие эти связи, становятся свободными, хао-
тически перемещающимися в объеме кристалла. Когда электрон по-
кидает свое место в соответствующей парноэлектронной связи, в кри-
сталлической решетке образуется свободное место — дырка
(рис. 5.1, б), которая заполняется электроном, пришедшим из сосед-
него атома. На месте, где был этот электрон, так же создается дырка,
которую заполняет электрон следующего атома и так далее, т.е. одно-
122
Глава 5
Рис. 5.1. Плоская схема кристаллической решетки кремния:
а — при наличии всех валентных связей; б — при разрыве одной из валентных связей;
₽ — с донорной примесью; г — с акцепторной примесью
временно со свободными электронами появляются и дырки. Поэтому
в чистом полупроводнике концентрация электронов равна концент-
рации дырок. Под влиянием приложенной разности потенциалов ха-
отическое движение носителей зарядов прекращается: дырки начина-
ют двигаться в направлении, противоположном движению электро-
нов, т.е. ведут себя так, как будто они несут положительный заряд.
Поэтому чистые полупроводники обладают одновременно электрон -
ной и дырочной проводимостью, сумму которых называют собственной
проводимост ью.
Проводимость полупроводника можно значительно увеличить, ес-
ли ввести в чистый монокристалл даже очень малое количество при-
меси элементов 5-й или 3-й группы. При введении примеси пятива-
лентного элемента (например, сурьмы Sb) атом кремния будет иметь
избыточный отрицательный заряд (рис. 5.1. в). В этом случае имеет
место электронная проводимост ь, примесь называется донорной, а по-
лупроводник с такой примесью — полупроводником л-типа (от слова
negative — отрицательный). При введении в полупроводник примеси
трехвалентного элемента (например А1) возникает дырочная прово-
димость (рис. 5.1, г). Примесь при этом называется акцепторной. По-
лупроводники, в которых основными носителями являются дырки,
называются полупроводниками p-типа (от слова positive — положи-
тельный).
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
123
Примесные полупровод-
ники применяют для изготов-
ления полупроводниковых
приборов.
Граница раздела двух полу-
проводников с различными
типами проводимостей назы-
вается электронно-дырочным
переходом (сокращенно р-п-
переход). При подключении к
р-л-переходу внешнего источ-
ника тока, как показано на
рис. 5.2, а (плюс аккумулятор-
ной батареи — к полупровод-
нику типа п, а минус — к полу-
проводнику типа р) носители
заряда (электроны и дырки) в
Рис. 5.2. Схема режимов работы р-п~
перехода
обоих полупроводниках удаляются от границы раздела, ширина запи-
рающего слоя увеличивается, его сопротивление возрастает и элект-
рический ток в цепи потекать не будет. Такое включение источника
называют обратным. При перемене полярности (рис. 5.2, б) носители
заряда приближаются к границе раздела, вследствие чего сопротивле-
ние запирающего слоя уменьшается и в цепи протекает бол ьшой ток,
который называют прямым.
Таким образом, электронно-дырочный переход имеет свойство од-
носторонней проводимости и может быть использован для выпрямле-
ния переменного тока.
5.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЕНТИЛИ
Для преобразования переменного тока в постоянный (точнее пульси-
рующий) на электропоездах переменного тока устанавливают выпря-
мители. В качестве выпрямителей используют электрические вентили —
устройства, способные легко пропускать электрический ток в одном на-
правлении и почти не пропускать его в обратном направлении. Иначе
говоря, сопротивление вентиля току одного направления (прямому то-
ку) мало, а току другого направления (обратному току) велико.
Работа вентиля подобна работе клапана в водопроводной трубе,
например, в поршневом насосе (рис. 5.3). Если давление воды слева
от клапана больше, чем справа, то заслонка приоткрывается, и вода
проходит через клапан слева направо (рис. 5.3, а), причем, чем боль-
ше разность давлений, тем сильнее поток воды. Если же давление
124
Глава 5
Рис. 5.3. Схемы сравнения электри-
ческого вентиля с клапаном в водопро-
водной трубе
справа выше, чем слева, то за-
слонка закрывает отверстие, и
вода справа налево не прохо-
дит независимо от разности
давлений (рис. 5.3, б).
В выпрямителях роль кла-
пана играет вентиль, а роль пе-
репада давлении — разность по-
тенциалов (напряжение). По-
ток воды в трубе соответствует
электрическому току в цепи.
На электропоездах пере-
менного тока нашли примене-
ние кремниевые вентили. Они
меньше по размерам и выдер-
живают высокие допустимые рабочие температуры по сравнению с
германиевыми и селеновыми выпрямителями. На электропоездах ис-
пользуют силовые полупроводниковые приборы следующих видов:
• неуправляемые вентили в выпрямительных установках для питания
тяговых двигателей и двигателей постоянного тока для привода
вспомогательных машин, в зарядных устройствах аккумуляторных
батарей, в схемах управления;
• управляемые вентили в выпрямительно-инверторных установках
для осуществления рекуперативного торможения, плавного регу-
лирования выпрямленного напряжения на тяговых двигателях.
Неуправляемые вентили. Основу вентиля штыревой конструкции
(рис. 5.4) составляет выпрямительный элемент с круглой кремниевой
пластиной 10 толщиной 0,4—0,5 мм. Чтобы защитить хрупкую пла-
стину от механических воздействии, к ней припаивают с обеих сторон
две круглые вольфрамовые пластины 2 и 3, имеющие примерно такой
же коэффициент линейного расширения, что и кремниевая. Вольф-
рамовые пластины являются электродами вентиля. Медное основа-
ние 9 служит токоподводом к нижнему электроду вентиля. К верхне-
му электроду припаян внутренний конец 4 гибкого медного вывода,
выходящий наружу сквозь втулку 7, укрепленную в верхней части
стального корпуса. Наружный конец 6 вывода имеет стандартный на-
конечник 5 для включения вентиля в схему. Для отвода тепла, выделя-
ющегося при прохождении тока через вентиль в нижнеи части медно-
го основания корпуса имеется хвостовик / с резьбой, с помощью ко-
торого вентиль завинчивается в ребристый алюминиевый охладитель
(радиатор) 11. Герметичный корпус 8 предотвращает проникновение к
выпрямительному элементу влаги, пыли и грязи.
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
125
В эксплуатации часто про-
исходит обрыв внутренней це-
пи рассмотренного вентиля
штыревой конструкции. Об-
рыв этой цепи является след-
ствием разрушения паяного
контакта между термокомпен-
сируюшей вольфрамовой пла-
стиной и медным основанием —
металлами с неодинаковыми
коэффициентами линейного
расширения. Причиной этому
являются термомеханические
напряжения в слое припоя,
возникающие при частых на-
греваниях и охлаждениях вен-
тилей в связи с повышенной
цикличностью работы элект-
ропоездов, т.е. сменой режи-
мов «тяга — выбег».
Рис. 5.4. Разрез (о) и общий вид (б)
кремниевого вентиля
Указанных недостатков ли-
шены вентили таблеточной конструкции (рис. 5.5), обладающие бо-
лее высокой циклоустойчивостью. Циклоустойчивость вентилей к
повторяющимся включениям нагрузки обеспечивается прижимными
контактами (паяные соединения отсутствуют), не вызывающими ме-
ханических напряжений при нагреве элементов вентилей
Рис. 5.5. Прижимное устройство (а) и схематический разрез (б) таблеточно-
го диода ВЛ 7-320:
/ — шпилька; 2 — траверса; 3 — пружины; 4 — втулка; 5 — изоляционная шай-
ба; 6 — токоотводящая шина; 7 — таблеточный вентиль; 8 — электроизоляци-
онный диск; 9 — выпрямительный элемент; 10 — металлокерамический кор-
пус; 11 — термокомпенсирующая вольфрамовая платина
126
Глава 5
Рис. 5.6. Вольт-ам-
перная характеристика
вентиля:
1 — обычный вентиль; 2 —
лавинный вентиль
Волып-амперная характеристика (рис. 5.6) является основной для
полупроводниковых вентилей. Она показывает зависимость силы то-
ка, проходящего через вентиль в прямом и обратном направлениях, от
напряжения.
При прямом (проводящем) включении вентиля с увеличением
приложенного напряжения U ток /[1р резко возрастает. Если вентиль
включить в непроводящем направлении, ток через него с увеличе-
нием обратного напряжения возрастает медленно. Это продол-
жается до определенною предельного значения напряжения U.* г, при
котором ток составляет сотые доли процента предельного прямого то-
ка. Объясняется это тем, что прямой ток, как и выделяемое при его
прохождении тепло, распределяется равномерно по всей площади
структуры полупроводника. Обратный же ток проходит не по всей по-
верхности, а по отдельным небольшим каналам. Поэтому в отдельных
точках выделяется значительное количество тепла, что способствует
пробою вентиля.
Напряжение Uм соответствует области загиба обратной ветви
вольт-амперной характеристики. При превышении этого напряжения
(при грозовых разрядах в атмосфере и переключениях в силовых це-
пях) резко увеличивается обратный ток, обусловленный лавинообраз-
ным увеличением носителей заряда, т.е. лавинным пробоем. Это мо-
жет привести к потере вентилем запирающих свойств. Поэтому на-
пряжение, подводимое к вентилю, не должно превышать значения
U^, при котором происходит пробой.
Один из недостатков обычного рассмотренного выше кремниево-
го вентиля — ею высокая чувствительность к перенапряжениям и от-
носительно невысокое допустимое рабочее напряжение (Г/н = 0,5 Г/Заг
и U — 1,5 LQ. Учитывая это, кремниевые пластины вентилей стали
изготовлять по особой технологии со ступенчатой формой р-л-пере-
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
127
хода. Это позволило увеличить номинальное значение напряжения,
до 0,8 (вместо 0,5 для обычных кремниевых вентилей) и обес-
печить прохождение обратного тока более равномерно по всей по-
верхности пластины, что снизило вероятность ее недопустимого на-
грева и пробоя. Такие вентили получили название лавинных. Конст-
рукция лавинных вентилей такая же, как и обычных вентилей.
Вентили рассчитывают на определенное номинальное напряже-
ние, при котором завод-изготовилель гарантирует их продолжитель-
ную работу без опасности возникновения пробоя.
В зависимости от номинального напряжения Z7HOM вентили подраз-
деляют на классы. Величина 7/ном/100 обозначает класс вентиля. На-
пример, кремниевый вентиль 12-го класса будет иметь повторяющее-
ся напряжение 12 х 100 = 1200 В. Каждый вентиль имеет маркировку,
первым элементом которой является буква обозначающая вид при-
бора; вторым элементом указывается принадлежность вентиля к оп-
ределенной группе. Третий элемент — число, указывающее конструк-
тивное исполнение (для первого конструктивного исполнения цифра
1 не указывается). Четвертый и пятый элементы указывают предель-
ный ток в амперах и класс по повторяющемуся напряжению. Напри-
мер, вентиль ВЛ-200-12 — вентиль лавинный с предельным током
200 А, повторяющимся напряжением 1200 В.
Управляемые вентили (тиристоры). Это полупроводниковые прибо-
ры, допускающие управление моментом начала прохождения тока в
проводящем направлении. В конструктивном отношении тиристоры
подобны неуправляемым кремниевым вентилям, но отличаются от
последних тем. что имеют дополнительный управляющий электрод, с
помощью которого можно менять проводимость вентиля. Подавая на
управляющий электрод относительно слабые входные сигналы (на-
пряжение 5—10 В, а ток 100—200 мА) можно переводить вентили из
проводящего состояния в непроводящее и наоборот.
Выпрямительным элементом тиристора служит монокристалличе-
ская пластинка кремния, в которой созданы четыре следующих друг
га другом слоя с чередующимся типом проводимости, т.е. структура
п-р-п-р (рис. 5.7).
Если приложить внешнее напряжение в прямом направлении (плюс
подведен к области р р а минус — к области л2), то в среднем переходе /72
образуется потенциальный барьер. Если же полярность внешнего напря-
жения обратная (плюс подведен к области п2, а минус — к области р{), то
потенциальный барьер образуется в двух переходах — /71 и 773.
Чтобы при прямом напряжении тиристор проводил ток, необходи-
мо ликвидировать потенциальный барьер в переходе /72, или, как го-
ворят, открыть переход /72.
128
Глава 5
т П2 пз
Л2	>2	"1	Pi
Управляющий
— электрод
Рис. 5.7. Структурная
схема тиристора
Открытие перехода /72 и возникновение тока в цепи может быть
обеспечено двумя способами. Первым способом является повышение
внешнего прямого напряжения до значения так называемого напря-
жения переключения без действия управляющего сигнала, при кото-
ром переход /72 теряет свое запирающее свойство, т.е. его сопротивле-
ние становится ничтожно мало.
Вторым способом открытия перехода /72 является увеличение тока
управления / (рис. 5.8) между слоями р- и л2, создаваемого дополни-
тельным источником Uy.
После того как тиристор начал проводить силовой ток, размыка-
ние цепи с управляющим электродом не приводит к прекращению
силового тока. Для обратного перевода тиристора в область низкой
проводимости необходимо снизить силовой ток до значения, мень-
шего, чем значение удерживающего тока. Удерживающим током на-
зывается значение силового тока, ниже которого тиристор возвраща-
ется в состояние низкой прямой проводимости при разомкнутом уп-
равляющем электроде.
Для отпирания тиристора требуется, чтобы силовой ток в прямом
направлении был больше удерживающего тока.
Переход тиристора из запертого состояния в проводящее происхо-
дит не мгновенно, а через некоторое время, называемое временем
включения гв. Под временем включения понимают промежуток време-
Рис. 5.8. Схемы перевода тиристора в открытое состояние с помощью ис-
точника тока цепи управления:
а — структурная; б — принципиальная
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
129
ни между началом импульса управляющего тока и моментом, когда
прямое напряжение уменьшится до О, I своего начального значения.
Время включения равно нескольким микросекундам.
Переход тиристора из проводящего состояния в запертое при из-
менении полярности напряжения или уменьшении тока до значения
ниже удерживающего тока называется процессом отключения. Время
выключения гвык, или время восстановления запирающих свойств
вентиля в прямом направлении, определяется как минимальный про-
межуток времени между моментом прохождения прямого тока через
нуль и моментом повторного приложения прямого напряжения без от-
пирания вентиля. Время выключения обычно составляет 20—60 мкс.
Если ЭДС источника изменяется по синусоиде, то силовой ток в
тиристоре авзоматически прерывается
каждый раз при прохождении через
нуль. При этом после начала каждого
положительного полупериода тиристор
необходимо отпирать током управления
i. Изменяя момент подачи управляюще-
го импульса, можно изменять время ра-
боты тиристора и среднее напряжение на
нагрузке.
Основу тиристора штыревой конст-
рукции представляет собой кремниевая
пластинка 5 (рис. 5.9) с четырехслойной
структурой проводимости р-п-р-п, обра-
зующей три р-н-перехода. Пластинка
укреплена на медном основании 6 и за-
ключена в неразборный герметический
корпус 4. Анодом является медное осно-
вание корпуса, выполненное в виде ше-
стигранника, а катодом — медный про-
вод /, присоединенный к вентильному
элементу через втулку 2, изолированную
от корпуса стеклянным изолятором 3.
Управляющим электродом служит мед-
ный изолированный провод 7 неболь-
шой площади сечения, выведенный в
сторону катода и изолированный от
корпуса тиристора стеклянным изоля-
тором.
Основу конструкции тиристора таб-
леточного типа представляет собой
Рис. 5.9. Тиристор шты-
ревой
5 Устройство и ремонт электропоездов
130
Глава 5
кремниевая четырехслойная пластина с тремя р-л-переходами. Крем-
ниевая пластина расположена между двумя вольфрамовыми пласти-
нами, которые соединены с контактными поверхностями не пайкой,
а с помощью пружинящих шайб или внешнего прижима. Такая кон-
струкция не вызывает механических напряжении при нагреве элемен-
тов тиристоров, что повышает их циклоустойчивость к повторяю-
щимся включениям нагрузки.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены выпрямители и на каких электропоездах
они установлены?
2.	Что представляет собой электрический вентиль?
3.	Какими преимуществами обладают кремниевые вентили перед
другими?
4.	Как устроен и работает неуправляемый вентиль штыревой конст-
рукции?
5.	В чем существенный недостаток вентиля штыревой конструкции?
6.	Чем конструктивно отличается вентиль таблеточной конструкции
от вентиля штыревой конструкции?
7.	Какую зависимость устанавливает вольт-амперная характеристика
вентиля? Покажите ее графически.
8.	При каких условиях в вентиле возникает лавинный пробой и чем
он опасен?
9.	Каким образом в лавинном вентиле снижается вероятность тепло-
вого пробоя?
10.	Чем отличается тиристор от обычного вентиля?
Л
5.3.	СХЕМА ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Простейшая схема выпрямления переменного тока в постоянный
(точнее пульсирующий) показана на рис. 5.10. Если вентиль В вклю-
чить через вторичную обмотку трансформатора, который повышает
или понижает напряжение до требуемого значения, то в цепи (следо-
вательно, и в нагрузке R) в течение положительных полупериодов на-
пряжения ток / будет изменяться пропорционально напряжению U, т.е.
по синусоиде (рис. 5.10, б), в течение же отрицательных полупериодов
он будет равен нулю (рис. 5.10, в). Таким образом, ток будет «выпрям-
лен», т.е. станет постоянным по направлению (пульсирующим).
Рассмотренная схема называется однополупериодной, так как вы-
прямленный ток идет в нагрузке только в течение одного полуперио-
да подводимого напряжения, а во второй полупериод тока в нагрузке
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
131
нет. Среднее значение такого тока,
как показывает расчет, составляет
приблизительно 1/3 амплитуды
импульса выпрямленного тока.
Данную схему выпрямления из-за
большой пульсации тока на элект-
ропоездах не применяют.
Можно более рационально ис-
пользовать подводимое напряже-

ние, применив схему так называе-
мого двухполупериодного выпрямле-
ния (рис. 5.11, а). Здесь вторичная
обмотка трансформатора имеет
три отвода. К двум крайним под-
ключены одинаковые вентили В1 и
В2 так, что ток через них может
проходить только в направлении,
указанном стрелками. Нагрузка
включена в нулевой провод между
точкой соединения вторых концов
вентилей и средней точкой вторич-
ной обмотки трансформатора.
В течение нечетных (первого,
Рис. 5.10. Простейшая однопо-
лупсриодная схема выпрямления
третьего, пятого и т.д.) полупериодов напряжения на трансформаторе
(рис. 5.11, б), когда на верхнем конце вторичной обмотки трансфор-
матора относительно нижнего конца потенциал положительный (+),
ток проходит через вентиль В1 и нагрузку R (двигатель) к средней точ-
ке трансформатора в направлении, указанном стрелкой (см. рис. 5.11,
о); в это время вентиль В2 не пропускает тока (рис. 5.11, в).
В течение четных (второго, четвертого, шестого и т.д.) полуперио-
дов напряжения на трансформаторе, наоборот, вентиль В1 не пропус-
кает, а вентиль В2 пропускает ток; при этом ток через нагрузку R про-
ходит в том же направлении, что и в течение нечетных полупериодов
(рис. 5.11 ,г). Таким образом, несмотря на то, что каждый вентиль про-
пускает ток только в течение одного полупериода, в нагрузке ток идет
в течение обоих полупериодов в одном направлении (рис. 5.11, д) и
среднее его значение приблизительно равно 2/3 амплитуды импульса
выпрямленного тока, т.е. напряжение сети используется вдвое эффе-
ктивнее и пульсация выпрямленного тока вдвое меньше, чем при од-
нополупериодном выпрямлении.
Недостаток рассмотренной схемы двухполупериодного выпрямле-
ния заключается в том, что в каждый полупериод работает только по-
132
Глава 5
Рис. 5.11. Схема двухполупсриодно-
го выпрямления (а) и графики измене-
ния напряжения и тока (б, в, г, d)
лови на обмотки трансформа-
тора, из-за чего увеличивается
расход меди.
Другая схема двухполупе-
риодного выпрямления, со-
стоящая из четырех вентилей,
называется однофазной мосто-
вой схемой (рис. 5.12). Транс-
форматор в этом случае может
не иметь средней точки. В те-
чение одного полупериода ток
проходит от верхнего конца
вторичной обмотки через вен-
тиль В2, нагрузку R (двига-
тель) и вентиль В4 к нижнему
концу вторичной обмотки
(сплошные стрелки).
В течение второго полупе-
риода ток проходит от нижне-
го конца вторичной обмотки
трансформатора через вентиль
В1, нагрузку R и вентиль ВЗ к
верхнему концу обмотки
(штриховые стрелки). В обоих
случаях по нагрузке ток прохо-
дит в одном направлении, чем
и достигается двухполупери-
одное выпрямление. Кривые
выпрямленного тока и напря-
жения в мостовой схеме такие
же, как и в двухполупериодной
схеме с нулевым выводом.
Преимущество мостовой
схемы перед двухполупериод-
ной с нулевым проводом со-
стоит в том, что вторичная об-
мотка трансформатора в оба
полупериода работает полностью. Число вентилей при этом удваива-
ется, зато напряжение, приходящееся на каждый вентиль, уменьша-
ется в 2 раза. Это очень важное преимущество мостовой схемы, по-
скольку, как уже отмечалось выше, для полупроводниковых вентилей
наибольшую опасность представляет обратное напряжение.
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
133
Рис. 5.12. Однофаз-
ная мостовая схема
двухполупериодного
выпрямления
Широкое распространение на электроподвижном составе получи-
ли схемы одно- и двухполупериодного выпрямления трехфвазного тока.
В схеме рис. 5.13, а все начала фаз вторичной обмотки трансфор-
матора соединены в общую точку N, а концы их подключены к трем
вентилям. Такое соединение фаз обмотки трансформатора называет-
ся соединением в «звезду». Общая точка соединения начал фаз вто-
ричной обмотки трансформатора, называемая нулевой, служит отри-
цательным зажимом цепи нагрузки. Положительным зажимом явля-
ется общая точка трех со-
единенных между собой
вентилей 1—3.
Через каждый вентиль
ток проходит только в тече-
ние положительного полу-
периода изменения пере-
менного тока, отчего эта
схема и называется однопо-
лупериодной. Таким образом
каждая фаза питает нагруз-
ку в течение 1/3 периода.
Две трети периода каждый
вентиль закрыт обратным
напряжением. В этой схеме
кривая выпрямленного то-
ка представляет собой оги-
бающую кривую верхних
частей полуволн фазных то-
ков (рис. 5.13, в). Пульса-
ция выпрямленного тока
уже меньше, чем в схеме
двухполупериодного вы -
Рис. 5.13. Трехфазная схема выпрямле-
ния с нулевым проводом (а); фазные на-
пряжения вторичной обмотки трансфор-
матора (б) и выпрямленные напряжение и
ток (в)
134
Глава 5
Рис. 5.14. Трехфазная мостовая схема
выпрямления (д), фазные напряжения
вторичной обмотки трансформатора (6)
и выпрямленные напряжения и ток (в)
прямления с нулевым прово-
дом (см. рис. 5.11).
На рис. 5.14, а изображена
другая, более распространен-
ная, двухполупериодная мос-
товая схема выпрямления
трехфазного тока. Фазы вто-
ричной обмотки трансформа-
тора соединены в «звезду».
Схема содержит вентили
группы I (вентили 2, 4, 6) и
группы II (вентили /, 5, 5). В
группе II всегда проводит ток
один из трех вентилей, имею-
щий в данный момент наи-
больший положительный по-
тенциал. В группе I всегда
проводит ток также один вен-
тиль, но имеющий в данный
момент наибольший отрица-
тельный потенциал. Напри-
мер, в момент г0 (рис. 5.14, б)
наибольший положительный
потенциал имеет фаза В, а фа-
за С — наибольший отрица-
тельный потенциал. В резуль-
тате в этот момент ток прохо-
дит от фазы В к фазе С через
вентиль 3, нагрузку /?н и вен-
тиль 2. Ток через вентиль 2 бу-
дет проходить до тех пор, пока
отрицательный потенциал на
нем будет больше, чем на вен-
тилях 4, 6, т.е до момента
В момент Zj отрицательные потенциалы фаз С и Л становятся рав-
ными, а затем потенциал фазы А становится больше и в вентилях
группы I происходит коммутация тока с вентиля 2 на вентиль 4, ко-
торый теперь проводит ток в интервале времени t3. В группе II ток
через вентиль 3 проходит в период от tt) до t2. В момент t2 начинается
коммутация тока с вентиля 3 на вентиль 5 и т.д.
Таким образом в каждый момент времени проводят ток два диода:
один из группы I и один из группы II. При этом, как видно из рис.
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
135
5.14,	б, выпрямленное напряжение и ток имеют шесть пульсаций за
один период Т.
Во всех рассмотренных выше схемах наблюдается пульсация вы-
прямленного тока, что отрицательно сказывается на работе уст-
ройств, питающихся этим током. Для сглаживания пульсаций в цепь
нагрузки включают индуктивное сопротивление.
На моторных вагонах электропоездов переменного тока пульсиру-
ющим выпрямленным током питают тяговые двигатели. Индуктив-
ность обмоток тяговых двигателей небольшая, поэтому в их цепи в ка-
честве дополнительной индуктивности включают сглаживающие реа-
кторы.
Контрольные вопросы
1.	Каким образом получают однополупериодное выпрямление одно-
фазного переменного тока?
2.	Как получить двухполупериодное выпрямление однофазного пе-
ременного тока?
3.	В чем преимущества и недостатки выпрямления однофазного пе-
ременного тока по двухполупериодной схеме с нулевым проводом
и мостовой схеме?
4.	За счет чего снижаются пульсации в схемах выпрямления трехфаз-
ного переменного тока?
5.	Каким образом соединяют в «звезду» фазы вторичной обмотки тя -
гового трансформатора?
5.4.	ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
Общие сведения. Как известно, для питания электропоездов перемен-
ного тока применяют переменный однофазный ток промышленной
частоты при напряжении в контактном проводе 25 000 В. Однако тре-
бованиям, предъявляемым к тяговым и регулировочным характери-
стикам тяговых двигателей электропоездов, наиболее полно отвечают
двигатели постоянного тока. Поэтому на каждом моторном вагоне
электропоезда переменного тока устанавливают понижающий сило-,
вой трансформатор, первичная обмотка которого подключена к кон-
тактному проводу, а вторичная соединяется с выпрямительным уст-
ройством (ВУ), преобразующим однофазный переменный ток пони-
женного напряжения в постоянный (пульсирующий) ток, необходи-
мый для питания тяговых двигателей.
Конструкция выпрямителя зависит от напряжения переменного
тока, который нужно преобразовать в постоянный, тока нагрузки и
136
Глава 5
схемы подключения выпрямителя к обмотке трансформатора. При-
меняемые в выпрямительных установках электропоездов вентили
могут пропускать ток до 320 А и работать при напряжении 600— 1600 В.
Тяговые двигатели работают при большем напряжении и потребляют
больший ток. Чтобы выпрямительная установка могла питать тяго-
вые двигатели, вентили в ней соединяют параллельно и последова-
тельно.
На электропоездах переменного тока в выпрямительных установ-
ках применяют кремниевые вентили штыревой или таблеточной кон-
струкции, собранные, как правило, по мостовой схеме (см. рис. 5.14).
Каждое плечо моста имеет несколько последовательно включенных
вентилей и несколько параллельных ветвей. Поскольку мост имеет
четыре плеча, общее число вентилей в установке
Ny = 4mn,	(5.1)
где т — число последовательно включенных в плечо вентилей, п —
число параллельных ветвей в плече.
Выпрямительная установка У В П-3 (установка вентильная полупро-
водниковая), расположена под кузовом моторного вагона в пыле-
брызгонепроницаемой камере с двухсторонним обслуживанием. Ка-
мера имеет две съемные (с внутренней и наружной сторон) крышки 1
(рис. 5.15, а) с резиновыми уплотнениями В камере размещены во-
семь блоков 2 лавинных вентилей с ребристыми охладителями 3.
Шесть блоков имеют по 12 вентилей, расположенных в шести гори-
зонтальных рядах, а два блока — по шесть вентилей в трех горизон-
тальных рядах по два вентиля в каждом. Таким образом, всего в вы-
прямительной установке 84 вентиля (рис. 5.15, б).
Выпрямитель УВП-3 выполнен по схеме однофазного выпрями-
тельного моста с расщепленными концами двух плеч для обеспечения
бестоковой коммутации при ступенчатом регулировании напряжения
на вторичной обмотке тягового трансформатора. Вводные зажимы
для подсоединения силовых проводов расположены на четырех изо-
ляционных панелях по краям установки. С одной стороны выпрями
теля расположены панели с выводами переменного тока, с другой —
панели с выводами постоянного тока. К выводам А 7и Б7 подключают
нагрузку (цепь тяговых двигателей), а к остальным — секции вторич-
ной обмотки трансформатора.
Воздух для охлаждения устройств выпрямительной установки по-
ступает через жалюзи в нижней части боковой поверхности кузова в
заборную камеру 1 (рис. 5 16), проходит в камеру с фильтрами 2. За-
тем вентилятором 3, приводом которот о является расщепитель фаз 4,
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
137
<5
ВГ2
0-
ВП4
виз
0-
Д82
чз-
Д83
нз-
Д84
чз-
Д79 Г
-кн
Д80 Г
-йн
Д81 Г
чз-1
Д73	Д67
-43-----13-
Д74	Д68
-43-----13-
Д75	Д69
-43-----13-
~Д7б	Д7о]
-43-------W
~Д77	Д7!~\
43-----43^-
~Д78	Д72]
-43----434-
Д61	Д55
-и—-кэ-
Д62	Д56
-43---13-
ДбЗ	Д57
ИЗ----13-
Д64	Д58
-43---13-
Д65	Д59
-43----13-
Д66	Д60
-43----13-
Д49	Д43
-43—к-
Д50	Д44
-43-—КЬ
Д51	Д45
чз—
Д52	Д46
чз—ье-
Д53	Д47
ЧЗ- 43-
Д54	Д48
ЧЗ----13-
Ь,'
Рис. 5.15. Выпрямительная установка УВП-3 (а) и ее монтажная схема (б)
138
Глава 5
Рис. 5.16. Устройство вентиляции трансформаторно-выпрямительного
блока моторного вагона ЭР9М
воздух нагнетается в вентиляционный канал 5. Из канала 5 часть по-
тока воздуха ответвляется на охлаждение расщепителя фаз, который,
кроме этого, имеет собственный вентилятор для внешнего обдува.
Основной же поток воздуха, проходящий через выпрямительную ус-
тановку 6 последовательно охлаждает сглаживающий реактор 7 и ох-
ладитель масла Стягового трансформатора. Средняя скорость воздуха
между ребрами охладителей составляет около 10 м/с.
При неисправности системы охлаждения выпрямительную уста-
новку обычно выключают.
Основные технические данные УВП-3
Номинальное выпрямленное напряжение, В ... .1650
Номинальный выпрямленный ток, А...........600
Номинальная мощность, кВт	...............990
Схема выпрямления.........................Однофазная, мостовая
Вид охлаждения ...........................Воздушное, принуди-
тельное
Расход воздуха, м3/ч, не менее ...........4000
Тип вентилей..............................ВЛ-200-Б
Масса, кг ................................370
Выпрямительная установка УВП-5 размещается под кузовом мо-
торного вагона в пылевлагонепроницаемой камере с односторонним
обслуживанием (рис. 5.17, о), внутри которой на четырех групповых
алюминиевых охладителях 1 смонтированы таблеточные диоды 2. Для
изоляции диода от группового охладителя между ними помещен диск,
изготовленный из специального материала, имеющего высокую теп-
лопроводность и диэлектрическую прочность. На двух групповых ох-
ладителях смонтировано по 18 диодов, на двух других — по 12. Всего в
установке 60 диодов. Для удобства обслуживания крепление группо-
вых охладителей выполнено шарнирным, откидывающимся.
Полупроводниковые вентили и выпрямительные установки
139
ВП ВГ2
X--X—X—13
X 13 13.13
13—XXX
13—13—13—13
А7
X X X X
Г X X
X X Ъ—0
13-43
Х-43
13-43
13-43
13-43
ВП1 впз
КЗ КЗ Т
ВП2 ВП4
43—XXX
13-43
13-43
13-43
13-43
13-43
13-43
X X
X Х~°
? X X
Б7
8
Рис. 5.17. Выпрямительная установка УВП-5 (а) и ее монтажная схема (б)
Выпрямитель УВП-5, как и УВП-3, выполнен по схеме однофаз-
ного выпрямительного моста с расщепленными концами двух плеч.
Плечи моста состоят из трех параллельных ветвей (рис. 5.17, б), в ка-
ждой из которых по четыре последовательно соединенных вентиля.
Наружные оребренные поверхности групповых охладителей име-
ют устройства для направления встречного потока воздуха. При ско-
рости движения поезда 40—100 км/ч скорость охлаждающего воздуха
между ребрами охладителей составляет соответственно 3—10 м/с.
Благод аря применению циклоустойчивых таблеточных вентилей и са-
мовентиляции выпрямители УВП-5 по сравнению с УВП-3 имеют боль-
шой срок службы, а расходы, связанные с их обслуживанием, меньше.
140
Глава 5
Контрольные вопросы
1.	Почему на электропоездах переменного тока используют тяговые
двигатели постоянного (пульсирующего) тока?
2.	Каково назначение выпрямительной установки?
3.	Каким образом и для чего соединяют между собой вентили выпря-
мительной установки? Как определяют общее число вентилей в ус-
тановке?
4.	Как осуществляется вентиляция выпрямительных установок
УВП-3, УВП-5?
5.	В чем состоит преимущество установки УВП-5 перед УВП-3?
Глава 6
Вспомогательные машины
6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Все электрические машины, установленные на электропоездах, кроме
тяговых двигателей, называются вспомогательными. Вспомогатель-
ная машина представляет собой агрегат, состоящий из приводного
электродвигателя и собственно вспомогательной машины.
По роду выполняемой работы применяемые на электропоездах
вспомогательные машины подразделяют на: преобразователи напря-
жения, мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы, масляные мотор-
насосы.
В качестве приводных двигателей вспомогательных машин ис-
пользуют электродвигатели постоянного тока и асинхронные элект-
родвигатели как наиболее дешевые и надежные в эксплуатации, пита-
ющиеся трехфазным переменным током.
Ниже рассматриваются конструкции и работа основных вспомога-
тельных машин.
Контрольные вопросы
1. Что представляют собой вспомогательные машины?
2. Перечислите вспомогательные машины. Каково назначение каж-
дой из них?
6.2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
На электропоездах постоянного тока преобразователь состоит из вы-
соковольтного электродвигателя, питающегося от контактной сети, и
низковольтного генератора управления (постоянного тока или трех-
фазного переменного тока).
На электропоездах переменного тока в качестве преобразователя
напряжения использован расщепитель фаз.
Ниже рассмотрены конструкции и работа некоторых преобразова-
телей.
142
Глава 6
Преобразователь ДК-604 В (динамотор) представляет собой двух-
машинный агрегат, состоящий из делителя напряжения и генератора
управления постоянного тока.
Делитель напряжения предназначен для преобразования напряже-
ния контактной сети 3000 В в напряжение 1500 В, необходимое для
питания электродвигателя компрессора. Одновременно он является
приводом для генератора управления, якорь которого насажен на уд-
линенный конец вала делителя.
Делитель напряжения представляет собой одноякорную двухкол-
лекторную машину постоянного тока, имеющую общую магнитную
систему и две независимые (электрически не связанные друг с дру-
гом) обмотки на якоре, уложенные в общих пазах и присоединенные
каждая к своему коллектору (рис. 6.1, а). Возбуждение машины сме-
шанное, т.е. имеются последовательная обмотка возбуждения и неза-
висимая Н (рис. 6.1, б), которая питается от источника постоянного
тока напряжением 50 В. В момент пуска делитель напряжения работа-
ет как двигатель постоянного тока последовательного возбуждения. С
повышением частоты вращения уменьшается ток в последовательной
обмотке и, следовательно, увеличивается доля магнитного потока, со-
а
Рис. 6.1. Схемы взаимного расположения обмоток якоря и коллекторов де-
лителя напряжения Д К-604В (а) и соединения его обмоток (б)
Вспомогательные машины
143
здаваемого обмоткой независимого возбуждения. При номинальной
частоте вращения магнитный поток создается в основном обмоткой
независимого возбуждения. Поэтому колебания напряжения сети, а
также изменения нагрузки мало влияют на частоту вращения якоря
делителя напряжения.
Поскольку обе якорные обмотки однотипны, вращаются с одина-
ковой частотой (общий якорь) и пересекают один и тот же (общий)
магнитный поток, то ЭДС Е, индуцируемые в обеих якорных обмот-
ках, равны. Следовательно, напряжение контактной сети 3000 В, под-
веденное к преобразователю, распределится между обмотками равно-
мерно, по 1500 В на каждую, и двигатель компрессора ДК, рассчитан-
ный на напряжение 1500 В, может быть присоединен к средней точке
А обмоток делителя напряжения.
На электропоезде ЭР2 установлен делитель напряжения, мощ-
ность которого равна 12 кВт, номинальные ток 5,3 А, частота враще-
ния якоря 1000 об/мин.
Генератор управления преобразователя ДК-604В предназначен для
питания цепей управления, вспомогательных цепей и заряда аккуму-
ляторной батареи постоянным током напряжением 50 В.
Он представляет собой четырехполюсную машину постоянного
тока и крепится к подшипниковому щиту делителя. Якорь генератора
собран на специальной якорной втулке и насажен с помощью шпон-
ки на выступающий конец вала делителя напряжения. Передняя тор-
цевая часть генератора закрыта чугунным щитом с патрубком для вен-
тиляции. Для выхода воздуха во втором щите преобразователя преду-
смотрены специальные отверстия. Режим работы генераторов управ-
ления продолжительный — они включены практически все время, в
течение которого на электропоезд подается напряжение. Нагрузка их
колеблется в широких пределах и зависит от режимов ведения поезда,
времени суток, состояния аккумуляторных батарей и других причин.
Генераторы управления должны обеспечивать постоянное напря-
жение при значительных колебаниях нагрузок и частоты вращения,
изменения которой обусловлены колебаниями напряжения в кон-
тактной сети. Так как генераторы выполнены с параллельным возбу-
ждением, постоянство напряжения на их обмотках обеспечивают спе-
циальные регуляторы, автоматически поддерживающие постоянным
(50 В) напряжение на зажимах якоря путем изменения в широких
пределах тока возбуждения.
Генераторы управления всегда включены параллельно аккумуля-
торным батареям электропоезда, поэтому батареи постоянно подза-
ряжаются и всегда в состоянии резервировать генератор в случае вы-
хода его из строя.
144
Глава 6
Основные технические данные преобразователя ДК-604В
Делитель Генератор
напряжения управления
Напряжение. В.................... 3000	50
Мощность, кВт...................... 12	10
Ток якоря, А...................... 5,3	200
Частота вращения, об/мин......... 1000	1000
Преобразователь 1 ПВ.6 служит для преобразования постоянного
тока в переменный трехфазный. Он представляет собой двухмашин-
ный агрегат, имеющий общий вал 8 (рис. 6.2), на котором смонтиро-
ваны якорь 6 высоковольтного электродвигателя постоянного тока и
ротор 3 синхронного генератора переменного трехфазного тока.
Электродвигатель предназначен для приведения во вращение ро-
тора синхронного генератора и выполнен одноколлекторным, четы-
рехполюсным со смешанным (последовательным и независимым)
возбуждением, т.е. на каждом главном полюсе 7 имеется по две катуш-
ки. Первая — высокого напряжения (последовательного возбужде-
ния) 9 включена последовательно с обмоткой якоря 7 7 на напряжение
контактной сети 3000 В, вторая — низкого напряжения (независимо-
го возбуждения) 10 подключена к цепи управления напряжением
110 В, получаемым от цепи трехфазного тока через выпрямитель.
Синхронный генератор предназначен для питания вспомогательных
цепей электропоезда, обмоток возбуждения тяговых двигателей при элек-
трическом торможении и цепей управления переменным трехфазным то-
ком напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Генератор состоит из неподвиж-
ной части (статора) 4 и вращающейся части — ротора 3. Статор собран из
листов стали в целях борьбы с вихревыми токами. Он заключен в цилин-
дрический корпус. На внутренней цилиндрической поверхности статора
имеются пазы, в которые уложена трехфазная обмотка 5. Ротор представ-
ляет собой вращающийся электромагнит с обмоткой возбуждения 2.
Концы обмотки возбуждения присоединены к двум изолированным
кольцам, насаженным на вал ротора. К кольцам прижимаются щетки 7, к
которым подводится постоянный ток от возбудителя.
При вращении ротора вместе с ним вращается и создаваемое им
магнитное поле, которое пересекает проводники трехфазной обмотки
статора и индуцирует в них трехфазную ЭДС.
ЭДС генератора зависит от размера и типа обмотки статора, от зна-
чения магнитной индукции поля, созданного ротором, и от частоты
его вращения. Частота переменной ЭДС (а значит, и переменного то-
ка) прямо пропорциональна частоте вращения ротора. Поэтому такие
генераторы называют синхронными (от греческих слов: в переводе на
русский язык — вместе и время).
Вспомогательные машины
145
Il QI 6
Рис. 6.2. Продольный разрез преобразователя 1ПВ. 6
146
Глава 6
Основные технические данные преобразователя 1ПВ.6
Двигатель Синхронный
генератор
Номинальное напряжение, В ............3000	220
Номинальная мощность..................50 кВт	38 кВ А
Номинальный ток, А ...................19,2	120
Номинальная частота вращения, об/мин..1000	1000
Расщепитель фаз применяют на электропоездах переменного тока
для преобразования однофазного переменного напряжения контакт-
ной сети в трехфазное напряжение, используемое для питания асин-
хронных двигателей вспомогательных машин.
Как и трехфазный асинхронный двигатель, устройство и принцип
работы которого рассмотрены на с. 152, расщепитель фаз состоит из
статора (неподвижной части машины) и короткозамкнутого ротора Р
(рис. 6.3). Обмотка ротора выполнена в виде беличьей клетки — из
медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов
двумя кольцами. В пазах статора уложены три обмотки (три фазы),
соединенные в звезду. Две фазы аиЬ, расположенные под углом 120°,
образуют двигательную обмотку, а фаза с — генераторную. Двигатель-
ную обмотку соединяют с низковольтной вспомогательной обмоткой
ВО тягового трансформатора Тр (однофазная цепь).
Однофазный переменный ток, проходя по двигательной обмотке,
образует пульсирующий магнитный поток. Такой поток не может со-
здать начального вращающего момента, и ротор расщепителя фаз ос-
тается неподвижным. Для того чтобы он начал вращаться, его нужно
предварительно раскрутить.
На отечественных электропоездах для пуска расщепителя фаз при-
меняют асинхронный пуск с подключением пускового резистора. Расще-
питель вначале запускают на холостой ход без нагрузки. Для этого об-
мотки а и b подключают контактором к однофазной цепи. Затем кон-
тактором К соединяют генера-
торную фазу с с обмоткой транс-
форматора через пусковой рези-
стор г. В результате магнитные
потоки обмоток а, Ь, с окажутся
сдвинутыми по фазе. Сдвиг по
фазе достаточен для создания
вращающего магнитного потока,
и ротор начинает вращаться.
По мере разгона, когда часто-
та вращения ротора становится
близкой к номинальной, специ-
Рис. 6.3. Схема, поясняющая
принцип работы расщепителя фаз
Вспомогательные машины
147
альное реле, называемое реле оборотов, отключает пусковой резистор.
После этого вращающий момент создается так же, как и в любом
трехфазном асинхронном двигателе, если одну его обмотку отклю-
чить после достижения установленной частоты вращения. Магнит-
ный поток, создаваемый вращающимся ротором, и пульсирующий
магнитный поток двигательной обмотки, суммируясь, индуцируют в
генераторной обмотке трехфазную ЭДС, которая сдвинута примерно
на 90 относительно напряжения в двигательной обмотке. В результа-
те создается трехфазная система линейных напряжений, подаваемых
на асинхронные двигатели привода вспомогательных машин.
Сердечник ротора 4 расщепителя фаз типа РФ-1 Д.5 (рис. 6.4) на-
бран из листовой электротехнической стали и закреплен на валу 7 с
обеих сторон нажимными шайбами. Ротор расщепителя фаз — корот-
козамкнутый, в виде двойной беличьей клетки: верхняя беличья клет-
ка пусковая, нижняя — рабочая. В листах сердечника ротора имеются
круглые вентиляционные отверстия и пазы, через которые проходят
стержни пусковой и рабочей обмоток. Ротор вращается в двух под-
шипниках, установленных в подшипниковых щитах / и 5.
Сердечник статора 2, также набранный из листов электротехниче-
ской стали, запрессован в круглую отлитую из стали станину 5, кото-
рая имеет четыре прилива для крепления расщепителя фаз к раме ку-
зова.
Трехфазная обмотка расщепителя фаз, расположенная в пазах сер-
дечника статора, соединена в звезду. Выводы проводов выходят из ос-
това через приваренный к нему патрубок 8, в который вставлена изо-
лирующая резиновая втулка.
Охлаждение расщепителя фаз осуществляется центробежным вен-
тилятором 6, который прикреплен болтами к втулке, напрессованной
на вал ротора. Охлаждающий воздух забирается в машину через вен-
тиляционный патрубок переднего подшипникового щита 1 и затем
выбрасывается в вентиляционные люки заднего подшипникового
щита 5.
Расщепитель фаз используется не только как генератор трехфазно-
го тока, но одновременно и как однофазный двигатель. На удлинен-
ный конец его вала 7, имеющий шпонку и резьбу, насаживают рабо-
чее вентиляторное колесо для системы охлаждения выпрямительной
установки, сглаживающего реактора и тягового трансформатора.
Передний подшипниковый щит в связи с этим выполнен усилен-
ным.
Расщепитель фаз РФ-1Д.5 рассчитан на напряжение 220 В, при-
кладываемое к двигательной обмотке. Сопротивление пускового ре-
зистора, включаемого в генераторную обмотку, равно 0,42 Ом. Мощ-
148
Глава 6
822
Рис. 6.4. Расщепитель фаз РФ-1Д.5
Вспомогательные машины
149
ность расщепителя фаз в продолжительном режиме работы составля-
ет 18 кВт, частота вращения 1470 об/мин, масса 320 кг.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен вращающийся преобразователь ДК-604В?
Из каких двух частей он состоит?
2.	Для чего предназначен делитель напряжения и что он собой пред-
ставляет?
3.	Что представляет собой генератор управления и для чего он пред-
назначен?
4.	Каким образом обеспечивается стабилизация напряжения на за-
жимах генератора управления?
5.	Для чего предназначен преобразователь 1 ПВ.6 и чем он конструк-
тивно отличается от преобразователя ДК-604В?
6.	Каким образом на зажимах синхронного трехфазного генератора
возникает трехфазная ЭДС?
7.	Как называется электрическая машина, преобразующая однофаз-
ный переменный ток в трехфазный? Для чего она применяется?
8.	Перечислите основные конструктивные узлы асинхронного двига-
теля.
9.	Назовите обмотки расщепителя фаз. Каково их назначение?
10.	В чем состоит физическая сущность асинхронного пуска расщепи-
теля фаз?
6.3. МОТОР-КОМПРЕССОРЫ И МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРЫ
Мотор-компрессоры. Для обеспечения сжатым воздухом пневматиче-
ских магистралей электропоезда на каждой электросекции установ-
лен мотор-компрессор. Он расположен под кузовом прицепного (го-
ловного) вагона и состоит из электродвигателя и поршневого ком-
прессора.
Принцип действия поршневого компрессора поясняется рис. 6.5.
Кривошипно-шатунный механизм компрессора, состоящий из плеча
коленчатого вала 1 и шатуна 2, преобразует вращательное движение
коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня 3 в
цилиндре 4.
При движении поршня вниз в надпоршневой полости цилиндра
создается разряжение и тогда давление атмосферного воздуха преодо-
левает сопротивление пружины 10 и открывает всасывающий клапан
9 — атмосферный воздух по всасывающему трубопроводу 8 заполняет
цилиндр компрессора.
150
Глава 6
Рис. 6.5. Схема действия порш-
невого компрессора
При движении поршня вверх
давление сжатого воздуха в над-
поршневои камере возрастает,
пружина 10 закрывает всасываю-
щий клапан 9, а при достижении
определенного давления преодо-
левает сопротивление пружины 6,
открывает нагнета гельный клапан
5, и сжатый воздух из цилиндра
компрессора поступает по напор-
ному трубопроводу 7 в воздушный
резервуар.
Такой компрессор является од-
ноцилиндровым одноступенча-
тым. В практике имеются много-
цилиндровые компрессоры с не-
сколькими ступенями сжатия.
Последние применяются в случа-
ях, когда требуется сжатый воздух высокого давления.
На электропоездах, где номинальное давление в главных резервуа-
рах не превышает 8 кгс/см2, применяют одноступенчатые двухцилин-
дровые компрессоры (рис. 6.6).
Фланцы электродвигателя и компрессора соединены болтами /7.
Между валом электродвигателя и коленчатым валом 15 компрессора
имеется двухступенчатый редуктор, предназначенный для снижения
числа оборотов, передаваемых от электродвигателя к компрессору.
Редуктор состоит из шестерни /, насаженной на вал электродвигате-
ля, шестерни 2, насаженной на коленчатый вал компрессора, и блока
шестерен 6, вращающегося на эксцентриковой оси 5.
Для возможности регулировки зубчатого зацепления при износе
зубьев ось 5 может занимать пять различных положений. Для лучше-
го смазывания она выполнена полой с четырьмя сквозными масляны-
ми каналами 4.
Коленчатый вал 15 вращается в двух шариковых подшипниках 13,
16. На шатунных шейках коленчатого вала смонтированы два шатуна
7. Нижние головки шатуна залиты баббитом и образуют шатунные
подшипники 14. В чугунном корпусе компрессора установлен блок
цилиндров //со всасывающими и нагнетательными клапанами 9,10.
Крышка 8 клапанной коробки имеет всасывающую и нагнетательную
полости, разделенные перегородкой.
Вращающий момент с вала электродвигателя через редуктор пере-
дается на коленчатый вал. В результате возвратно-поступательного
Вспомогательные машины
151
Рис. 6.6. Мотор-компрессор ЭК-7В
движения поршней 12 внутри цилиндров происходят всасывание,
сжатие и нагнетание воздуха в главный резервуар напорной магистра-
ли. За один оборот коленчатого вала в каждом цилиндре поперемен-
но происходят процессы всасывания и нагнетания.
Смазывание трущихся поверхностей осуществляется маслом, за-
ливаемым в картер компрессора. При вращении коленчатого вала
152
Глава 6
масло из картера захватывается разбрызгивателями 5, укрепленными
на шатунах. Картер через сапун сообщен с атмосферой.
На электропоездах установлены компрессоры Э К-7Б и ЭК-7 В,
одинаковые по конструкции, но с различными приводными электро-
двигателями: ДК-409В (постоянного тока, последовательного возбу-
ждения, с четырьмя главными полюсами) и 548А (асинхронный, трех-
фазного переменного тока, с короткозамкнутым ротором).
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: непод-
вижной части — статора 2 (рис. 6.7) и вращающейся — ротора 8. Сер-
дечник статора набран из изолированных друг от друга листов стали (в
целях борьбы с потерями на вихревые токи). Он укреплен в чугунном
корпусе 3. В продольных пазах статора уложена трехфазная обмотка
(три катушки), при прохождении по которой трехфазного тока созда-
ется вращающееся магнитное поле. Концы обмотки выводятся к ко-
робке с зажимами 4. К зажимам подключаются провода от сети трех-
фазного тока.
Ротор тоже набран из отдельных листов стали. В его пазах уложена
короткозамкнутая обмотка, представляющая собой массивные стерж-
ни, соединенные на торцевых сторонах медными кольцами (обмотка
похожа на беличью клетку).
Рассмотренный двигатель называется двигателем с короткозамк-
нутым ротором. Ротор насажен на вал, который может вращаться в
подшипниках, помещенных в подшипниковых щитах 1 и 6. В щитах
имеются вентиляционные отверстия 5. Во время работы двигатель ох-
лаждается вентилятором 7.
Рис. 6.7. Асинхронный
электродвигатель с коротко-
замкнутым ротором в разо-
бранном виде
Вспомогательные машины
153
При включении обмотки статора в сеть трехфазного переменного
тока возникает вращающееся магнитное поле, которое будет пересе-
кать обмотку (стержни) ротора и индуцировать в ней ЭДС. Так как об-
мотка ротора короткозамкнута, то в ней потечет ток, создающий свое
магнитное поле. В результате взаимодействия этих двух магнитных
полей ротор придет во вращение.
Ротор и сердечник статора могут быть встроены в корпус от элект-
родвигателя Д К-409В. Эго дает возможность монтировать компрес-
сор с тем или другим двигателем.
Мотор-компрессоры работают в режиме повторно-кратковремен-
ных включений, поскольку подкачка сжатого воздуха необходима
лишь по мере его расходования. Для их работы достаточно естествен-
ного охлаждения, поэтому вентиляторов электродвигатели не имеют.
Основные технические данные мотор-компрессоров
Электродвигатель........................ ДК-409В 548А
Напряжение, В........................... 1500	220/380
Ток, А.................................. 4,65	28/16
Мощность, кВт........................... 5	5
Частота вращения, об/мин................ 1200	975
Компрессор ............................. ЭК-7 Б	ЭК-7 В
Производительность, м3/мин.............. 0,62	0.58
Частота вращения коленчатого вала,
об/мин.................................... 560	540
Давление сжатого воздуха, кгс/см2 ........ 8,0	8,0
Число цилиндров......................... 2	2
Диаметр цилиндра, мм ..................... 112	112
Ход поршня, мм.......................... 92	92
Общая масса мотор-компрессора, кг....... 493	428
Габаритные размеры, мм.................. 940 х 702 х 510
Вспомогательные компрессоры. На моторных вагонах электропоез-
дов ранних выпусков для подъема токоприемников до запуска глав-
ных компрессоров устанавливают вспомогательные компрессоры
КБ-IB — поршневые, двухцилиндровые, одноступенчатые, которые
приводятся в действие электродвигателями постоянного тока П-11 с
помощью клиноременной передачи. На электропоездах более позд-
них выпусков установлены компрессоры ЗИЛ-150, приводимые во
вращение с помощью соединительной муфты электродвигателями
постоянного тока П-31.
Компрессор ЗИЛ-150 — двухцилиндровый поршневой, односту-
пенчатый. Цилиндры, отлитые из чугуна, установлены в одном блоке,
закрыты сверху общей чугунной головкой на прокладке и укреплены
154
Глава 6
на картере. В цилиндрах установлены поршни, имеющие каждый по
четыре уплотнительных кольца.
Поршень с помощью пальца соединен с верхней головкой шатуна.
Нижняя разъемная головка шатуна с баббитовой заливкой и регули-
ровочными прокладками укреплена на шатунной шейке коленчатого
вала. Коленчатый вал с двумя кривошипами установлен в картере в
двух подшипниках. Наружный конец вала уплотняется сальником, и
на нем закрепляют полумуфту.
Основные технические данные электродвигателей вспомогательных
компрессоров
Двигатель............................. П-11	П-31
Номинальное напряжение, В............. 50	110
Мощность, кВт......................... 0,5	0,7
Номинальный ток, А.................... 8,7	8,7
Частота вращения, об/мин.............. 2800	1000
КПД, %................................ 78	72
Мотор-вентиляторы. Для принудительной подачи теплого воздуха
в пассажирские помещения и кабины машиниста от электрокалори-
феров зимой и наружного воздуха летом служат вентиляционные аг-
регаты, которые состоят из электроприводов и вентиляторов, имею-
щих общий вал.
Через жалюзи в боковой части крыши вагона наружный воздух за-
сасывается в чердачное помещение, откуда вентиляционные агрегаты
подают его по потолочному каналу в пассажирское помещение и по
вертикальному каналу — в кабину машиниста.
В качестве электроприводов вентиляторов пассажирских салонов
электропоездов ранних выпусков используются электродвигатели по-
стоянного тока П-41. Коллекторный двигатель П-41 имеет четыре
главных полюса с катушками параллельного возбуждения и четыре
дополнительных полюса с катушками последовательного возбужде-
ния. На конические концы его вала насажены рабочие колеса венти-
ляторов. Частоту вращения меняют с помощью резистора, установ-
ленного в цепи обмотки параллельного возбуждения. Мощность дви-
гателя 1,2 кВт, номинальное напряжение 50 В, частота вращения яко-
ря 1200 об/мин.
На электропоездах более поздних выпусков приводами вентилято-
ров салонов являются асинхронные трехфазные электродвигатели
АОМ-32-4, принципиальное устройство которых аналогично устрой-
ству рассмотренного выше электродвигателя 548А.
Для вентиляции кабины машиниста установлены вентиляцион-
ные агрегаты с приводными асинхронными трехфазными двигателя-
Вспомогательные машины
155
ми АОМ-22-2 или двигателями постоянного тока П-41.
Основные технические данные электродвигателей
*		П-41	АОМ-32-4	АОМ-22-2
l ,	Номинальное напряжение, В	50	220	220
	Мощность, кВт	1,2	1,5	1,0
	Номинальный ток, А	—	7,6	4,4
	Частота вращения, об/мин	1200	1400	2800
L	КПД, %	—	0,74	0,88
Г
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен мотор-компрессор? Где он установлен?
2.	Объясните принцип работы мотор-компрессора.
3.	Каким образом смазываются трущиеся поверхности деталей ком-
прессора?
4.	Какие электродвигатели используют для привода компрессора?
5.	Объясните принцип устройства и работы асинхронного двигателя.
6.	Что представляет собой вспомогательный компрессор и в каких
h	случаях его включают?
7.	Каким образом осуществляется вентиляция помещений вагона?
8.	Что представляют собой вентиляционные агрегаты и какие элект-
родвигатели используются в них?
F 6.4. МАСЛЯНЫЙ МОТОР-НАСОС
На моторном вагоне электропоезда переменного тока для создания
принудительной циркуляции масла в системе охлаждения тягового
трансформатора применяют электронасос 2ТТ-16/10. Он представля-
ет собой моноблочную конструкцию, состоящую из асинхронного
трехфазного двигателя и одноступенчатого центробежного насоса.
Станина двигателя служит корпусом насоса.
Электронасос устанавливают в разрез маслопровода между баком
трансформатора и системой охлаждения. Горячее масло поступает из
верхней части бака и насосом прокачивается через охладитель.
На консольной части вала ротора 2 (рис. 6.8) с помощью шпонки и
обтекателя 9, являющегося одновременно гайкой, закреплено рабо-
чее колесо /. Вал вращается в подшипниках качения 5. Статор 3 с об-
моткой запрессован в корпус 4. Масло из бака трансформатора через
всасывающий патрубок 8 поступает на лопатки рабочего колеса I на-
соса, проходит через лопаточный отвод и кольцевой канал. Далее за-
крученный поток масла поступает на направляющие (выпрямляю-
щие) лопатки корпуса и, омывая электродвигатель насоса, направля-
156
Глава 6
Рис. 6.8. Масляный мотор-насос 2ТТ-16/10
ется через нагнетательный патрубок 7 в систему охлаждения транс-
форматора. Шесть выводных концов обмотки статора подсоединяют
к изоляционной панели клеммной коробки 6, что дает возможность
соединять обмотки в звезду или треугольник. Седьмой вывод служит
для подключения заземления.
Электронасос имеет внутреннюю систему циркуляции, способст-
вующую интенсивному отбору тепла от статора двигателя. Под влия-
нием избыточного давления часть масла из тыльной пазухи колеса по-
ступает в двигатель, омывает лобовые части статора, смазывает под-
шипники и через отверстия в вале и обтекателе возвращается во вса-
сывающую полость рабочего колеса.
Для выпуска воздуха или слива масла на всасывающем и нагнета-
тельном патрубках установлены пробки.
На всасывающем патрубке имеется стрелка, по которой определя-
ют правильное направление вращения ротора электронасоса. Так как
после монтажа нельзя определить направление вращение ротора, то
Вспомогательные машины
157
правильность работы устанавливают по показанию манометра: боль-
ший напор соответствует правильному направлению вращения
ротора.
В нерабочем состоянии электронасос должен быть заполнен мас-
лом. Пускать в работу насос можно только при условии, что он полно-
стью заполнен трансформаторным маслом и из него и системы охла-
ждения удален воздух.
Электронасос предназначен для работы в продолжительном
режиме.
Основные характеристики электронасоса 2ТТ-16/10
Производительность, м3/ч ........................ 16
Напор, м вод. ст................................. 10
Напряжение сети, В............................... 22
Потребляемая мощность, кВт...................... 0,1
Потребляемый ток, А............................. 3,:
Частота вращения ротора, об/мин ................. 29
Масса без масла, кг.............................. 50
16
10 ±0,5
220/380
0,82
3,5/2,0
2900
50
Контрольные вопросы
1. На каких электропоездах и для чего установлены электронасосы?
? 2. Где расположен электронасос?
' 3. Как устроен и работает электронасос?
4. Как определить правильное направление вращения ротора элект-
ронасоса?
Глава 7
Электрические аппараты силовых
цепей
7.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В силовых цепях электропоезда работают высоковольтные тяговые
аппараты. В отличие от аппаратов стационарных установок тяговые
аппараты подвержены резкому колебанию температуры окружающе-
го воздуха (от —50 до +40 °C), вибрациям, ударам, колебаниям напря-
жения по отношению к номинальному от 0,7 до 1,25, воздействию
влаги и пыли, обледенению и т.д. Поэтому аппараты электроподвиж-
ного состава должны иметь большой запас механической прочности,
повышенную устойчивость против тряски, слабую чувствительность к
резким температурным перепадам, внешнему загрязнению и обледе-
нению, ограниченную массу и размеры. Изоляция электрических ап-
паратов должна быть рассчитана на номинальное напряжение кон-
тактной сети или напряжение в той части цепи, где они установлены,
и иметь большую диэлектрическую прочность.
Аппараты с электропневматическим приводом рассчитаны на но-
минальное давление сжатого воздуха 5 кгс/см2 и должны нормально
работать при отклонениях давления от 3,75 до 6,75 кгс/см2 и темпера-
туре от —30 до +40 °C. При температуре от —30 до —50 °C допускается
увеличение времени действия электропневматических приводов в 1,5
раза по сравнению с номинальным.
Номинальным напряжением высоковольтных аппаратов считают
для электроподвижного состава постоянного тока 3000 В. а перемен-
ного — 25000 В для первичной высоковольтной цепи и 2200 В для ап-
паратов, включенных в силовую цепь после обмотки низшего напря-
жения тягового трансформатора.
Тяговые аппараты по назначению подразделяют на следующие
группы: аппараты токосъема — токоприемники и заземляющие уст-
ройства (устройства для отвода тока), осуществляющие подвижное
соединение цепей электроподвижного состава с контактной сетью и
колесными парами; коммутационные аппараты, предназначенные
для переключений в цепях тяговых электродвигателей, вспомогатель-
ных машин и электроотопления; пускотормозные и другие резисторы
Электрические аппараты силовых цепей
159
различного назначения; аппараты защиты электрооборудования от
коротких замыканий, перегрузок и перенапряжений и др.
Ниже рассмотрены устройство и принцип работы основных высо-
ковольтных аппаратов электропоездов.
7.2.	ТОКОПРИЕМНИКИ
Токоприемники служат для соединения контактного провода с элект-
рическими цепями электропоезда. Токоприемники устанавливают на
моторных вагонах и соединяют (для параллельной работы) шинами,
смонтированными на высоковольтных изоляторах на крышах вагонов.
Основным условием надежной работы токоприемника является
обеспечение надежного токосъема при больших скоростях движения
и значительных токовых нагрузках. Для хорошего токосъема сила на-
жатия полоза не должна быть меньше определенного значения. Чрез-
мерно малое нажатие приводит к искрению и даже к образованию
электрической дуги, что вызывает электрический износ контактных
поверхностей и возникновение помех в различных видах связи и теле-
видения. С другой стороны, большое нажатие увеличивает механиче-
ский износ провода и контактного устройства токоприемника.
Токоприемник не должен допускать отрыва от контактного прово-
да при увеличении высоты подвески (на станциях) и создавать силь-
ных ударов при уменьшении высоты (в пределах искусственных со-
оружений); не должен иметь парусность, те. под действием сильного
ветра не подниматься самопроизвольно и не вызывать опасного отжа-
тия контактного провода. Кроме того, механизм подъема и опускания
токоприемника должен быть прост и надежен в работе.
Токоприемники электропоездов постоянного и переменного тока
устроены одинаково. На электропоездах переменного тока устанавли-
вают токоприемники легкого типа, рассчитанные на ток продолжи-
тельного режима до 500 А, а на электропоездах постоянного тока —
тяжелого типа — до 2200 А. Поэтому токоприемники легкого типа
вместо двух полозов имеют один, зато более высокое напряжение
контактной сети (25 кВ) приводит к необходимости применять более
прочные в электрическом отношении изоляторы. Эксплуатируются
токоприемники ЛУ-13У, оборудованные полозами с угольными
вставками, и токоприемники более раннего выпуска Л-14М — полоза-
ми с медными вставками.
Токоприемник Л-1 ЗУ состоит из основания, подвижной системы,
верхнего узла и механизма подъема и опускания (рис. 7.1).
Основание 1 сварено из тонкостенных стальных швеллеров и укре-
плено на крыше моторного вагона на высоковольтных изоляторах.
160
Глава 7
Рис. 7.1. Устройство (а) и кинематическая схема (б) токоприемника Л-1 ЗУ
Электрические аппараты силовых цепей 161
Установочные размеры основания 800 х 1400 мм можно изменять с
помощью кронштейнов 2 на размеры 1450 х 1980 мм.
Подвижная система включает в себя нижние 3 и верхние 4 трубча-
тые рамы, соединенные шарнирно. Шарниры рам соединены медны-
ми гибкими токоотводящими проводами (шунтами), по которым
проходит ток. При отсутствии (обрыве) такого провода прохождение
тока через шарнир сопровождается небольшой электрической дугой,
которая вызывает недопустимый нагрев, подгары и оплавление его, а
также порчу смазочного материала.
Верхний узел состоит из кареток 6. установленных на верхних ра-
мах по одной с каждой стороны, и прикрепленного к ним полоза 5.
Основное назначение каретки — повысить качество токосъема при
проходе жестких точек и неровностей контактной сети. Каретки, не-
сущие полоз и допускающие свободу его вертикального перемещения
(55 мм), представляют собой упругую систему шарнирно связанных
рычагов и пружины. Основание 7 (рис. 7.2) каретки посажено на по-
перечные прутки 6, жестко связанные с верхними рамами. При подъ-
еме и опускании токоприемника расстояние между прутками меняет-
ся, поэтому в основании каретки сделаны прорези. С основанием
шарнирно соединены две серьги 5, а с ними — верхняя планка 4 со
стойкой. На стойку с помощью оси 7 насажено коромысло 2, к кото-
рому болтами крепят полоз токоприемника. Верхняя планка с поло-
зом может перемещаться благодаря пружины 3 вниз и поворачивать-
ся относительно основания. Коромысло с полозом может поворачи-
ваться относительно оси 7.
Полозы изготовлены из оцинкованной листовой стали толщиной
1,5 мм. К рабочим поверхностям полоза крепят сменные контактные
пластины — контактные вставки (рис. 7.3).
На электропоездах ранних выпусков в качестве контактных вста-
вок полоза на токоприемниках применялись медные накладки в соче-
тании с графитовой смазкой. Необ-
ходимость в существенном сниже- нии расхода меди на электрифици- рованных дорогах была причиной разработки и внедрения контакт- ных вставок из самосмазывающих- ся материалов (угольных вставок). Длина рабочей части полоза принята равной 1270 мм с учетом того, что контактный провод для равномерного износа вставок по их длине подвешивают зигзагообраз-	7	/2	3 	 X.	-ЙЕЭ- \	/ >6 Рис. 7.2. Каретка токоприемника
ь Устройство и ремонт электропоездов
162
Глава?
2260
Рис. 7.3. Полоз токоприемника
но. По концам полоз имеет закругления книзу для лучшего прохожде-
ния воздушных стрелок и крестовин контактной сети.
Механизм подъема и опускания токоприемника. Чтобы поднять то-
коприемник, необходимо подать сжатый воздух в цилиндр 8
(см. рис. 7.1, о, б) пневматического привода, в котором находятся два
поршня и две опускающие пружины 12. При этом поршни будут рас-
ходиться и опускающие пружины сжиматься. При движении порш-
ней поворачиваются промежуточные валы 15 и связанные с ними по-
средством рычагов и тяг главные валы 11. В результате растянутые до
этого поднимающие пружины 7 сжимаются, осуществляя подъем
нижних и верхних рам токоприемника. Синхронизация поворота ва-
лов нижних рам осуществляется с помощью синхронизирующих тяг
9, 10 через рычаги 13, 14.
Чтобы опустить токоприемник, нужно выпустить сжатый воздух
из цилиндра в атмосферу. При этом находящиеся в сжатом состоянии
опускающие пружины сблизят поршни, штоки которых через ту же
систему рычагов передадут усилия на главные валы 11. В результате
главные валы, поворачиваясь в обратном направлении, растягивают
подъемные пружины 7 и токоприемник опускается.
Время подъема подвижной системы до максимальной рабочей вы-
соты обычно составляет 7—10 с, опускания — от 3 до 6 с. Необходимо,
Электрические аппараты силовых цепей
163
чтобы полоз быстро отрывался от контактного провода, а затем под-
вижные рамы плавно опускались на амортизаторы. Так же плавно, без
ударов, полоз должен приближаться к контактному проводу. Это
обеспечивается автоматическим регулированием скорости подачи
сжатого воздуха в цилиндр привода и выпуска его в атмосферу редук-
ционными устройствами.
Если на моторном вагоне установлен дополнительный резервуар
объемом 20 л, то токоприемник после продолжительного отстоя воз-
можно поднять без запуска вспомогательного компрессора.
Основные технические данные токоприемника Л-13У
Номинальное напряжение, В:
постоянного тока................................... 3000
переменного тока................................. 25000
Длительно допустимый ток, А:
при движении........................................ 500
при стоянке ....................................... 50
Наибольшая скорость движения, км/ч ................ 160
Давление сжатого воздуха, кгс/см1 2 3 4 5 6 7 8:
номинальное........................................... 5
наименьшее ....................................... 3,5
Нажатие на контактный провод, кге:
в верхнем рабочем положении, не менее ................ 6
в нижнем рабочем положении, нс более................ 9
Время подъема до наибольшей рабочей высоты, с...... 7—10
Время опускания с наибольшей высоты, с ...........3,5—6
Полный ход каретки, мм.............................. 50
Масса токоприемника (без изоляторов), кг .......... 290
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен токоприемник?
2. Какие требования предъявляют к токоприемнику?
3. Чем обеспечивается надежный токосъем?
4. Из каких конструктивных узлов состоит токоприемник?
5. Какие требования предъявляют к контактным вставкам и какой
материал для них используют?
6. Каким образом осуществляется подъем токоприемника?
7. Как происходит опускание токоприемника?
8. Для чего и каким образом регулируют скорость подачи сжатого
воздуха в цилиндр привода?
164
Глава?
7.3.	ГЛАВНЫЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при ос-
мотре электрооборудования электропоезда, токоприемники должны
быть опущены. Чтобы исключить случайную подачу напряжения,
например в случае самопроизвольного подъема токоприемников,
обрыва контактного провода над токоприемниками, в силовой цепи
каждого моторного вагона постоянного тока имеется главный разъ-
единитель ГР (рис. 7.4, а), а переменного тока — заземлитель вто-
ричной обмотки тягового трансформатора ЗТ (рис. 7.4, б). С их по-
мощью отключают вручную обесточенную силовую цепь моторного
вагона от токоприемника и заземляют ее на время осмотра и ремон-
та высоковольтного электрооборудования.
Главный разъединитель ГР-1Б установлен в подвагонной камере и
представляет собой однополюсный переключатель ножевого типа с
ручным приводом. Разъединитель имеет два положения ножей: в
верхнем положении нож соединяет силовую цепь с токоприемником,
а в нижнем — разрывает и заземляет ее.
Перевод разъединителя из одного положения в другое выполняют
с помощью съемной реверсивной рукоятки контроллера машиниста.
Для этого на одной оси с ножом укреплен валик, имеющий снаружи
торцевой стенки камеры соответствующую головку, в которую руко-
ятка входит своим вырезом. В целях обеспечения надежного контакта
Рис. 7.4. Упрошенные силовые цепи моторных вагонов электропоездов по-
стоянного (а) и переменного (б) тока
Электрические аппараты силовых цепей
165
ножа с контактными зажимами ре-
версивная рукоятка может быть снята
с головки валика только после полно-
го включения ножа в одно из рабочих
положении.
Верхний контактный зажим разъе-
динителя, соединенный с токоприем-
ником, и держатель ножа установле-
ны на изоляционной панели. В ниж-
нем (горизонтальном) положении нож
соединяется с контактом, укреплен-
ном на заземленном кожухе камеры.
Для определения положения разъе-
динителя предусмотрен указатель и
табличка с надписями «Пантограф» и
«Земля», которые крепятся на наруж-
ной стенке камеры.
Разъединитель 1РВ.002 аналогичен
разъединителю ГР-1 Б.
Разъединитель ГР-2А (или заземли-
тель вторичной обмотки тягового
трансформатора) предназначен для
заземления вручную вторичной об-
мотки силового трансформатора. Он
представляет собой двухполюсный пе-
реключатель ножевого типа. На изо-
ляционной панели 7 (рис. 7.5) на фар-
форовых изоляторах 3 в изоляцион-
ных трубках укреплены стойки —
шпильки < в которых поворачиваются
два медных ножа 5. Ножи имеют два
положения. В верхнем положении че-
134
Рис. 7,5. Разъединитель ГР-2А
рез контактные зажимы 6 они соеди-
няют вторичную обмотку трансфор-
матора с «землей», в нижнем — фиксируются в рабочем положении.
В верхней и нижней частях панели имеются блок-контакгы 2 мос-
тикового типа (замыкающий и размыкающий), которые включаются
колодкой ножей. Блок-контакты при рабочем положении ножей изо-
лированы от силовой цепи на полное напряжение. Переключаются
ножи из одного положения в другое реверсивной рукояткой контрол-
лера машиниста.
166
Глава 7
Основные технические данные разъединителей
ГР-1Б ГР-2А
Номинальное напряжение относительно
заземленных частей, В .................. 3000	1100
Номинальное напряжение между силовыми
контактами, В .......................... 3000	2200
Номинальный ток, А...................... 400	200
Площадь сечения ножа, мм2 .............. 6x40 4x30
Число фиксированных положений........... 2	2
Масса, кг .............................. 10,3	16
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен главный разъединитель?
2.	Каким образом осуществляют переключения разъединителя?
3.	Сколько положений имеет главный разъединитель и как они фик-
сируются?
4.	В чем состоит конструктивное отличие главных разъединителей
ГР-1БиГР-2А?
7.4.	ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ КОНТАКТОРЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Контакты. В силовых высоковольтных аппаратах, рассчитанных на
большое число включений и отключений (выключатели, контакторы,
контроллеры), контакты имеют выпуклую Г-образную форму
(рис. 7.6, а). В процессе включения или отключения подвижный кон-
такт перекатывается по неподвижному, в результате чего происходит
притирание (самозачищение) контактов. Добавочный ход подвижно-
го контакта от точки А начального до точки В окончательного касания
с неподвижным, называется провалом контактов (измеряется в мил-
лиметрах). Расстояние между контактными поверхностями контактов
в разомкнутом положении называется раствором контактов (измеря-
ется в миллиметрах).
В низковольтных аппаратах применяют мостиковые контакты
(рис. 7.6,6) и скользящие контакты пальцевого типа (рис. 7.6, в).
Контактный мостик 2 (см. рис. 7.6, б), с припаянными к нему кон-
тактами 3, 5, находится на подвижной части аппарата (например,
кнопочного выключателя, реле). При включении аппарата такой мос-
тиковый контакт замыкает неподвижные контакты /, 6. Нажатие кон-
тактов обеспечивает пружина 4. На подвижной части аппарата могут
быть установлены несколько замыкающих или размыкающих конта-
ктов, каждый из которых включает или отключает свою электриче-
скую цепь.
Электрические аппараты силовых цепей
167
Рис. 7.6. Электрические контакты:
а — Г-образные; б — мостиковые, в — скользящие пальцевые
Скользящие контакты пальцевого типа применяют в блокировоч-
ных устройствах силовых контакторов. На неподвижной части аппа-
рата укреплен контакт — палец 2 (см. рис. 7,6, в), представляющий со-
бой плоскую стальную пружину, а подвижный контакт, выполненный
в виде медной пластины 7, укреплен на подвижной изоляционной ко-
лодке 3.
В разъединителях, плавких предохранителях применяют рубящие
контакты, состоящие из плоского медного или латунного ножа (под-
вижного контакта) и неподвижного контакта в виде стоек из упругого
металла.
В цепях управления электропоездов применяют герметичные кон-
такты — герконы, обладающие высокой износостойкостью и малым
временем их замыкания и размыкания.
Герконы выполнены в виде пластин 7, 3 (рис. 7.7) из железонике-
левого сплава (пермалоя) и размещены в герметичном баллоне 4, за-
полненном азотом с примесью водорода или гелия. При прохождении
тока по катушке 2 или нахождении в зоне действия постоянных маг-
нитов контакты замкнуты. Когда разомкнута цепь катушки 2 или пла-
стины геркона находятся вне действия поля постоянных магнитов,
контакты вследствие упругости пластин 7, 3 разомкнуты. Для повы-
шения надежности контакты геркона покрыты тонким слоем золота,
радия или серебра. Износостойкость герконов, размещенных в инерт-
ном газе, на два порядка выше, чем обычных контактов, работающих
на открытом воздухе, а время замыкания и размыкания в три раза
меньше.
Электрическая дуга и методы ее гашения. При разрыве электриче-
ской цепи, находящейся под током, возникает электрическая дуга,
168
Глава?
Рис. 7.7. Схема геркона
которая может привести к оплав-
лению и разрушению контактов, а
ионизация — к пробою и пере-
крытию изоляции. Для предот-
вращения этого дугу необходимо
быстро прервать.
Наиболее простым способом
гашения дуги является увеличе-
ние ее длины. При размыкании
цепей низкого напряжения со
сравнительно небольшими тока-
ми гашение обеспечивается соот-
ветствующим выбором раствора
контактов, между которыми возникает дуга. В этом случае дуга гаснет
без каких либо дополнительных устройств.
При размыкании силовых цепей длина дуги настолько велика, что
осуществить раствор контактов, соответствующий ее длине практиче-
ски невозможно, это потребовало бы очень больших габаритов аппа-
ратуры. Поэтому применяют специальные дугогасящие устройства,
принцип работы которых основан на принудительном удлинении, ох-
лаждении дуги и разделении ее на ряд отдельных коротких дуг.
Простейшее дугогасящее устройство, схематически представлен-
ное на рис. 7.8, а, состоит из дугогасительнои катушки 5, включенной
последовательно с контактами цепь разрываемого тока, дугога-
сительной камеры 7с полюсными наконечниками б, дугогасительных
рогов 4, 8.
Рис. 7.8. Схемы, поясняющие процессы дугогашения в контакторе
Электрические аппараты силовых цепей
169
В электрической цепи аппарата ток идет в следующем направле-
нии: от провода А через дугогасительную катушку 3, неподвижный
контакт 2, подвижный / к проводу Б. В момент разрыва цепи между
контактами возникает дуга. В тяговой аппаратуре электроподвижного
состава используются роговое и электромагнитное гашение дуги.
Роговое гашение дуги происходит при ее удлинении под действи-
ем силы воздушной тяги, появляющейся в результате поднимания на-
гретого дугой воздуха вверх, и электродинамических усилий,
растягивающих дугу 5 на дугогасительные рога 4, 8. Под действием
этих сил электрическая дуга быстро перемещается кверху, увеличива-
ясь подлине, и разрывается.
Электромагнитное же гашение дуги вызывается взаимодействием
электрической дуги с магнитным потоком, создаваемым дугогасящей
катушкой 3. Дуга, находящаяся в магнитном поле катушки с током,
ведет себя так же, как и проводник с током, т.е. магнитное поле стре-
мится вытолкнуть дугу из зоны своего действия в соответствии с пра-
вилом левой руки (рис. 7,8, б). Использование магнитного поля для
гашения дуги получило название магнитного дутъя.
Дугогасительная катушка изготовлена из шинной меди, намотан-
ной на ребро, и укреплена на стальном сердечнике. Для увеличения
области действия магнитного поля к сердечнику примыкают полюс-
ные наконечники 6 дугогасительной камеры, выполненные из листо-
вой стали.
Дугогасительная камера защищает от перебросов дуги на близрас-
положенные детали. Кроме того, ее стенки способствуют охлаждению
дуги. Изготовлена камера из асбоцементных листов, пропитанных
льняным маслом для улучшения изоляционных свойств, или из спе-
циальной дугостойкой керамики. Камеру закрепляют в полюсных на-
конечниках. Наконечники, касаясь сердечника катушки, образуют
магнитопровод, благодаря которому сокращается рассеяние магнит-
ного поля и магнитные потоки сосредоточиваются в дугогасящем
пространстве камеры. Размеры дугогасительной камеры определяют-
ся конечной длиной дуги.
В дугогасящих устройствах применяют щелевые или лабиринтно-
щелевые камеры. Щелевые камеры (рис. 7.9. а) обычно выполнены с
тремя продольными щелями, которые образованы двумя внешними 1
асбоцементными стенками и двумя внутренними 2 асбоцементными
перегородками, скрепленными болтами. Перегородки расщепляют
дугу на три параллельных пучка, которые, соприкасаясь со стенками
и перегородками, охлаждаются и деионизируются.
В лабиринтно-щелевых камерах (рис. 7.9, б) дуга более существен-
но удлиняется и охлаждается: помимо растягивания в плоскости ка-
4
170
Глава 7
Рис. 7.9. Расположение перегородок в дугогасительных камерах
меры, она зигзагообразно искривляется за счет лабиринтов 5, образо-
ванных стенками камеры.
Дугогасительные камеры некоторых контакторов снабжены деи-
онными решетками 4 (рис. 7.9, в), препятствующими выбросу пламе-
ни наружу, и резисторами 5, шунтирующими дуговой промежуток,
что уменьшает время гашения дуги. Деионная решетка установлена в
торце камеры и представляет собой набор отдельных стальных пла-
стин, изолированных друг от друга. Дуга, перемещаясь, разделяется
решеткой на большое число последовательных дуг, каждая из которых
имеет свое падение напряжения. В результате общее падение напря-
жения в дуге резко увеличивается. Число дуг равно числу пластин ре-
шетки и может быть выбрано таким, чтобы возможность устойчивого
горения дуги была полностью исключена.
Приводы контакторов. Контактор, имеющий привод для одного
подвижного контакта, называют индивидуальным. Для замыкания и
размыкания контактов используют ручной или дистанционный при-
вод. Ручной привод применяют в некоторых разъединителях, выклю-
чателях и контроллерах машиниста. К дистанционным приводам от-
носят электропневматический, электромагнитный, электродвига-
тельный и тепловой приводы.
Электропневматический привод. В простейшем случае пневматиче-
ский привод состоит из цилиндра / (рис. 7.10) и поршня 2, который
Электрические аппараты силовых цепей
171
связан с подвижным контактом 6. При откры-
тии вентиля 3 цилиндр соединяется с магист-
ралью сжатого воздуха 4, который перемещает
поршень в крайнее верхнее положение, в ре-
зультате чего контакты замыкаются. При за-
крытии вентиля объем цилиндра под порш-
нем соединяется с атмосферой и поршень под
действием возвратной пружины 5 возвраща-
ется в исходное положение — контакты раз-
мыкаются.
Электромагнитный привод. Работа элект-
Рис. 7.10. Схема
пневматического при-
вода
ромагнитного привода основана на взаимо-
действии магнитного поля, создаваемого не-
подвижной катушкой, по которой проходит
ток, и стального подвижного якоря. В элект-
рических аппаратах используют два типа магнитной системы: с пово-
ротным якорем и втягивающимся. В первом случае при прохождении
тока по катушке якорь притягивается к сердечнику катушки; во вто-
ром — втягивается в катушку соленоида (соленоид — проводник, сви-
тый спиралью, по которому пропущен электрический ток). К якорю
прикреплен на изолирующей колодке подвижный контакт. При от-
ключении тока якорь под действием отключающей пружины или соб-
ственного веса возвращается в исходное положение и подвижный
контакт разрывает электрическую цепь.
Электродвигательный привод. Этот привод преобразует вращатель-
ное движение якоря в поступательное движение контактов.
Тепловой привод. Основным его элементом является биметалличе-
ская пластина, которая состоит из двух слоев различных металлов,
жестко связанных по всей поверхности соприкосновения. Эти метал-
лы имеют разные температурные коэффициенты линейного расши-
рения.
При нагревании пластины проходящим через нее током происхо-
дит различное удлинение обоих слоев и пластина изгибается, вызывая
замыкание или размыкание контактов, соединенных с пластиной.
Контрольные вопросы
1.	Что называется провалом контактов и для чего он используется?
2.	Какие требования предъявляются к контактам и из каких матери-
алов их изготавливают?
3.	Что представляют собой герконы и какие преимущества они име-
ют перед обычными?
172
[лава 7
4.	Что называется индивидуальным контактором?
5.	В каких случаях в контакторах возникает электрическая дуга и чем
она опасна?
6.	На чем основан принцип гашения электрической дуги?
7.	В чем физическая сущность магнитного дутья?
8.	Из каких конструктивных элементов состоит дугогасительное уст-
ройство?
9.	Перечислите приводы, используемые для замыкания и размыка-
ния контактов.
7.5. ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ КОНТАКТОРЫ
Электропневматические контакторы предназначены для включения
и отключения силовых цепей тяговых двигателей, работающих в раз-
личных режимах. Применение в таких контакторах пневматического
привода с электрическим управлением обеспечивает большое кон-
тактное нажатие (15—60 кгс) и надежное соединение участков элект-
рических цепей при токах 350—500 А.
Контакторы, используемые на электропоездах, по конструкции и
принципу работы, в основном, аналогичны. Различаются они кон-
тактными системами, системами дугогашения, блокировочными уст-
ройствами.
В зависимости от назначения контакторы называют линейными,
мостовыми, тормозными, линейно-тормозными, переходными и ослабле-
ния возбуждения. Ниже приведены конструкции некоторых электро-
пневматических контакторов.
Контактор ПК-350В является однополюсным. На изоляционном
стержне 1 (рис. 7.11), являющемся несущей деталью контактора, уста-
новлены кронштейны 2, 7. На верхнем кронштейне 7 укреплены не-
подвижный контакт 6 и дугогасительная катушка 8, на нижнем крон-
штейне 2 — рычаг 4 с держателем подвижного контакта 13. При дви-
жении подвижного контакта рычаг 4 поворачивается на валике 3.
После соприкосновения подвижного контакта 13 с неподвижным 6
подвижный контакт под действием притирающей пружины 15 пово-
рачивается на валике 14. Держатель подвижного контакта соединен с
зажимом силового кабеля Б медным гибким шунтом 5, благодаря че-
му через валики 3 и 14 не проходит ток, который мог бы вызвать их на-
грев и электроэрозию. Держатель неподвижного контакта соединен с
зажимом силового кабеля А.
Система дугогашения контактора состоит из трехщелевой дугога-
сительной камеры 7/ с дугогасительными рогами и дугогасительной
катушкой 8. Одним из рогов служит кронштейн 10 неподвижного
Электрические аппараты силовых цепей
173
Рис. 7.11. Электропневматический контактор ПК-350 В
контакта, другой рог 12 закреплен в дугогасительной камере. Сталь-
ные полюсы 9. также закрепленные в дугогасительной камере, плотно
прижаты к сердечнику дугогасительной катушки и являются магнито-
проводом для магнитного потока гашения дуги.
Включение контактора осуществляется пневматическим приво-
дом, управляемым элекгропневматическим вентилем (см. параграф
8.3). При подаче питания на катушку вентиля открывается его впуск-
174
Глава 7
ной клапан и в цилиндр 21 привода поступает сжатый воздух. Пор-
шень 19 начинает перемещаться и через шток 18 и тягу 16 приводит в
движение подвижный контакт 13. В результате происходит касание,
притирание и полное включение контактов 13 и 6. При этом ток идет
от вводного кабельного зажима А через дугогасяшую катушку 8, контак-
ты 6, 13, гибкий медный шунт 5 к выводному кабельному зажиму Б.
Для отключения контактора достаточно обесточить катушку вен-
тиля. В результате через открывшийся выпускной вентиль цилиндр
привода через канал 20 будет соединен с атмосферой, и поршень под
действием пружины 22 переместится вниз, увлекая за собой тягу и
связанный с ней подвижный контакт. Возникающая при размыкании
контактов электрическая дуга, переходя на дугогасительные рога, рас-
тягивается, охлаждается стенками дугогасительной камеры и гаснет.
Контактор имеет блокировочное устройство /7 для электрической
связи с другими аппаратами. Оно состоит из блок-контактов пальце-
вого типа (пружинных контактных пластин) и медных сегментов.
Пальцы (неподвижные контакты) установлены на деревянной колод-
ке, укрепленной на цилиндре привода, а медные сегменты (подвиж-
ные контакты) — на другой изоляционной колодке, связанной с тягой.
При включении и отключении контактора вместе с тягой перемеша-
ется колодка с медными сегментами, а скользящие по колодке непод-
вижные контактные пальцы замыкают или размыкают сегменты, про-
изводя переключения в низковольтных цепях других аппаратов.
Контактор ПК-306Тявляется двухполюсным. Он состоит из двух
самостоятельных контакторов, соединенных последовательно и име-
ющих общий электропневматический привод. Устройство каждого
контактора аналогично устройству контактора ПК-35ОВ. Элекгроп-
невматический же привод отличается большим внутренним диамет-
ром цилиндра. Это объясняется тем, что для включения двух контак-
торов необходимо большее усилие, действующее на шток поршня.
Кроме того, шток сдвоенного контактора соединен с двумя изоляци-
онными тягами, в результате чего обеспечивается одновременное
включение и отключение контакторов. Контактор имеет две дугога-
сительные трехщелевые камеры.
Основные технические данные контакторов
Контактор.....................................ПК-350В	ПК-306Т
Номинальное напряжение, В.................. 3000	3000
Наибольшее напряжение, В................... 4000	4000
Номинальный ток, А......................... 250	250
Раствор контактов, мм ..................... 21—24	21-24
Провал контактов, мм....................... 9-12	9—12
Ширина контактов, мм....................... 20	20
Электрические аппараты силовых цепей 175
Диаметр цилиндра, мм ....................... 45	58
Ход поршня, мм.............................. 24,5	25,5
Нажатие контактов, кгс:
начальное.................................. 2—3	2-3
конечное ................................. 4,2—5	4,2—5
Контактор ПКУ-1 по устройству и принципу работы в основном
аналогичен контактору ПК-350В. Все детали собраны на пластмассо-
вом стержне 2 (рис. 7.12). Контактор имеет главные 5, 7 и дугогаси-
тельные 6 контакты. Подвижный контакт 5 при помощи гибкого мед-
ного шунта 4 подключен к выводу Б, а неподвижный контакт 7 — к
выводу Л. Дугогасительная катушка 8 включается только на время га-
шения дуги. При включенном контакторе она обесточена. Дугогаси-
тельная камера 10 лабиринтно-щелевого типа с параллельными лучами.
Принцип действия контактора следующий. При возбуждении ка-
тушки электропневматического вентиля 13 сжатый воздух поступает в
пневматический цилиндр /, вызывая движение поршня, а вместе с
ним и системы подвижного контакта вверх. При этом происходит за-
мыкание дугогасительных контактов 6, дугогасительная катушка 8
получает питание, хотя главные контакты 5, 7 еще разомкнуты. При
дальнейшем движении системы вверх замыкаются главные контакты,
а так как система еще некоторое время продолжает свое движение, то
держатель подвижных контактов поворачивается вокруг валика, вы-
зывая одновременно с притиранием главных контактов размыкание
дугогасительных контактов и обесточивание дугогасительной катуш-
ки. Во включенном положении главных контактов ток проходит по
цепи: подводящий кабель, зажим Л, неподвижный главный контакт 7,
подвижный главный контакт 5, медный шунт 4, кабельный зажим Б,
отводящий кабель.
При выключении контактора сжатый воздух из цилиндра через
вентиль выходит в атмосферу. Поршень и связанная с ним подвижная
система перемещаются вниз. До размыкания главных контактов про-
исходит поворот держателя подвижных контактов, в результате чего
замыкаются дугогасительные контакты, подключая дугогасительную
катушку. Затем происходит размыкание без тока главных контактов, и
только после этого размыкаются дугогасительные контакты и отклю-
чается дугогасительная катушка. Возникающая между дугогаситель-
ными контактами электрическая дуга переходит на дугогасительные
рога 3, 9, удлиняется, охлаждается и гаснет.
Контактор имеет блокировочное устройство, которое связывает
его с другими электрическими аппаратами. Оно состоит из малогаба-
ритных кулачковых контакторов 11, установленных на кронштейне
пневматического цилиндра, и кулачков 12.
176
Глава?
Рис. 7.12. Электропневматический контактор ПКУ-1
При движении штока вверх кулачки, связанные с ним, накатыва-
ются на ролики кулачковых контакторов, в результате чего происхо-
дят переключения в низковольтных цепях аппаратов.
Контактор ПКУ-2 — двухполюсный, состоит из двух самостоя-
тельных контакторов, имеющих общий пневматический привод. Уст-
ройство каждого контактора аналогично устройству контактора
ПКУ-1.
Электрические аппараты силовых цепей
177
Основные технические данные контакторов ПКУ-1, ПКУ-2
Номинальное напряжение, В .......................... 3000
Наибольшее напряжение, В ........................... 4000
Номинальный ток, А ................................. 250
Раствор главных контактов, мм ...................... 25,5-29
Раствор дугогасительных контактов, мм .............. 18—21,5
Нажатие контактов, кге:
начальное дугогасительных .......................... 1,5—3,3
конечное главных .................................. 12,5-18.5
Вспомогательные контакты:
номинальное напряжение, В ........................ 110
номинальный ток, А ................................ 10
раствор, мм....................................... 9—13
конечное нажатие, кге.............................. 0,55
Тип вентиля......................................... ВВ-2Г
Номинальное напряжение катушки вентиля, В........... 110
Номинальное давление сжатого воздуха, кгс/см2....... 5
Контактор 1КП-005 — однополюсный, представляет собой модер-
низированный контактор ПКУ. Изменения, внесенные в конструк-
цию, обеспечивают повышение его надежности в эксплуатации.
Все детали контактора смонтированы на изоляционном стержне 3
(рис. 7.13), укрепленном на стойке 7.
На стержне укреплены неподвижный контактный держатель 9, ци-
линдр привода 2 с электропневматическим вентилем 7, изолятор 4 с
подвижным контактным держателем 6. На упорах держателя установ-
лена плоскощелевая дугогасительная камера 12.
На неподвижном контактном держателе 9 укреплены главный не-
подвижный контакт 5*, дугогасительный неподвижный контакт 13 и
зажим А вводного кабеля. На специальной площадке неподвижного
главного контакта установлена изоляционная обойма, в которой за-
креплена дугогасительная катушка 10. Один вывод дугогасительной
катушки соединен с неподвижным контактом, другой — с верхним ду-
гогасительным рогом 11.
На подвижном контактном держателе 6 укреплены подвижный
главный контакт 8, подвижный дугогасительный контакт 13 и гибкий
медный шунт 5, соединяющий подвижный контакт с зажимом Б вывод-
ного кабеля. Держатель в нужном положении удерживается с помощью
пружины 14, которая создает необходимое контактное нажатие.
Подвижный контактный держатель 6 соединен через ось с изоля-
тором 4, в котором закреплен шток пневматического цилиндра 2.
В отключенном состоянии контактора катушка 79 электропневма-
нвеского вентиля 7 обесточена и сжатый воздух не поступает под
178
Глава 7
Рис. 7.13. Контактор IКП-005
поршень пневматического цилиндра 2. При этом изолятор 4 находит-
ся в нижнем положении и главные и дугогасительные контакты ра-
зомкнуты.
При подаче питания на катушку вентиля сжатый воздух поступает
в цилиндр, в результате чего изолятор с контактным держателем 6 на-
чинает движение вверх и происходит замыкание дугогасительных
контактов 13. При дальнейшем движении изолятора контактный дер-
жатель поворачивается на оси, в результате чего происходит замыка-
ние главных контактов 8, размыкание дугогасительных контактов 13
и сжатие контактной пружины 14 и пружины внутри пневматическо-
го привода. Когда изолятор с подвижным контактом дойдет до упора
Электрические аппараты силовых цепей
179
в цилиндре, контактор считается включенным. Ток проходит по цепи:
вводной зажим А, неподвижный контактный держатель 9, главные
контакты 8, подвижный контактный держатель 6, гибкий медный
шунт 5, выводной зажим Б.
При снятии питания с катушки электропневматического вентиля
прекращается подача сжатого воздуха в цилиндр и под действием пру-
жины поршень вместе с изолятором 4 начинают движение вниз. В ре-
зультате замыкаются дугогасительные контакты 13, включая соеди-
ненную с ними последовательно дугогасительную катушку 10. При
дальнейшем движении изолятора вниз происходит размыкание дуго-
гасительных контактов. Возникающая электрическая дуга растягива-
ется, переходя на дугогасительные рога 11 и 15. При этом ток течет по
цепи: вводной зажим А, неподвижный контактный держатель 9, дуго-
гасительная катушка 10, дугогасительный рог 11, электрическая дуга,
дугогасительный рог 15, соединительный стержень, выводной зажим
Б. Дуга, занимая все больший объем дугогасительной камеры, охлаж-
дается, соприкасаясь с ее перегородками, и гаснет.
Имеющаяся на корпусе вентиля кнопка 18 позволяет путем нажа-
тия на нее подать сжатый воздух под поршень цилиндра без подачи
питания на катушку вентиля.
Контактор снабжен блокировочным устройством, которое работа-
ет следующим образом. При включении контактора направляющая
17, жестко соединенная с изолятором 4, двигаясь вверх, приводит в
действие (замыкает нормально разомкнутые и размыкает нормально
замкнутые) вспомогательные контакты 16(блок-контакты), включен-
ные в низковольтные цепи других электрических аппаратов. При от-
ключении контактора направляющая движется вниз, в результате че-
го происходит обратное переключение блок-контактов.
В блокировочном устройстве могут быть применены герконы
(см. рис. 7.7). При движении изолятора вверх, геркон оказывается в
поле действия постоянного магнита и контакты его замыкаются При
движении изолятора вниз контакты геркона оказываются вне поля
действия постоянного магнита и размыкаются.
Основные технические данные контактора 1 КП-005
Номинальное напряжение, В............................. 3000
Наибольшее напряжение, В.............................. 4000
Номинальный ток силовой цепи, А........................ 400
Раствор главных контактов, мм ........................ 28-32
Раствор дугогасительных контактов, мм.................. 7—9
Конечное нажатие, кге
главных контактов .................................. 14-18
вспомогательных..................................... 0,2
180
Етава 7
Номинальное давление воздуха, кгс/см .................. 5
Ход штока, мм ........................................ 40
Габаритные размеры, мм ........................... 570	х 88 х 660
Масса, кг..............................................20
Контрольные вопросы
I.	Для чего предназначены электропневматические контакторы?
2.	Назовите основные конструктивные узлы контактора ПК-350В
3.	Объясните 11ринцип работ ы контактора ПК-35ОВ при его включе-
нии и отключении.
4.	В какой последовательности проходит ток по деталям включенно-
го контактора9
5.	Д]я чего предназначено блокировочное устройство контактора и
как оно работает?
6.	Чем конструктивно отличается контактор ПКУ-1 от контактора
ПК-35ОВ?
7.	В чем принципиальное конструктивное огличие контактора
ПКУ-2 от контактора ПКУ-1 ?
8.	Что представляет собой система подвижных контактов и как она
работает при включении и отключении контактора9
9.	Какое блокировочное устройство имеет контактор ПКУ-1 и как
оно работает?
10.	Объясните принцип работы контактора 1 КП-005.
11.	Назовите путь прохождения тока по деталям контактора в момент
разрыва дутогасительных контактов
12.	Каким обра юм можно включить контактор без подачи питания на
катушку его электропневматического вентиля?
13.	Какие блок-контакты могут быть использованы в контакторах и
каким образом они производят переключения в низковольтных
цепях?
14.	Какими техническими данными характеризуются электропневма-
тические контакторы?
7.6.	ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОНТАКТОРЫ
Электромагнитные контакторы предназначены для включения и от-
ключения высоковольтных вспомогательных цепей. Так как гок вспо-
могательных цепей по сравнению с силовыми меньше и большого
контактного нажатия не требуется, конструкция электромагнитных
контакторов значительно проще, чем электропневматических. Отсут-
ствие пневматической части позволяет использовать их в электриче-
Электрические аппараты силовых цепей
181
ских цепях при отсутствии сжатого воздуха в пневматической сети
электропоезда (во вспомогательных машинах, в печах отопления и
пр.).
Основными частями электромагнитного контактора являются, си-
ловые контакты, производящие замыкания и размыкания высоко-
вольтных цепей, катушка и магнитопровод, состоящий из ярма, сер-
дечника и якоря. В электромагнитных контакторах используется сила
притяжения якоря к сердечнику электромагнита или сила втягивания
якоря в катушку соленоида.
Электромагнитные контакторы различаются конструкцией от-
дельных деталей, а также значениями тока и напряжения, на которые
они рассчитаны. Ниже приведены устройства некоторых высоко-
вольтных электромагнитных контакторов.
Контактор КМВ-104 смонтирован на изоляционной панели 3
(рис. 7.14), к которой прикреплен Г-образный магнитопровод (ярмо)
1. На сердечнике 12 магнитопровода установлена включающая ка-
тушка 2, рассчитанная на напряжение 50 В. К якорю 8 магнитопрово-
да прикреплен изолятор 9 с установленным на нем подвижным сило-
вым контактом (на рисунке не
виден). Неподвижный силовой
контакт (на рисунке не виден)
укреплен на дугогасительном
роге 4.
При подаче питания на ка-
тушку электромагнита якорь
притягивается к сердечнику и
происходит замыкание сило-
вых контактов. Отключается
контактор при снятии питания
с катушки под действием пру-
жины 11.
Дугогасительное устройство
контактора закреплено на изо-
ляционных стойках 7. Вместо
дугогасительной катушки в си-
стеме дугогашения использо-
ван постоянный магнит с двумя
скрепленными заклепкой по-
люсами 6, которые создают
магнитное дутье постоянного
(определенного) направления
Поэтому при подключении к
Рис. 7.14. Электромагнитный конта-
ктор КМ В-104
182
Глава?
контактору проводов требуется соблюдать полярность. При непра-
вильном их подключении электрическая дуга, возникающая при раз-
рыве силовых контактов, будет отклоняться не в дугогасительную ка-
меру 5, а на токоведущие части контактора, что недопустимо.
Кроме силовых, контактор имеет блокировочные контакты 10, за-
крепленные на изоляторе 9.
Основные технические данные контактора КМ В-104
Номинальное напряжение. В ........................... 3000
Наибольшее напряжение, В ............................ 4000
Номинальное напряжение включающей катушки, В........... 50
Раствор силовых контактов, мм ...................... 21—24
Провал силовых контактов, мм......................... 6—12
Нажатие силовых контактов (конечное), кге .......... 1—1,2
Номинальный отключаемый ток, А . ..................... 250
Предельный отключаемый ток, А......................... 350
Контактор КМВ-105 отличается от контактора КМВ-104 наличи-
ем в системе дугогашения дугогасительной катушки вместо постоян-
ного магнита. Включающая катушка контактора рассчитана на на-
пряжение 110 В. Технические данные контактора КМВ-105 аналогич-
ны данным контактора КМВ-104.
Контакторы 1КМ-015 и 1КМ-016 однополюсные. Контактор
1КМ-015 предназначен для коммутации цепей постоянного и одно-
фазного переменного тока частотой 50 Гн, а контактор 1 КМ-016—для
Рис. 7.15. Контактор lKM-016
коммутации цепей постоянно-
го тока.
Контактор 1КМ-016 смон-
тирован на изоляционной па-
нели 19 (рис. 7.15). На сердеч-
нике Г-образного магнитопро-
вода 22 установлена включаю-
щая катушка 21. На якоре 2
магнит онровода укреплен изо-
лятор 6 с подвижным силовым
контактом 11, который гибким
медным шунтом 7 соединен с
выводом 8. Неподвижный си-
ловой контакт 13 укреплен на
дугогасительном роге 16. Бло-
кировочное устройство 1 за-
креплено на якоре с помощью
пластины 24 и угольника 25.
Электрические аппараты силовых цепей
183
Для регулировки провалов блок-контактов отверстия под винты в
пластине 24 выполнены овальными. Между включающей катушкой
21 и изолятором 6 установлена отключающая пружина 5.
Дугогасительное устройство состоит из дугогасительной катушки
/7 с сердечником и полюсами 75, которая укреплена между двумя
изоляционными стойками 10. На сгойках смонтированы также дуго-
гасительный рог подвижного контакта и замок 12 плоскощелевой ду-
гогасительной камеры 14. Чтобы снягь дугогасительную камеру, руч-
ку замка /2 оттягивают в направлении, указанном на рисунке, и пово-
рачивают вокруг оси 20 по часовой или против часовой стрелки на
90е.
При подаче питания на включающую катушку 21 якорь 2, повора-
чиваясь вокруг оси 23, притягивается к сердечнику, в результате чего
замыкаются силовые контакты 7 / и 13. При этом ток протекает по це-
пи: кабельный зажим 18, дугогасительная катушка 17, силовые конта-
кты 13,11, медный шунт 7, кабельный зажим 8. Одновременно ролик
4 перемешается по изолятору 6 и поворачивает рычаг 3, что вызывает
переключение контактов блокировочного устройства 1.
При снятии питания с катушки 27 привода якорь 2 под действи-
ем отключающей пружины 5 поворачивав гея до упора 9, в результа-
те чего он отходит от сердечника, силовые контакты 77, 13 размыка-
ются, а контакты блокировочного устройства возвращаются в исход-
ное положение Обра дующаяся при размыкании силовых контакт ов
электрическая дуга под действием магнитного поля, созданного ка-
тушкой 7 7 и полюсами 15, перемещается в дугогасительную камеру
и гасится.
Основные технические данные контактора 1КМ-016
Номинальное напряжение, В ........................... 3000
Наибольшее напряжение, В ............................ 4000
Номинальный ток силовой цепи, А...................... 100
Раствор силовых контактов, мм........................ 21—24
Провал силовых контактов, мм ........................ 5-9
Нажатие силовых контактов (конечное), кге ........... 1—1,4
Номинальный ток вспомогательных цепей, А............. 6
Раствор вспомогательных контактов, мм ............... 6-10
Провал вспомогательных контактов, мм................. 3-5
Нажатие вспомогательных контактов, кге............... 0,2
Время отключения нс более, с ....................... 0,06
Габаритные размеры, мм.......................... 500	к 100 к 350
Масса, кг............................................ 14,5
184
Глава?
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены высоковольтные электромагнитные кон-
такторы?
2.	Какими особенностями обладают электромагнитные контакторы
по сравнению с электропневматическими?
3.	Назовите основные детали электромагнитного контактора.
4.	В чем физическая сущность принципа работы электромагнитного
контактора?
5.	Почему необходимо соблюдать требуемую полярность при под-
ключении проводов к контактору?
6.	В чем сходство и различие контакторов КМВ-104 и КМВ-105?
7.	Назовите путь прохождения тока через детали включенного конта-
ктора.
8.	Какими техническими данными характеризуются электромагнит-
ные контакторы?
7.7.	ГРУППОВЫЕ КОНТАКТОРЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Групповыми контакторами называют контакторы, состоящие из не-
скольких контакторных элементов, включаемых и отключаемых од-
ним общим приводом в определенной последовательности.
Применение групповых контакторов по сравнению с индивиду-
альными дает возможность упростить электрическую схему, повысить
ее надежность, сократить число блок-контактов, уменьшить массу и
стоимость переключающей аппаратуры.
Название группового контактора обычно связано с теми функция-
ми, которые выполняют его контакторные элементы. Например,
групповые контакторы, предназначенные для переключения силовой
цепи из тягового режима в тормозной, называют тормозными пере-
ключателями, групповые контакторы, переключающие ступени рео-
статов (резисторов) и ступени напряжения силового трансформатора. —
реостатными контроллерами, а контакторы, переключающие обмотки
возбуждения тяговых двигателей для изменения направления движе-
ния поезда, — реверсивными переключателями.
С помощью групповых контакторов при сравнительно небольшом
объеме электроаппаратуры обеспечиваются плавный многоступенча-
тый пуск и электрическое торможение тяговых двигателей, переклю-
чение ступеней напряжения силового трансформатора и т.д.
По роду привода групповые контакторы разделяют на аппараты с
ручным, электропневматическим и элекгродвигательным приводом.
Электрические аппараты силовых цепей
185
Основными конструктивными элементами группового контактора
являются кулачковый вал с насаженными на него кулачковыми шай-
бами, кулачковые контакторные элементы, которые взаимодействуют
с кулачковыми шайбами, привод, блокировочное устройство и кор-
пус.
Кулачковый вал группового контактора выполняют из стали. На
среднюю часть вала, имеющего квадратное сечение, насажены кулач-
ковые шайбы, прессованные из пластмассы. Благодаря специальной
конфигурации шайб (выступы и впадины), относительному располо-
жению их на валу при работе привода обеспечивается строгая опреде-
ленная последовательность замыкания и размыкания контактов. Ку-
лачковые валы опираются на шариковые подшипники, установлен-
ные в раму группового контактора.
Кулачковые контакторные элементы приводятся в действие с помо-
щью кулачковых шайб. Они непосредственно осуществляют замыка-
ние и размыкание электрических цепей. Принцип взаимодействия
кулачкового контакторного элемента с кулачковой шайбой поясняет-
ся рис. 7.16. При повороте кулачковой шайбы 7против часовой стрел-
ки ролик 1 катится по наружной окружности шайбы. При набегании
ролика на выступ шайбы происходит поворот рычага 6, в результате
чего включающая пружина 2 растягивается, контакты 3,4 размыкают-
ся. При сбегании ролика во впадину шайбы рычаг, поворачиваясь во-
круг оси под действием включающей пружины 2, замыкает подвиж-
ный контакт 4 с неподвижным 3.
В процессе замыкания и размыкания поверхности контактов
скользят друг по другу, в результате чего они зачищаются. Это дости-
гается благодаря тому, что подвижный контакт 4 монтируется на кон-
тактном рычаге 6 не жестко, а посредством шарнирной связи и между
держателем контакта и рыча-
гом установлена так называе-
мая притирающая пружина 5.
При набегании ролика вновь
на выступ шайбы контакты ра-
зомкнутся.
Кулачковые элементы ис-
пользуют для переключений в
силовых цепях, в цепях управ-
ления, а также для электриче-
ской связи (блокировки) груп-
повых контакторов с другими
аппаратами. Они могут разры-
вать цепи под током или обес-
Рис. 7.16. Схема, поясняющая прин-
цип взаимодействия кулачкового кон-
тактного элемента с кулачковой шай-
бой
186
Глава?
точенные, поэтому выполняются каке дугогасительными устройства-
ми, так и без них.
Кулачковый элемент КЭ-4Д используют для переключений в сило-
вых цепях. Он выполнен без дугогасительного устройства.
Основанием кулачкового элемента является изолятор 8 (рис. 7.17, а),
изготовленный из пластмассы. На оси 3, закрепленной на основании,
установлен рычаг 2. На одном плече рычага крепится держатель 5 с
подвижным контактом 6 и контактной (притирающей) пружиной 4, а
на другом плече — ролик /, который включающей пружиной 10 при-
жимается к рабочей поверхности кулачковой шайбы. Держатель не-
fl
Электрические аппараты силовых непеи
187
подвижного контакта 7 укреплен на изоляторе 8 с помощью вводного
зажима Л. Подвижный контакт гибким медным шунтом 9 связан с вы-
водным зажимом Б.
Кулачковый элемент КР-8А переключает силовые цепи под током,
поэтому в отличие от КЭ-4Д имеет дугогасительное устройство, кото-
рое состоит из дугогасительнои камеры / / (рис. 7.17, б), двух полюсов
13, дугогасительной катушки с сердечником 15, включенной последо-
вательно с неподвижным контактом 14. Подвижный контакт 12 паль-
цевого типа. Дугогасительное устройство крепится на изоляторе 17
двумя текстолитовыми планками 16.
38г.
Рис. 7.17. Кулачковые элементы КЭ-4Д (о), КР-8А (6). КР-ЗА (в) и КЭ-42 (г)
188
Глава 7
Кулачковый элемент КР-ЗА предназначен для переключении в це-
пях управления. Он состоит из прессованного изолятора 25 (рис. 7.17, в),
коробчатого рычага 22с роликом 23. Рычаг шарнирно укреплен на изоля-
торе с помощью стойки 24. В этом же рычаге на подпятнике 21 уста-
новлена контактная пластина 20с подвижным серебряным контактом
19 и гибким медным шунтом 26. Неподвижный контакт 18 представ-
ляет собой стальной болт, проходящий через изолятор, с напаянным
на шестигранной головке серебряным контактом.
Включение контактов и их притирание осуществляется пружиной
27, выключение — при набегании ролика на выступ кулачковой шай-
бы.
Кулачковый элемент КЭ-42 также предназначен для переключений
в цепях управления. Он состоит из изолятора 34 (рис. 7.17, г), двух не-
подвижных контактов 29, представляющих собой болты, проходящие
сквозь изолятор. К болтам крепят провода. На изоляторе шарнирно
укреплен рычаг 31 с роликом 32. На рычаге установлен контактный
мостик 28 с двумя подвижными контактами и притирающей пружи-
ной 30. Замыкание контактов осуществляется включающей пружи-
ной 33.
Основные технические данные кулачковых элементов
	КЭ-4Д	КР-8А	КЭ-ЗА	КЭ-42
Номинальное напряжение, В ....	. 750	750	250	110
Номинальный ток, А		. 220	100	30	20
Раствор контактов, мм		. 8-10	8-10	не менее	4 6-12
Провал контактов, мм		. 8-10	нс менее 8	2,5-3,5	2,5-3,5
Нажатие контактов, кге		. 4,5-5	5-5,5	0,25	0,5
Масса кулачкового элемента, кг..	. 1,85	2,85	0,22	0,15
Привод групповых контакторов может быть электропневматиче-
ским, электродвигательным или ручным, а в зависимости от числа
фиксированных позиций — двухпозиционным и многопозиционным.
Ниже рассмотрены некоторые из них.
Электропневматический двухпозиционный привод имеет два фикси-
рованных положения. Он представляет собой чугунный цилиндр 6
(рис. 7.18), в котором перемещаются два поршня 4, жестко связанные
штоком 5. Цилиндр с обеих сторон закрыт крышками 9, на которых
установлены электропневматические вентили 2, сообщающиеся с по-
лостью цилиндра каналом 3.
При подаче питания на катушку 1 левого вентиля сжатый воздух
поступает в левую полость цилиндра и передвигает поршни в крайнее
правое положение. При возбуждении катушки правого вентиля сжа-
тый воздух перемещает поршни в крайнее левое положение.
Электрические аппараты силовых цепей
189
Рис. 7.18. Элсктропневматический двухпозиционный привод
Поступательное движение поршней через сухарь 7, установленный
в штоке привода, и поводок 8, укрепленный в кулачковом валу, пере-
дается на кулачковый вал, в результате чего он поворачивается вокруг
своей оси в заданное фиксированное положение (по часовой стрелке
или против нее). Угол поворота вала при движении поршней из одно-
го крайнего положения в другое равен 45°. При этом кулачковые шай-
бы, напрессованные на кулачковый вал, замыкают или размыкают
контакты соответствующих контакторных элементов.
Электропневматический многопозиционный привод Л.Н. Решетова
устанавливают на моторных вагонах электропоездов, где групповые
контакторы размещены под вагоном и требуется по возможности ма-
логабаритный многопозиционный привод. Привод системы Л.Н. Ре-
шетова состоит из цилиндра 1 (рис. 7.19) с поршнями 3. соединенны-
ми общим штоком 6. Шток по концам имеет вырезы для установки
роликов 7, вращающихся в игольчатых подшипниках 8. С помощью
роликов движение поршней передается трехлучевой звезде 5, наса-
женной на вал 4, который вращается в шариковых подшипниках, за-
прессованных в подшипниковый щит 2.
Правая и левая полости цилиндра резиновыми трубопроводами 9
соединены через коллектор 11с электропневматическими вентилями
10, которые сообщаются с воздушной магистралью через регулиро-
вочные вентили 12.
Привод работает следующим образом. При подаче питания на ка-
тушку одного из вентилей 10сжатый воздух попадает в правую или ле-
вую полость цилиндра 1, давит на поршень 3 и перемещает его в край-
нее положение. При этом другой вентиль обесточен и сообщает вто-
рую полость цилиндра с атмосферой (поочередное питание катушек
достигается с помощью переключателей вентилей). При перемеще-
нии поршней и штока 6 из одного положения в другое один из роли-
190
Глава 7
Рис. 7.19. Электропневматический многопозиционный привод Л.Н. Реше-
това
ков 7 надавливает на луч звезды 5 и поворачивает ее на угол 60°. Если
первый электропневматический вентиль выключить и включить вто-
рой, то поршень, двигаясь обратно, другим роликом надавит на дру-
гой луч звезды (вследствие асимметрии звезды конец луча поднимает-
ся выше оси ролика) и повернет ее в ту же сторону на угол 60°.
Звезда соединена с кулачковым валом группового контактора зуб-
чатой передачей, передаточное число которой выбрано так, что при
повороте звезды на 60 вал поворачивается на 20°. Это соответствует
одной позиции кулачкового вала.
Поочередное питание катушек электропневматических вентилей
обеспечивает переключатель кулачкового или бесконтактного (герко-
нового) типов. Переключатель кулачкового типа состоит из трех ку-
лачковых шайб, насаженных на вал привода, и трех кулачковых кон-
такторов. которые поочередно замыкают цепи питания катушек вен-
тилей.
Электродвигателъный привод имеет ряд преимуществ перед элек-
тропневматическим приводом. Основным же является постоянство
Электрические аппараты силовых цепей
191
частоты вращения, тогда как у электропневматических приводов она
меняется в зависимости от состояния манжет, качества смазки и тем-
пературы. Двигатель привода имеет высокую частоту вращения, в свя-
зи с чем необходимо применять редукторы с большим передаточным
числом между валом двигателя и кулачковым валом контроллера. Та-
кие передаточные числа могут обеспечить многоступенчатые зубча-
тые или червячные передачи.
В качестве привода используются электродвигатели постоянного то-
ка с независимым возбуждением, питающиеся от цепей управления
Контрольные вопросы
1.	Что называется групповым контактором?
2.	Назовите основные конструктивные элементы группового контак-
тора.
3.	Что представляют собой кулачковые контакторные элементы? Как
они классифицируются?
4.	Каким образом происходят замыкание и размыкание контактов
. ft кулачковых контакторных элементов?
5.	Как устроен и работает двухпозиционный электропневматический
привод?
6.	Назовите основные конструктивные элементы многопозиционно-
го электропневматического привода.
7.	Как электропневматический многопозиционный привод обеспе-
чивает вращение кулачкового вала группового контактора в одну
# сторону?
7.8. РЕОСТАТНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ
Контроллер КСП-1А (контроллер силовой, пневматический) является
основным аппаратом автоматического управления тяговыми режима-
ми двигателей, т.е. переключает секции резисторов пускового реоста-
та, реостата ослабления возбуждения и группы тяговых двигателей с
последовательного соединения на параллельное; используется на
электропоездах постоянного тока ранних выпусков (без электриче-
ского торможения).
Контроллер представляет собой каркасную конструкцию, состоя-
щую из двух продольных стальных угольников 8 (рис. 7.20) и трех по-
перечных силуминовых рам 5, 7, 13, в подшипниках которых враща-
ется главный кулачковый вал с насаженными на него кулачковыми
шайбами. По обе стороны кулачкового вала на текстолитовых рейках
6 установлены 12 кулачковых элементов 5 типа КЭ-4Д, включенных в
192
Глава 7
Рис. 7.20. Силовой контроллер КСП-1А
силовую цепь, а на стальных рейках 1 / — десять кулачковых элемен-
тов 10 типа КР-ЗА, включенных в цепь управления. На средней 3 и
задней 7рамах закреплена изоляционная перегородка 4, разделяющая
противоположные ряды кулачковых элементов.
Вращением главного кулачкового вала контроллера управляет
пневматический многопозиционный привод 7, кулачковый вал кото-
рого воздействует на три кулачковых элемента 2 типа КР-ЗА. Враще-
ние с вала привода на главный кулачковый вал передается через зуб-
чатую передачу с передаточным числом 3:1. Малая шестерня зубчатой
передачи насажена на конец вала привода, а большое зубчатое колесо
12 — на главный кулачковый вал.
Реостатный контроллер работает следующим образом. При каж-
дом продольном ходе штока цилиндра привода (см. параграф 7.7)
звезда привода, а вместе с ней и шестерня будут поворачиваться на
60°. Вследствие различных диаметров сцепленных шестерни и боль-
шого зубчатого колеса главный кулачковый вал повернется на 20° по
окружности, что соответствует одной его позиции. Поворот вала с по-
зиции на позицию происходит благодаря поочередному питанию ка-
тушек вентилей 14, цепи которых замыкаются кулачковыми контак-
торами 2 привода. Для более четкой фиксации позиций на главном
кулачковом валу установлен механический фиксатор 9.
Для обеспечения равномерного вращения главного кулачкового
вала контроллера и возможности регулирования времени поворота
его с позиции на позицию служат регулировочные дросселирующие
винты 75.
Электрические аппараты силовых цепей
193
Контроллер 1КС-009 предназначен для автоматического управле-
ния режимами тяги и электрического торможения тяговых двигателей
переключением секций резисторов пускотормозного реостата и рео-
стата ослабления возбуждения; используется на электропоездах по-
стоянного тока с электрическим торможением.
Для компактности и более рационального использования подва-
гонного пространства контроллер имеет двухэтажную каркасную
конструкцию, состоящую из двух продольных стальных уголков 3
(рис. 7.21) и пяти поперечных силуминовых рам 2, 5, 14 и 16, I, в ко-
торых вращаются два кулачковых вала: главный /2 — в шариковых
подшипниках нижних рам 1, 5 и вал управления 13 — в шариковых
подшипниках верхних рам 14, 16. По обе стороны главного кулачко-
вого вала на текстолитовых рейках установлены 16 силовых кулачко-
вых элементов /0типа КЭ-4Д и один типа КР-9А (с дугогасительной
камерой). На стальной рейке верхних рам установлены 13 кулачковых
элементов 15 цепей управления. Для разделения противоположных
рядов силовых кулачковых элементов над главным кулачковым валом
укреплена изоляционная перегородка 11. Ввиду большой длины глав-
ного вала на средней раме 2 укреплена поддерживающая вал подвеска
с тремя игольчатыми подшипниками.
Вращением главного кулачкового вала 12 управляет электропнев-
матический многопозиционный привод 7 с бесконтактным (герконо-
вым) переключателем вентилей. Переключатель состоит из диска 8,
Рис. 7.21. Силовой контроллер ! КС-009
7 } «.'тройство и ремонт электропоездов
194
Глава 7
установленного на валу трехлучевой звезды привода, и контейнера с
герконом 9, находящегося в непосредственной близости от диска. В
диск вмонтированы шесть постоянных магнитов, расположенных по
его окружности через 60° друг от друга. На фиксированных позициях
вала один из магнитов находится напротив геркона; под действием
магнитного поля его контакты замкнуты. Когда геркон находится вне
поля действия постоянного магнита, его контакты разомкнуты. По-
очередное включение вентилей 6 обеспечивает поворот главного ку-
лачкового вала.
Вращение кулачковому валу управления 13 передается от главного
вала через зубчатую передачу /7 (две одинаковые текстолитовые шес-
терни) с передаточным числом 1:1. Поэтому вал управления повора-
чивается на тот же угол, что и главный.
В отличие от реостатного контроллера КСП-1А кулачковые валы
контроллера 1 КС-009 имеют 20 фиксированных позиций вместо 18 и
два механических фиксатора 4 вместо одного, работающего поочеред-
но через одну позицию.
Контроллер 1КС-006 установлен на электропоездах переменного
тока и предназначен для переключения ступеней вторичной обмотки
тягового трансформатора и секций резисторов реостата ослабления
возбуждения тяговых двигателей. Конструкция контроллера анало-
гична конструкции КСП-1А. По обе стороны главного кулачкового
вала установлены 14 кулачковых элементов силовой цепи КР-бАидва
КР-8А, а по обе стороны вала управления — восемь кулачковых эле-
ментов КР-ЗА. В отличие от контроллера КСП-1 Аего кулачковый вал
имеет 20 фиксированных позиций и приводится во вращение много-
позиционным приводом Л.Н. Решетова через зубчатую передачу с пе-
редаточным числом 10:3.
Основные технические данные реостатных контроллеров
Контроллер.........................
Номинальное напряжение силовой
цепи, В............................
Номинальное напряжение цепи
управления, В......................
Число позиций кулачкового вал а....
Угол поворота кулачкового вала на
одну позицию, град.................
Время вращения вала с первой по
последнюю позицию..................
Масса контроллера, кг..............
КСП-1А 1 КС-009 1 КС-006
3000	3000	2200
50	НО	НО
18	20	20
20	18	18
6-7	7-9	6-8
88	НО	НО
Электрические аппараты силовых цепей
195
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен реостатный контроллер КСП-1 А?
2.	Из каких конструктивных элементов состоит контроллер КСП-
1А? Сколько фиксированных позиций имеет его кулачковый вал?
3.	Для чего предназначен реостатный контроллер 1 КС-009 и в чем
его конструктивное отличие от контроллера КСП-1 А?
4.	Для чего предназначен контроллер 1 КС-006?
5.	Как устроен и работает контроллер 1 КС-006? Сколько позиций
фиксирует его кулачковый вал?
7.9. РЕВЕРСИВНЫЕ И ТОРМОЗНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Реверсивные и тормозные переключатели являются групповыми кон-
такторами с электропневматическим двухпозиционным приводом.
Они осуществляют переключения при отсутствии тока в силовых це-
пях. поэтому их контакторные элементы выполнены без дугогашения.
В отличие от реостатных контроллеров переключатели (как реверсив-
ные, так и тормозные) имеют только две фиксированные позиции: ре-
версивный — «вперед» и «назад»; тормозной — «ход» и «тормоз».
Реверсивный переключатель ПР-320А предназначен для изменения
направления движения поезда. Чтобы изменить направление враще-
ния якорей тяговых двигателей, необходимо изменить направление
тока либо в обмотках возбуждения, либо в обмотках якорей двигате-
лей, т.е. реверсировать их. Аппарат, посредством которого осуществ-
ляют реверсирование тягового двигателя, называют реверсивным пе-
реключателем, или реверсором. Контакты реверсора, как правило,
включают в цепь обмотки возбуждения. Это позволяет выполнить его
меньших размеров, так как напряжение на зажимах обмотки возбуж-
дения меньше, чем на зажимах обмотки якоря.
Реверсор представляет собой каркасную конструкцию, состоящую
из двух поперечных рам 5,12 (рис. 7.22), скрепленных двумя продоль-
ными уголками 6 и двумя текстолитовыми рейками 3, на которых ук-
реплены восемь силовых кулачковых элементов 8 типа КЭ-4Д и два
кулачковых элемента 10 типа КР-ЗА цепей управления. На передней
раме 12 укреплен двухпозиционный электропневматический привод
1. Кулачковый вал 9 вращается в подшипниках 4, запрессованных в
поперечные рамы. При вращении кулачкового вала силовые кулачко-
вые элементы управляются четырьмя кулачковыми шайбами 7, а ку-
лачковые элементы управления — одной шайбой 11.
При подаче питания на катушку одного из вентилей 2 сжатый воз-
дух поступает в соответствующую полость цилиндра и перемещает
196
Глава 7
Рис. 7.22. Реверсивным переключатель ПР-320А
поршни в одно из крайних положений. При подаче питания на ка-
тушку другого вентиля поршни переместятся в другое крайнее поло-
жение. При перемещении поршней в ту или иную сторону кулачко-
вый вал поворачивается по часовой или против часовой стрелки, пе-
реключая своими кулачковыми шайбами контакты соответствующих
кулачковых элементов «вперед» или «назад». Угол поворота вала с од-
ной позиции на другую составляет 45°.
Реверсор рекомендуется переключать только при неподвижном
электропоезде. В противном случае в тяговых электродвигателях бу-
дут возникать генераторные токи, которые могут привести к повреж-
дению двигателей и реверсоров.
Реверсивный переключатель ПР-320Б установлен на электропоез-
дах переменного тока и отличается от ПР-320Атолько тем, что катуш-
ки электропневматических вентилей привода выполнены на напря-
жение 110 В.
Реверсивно-тормозной переключатель 1 П-004 предназначен для пе-
реключения (без разрыва тока) цепей обмоток возбуждения тяговых
двигателей (для реверсирования двигателей) и силовых цепей с режи-
ма тяги на режим торможения и наоборот. Его устанавливают на элек-
тропоездах постоянного тока.
Реверсивно-тормозной переключатель представляет собой блоч-
ную конструкцию, объединяющую два аппарата: реверсор и тормоз-
ной переключатель, каждый из которых имеет самостоятельный элек-
тропневматический двухпозиционный привод. Оба аппарата собраны
Электрические аппараты силовых цепей
197
Рис. 7.23. Реверсивно-тормозной переключатель 1П-004
в блок при помощи двух стальных продольных угольников 5
(рис. 7.23), соединенных тремя поперечными рамами 6, 8, 12, и двух
реек 3. Средняя рама 8 является общей для двух аппаратов. Кулачко-
вый вал 10 реверсора установлен в подшипниках рам 12,8 и несет на
себе четыре кулачковые шайбы 1 Г. две шайбы переключают по два си-
ловых кулачковых элемента 9 и две — по одному блокировочному 2 (в
цепях управления).
Кулачковый вал 7 тормозного переключателя установлен в под-
шипниках рам 6, 8 и имеет шесть кулачковых шайб, которые пере-
ключают восемь силовых кулачковых элементов (по четыре с обеих
сторон кулачкового вала) и два элемента цепей управления (блок-
контакта).
Электропневматические двухпозиционные приводы / (реверсивно-
го) и 4 (тормозного) переключателей установлены на рамах 6,12. Конст-
рукции и принцип работы приводов одинаковы и рассмотрены выше.
Основные технические данные переключателей
Номинальное напряжение силовой
цепи,В ..............................
Номинальное напряжение цепи
управления, В........................
Число фиксированных позиций
кулачкового вала.....................
Угол поворота кулачкового вала из одного
рабочего положения в другое, град....
Число силовых кулачковых элементов ....
Тип силовых кулачковых элементов.....
Число кулачковых элементов управления ..
Тип кулачковых элементов управления ....
Масса аппарата, кг ..................
ПР-32ОА	ПР-320Б	1 П.004
3000	3000	3000
50	по	110
2	2	2
45	45	45
8	8	12
КЭ-4Д	КЭ-4Д	КЭ-4Д
2	2	6
КР-ЗА	КР-ЗА	КЭ-42А
41	41	67
198
Глава 7
Контрольные вопросы
1.	В чем принципиальное отличие реверсивных и тормозных пере-
ключателей от реостатных контроллеров?
2.	Для чего предназначены реверсивные переключатели?
3.	В цепь какой обмотки тягового двигателя включается реверсор и
почему?
4.	В чем принципиальное отличие реверсора ПР-320Б от ПР-320А?
5.	Для чего предназначен реверсивно-тормозной переключатель
1 П-004? Что представляет собой его конструкция?
7.10.	РЕЗИСТОРЫ И ИНДУКТИВНЫЕ ШУНТЫ
Резисторы. На электропоездах резисторы применяют в силовых цепях
для пуска и электрического торможения тяговых двигателей, ослабле-
ния возбуждения. Во вспомогательных цепях их применяют для огра-
ничения пускового тока вспомогательных машин, а также в качестве
дополнительных сопротивлений различных аппаратов и реле. Рези-
сторы собирают из элементов, которые объединяют в ящики или мон-
тируют на панелях и каркасах, отдельных или общих с аппаратами.
Фехралевыерезисторы КФ изготавливают изфехраля (сплава желе-
за, хрома и алюминия), обладающего высокими удельным сопротив-
лением, жаростойкостью (допускают перегревы до 700г) и механиче-
ской прочностью. В эксплуатации нагрев свыше 450° не допускается
по соображениям пожарной безопасности и сохранности окраски
оборудования, находящегося вблизи резисторов.
На моторных вагонах резисторы помещают под кузовом вагона
или на крыше для вентиляции их при движении встречным потоком
воздуха.
Резистор КФ состоит из катаной фехралевой ленты / (рис. 7.24, а),
намотанной в виде спирали на ребро и уложенной в направляющие
канавки двух керамических изоляторов 2, закрепленных на стальном
держателе 3. К концам спирали припаивают латунью плоские медные
выводы 4 с отверстиями для болтов, которыми крепят шины, соеди-
няющие элементы друге другом, и внешние кабели.
По назначению резисторы классифицируют на пусковые, тормоз-
ные, ослабления возбуждения и демпферные.
Пусковые резисторы выводятся из силовой цепи тягового двигате-
ля для увеличения частоты вращения якоря двигателя. Несмотря на
предусмотренное охлаждение, когда в цепь тяговых двигателей введе-
ны резисторы, езда на пусковых позициях ограничена по времени.
Рис. 7.24. Фехралевые резисторы:
а — блок резисторов ослабления возбуждения 1 БС.048; б — блок пускотормозных рези-
сторов 1БС.013
Особенно напряженным является пуск электропоезда после останов-
ки на подъеме, когда пусковой ток достигает больших значений.
Тормозные резисторы гасят электроэнергию, вырабатываемую тя-
говыми двигателями при электрическом торможении. Если в элект-
рических цепях одни и те же резисторы используются как в двигатель-
ном, так и в тормозном режимах, то их называют пускотормозными.
Резисторы ослабления возбуждения включают параллельно обмотке
возбуждения тягового двигателя д ля уменьшения магнитного потока с
целью увеличения частоты вращения якоря двигателя [см. ф-лу (3.8)].
Демпферные резисторы обычно используют для ограничения пуско-
вого тока электродвигателей вспомогательных высоковольтных машин.
Для удобства монтажа и расположения на вагоне резисторы КФ
монтируют по несколько штук в ящики или блоки.
Каждый резистор 2 (рис. 7.24, б) в блоке крепится держателем на
металлических стойках 7 с помощью стальных изолированных мика-
нитом шпилек 3. Между собой резисторы соединяются шинами 4.
200
Глава 7
Блок подвешивается под вагоном на изоляторах 5. Такую конструк-
цию имеют блоки резисторов ослабления возбуждения тяговых двига-
телей, блоки демпферных резисторов в цепи якоря двигателя преоб-
разователя, блоки пусковых резисторов расщепителей фаз.
На крышах моторных вагонов электропоездов постоянного тока
устанавливают комплект блоков пускотормозных резисторов. Каж-
дый блок состоит из шести резисторов 7 (рис. 7.24, в), прикрепленных
держателями 6 к стальным изолированным шпилькам 11. Шпильки
крепятся к опорным скобам 10, смонтированным на опорных изоля-
торах 9. Резисторы соединены шинами 8.
Резисторы малой мощности выполняют из элементов СР, состоя-
щих из фарфоровой трубки с винтовой канавкой на поверхности, на
которую намотана нихромовая или фехралевая проволока. К концам
проволоки припаивают медные выводы.
Для малых нагрузок на электропоездах применяют трубчатые эма-
лированные проволочные резисторы различных типов.
Индуктивные шунты. Для увеличения числа ходовых скоростных
характеристик регулируют возбуждение тяговых двигателей, включая
параллельно обмоткам возбуждения резисторы с индуктивным шун-
том (см. рис. 3.14). Резисторы обеспечивают заданное распределение
тока между обмоткой возбуждения и шунтирующей цепью в устано-
вившихся режимах работы, а индуктивный шунт — в переходных. Бла-
годаря индуктивному сопротивлению шунтов при переходных про-
цессах, имеющих место в результате кратковременных повышений
напряжения в контактной сети или отрывов полозов токоприемников
от контактного рельса, броски тока не оказывают вредного воздейст-
вия на тяговые двигатели.
Индуктивный шунт ИШ-104А (рис. 7.25) устанавливают на мотор-
ных вагонах электропоездов ЭР2. Он состоит из магнитопровода и на-
саженной на него обмотки. Магнитопровод выполнен из двух поло-
вин в виде буквы Н с воздушным зазором посередине. Болты 2 стяги-
вают обе половины, а болты 3 соединяют угольники 4, между которы-
ми зажат пакет листов 1 электротехнической стали толщиной 0,5—1 мм,
покрытых лаком для уменьшения вихревых токов. Обмотка состоит из
двух соединенных последовательно катушек б, выполненных из изо-
лированной медной или алюминиевой полосы, намотанной на ребро
с зазорами между витками для лучшего охлаждения. Между катушка-
ми и магнитопроводом установлены изоляционные прокладки 5. Для
включения индуктивного шунта в цепь служат выводы 7.
Индуктивный шунт ИШИ.001 устанавливают на электропоездах
ЭР2Р, ЭР2Т. В отличие от ИШ- КИА он имеет три последовательно со-
единенные катушки.
Электрические аппараты силовых цепей
201
Индуктивные шунты подвешены на четырех изоляторах к раме ку-
зова.
Основные технические данные индуктивных шунтов
ИШ-104А ИШИ.001
Номинальное напряжение, В........... 3000	3000
Номинальный ток, А..................35	165
Индуктивность, мГн, при токе 50 А... 240—350	80—100
Тоже притоке 100 А.................. 120—170	25—45
Масса, кг........................... 290	570
Контрольные вопросы
1.	Как классифицируются резисторы и для чего они предназначены?
2.	Что представляет собой резистор типа КФ?
3.	Как устроены блоки резисторов, установленные под кузовом и на
крыше вагона?
4.	Для чего предназначены индуктивные шунты и каково их устройство?
7.11.	ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
•
Заземляющие устройства (устройства для отвода тока) предназначены
для соединения высоковольтных электрических цепей вагона с колес-
ными парами, что необходимо для образования замкнутой силовой
цепи: тяговая подстанция — контактная сеть — токоприемник — высо-
ковольтные потребители — заземляющие устройства — колеса — рель-
сы — тяговая подстанция. При этом заземляющее устройство обеспе-
чивает прохождение тока через колесо, минуя буксовые подшипники.
202
Глава 7
А-А
Рис. 7.26. Заземляющее устройство моторного вагона
тем самым предотвращая их электроэрозию (разрушение вследствие
большой плотности тока).
Заземляющие устройства смонтированы на торцах буксовых кре-
пительных крышек 10 (рис. 7.26) по одному на каждую колесную па-
ру моторного вагона. Алюминиевый корпус 8 вместе с лабиринтной
крышкой 1 соединен с крепительной крышкой буксы шестью болта-
ми 2. Внутри корпуса установлен щеткодержатель 3 с щетками 7. К
торцу шейки оси 14 двумя болтами 13 прикреплено лабиринтное
кольцо 12. Лабиринтное уплотнение, образованное кольцевыми ка-
навками крышки 1 и кольца /2, защищает щетки от попадания на них
смазки, заполняющей полость буксы. К лабиринтному кольцу че-
тырьмя болтами, застопоренными лепестковыми шайбами, прикреп-
лен токосъемный диск 11. К контактной поверхности токосъемного
диска с помощью рычажного устройства 6 щеткодержателя прижима-
ются щетки.
Наконечники токоведущего провода и гибкие шунты щеток под-
соединены к контактному оцинкованному болту 9, изолированному
от корпуса текстолитовой шайбой и полихлорвиниловой трубкой, а
Электрические аппараты силовых цепей
203
снаружи токоподводящий провод защищен дюритовым шлангом, на-
детым на штуцер 15. Этим исключается прохождение тока через кор-
пус заземляющего устройства и буксовые подшипники и предотвра-
щается их электроэрозия.
От попадания пыли и влаги корпус 8 механизма заземляющего
устройства закрыт откидной крышкой 5 с резиновой прокладкой 4.
Крышка плотно прижата к корпусу двумя откидными болтами 16 с
гайками.
Для защиты людей от поражения электрическим током кузов мо-
торного вагона соединен гибким медным шунтом с рамой тележки.
Рама тележки таким же шунтом соединена с контактным болтом (за-
жимом) заземляющего устройства.
|.У	• •
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначено заземляющее устройство?
2.	Перечислите элементы электрической цепи, в которую включено
заземляющее устройство.
3.	Каким образом обеспечивается прохождение силового тока на
рельсы, минуя буксовые подшипники?
4.	Для чего и каким образом кузов вагона соединен с заземляющим
устройством?
Глава 8
Электрические аппараты
вспомогательных цепей и цепей
управления
8.1.	КОНТРОЛЛЕРЫ МАШИНИСТА
Контроллеры машиниста (контроллеры управления) служат для дис-
танционного управления работой тяговых электродвигателей при пу-
ске, электрическом торможении и реверсировании. Контроллеры ма-
шиниста имеют два вала: главный, управляемый главной несъемной
рукояткой или маховиком, и реверсивный, управляемый съемной ре-
версивной рукояткой.
Каждая рукоятка снабжена устройством, фиксирующим ее в раз-
личных положениях (позициях). Специальные механические блоки-
ровки не допускают ошибочных перемещений рукояток в процессе
управления электропоездом. Например, главную рукоятку нельзя пе-
ревести, если реверсивная находится в нейтральном (нулевом) поло-
жении, и, наоборот, машинист не может повернуть реверсивную ру-
коятку, пока главная находится не в нулевом положении. Благодаря
этому исключается возможность случайного реверсирования тяговых
двигателей под нагрузкой.
Реверсивную рукоятку делают съемной, ее можно вынуть только
при нулевом положении главной рукоятки. На электропоезд выдает-
ся только одна реверсивная рукоятка. Поэтому машинист при перехо-
де из одной кабины управления в другую обязательно поставит все ру-
коятки в нулевое положение. В противном случае работа электриче-
ских цепей при управлении составом с другого контроллера будет на-
рушена.
На электропоездах устанавливают контроллеры кулачкового типа.
Когда машинист переводит главную рукоятку контроллера с одной
позиции на другую, поворачивается связанный с ней главный кулач-
ковый вал. На вал насажен ряд фасонных дисков (кулачковых шайб)
с впадинами и выступами. Против каждой шайбы на стойках укрепле-
ны подвижные и неподвижные контакты (контакторные кулачковые
элементы), к которым присоединены провода цепей управления. Ес-
ли выступ кулачковой шайбы находится на ролике контакторного
элемента, то его контакты разомкнуты. Как только впадина кулачко-
Электрические аппараты вспомогательных цепей
205
вой шайбы подойдет к ролику, он провалится в нее и под действием
пружины контакты замкнутся, а значит, замкнется цепь, в которую
включен контакторный элемент, и соответствующий аппарат сработа-
ет.
Следовательно, очередность замыкания и размыкания проводов
цепей управления и, как результат, очередность переключения аппа-
ратов силовой цепи тяговых двигателей будут зависеть от взаимного
расположения впадин и выступов кулачковых шайб контроллера ма-
шиниста.
Ниже рассмотрены кулачковые контроллеры некоторых типов.
Контроллер машиниста 1 КУ-019. Каркас контроллера состоит из
основания 12 (рис. 8.1, а) и крышки <9, соединенных вертикальными
угольниками. На крышке (рис. 8.1, б) указаны обозначения и положе-
ния главного и реверсивного валов. На двух вертикальных рейках 7, 9
(см. рис. 8.1, а), прикрепленных к основанию и крышке, установлены
Рис. 8.1. Контроллер машиниста I КУ-019 (а) и
положения его главной и реверсивной рукояток (б)
206
[лава 8
кулачковые элементы 2, 10 типа КЭ-42, которые соединены с поезд-
ными проводами управления разъемом 13. С помощью реверсивной
рукоятки 4 управляют реверсивным валом 5, который имеет три фик-
сированные положения: «Вперед», нулевое и «Назад». Главный вал 6уп-
равляется главной рукояткой 7 и имеет одиннадцать фиксированных
положений: нулевое, маневровое, четыре ходовых и пять тормозных.
Главный и реверсивный валы представляют собой стальные стерж-
ни с насаженными на них кулачковыми шайбами 11.
Для исключения ошибочных действий машиниста валы сблокиро-
ваны друге другом блокировочным механизмом 3.
Устройство и принцип работы блокировочного механизма валов
поясняется рис. 8.2, а. При нулевом положении реверсивного 6 и
главного 7 валов ролик фиксатора 2 входит в среднюю впадину храпо-
вика 3, установленного на реверсивном валу. Одновременно хвосто-
вик фиксатора входит во впадину храпового колеса 7, установленного
на главном валу, и запирает вал в нулевом положении.
При установке реверсивной рукоятки в положение, соответствую-
щее направлению движения поезда, вместе с реверсивным валом по-
вернется храповик 3, в результате чего ролик фиксатора выйдет из
средней впадины храповика и войдет под действием пружины 4 в бо-
лее глубокую впадину. При этом хвостовик фиксатора выйдет из впа-
дины храпового колеса, дав возможность главному валу поворачи-
ваться.
Рис. 8.2. Механизм блокировки
кулачковых валов (а) и блокировоч-
ный механизм безопасности (б)
Электрические аппараты вспомогательных цепей
207
Перевод реверсивной рукоятки в нулевое положение возможен
при нулевом положении главной, так как в этом случае впадина хра-
пового колеса будет находиться против хвостовика фиксатора.
Фиксатор 5 служит для фиксаций позиций главного вала, когда ре -
версивный вал находится в положении «Вперед» или «Назад».
В главную рукоятку 8 контроллера машиниста встроено устройст-
во безопасности. При нажатии машинистом на кнопку 11 (рис. 8.2, б)
вместе с ней, преодолевая сопротивление пружины /2, перемещается
ось 13, которая, надавливая на ролик микропереключателя 9, замыка-
ет цепь блокировочного механизма безопасности. При этом раздается
щелчок. Максимальный ход кнопки — до соприкосновения с гори-
зонтальной площадкой головки 10. Ось скользит по ролику и удержи-
вает микропереключатель во включенном положении.
При управлении электропоездом кнопка главной рукоятка удер-
живается в рабочем положении рукой машиниста. При снятии руки
кнопка под действием пружины поднимается вверх, что вызывает вы-
ключение цепей управления и открытие клапана экстренного тормо-
t жения.
Контроллеры машиниста 1КУ-021 и 1КУ-023. По конструкции и
внешнему виду они аналогичны контроллеру 1КУ-019 и отличаются
от него числом фиксированных положений главной рукоятки и соот-
ветственно числом кулачковых элементов на главном валу.
Контроллеры машиниста 1 КУ-039. Каркас контроллера состоит из
крышки 3 (рис. 8.3) и основания 9, стянутых планками 4, 5, 8, 11, 12.
На крышке установлена панель 2 с обозначением направления движе-
ния поезда «Вперед», нулевое, «Назад», а также ходовых и тормозных
позиций. На планках 5,8,12 установлены кулачковые элементы КЭ-42.
Контроллер имеет реверсивный вал 13 и сдвоенный главный вал 6,10.
На реверсивный вал насажены кулачковые шайбы, храповик фиксации
позиций реверсивного вала и фиксатор позиций главного вала. Реверсив-
ным валом управляют с помощью съемной реверсивной рукоятки 14.
Главный вал разделен на две части 6 и 10, связанные зубчатой пе-
редачей с передаточным числом 1:1. На кулачковые валы насажены
кулачковые шайбы, шестерни. Главный вал имеет одиннадцать фик-
сированных позиций: нулевую, маневровую, четыре ходовых и пять
тормозных. Главным валом управляют с помощью маховика 1.
. Главный и реверсивный валы сблокированы друг с другом по анало-
гии с устройством блокировочного механизма контроллера 1 КУ-019.
Контроллер устанавливают в пульте управления. Соединение кон-
троллера с поездными проводами управления осуществляют разъе-
мом 7.
208
Глава 8
Рис. 8.3. Контроллер ма-
шиниста 1 КУ-039
Основные технические данные контроллера машиниста 1КУ-019
Номинальное напряжение, В ............... 110
Число фиксированных позиций:
главного вала ......................... 11
реверсивного вала ..................... 3
Тип кулачковых контакторов............... КЭ-42А
Число кулачковых элементов:
на главном валу ....................... 16
на реверсивном валу ................... 5
Нажатие на кнопку главной рукоятки
для срабатывания блокировки, кге........ 2,5
То же для удержания блокировки, кге ..... 1
Масса контроллера, кг.................... 25
Контрольные вопросы
1.	Какие функции выполняет контроллер машиниста?
2.	Сколько валов имеет контроллер машиниста; как они называются
и как ими управляют?
Электрические аппараты вспомогательных цепей
209
3.	Для чего предназначен блокировочный механизм валов и в чем его
’ сущность?
4.	Сколько фиксированных позиций имеет главный вал контроллера
1 КУ-019?
5.	Для чего предназначен блокировочный механизм безопасности и
как он выполнен?
6.	В чем конструктивное отличие контроллера машиниста 1 КУ-039
от 1КУ-019?
8.2.	КЛАПАН ТОКОПРИЕМНИКА
Клапан токоприемника предназначен для дистанционного управле-
ния подъемом и опусканием токоприемника, которое обеспечивается
впуском (при подъеме) или выпуском (при опускании) сжатого возду-
ха из цилиндра пневматического привода.
Клапан установлен в низковольтном шкафу моторного вагона и пред-
ставляет собой трехходовой кран с электропневматическим приводом.
Привод состоит из цилиндра 2 (рис. 8.4), в котором сжатым возду-
хом перемешается поршень 5, соединенный со штоком 4. К цилиндру
 крепятся два вентиля 7.
Кран состоит из корпуса 5, через который проходит притертая по-
воротная пробка 14. На хвостовике пробки 8, имеющем квадратную
головку, насажена звезда 7. В нижнюю часть корпуса крана ввернут
редукционный клапан 9 с регулировочным винтом 10.
Корпус крана и пробка имеют отверстия, посредством которых
при определенном положении штока 4 цилиндр токоприемника со-
единяется с резервуаром сжатого воздуха (подъем) или с атмосферой
через отверстие 16 редукционного клапана (опускание).
При подаче питания на катушку правого вентиля сжатый воздух
поступает в цилиндр привода и заставляет поршень 3 и шток 4 пере-
мещаться в крайнее левое положение. При этом ролик штока давит на
звезду 7, которая поворачивает пробку 14 и тем самым сообщает ци-
линдр привода токоприемника с резервуаром сжатого воздуха. В ре-
зультате происходит подъем токоприемника.
Отверстие в пробке сравнительно мало, поэтому скорость поступ-
ления воздуха в цилиндр небольшая и подъем токоприемника проис-
ходит медленно.
Для регулирования скорости подъема клапан токоприемника име-
ет регулировочный винт, который ввертьгвается в корпус клапана и
частично перекрывает отверстие для поступления сжатого воздуха в
цилиндр привода токоприемника.
210
Глава 8
v В атмосферу
Рис. 8.4. Клапан токоприемника КЛП-101
При подаче питания на катушку левого вентиля сжатый воздух пе-
ремещает шток в крайнее правое положение, что соответствует пово-
роту пробки 14 в положение, при котором цилиндр привода токопри-
емника сообщается с атмосферой и токоприемник опускается. Проб-
ку можно повернуть из одного положения в другое с помощью ревер-
сивной рукоятки, которую насаживают на квадратный хвостовик
пробки, вставляя в паз колпачка 6.
Скорость опускания токоприемника можно регулировать редук-
ционным клапаном. Он представляет собой стальную втулку, в кото-
рую помещен клапан 12 со сквозным отверстием //диаметром 1 мм.
Клапан прижат пружиной 11 к седлу 13.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
211
При выпуске сжатого воздуха из цилиндра привода токоприемни-
ка в атмосферу вначале клапан отжимается от седла давлением возду-
ха, выходящего через отверстие /5 диаметром 6,5 мм. В результате то-
коприемник быстро отрывается от контактного провода.
По мере опускания токоприемника давление в цилиндре его при-
вода падает и клапан 12 под действием пружины 1 / возвращается в ис-
ходное положение. После этого воздух медленно выходит через отвер-
стие 17 и токоприемник медленно опускается на свои опоры.
Силу нажагия пружины на клапан можно регулировать винтом 10.
Контрольные вопросы
I. Что представляет собой клапан токоприемника и для чего он пред-
назначен?
2. Объясните принцип работы клапана токоприемника
* 3. Для чего служит редукционный клапан?
4. Как регулируют скорость подъема токоприемника?
8.3. ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ВЕНТИЛИ
И
4
Электропневматические вентили являются составной частью всех
электрических аппаратов, приводимых в действие сжатым воздухом.
Они служат для управления на расстоянии впуском и выпуском сжато-
го воздуха в цилиндры приводов элекгропневматических аппаратов.
Электропневматическии вентиль (рис. 8.5) имеет два клапана —
впускной 4 и выпускной 5, а также три отверстия: нижнее — для при-
соединения к резервуару сжатого воздуха, среднее — для соединения с
пневматическим цилиндром привода аппарата и верхнее — для выпу-
ска сжатого воздуха в атмосферу.
Различают вентили включающего и выключающего типов. При
протекании тока по катушке 2 (рис. 8.5, а) вентиля включающего типа
якорь 1 нажимает на ствол выпускного клапана 3, преодолевая сопро-
тивление пружины 5. При этом запирается выпускной и открывается
впускной клапан 4, через который из резервуара поступает сжатый
воздух в цилиндр аппарата. При прекращении протекания тока по ка-
тушке впускной клапан 4 под действием пружины 5 прекращает пода-
чу воздуха из резервуара, а выпускной клапан 3, открываясь, сообща-
ет полость цилиндра с атмосферой.
Действие вентиля выключающего типа (рис. 8.5, б) обратное, а
именно: при протекании тока по катушке выпускной клапан 3 откры-
вается, а впускной клапан 4 закрывается, в результате чего цилиндр
212
Глава 8
Рис. 8.5. Схемы элсктропневматических вентилей включающего (о) и вы-
ключающего (б) типов
аппарата разобщается с резервуаром сжатого воздуха и соединяется с
атмосферой. При прекращении же тока в катушке выпускной клапан
3 закрывается, а впускной открывается и сообщает цилиндр привода
с резервуаром сжатого воздуха.
На электропоездах наибольшее распространение получили элек-
тропневматические вентили включающего типа.
Магнитопровод электропневматического вентиля ВВ-2 включаю-
щего типа состоит из Г-образного ярма / (рис. 8.6), якоря 4 и сердеч-
ника 2. На нижнюю часть сердечника 2 с катушкой 3 навернут сталь-
ной корпус 9. Корпус имеет отверстия, ведущие к резервуару сжатого
воздуха (впускное), к цилиндру аппарата и к атмосфере (выпускное).
Выпускное отверстие имеет резьбу, в которую ввертывается специаль-
ный винт. Этим винтом можно регулировать размеры выпускного ка-
нала.
Внутри корпуса 9 запрессовано бронзовое седло 10 с двумя прити-
рочными поверхностями для двух клапанов вентиля.
Впускной клапан /1 расположен под седлом; он отжимается кверху
бронзовой пружиной 12 так, что его притирочная поверхность, прижима-
ясь к нижней поверхности седла, разобщает верхнюю часть корпуса и ре-
зервуар сжатого воздуха. Пружину и впускной клапан предохраняет от
выпадания из корпуса пробка 13. Сердечник и якорь защищены от пыли
крышкой 6, в которую вмонтирована кнопка 5 для ручного включения
вентиля. При нажагии или отпускании этой кнопки осуществляются те
же операции, что и при включении или выключении катушки.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
213
Рис. 8.6. Электропневматический
вентиль ВВ-2 включающего типа
При подаче питания на ка-
тушку 3 якорь 4 нажмет на шток
8, в результате чего выпускной
клапан своей притирочной по-
верхностью прижмется к седлу
10 и разобщит цилиндр привода
и отверстие В атмосферу. Од-
новременно с этим выпускной
клапан, преодолевая сопротив-
ление пружины 12, надавит на
ствол впускного клапана 11. В
результате этого сжатый воздух
поступит из резервуара в ци-
линдр привода аппарата.
При снятии питания с ка-
тушки пружина 12, преодолев
вес обоих клапанов и якоря,
отожмет их кверху, в результате
чего поступление сжатого воз-
духа в цилиндр аппарата пре-
кратится и сжатый воздух вый-
дет в атмосферу.
В сердечнике 2 вентиля име-
ются два медных штифта 7, предотвращающие прилипание к нему
якоря под действием остаточного магнетизма.
Вентили ВВ-2 могут выполняться другой модификации, когда
сжатый воздух подводится не через боковое отверстие в корпусе вен-
тиля, а через нижнее. Тогда пробка 13 заменяется штуцером. Моди-
фикации вентилей ВВ-2, применяемые на клапанах токоприемников,
имеют еще дополнительную скобу над кнопкой ручного управления
вентилем для предотвращения случайного нажатия и непроизвольно-
го подъема или опускания токоприемника.
Элекгропневматический вентиль ВВ-3 отличается от вентиля
ВВ-2 расчетными данными катушек, имеет более мощную магнитную
систему и большие диаметры впускных и выпускных отверстий для
повышения быстродействия аппарата, а также снабжены медными
демпферными кольцами. При включении и отключении катушки
вентиля изменяющийся магнитный поток наводит в этих кольцах
вихревые токи. Их магнитный поток направлен встречно нарастаю-
щему или согласно со спадающим магнитным потоком катушки, что
приводит к смягчению работы клапанов.
214
Глава 8
Основные технические данные электропневматических вентилей
ВВ-2 ВВ-3
Номинальное напряжение, В.............. 50/110	50/110
Площадь сечения воздушного прохода, мм2:
впускного (нижнего) клапана............ 6	8
выпускного (верхнего) клапана........6,5	19
Ход клапана, мм........................ 0,9	1,3
Давление воздуха, кгс/см2:
номинальное............................ 5	5
наименьшее........................... 3,5	3,5
Масса вентиля, кг ..................... 2,2	2,4
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены элекгропневматические вентили?
2.	Как работает вентиль включающего типа?
3.	В чем состоит отличие вентиля выключающего типа от включаю-
щего?
4.	От чего зависит быстродействие вентиля? Каково назначение
демпферных медных колец?
8.4.	НИЗКОВОЛЬТНЫЕ КОНТАКТОРЫ
Для коммутации вспомогательных цепей и цепей управления приме-
няют низковольтные электромагнитные контакторы, приводом кото-
рых является электромагните подвижным контактом. Ниже рассмот-
рены устройство и принцип работы некоторых из них.
Электромагнитный контактор КМ-3. На изоляционной панели 10
(рис. 8.7, а) смонтированы подвижная часть контактора с включаю-
щей катушкой и неподвижная часть с дугогасительной системой.
Магнитопроводом контактора является Г-образное ярмо 75, сердеч-
ник 12 и якорь 3. Сердечник, на который насажена включающая ка-
тушка 77, ввернут в ярмо, укрепленное болтами к панели. На якоре
укреплен главный подвижный контакт 5, прижимаемый притираю-
щей пружиной 4.
Неподвижный главный контакт 6 соединен с дугогасительной ка-
тушкой 8. К сердечнику катушки прикреплены стальные полюсы ду-
гогасительной камеры 7. На изоляционной планке укрепленной на
хвостовике якоря с помощью винта 2 установлены подвижные вспо-
могательные блок-контакты 16, имеющие серебряные напайки, и
контактные пружины 17. Неподвижные блок-контакты представляют
собой закрепленные в панели шпильки 75, на концы которых навер-
нуты специальные гайки с серебряными контактами.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
215
Провода электрической
цепи, в которой установлен
контактор, подводятся к за-
жимам 9, 14, соединенным
с неподвижным и подвиж-
ным контактами.
При подаче питания на
включающую катушку 11
якорь 3 притянется к сер-
дечнику !2 и, сжимая вы-
ключающую пружину /,
замкнет подвижный кон-
такт 5 с неподвижным кон-
тактом 6. После соприкос-
новения этих контактов
под действием усилия при-
тирающей пружины 4 будет
происходить притирание
подвижного контакта к не-
подвижному.
При прекращении пита-
ния катушки усилие пру-
жины 1 заставит якорь 3
вернуться в первоначаль-
ное положение; контакты
при этом разомкнутся, а ду-
га, возникшая в момент раз-
мыкания, будет погашена в
дугогасительнои камере.
Регулирование тока сра-
батывания контактора осу-
ществляют путем измене-
ния зазора между сердечни-
ком и якорем поворотом
упорного винта 2. Для пре-
дотвращения магнитного
прилипания на якоре укре-
плена латунная прокладка.
Контакторы КМ-1 от-
личаются от контакторов
КМ-3 отсутствием блоки-
ровочного устройства. По
Рис. 8.7. Электромагнитные контакто-
ры КМ-3 (с) и КМ-15 (б)
216
Глава 8
устройству магнитной системы и системы дугогашения они аналогич-
ны контакторам КМ-3.
Контакторы КМ-1 и КМ-3 применяют в цепях постоянного и пе-
ременного тока.
Электромагнитный контактор КМ-15. Его применяют в цепях пе-
ременного тока. Все узлы контактора смонтированы на изоляцион-
ной панели /0(рис. 8.7, б). На Г-образном магнитопроводе 13 укреп-
лена включающая катушка 11, узел подвижного главного контакта 5,
закрепленного на якоре 3, узел неподвижного главного контакта 6.
дугогасительная камера 7, блокировочное устройство 16. На главные
контакты напаяны усиливающие контактные пластинки из металло-
керамики. Необходимое контактное нажатие обеспечивает пружина
4. Раствор главных контактов регулируют упорным винтом 2 и изме-
нением нажатия контактной пружины.
При подаче питания на катушку 11 контактор включается, а при
снятии питания выключается под действием отключающей пружины
/. Дуга, возникающая при отключении контактора, гасится в дугога-
сительной камере, снабженной деионной металлической решеткой.
Регулирование тока срабатывания контактора осуществляют изме-
нением натяжения пружины 1, а также изменением зазора между сер-
дечником и якорем с помощью упорного винта 2.
Основные технические данные электромагнитных контакторов
КМ-1
Номинальное напряжение, В......50
Пшвные контакты:
раствор, мм ...................8—10
провал, мм....................4—7
Контактное нажатие, кгс .......1,1—1.3
Вспомогательные контакты:
раствор, мм ....................—
провал, мм......................—
контактное нажатие, кгс ........—
Масса контакторов, кг ............3,5
КМ-3	КМ-15
110/50	220
6-8	8-10
5-7	3,5-5
1,1-1,3	2-2,5
5-7
0,16-0,22
2,7
3-5
1,3-3
0,1-0,15
5
Контрольные вопросы
1.	В каких электрических цепях используют низковольтные контак-
торы?
2.	Назовите основные конструктивные элементы контакторов.
3.	Объясните принцип работы электромагнитного контактора.
4.	Чем различаются контакторы?
5.	Каким образом регулируют раствор главных контактов и ток сра-
батывания контактора?
217
Электрические аппараты вспомогательных цепей
6
Рис. 8.8. Выключатель ВУ-223А
8.5.	ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

Для управления различными
электрическими цепями из ка-
бины машиниста и других слу-
жебных помещений применяют
выключатели управления, разъ-
единители, кнопочные выклю-
чатели, переключатели и про-
чую низковольтную коммута-
ционную аппаратуру. Все эти
аппараты имеют ручной при-
вод.
Выключатель ВУ-223А одно-
полюсный, рычажного типа с
мгновенным разрывом контак-
тов. В пластмассовом литом
корпусе 6 (рис. 8.8) смонтиро-
вано контактное устройство,
состоящее из подвижного 5 и
неподвижного 4 контактов. При повороте пластмассовой рукоятки 8 в
положение «Включено» или «Выключено» перекидной подвижный
контакт 5, находясь в призматическом вырезе рукоятки, мгновенно
под действием пружины замкнет или разомкнет неподвижный кон-
такт 4.
Выключатель имеет дугогасительную камеру 3 с катушкой 2.
Встроенный предохранитель /защищает коммутируемую выключате-
лем цепь от коротких замыканий. Корпус выключателя закрывается
пластмассовой крышкой 1.
Выключатель ВУ-226 выполнен с одним подвижным и двумя не-
подвижными контактами. В конструкции отсутствуют дугогаситель-
ная катушка и предохранитель.
Выключатели КУ предназначены для включения и отключения це-
пей отопления и вентиляции, вспомогательного компрессора, осве-
щения пульта и т.д. Для этого они имеют набор переключателей. Ру-
коятки переключателей 6 (рис. 8.9) расположены на общем валике 11
и включаются независимо друг от друга. Рукоятки помещены в корпус
/4, закрываемый крышкой 12. На корпусе около каждой рукоятки ук-
реплена табличка 8 с указанием цепи, которую она включает. В про-
резях рукояток находятся перекидные подвижные контакты 5 дугооб-
разной формы, которые соединены с выводными зажимами 2 гибки-
ми медными шунтами /. Контактное нажатие создает пружина 7. Не-
218
Глава 8
Рис. 8.9. Выключатель КУ
подвижные контакты 13 и выводные зажимы укреплены на изоляци-
онной планке 3.
При повороте рукоятки, когда ее осевая линия пересечет продоль-
ную ось пружины, подвижный контакт мгновенно перекинется и
замкнется с неподвижным.
Выключатель имеет съемную блокировочную рукоятку 4, находя-
щуюся в торце выключателя. При ее повороте валик 9 своими пальца-
ми 10 блокирует необходимые рукоятки.
Основные технические данные выключателей
ВУ-223	ВУ-226 КУ
Номинальное напряжение, В ....	... 250	250	НО
Раствор контактов, мм		... 14-17	16-17	8-10
Нажатие контактов, кге		... 0.2—0,4	0,2-0,4	0,3-0,5
Усилие включения рукоятки, кге	... 0,7-0,8	0,6-0,8	1,2-1,7
Число рукояток включения		... 1	1	5-9
Масса, кг 		... 0,7	0,4	5-6.5
Выключатель ВК-300 предназначен для исключения возможности
подъема на крышу моторного вагона и открытия дверей высоковольт-
ных шкафов при поднятом токоприемнике.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
219
Рис. 8.10. Выключатель ВК-300
В металлическом корпусе на изоляционных колодках установлены
неподвижные контакты 4 (рис. 8.10). На стальной оси 11 помещен ры-
чаг 2, на котором укреплены подвижные контакты 3 в сборе с кон-
тактной пружиной.
В верхней части на валике /установлен приводной рычажный ме-
ханизм, имеющий рычаг 6 с роликом 5. Валик 7 через сухарь связан с
поводком 9, который может свободно поворачиваться. Поводок име-
ет пружину 8 и шарик 10, опирающийся на планку 75.
Выключатель срабатывает следующим образом. При нажатии уп-
равляющего упора (кулачка) на ролик 5 усилие с рычага 6 через валик
передается на поводок 9. Поводок, перемещаясь, нажимает на одну из
защелок 16, вследствие чего защелка выходит из зацепления с план-
кой 15. Одновременно пружина 8 поводка через шарик 10 поворачи-
вает планку и с ней рычаг 2 с укрепленными на нем подвижными кон-
тактами. В результате происходит мгновенное размыкание цепей уп-
равления электропоездом с одновременной подачей питания на ка-
тушку отключающего вентиля клапана токоприемника. Токоприем-
ник опускается. В этом положении механизм удерживается второй за-
щелкой 16.
В исходное положение механизм возвращается под действием пру-
жины 14, когда усилие с рычага 6 будет снято.
Выключатель имеет один размыкающий и один замыкающий кон-
такты, которые обеспечивают двойной разрыв цепи. Провода подво-
дятся через отверстие 12 и подсоединяются к зажимам 1.
220
[лава 8
Рис. 8.11. Переключатель УП-5316 (а) и одна его секция (б)
Корпус выключателя надежно заземлен проводом площадью сече-
ния не менее 2,5 мм2, соединенным с винтом заземления 13.
Переключатель УП-5316 предназначен для отключения цепей уп-
равления моторного вагона, а также для сезонных переключений в
цепях заряда аккумуляторных батареи. Он состоит из двенадцати сек-
ций 3 (рис. 8.11), изолированных друг от друга пластмассовыми пере-
городками 6 и стянутых шпильками 2. Через все секции проходит
центральный валик 7, на хвостовике которого укреплена пластмассо-
вая рукоятка 4.
Каждая секция состоит из подвижных контактов 8, 12 с роликами
7 и неподвижных контактов 77?, укрепленных на изоляционной план-
ке 11. Подвижные контакты соединены с выводными зажимами 5
гибкими ленточными шунтами 13. На валике закреплены три пласт-
массовые кулачковые шайбы 9, с помощью которых при повороте ва-
лика осуществляется замыкание или размыкание контактов секций.
Переключатель имеет три положения: нулевое и два рабочих.
Переключатели УП-5317 и У П-5312 аналогичны по конструкции
УП-5316 и имеют соответственно 16 секций (32 контакта) и 6 секций
(12 контактов).
Пакетные выключатели и переключатели состоят из контактной
системы и переключающего механизма. Контактная система 7 пакет-
ного выключателя ПВ2-25 (рис. 8.12) набрана из отдельных секций —
пакетов, в пазах которых смонтированы неподвижные контакты 7 с
винтовыми зажимами для подключения проводов и пружинящие
подвижные контакты 8 с фибровыми искрогасительными шайбами 9.
Пакеты набраны на скобе 5 и закреплены стяжными шпильками 10.
Переключающий механизм расположен над контактной системой
в крышке переключателя. Он состоит из рукоятки 3 с приводным ва-
ликом 2, заводной пружины 4 для мгновенного переключения и пере-
ключающего валика 6.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
221
Пневматический выключа-
тель ПВУ-2 предназначен для
автоматического замыкания и
размыкания цепи управления
тяговыми двигателями в зави-
симости от давления сжатого
воздуха в тормозной магистра-
ли. Выключатель соединяется с
воздухопроводом тормозной
магистрали посредством пат-
рубка I (рис. 8.13). Сжатый воз-
дух от магистрали поступает
под поршень 2 и, оказывая на
него давление, стремится пере-
двинуть его вверх. Этому про-
тиводействуют пружина 5, от-
жимающая поршень вниз, и
пружина 5, отжимающая ниж-
ний шариковый фиксатор 4 к
кольцевой канавке поршня.
При достаточном давлении
сжатого воздуха на поршень
(4,5—4,8 кгс/см2) шариковые
фиксаторы 4, 6 отжимаются и
поршень быстро поднимается
Рис. 8.12. Пакетный выключатель
ПВ2-25
Рис. 8.13. Пневматический выключатель ПВУ-2
222
Глава 8
вверх до упора в бурт корпуса 7. В результате этого поворачивается
рычаг 12, который через рычаг 10 переключает кулачковый контак-
торный элемент 9, и контакты в цепи управления замыкаются. Элек-
трические провода цепи управления подсоединяются к зажимам 8 и
11, причем зажим 8 соединяется с неподвижным контактом, а зажим
11 — с подвижным.
При понижении давления сжатого воздуха до значений 2,7—
2,9 кгс/см1 2 3 4 5 * усилием пружины 5, преодолевающим противодействие
сжатого воздуха и усилия шариковых фиксаторов, поршень перемес-
тится вниз. Вследствие этого рычаг 12 повернется и переключит кон-
такторный элемент — контакты разомкнутся, цепь управления обес-
точится.
Основные технические данные выключателя ПВУ-2
Номинальное напряжение
контакюрного элемента, В......................... 110
Число замыкающих контактов....................... 1
Раствор контактов, мм ........................... 5—8
Ход штока, мм ................................... 5—6
Уставка аппарата, кгс/см2:
на замыкание контактов ......................... 4,5—4,8
на размыкание контактов ....................... 2,7—2,9
Масса выключателя, кг............................ 3,5
Выключатель ПВУ-4 (АВТ) предназначен для прекращения элект-
рического торможения и устранения опасности заклинивания колес-
ных пар при одновременном действии на моторном вагоне пневмати-
ческого и электрического тормозов, когда давление в тормозных ци-
линдрах превышает допустимое.
По устройству выключатель ПВУ-4 аналогичен ПВУ-2. Отличие
состоит в том, что вместо замыкающего контакта имеет размыкаю-
щий, для чего рычаг 10 повернут на 180°. Таким образом, при движе-
нии поршня вверх контакты размыкаются, а при движении вниз — за-
мыкаются.
'4
►
Контрольные вопросы
1. Как устроен и работает выключатель рычажного типа7
2. Для чего предназначен ВК-300 и как он работает?
3. Для чего предназначен переключатель УП-5316 и сколько подвиж-
ных контактов он имеет?
4. Как устроен и работает пакетный выключатель?
5. Для чего предназначены пневматические выключатели? Объясни-
те принцип их работы.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
223
8.6.	РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ
Регулятор давления АК-11Б предназначен для автоматического
включения и выключения мотор-компрессора с целью поддержания в
напорной магистрали давления воздуха в установленных пределах
(6,5—8,5 кгс/см2).
Регулятор представляет собой электрический выключатель мгно-
венного действия с пневматическим приводом. На пластмассовом ос-
новании 7 (рис. 8.14) укреплены неподвижный контакт 2, направляю-
щая /7 со штоком 14 и чугунный фланец 72, соединенный с напорной
магистралью.
224
Глава 8
Между фланцем и основанием установлена диафрагма 75 из ваку-
умной резины толщиной 2 мм. Со штоком шарнирно связан рычаг 75,
несущий на себе подвижный контакт 3. Этот контакт под действием
пружины 6 может занимать нижнее положение (замкнут с неподвиж-
ным контактом) и верхнее (упирается в винт 4, укрепленный на стои-
ке 5). Рычаг соединен со стойкой гибким медным шунтом 7. Подвиж-
ный и неподвижный контакты включены в цепь мотор-компрессора.
При давлении сжатого воздуха в напорной магистрали меньше
нижнего предела шток 14 под действием пружины 10 находится в
нижнем положении, контакты при этом замкнуты. При повышении
давления в напорной магистрали выше установленного предела диа-
фрагма поднимает шток вверх, сжимает пружину 10 и поворачивает
рычаг /5, в результате чего контакты размыкаются и мотор-компрес-
сор останавливается.
Уставку на отключение регулируют винтом 8, проходящим через
гайку 9 в планке, в которую упирается пружина, а на включение — из-
меняя раствор контактов винтом 4.
Основные технические данные регулятора АК-11Б
Номинальное напряжение, В ................... 220
Номинальный ток, А .............................. 20
Пределы регулирования уставки, кгс/см1 2 ........ 3-9
Давление воздуха для включения, кгс/см2.......... 6.5
Давление воздуха для отключения кгс/см’.......... 8,5
Раствор контактов, мм........................... 5-15
Нажатие контактов, кге........................... 0,4-0,5
Масса, кг........................................ 1,7
Контрольные вопросы
1 Для чего предназначен регуля гор давления АК-11 Б?
2. Каким образом регуляз ор АК-11Б поддерживает давление в задан-
ных пределах?
3. Каким образом регулирую! уставку регулятора давления на его
включение и отключение?
8.7. ТЕРМОРЕГУЛЯТОР И ТЕРМОКОНТАКТОРЫ
Терморегулятор и термоконтакторы применяют на электропоездах для
автоматического управления электрическими отопительными прибора-
ми и поддержания необходимого температурного режима в пассажирских
помещениях и кабинах машиниста, что позволяет создать нормальные
гишенические условия и сократить расход электроэнергии на отопление.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
225
Терморегулятор ТЖ-В предназначен для автоматического включе-
ния и отключения цепей отопления.
Работа его ост ювана на принципе расширения герметично замкну-
той в термопатроне жидкости. Терморегулятор имеет переключаю-
щий механизм, осуществляющий мгновенное замыкание и размыка-
ние контактов, и чувствительный орган, который в зависимости от
температуры окружающего воздуха воздействует на контактную сис-
тему, автоматически включающую или отключающую контактор цепи
отопления.
При повышении температуры воздуха в помещении жидкость
(трансформаторное масло), находящаяся в i ермопагроне 9 (рис. 8.15)
увеличивается в объеме и сжимает сильфон 8, вызывая перемещение
связанного с ним штока 7. Шток своим толкателем приводит в движе-
ние систему рычагов /, связанную с подвижным контактом, в резуль-
тате чего контакты 3 размыкаются. Одновременно через жестко свя-
занную со штоком систему привода 6 получает перемещение стрелка-
указатель 5.
S Устройство и ремонт электропоездов
226
Глава 8
При понижении температуры сильфон со штоком перемещается
вниз, что приводит к размыканию контактов и перемещению стрелки
в обратном направлении.
Мгновенное размыкание и замыкание контактов обеспечивается
постоянным магнитом 2 (для исключения возможности искрения на
них). Изменение пределов температур, при которых замыкаются и
размыкаются контакты, осуществляют винтом 4. Настройку регист-
рирующей (указывающей) части выполняют механизмом настройки
привода 6.
Терморегулятор отрегулирован на температуру в пассажирском са-
лоне +14 сС. При достижении этой температуры контакты терморегу-
лятора размыкаются и отключают печи. Замыкаются контакты при
температуре +12 °C.
В кожухе, которым закрыт терморегулятор, имеются отверстия для
доступа воздуха к термопатрону. Устанавливают терморегулятор в ме-
стах, имеющих среднюю температуру помещения, удаленных от ис-
точников тепла и холода, и обеспечивающих свободную циркуляцию
воздуха около прибора.
Соединительные провода терморегулятора подсоединяют к его ко-
робке зажимов К.
Основные технические данные терморегулятора ТЖ-В
Диапазон настройки контактной группы на
срабатывание, °C................................... 8—25
Погрешность срабатывания контактной группы, °C..... ±1
Номинальное напряжение, В.......................... ПО
Габаритные размеры, мм............................. 230 х 90 х 60
Масса, кг.......................................... 1
Термоконтактор А-1400 (с легкоплавким сплавом) предназначен
для отключения цепей отопления вагона при недопустимом повыше-
нии температуры в вентиляционных каналах в месте установки кало
риферов.
В круглое пластмассовое основание 4 (рис. 8.16, а) вмонтированы
контактные пластины 2, соединенные легкоплавким термоконтакгом 7
При достижении в вентиляционном канале температуры выше допусти -
мой он размягчается и под действием листовых пружин 3 разрывается.
Контактные пластины соединены с зажимами 5, к которым подводятся
провода защищаемой электрической цепи. После срабатывания термо-
контактор легко восстановить, вставив новый плавкий термоконтакт.
Термоконтакт изготовлен из сплава, содержащего (в процентах):
висмута 33,5, олова 33,5, свинца 33. Он контролирует температуру в
диапазоне 105—125 °C.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
227
Рис. 8.16. Термоконтакторы А-1400 (а) и ТК-52А (б)
Термоконтактор ТК-52Л предназначен для поддержания постоян-
ной температуры воздуха, поступающего от калориферов в потолоч-
ный вентиляционный канал салона и кабину машиниста. В потолоч-
ном канале установлены термоконтакторы ТК-52А-8 и ТК-52А-16,
которые автоматически поддерживают температуру от 8 до 16 °C. Ре-
гулировку температуры воздуха в кабине машиниста осуществляют
термоконтакторы ТК-52А-16 и ТК-52А-20. Для пожарной сигнализа-
ции используются термоконтакторы ТК-52А-80.
Термоконтактор представляет собой ртутный контактный термо-
метр — стеклянную капиллярную трубку с ртутью (рис. 8.16, б). В
трубку впаяны контакты из платиновой проволоки диаметром О, I мм.
Свободный объем над столбиком ртути заполнен водородом под дав-
лением 500 мм рт. ст. Ртуть замыкает контакты при температуре, ука-
занной на термоконтакторе. Например, в термоконтакторе ТК-52А-8
контакты замкнуты при температуре 8 °C и выше, а при снижении тем-
пературы воздуха в канале до 8 °C столбик ртути опускается и контакты
термоконтактора размыкаются, что вызывает включение калорифера.
Контрольные вопросы
I.	Для чего служит терморегулятор ТЖ- В?
2.	Назовите основные конструктивные элементы терморегулятора
тж-в.
228
Глава 8
3.	За счет чего обеспечиваются мгновенное включение и отключение
контактов ТЖ-В?
4.	Что представляет собой термоконтактор с легкоплавким сплавом и
как он работает?
5.	Где устанавливают термоконлакторы ТК-52А и что они собой
представляют?
8.8. ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛИ
На электропоездах для отопления пассажирских помещений и кабин
машиниста применяют электрические печи и калориферы.
Электрические печи ПЭТ в пассажирском салоне расположены на
полу под диванами. Печь имеетчетыре соединенных последовательно
нагревательных элемента 2 (рис. 8.17). Каждый элемент представляет
собой трубку с находящейся внутри нее проволочной спиралью. Труб-
ки заполнены кварцевым песком для предотвращения смешения спи-
Рис. 8.17. Электропечь ПЭТ
Электрические аппараты вспомогательных цепей
229
ралей при вибрациях. Они укреплены на и золяторах 4, помешенных в
стальной кожух 7 с отверстиями для лучшей теплоотдачи. Выводные
концы для подключения печи к цепи отопления крепятся к шпилькам
6, пропущенным через изолятор 5
Чтобы исключить возможность попадания под напряжение обслу-
живающего персонала в случае пробоя изоляции нагревательных эле-
ментов, кожух имеет контактный винт 3, через который он за земляет-
ся на кузов вагона. Заземление осуществляется через ножки кожуха и
установочные болты, которыми печь крепится к полу кузова.
В головном вагоне установлено 14 печей, в моторном — 20, в при-
цепном — 19.
Печи ПЭТ рассчитаны каждая на напряжение 750 В, мощность
1 кВт, потребляемый ток 1,4 А. Срок работы трубки не менее 600 ч.
При напряжениях в контактном проводе 3000 В печи включают по че-
тыре последовательно.
Электрокалориферы применяют для подогрева наружного воздуха,
поступающего в потолочный канал 1 (рис. 8.18). Элсктрокалорифер
представляет собой металлическую камеру в которой установлены пер
пендикулярно потоку воздуха трубчатые нагревательные элементы 2
(ТЭН-78А) мощностью 800 Вт каждый при напряжении 220 В. Нагрева-
тельные элементы выполнены в виде стальных тонкостенных трубок с
нихромовой спиралью внутри. Трубки плотно засыпаны песком.
Электрокалорифер находится в потолочном канале вагона и разде-
лен на две секции, расположенные в концах канала. Малая секция
Рис. 8.18. Расположение вентиляторов и электрокалориферов в вагоне
230
Глава 8
Рис. 8.19. Схема электрообог-
ревного триплекса
включается одновременно с электро-
печами и совместно с ними обеспе-
чивает температуру в пассажирском
помещении от П до 15 °C. Большая
секция поддерживает температуру
подаваемого в салон свежего воздуха
в пределах от 8 до 16 °C.
Общая мощность электрокалори-
феров на вагоне составляет
24,8 кВт. В связи с тем что калорифе-
ры являются очень мощными отопи-
тельными приборами, они функцио-
нируют только при работающих мо-
тор-вентиляторах 3, 4, Если вентиляторы не будут продувать через них
воздух, то возможны недопустимый нагрев и загорание обшивки вагона.
Электрообогревный триплекс применяют для предотвращения за-
потевания стекол кабины машиниста и образования на них инея. Па-
нели остекления окон представляют собой неразборную конструк-
цию силикатного электрообогревного триплекса, герметично запрес-
сованного в металлические рамки. Триплекс состоит из двух термиче-
ски обработанных (закаленных) полированных силикатных пластин
7, 2 (рис. 8.19) толщиной 5—6 мм, склеенных прозрачной эластичной
пленкой 5, предотвращающей появление осколков при механических
повреждениях пластин. Одновременно пленка является изоляцией
между двумя нагревательными элементами панели. На внутренние
поверхности пластин нанесено прозрачное токопроводящее покры-
тие 4,6. Покрытие ограничено серебряными шинами Э, выведенными
на зажимы А, Б, В штепсельного разъема, колодка которого установ-
лена на рамке панели для подключения к сети питания.
Питание к нагревательным элементам подводится через четырех-
позиционный переключатель, позволяющий осуществлять подогрев
стекол с различной интенсивностью.
В каждой кабине машиниста установлены две лобовые и две боко-
вые панели.
Контрольные вопросы
I.	Как устроена электропечь и какую номинальную мощность она
имеет?
2.	Для чего предназначены электрокалориферы и где их устанавливают?
3.	Каким образом выполняется электрообогрев стекол кабины ма-
шиниста?
Электрические аппараты вспомогательных цепей

8.9. МЕЖДУВАГОННЫЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Для соединения соответствующих одноименных высоковольтных и
низковольтных электрических цепей при формировании электропо-
езда для работы по системе многих единиц вагоны оборудованы меж-
дувагонными соединительными устройствами, каждый комплект ко-
торых состоит из розетки, штепселя и держателя выключенного
штепселя. Розетка и держатель закреплены на торцевой стенке ваго-
на. Между фланцем розетки и стенкой вагона проложено резиновое
уплотнение.
Низковольтные соединительные устройства. Розетки РУ-101А и
штепсели ШУ-101А служат для соединения 34 проводов цепей управ-
ления.
В чугунном корпусе 4 (рис. 8.20, а) розетки закреплены изоляцион-
ная панель 5 с латунными контактными гнездами (34 гнезда) и рычаж-
ный механизм 2 для запирания штепселя во включенном положении.
В алюминиевом корпусе 8 штепселя (рис. 8.20, б) с крышкой 7 за-
креплена изоляционная панель 9 с контактными штырями из бронзы
(34 штыря).
При соединении цепей штепсель вставляется выступами 6 в ползу-
ны 3 рычажного механизма розетки. Рычаг при этом находится в верх-
нем положении. При повороте рычага вниз ползуны направляют
штепсель в розетку, и когда все штыри плотно войдут в гнезда, рычаж-
ный механизм запрет штепсель. Штепсельное соединение рассчитано
на напряжение 220 В и ток продолжительного режима 20 А. Усилие
включения составляет не более 20 кге.
Рис. 8.20. Междувагонное соединение
низковольтных цепей:
а — розетка РУ-101 А; б — штепсель ШУ- 101А
232
Глава 8
Рис. 8.21. Мсждувагоннос штепсель-
нос соединение 2СШ.001
При выключенном штепселе
розетка закрывается крышкой 1
а сам штепсель для предохране-
ния от загрязнения и поврежде-
ний вставляется в держатель,
конструкция которого такая же,
как у розетки, но без электриче-
ских контактов.
Штепсельное соединение
2СШ.001 состоит из розетки
2РШ-001, штепсельной вилки
2BLU-001 и держателя 2ДШ-001
(розетки без контактного узла).
Корпус 1 (рис. 8.21) и крышка
2 розетки, а также корпус 3
штепселя выполнены из алюми-
ниевого сплава. Латунные гнезда
6 розетки и штыри 5 штепселя
укреплены на двух соединенных
винтами 7 изоляционных пане-
лях, между которыми установле-
на резиновая прокладка толщи-
ной 2 мм.
Крепление гнезд и штырей в панелях свободное, с возможностью
продольного и поперечного перемещения до 0,3 мм и углового до 5°,
что снижает усилие на приводе, уменьшает износ и электрическое со-
противление контактов. Розетка и штепсель имеют по 34 контакта, рас-
считанных на напряжение 220 В и ток продолжительного режима 25 А.
Рычажный механизм 4 разъема и соединения розетки со штепсе-
лем такой же, как и у соединения РУ-101 А, ШУ-101 А.
Основные технические данные штепсельных междувагонных
соединений цепей управления
РУ-101А	2СШ.001
ШУ-101А
Номинальное напряжение, В.............. 220	220
Номинальный ток, А...................... 20	20
Число контактов ........................ 34	34
Усилие для включения, кто, нс более .... 20	20
Масса розетки, кг ...................... 12	12
Масса штепселя, кг ...................... 4	4
Штепсельное соединение 2СШ.005 применяют для соединения
вспомогательных цепей трехфазного переменного тока напряжением
Электрические аппараты вспомогательных цепей
233
380 В. По конструкции оно аналогично соединению 2СШ-001, но в
отличие от него имеет по четыре гнезда и штыря, так как соединяет
три фазных провода, рассчитанных на ток 150 А и один нулевой на ток
50 А. Усилие включения составляет не более 10 кге.
Высоковольтные соединительные устройства. Комплект междува-
гонного высоковольтного соединения РСБ-ШС-20-16 рассчитан на
напряжение 3000 В. Он состоит из розетки и штепселя, предназначен-
ных для соединения одного провода.
Розетка РСБ-20-16Б представляет собой стальной литой корпус 1
(рис. 8.22. а) с крышкой 9 (на рисунке крышка поднята), внутри которо-
го укреплена изоляционная панель 2 с контактным бронзовым штырем 3.
Штепсель ШС-20- 16Б (рис. 8.22. б) также имеет корпус, в котором
на изоляционной панели укреплено контактное латунное гнездо 4.
Подвод провода к контактному гнезду осуществляется с помощью
гибкого шлангового провода.
В верхней части 8 корпуса розетки размещено электрическое блокиро-
вочное устройство (вспомогательные контакты) барабанно-поворотного
типа (рис. 8.22, в), которое размыкает цепи питания катушек высоко-
вольтных контакторов при разъединении межщувагонного соединения.
Блокировочное устройство обеспечивает плотное соединение гнезда
штепселя со штырем розетки лишь в том случае, когда имеющийся на
штепселе выступ 5 войдет в соответствующий паз 7розетки. Для этого не-
обходимо штепсель вставить до отказа в розетку и затем повернуть его по
часовой стрелке.
При повороте штепселя одновременно с помощью специального
водила поворачивается блокировочный барабан 11 вместе с сегмен-
Рис. 8.22. Мсждувагоннос высоковольтное соединение:
а — розетка РСБ-20- 16Б; б — штепсель ШС-20-16Б; в — блокировочное устройство
234
Глава 8
том /О, в результате чего замыкается цепь двух блок-контактов 12
пальцевого типа, соединенных с цепью питания катушки соответст-
вующего высоковольтного контактора. Цепь этой катушки таким об-
разом будет подготовлена к замыканию, которое может быть произве-
дено из кабины управления.
При разъединении междувагонного соединения штепсель необхо-
димо повернуть в обратном направлении. При этом повернется и бло-
кировочный барабан, в результате чего своим сегментом разомкнет
цепь блокировочных пальцев. Это обеспечит разрыв контактором вы-
соковольтной цепи до разъединения междувагонного соединения.
Крышка розетки снабжена пружиной, благодаря которой крышка
нажимает на штепсель и препятствует его выпадению из розетки. Для
этой же цели служит и пружинная защелка 6, размещенная снизу на
корпусе розетки.
Штепсель неработающего соединения вставляют в держатель, за-
пираемый поворотом рукоятки.
Штепсельное соединение имеет два исполнения (Б и В). В испол-
нении В на розетке установлен специальный винт, входящий в соот-
ветствующий паз штепселя. Это исключает возможность сочленения
штепселя исполнения В с розеткой исполнения Б, что предотвращает
включение машин и аппаратов на неправильную полярность.
Штепсельное соединение с розеткой 1РШ.006 и штепселем
1ВШ.006 отличается от рассмотренного выше только тем, что имеет
утолщенные уплотнения розетки и штепселя, обеспечивающие пыле-
влагонепроницаемость, и замок, удерживающий штепсель, включен-
ный в розетку, а при выключенном штепселе — крышку розетки.
Основные технические данные штепсельных междувагонных
соединений высоковольтных цепей отопления
РСБ-20-16	1РШ.006
ШС-20-16	1ВШ.006
Номинальное напряжение, В ............. 3000	3000
Число силовых контактов................... 1	1
Номинальный ток силовых контактов, А.... 45	45
Число вспомогательных контактов........... 1	1
Номинальное напряжение
вспомогательных контактов, В............. 50	ПО
Номинальный ток вспомогательных
контактов, А.............................. 1	5
Масса, кг:
розетки................................... П	12,5
вилки-штепселя ......................... 3,7	4,5
Электрические аппараты вспомогательных цепей 235
Контрольные вопросы
1.	Из каких конструктивных узлов состоит комплект междувагонно-
го соединительного устройства?
2.	Сколько электрических цепей соединяет низковольтное междува-
гонное соединительное устройство?
3.	Что представляет собой низковольтное междувагонное соедине-
ние 2СШ-001?
4.	Чем отличается междувагонное соединение 2СШ-005 от 2СШ-001 ?
5.	Для чего предназначен и что представляет собой держатель ЭД Ш-001 ?
6.	Сколько проводов соединяет высоковольтное междувагонное со-
единение?
7.	Для чего предназначено и как устроено блокировочное устройство
высоковольтного междувагонного соединения?
8.10. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Измерительные приборы предназначены для контроля параметров
работы оборудования электропоездов. К ним относятся амперметры
для измерения тока в цепи тяговых электродвигателей, а также заряд-
ного и разрядного токов аккумуляторной батареи; вольтметры для
контроля напряжения в контактном проводе, в цепях тяговых элект-
родвигателей, генератора управления и зарядного агрегата; счетчики
электрической энергии для учета электроэнергии.
В зависимости от принципа действия, положенного в основу уст-
ройства измерительного механизма, различают приборы магнитоэ-
лектрической, электромагнитной, электродинамической, ферроди-
намической и др. систем.
Приборы магнитоэлектрической системы устанавливают для изме-
рения тока и напряжения в цепях постоянного тока. Принцип дейст-
вия этих приборов основан на взаимодействии тока, проходящего по
катушке 5 (рис. 8.23, а), и магнитного поля постоянного магнита /.
Между полюсными наконечниками 2 неподвижно укреплен сталь-
ной цилиндр 3, который охватывает легкая алюминиевая рамка 6 с
намотанной на нее обмоткой (катушкой) 5 из изолированной медной
проволоки. Рамка укреплена на оси, связанной со стрелкой спираль-
ными пружинами 4. Через эти пружины к катушке подводится ток.
При пропускании тока / по виткам катушки в результате взаимо-
действия тока в проводниках и магнитного поля подковообразного
магнита возникает пара сил, поворачивающая катушку. Угол поворо-
та катушки, а следовательно, и стрелки прямо пропорционален вели-
чине тока, проходящего по катушке.
236
Глава 8
а
Рис. 8.23. Принципиальное
устройство магнитоэлектриче-
ского («) и электромагнитного
(5) измерительных механизмов
Приборы магнитоэлектрической системы пригодны для измере-
ний только в цепях постоянного тока. В самом деле, при пропускании
по катушке переменного тока подвижная часть прибора должна была
бы отклоняться то в одну, то в другую сторону. Но ввиду быстрых из-
менений тока в катушке подвижная часть, обладающая инерцией, не
будет успевать следовать за ними, и стрелка прибора останется непод-
вижной.
Магнитоэлектрические приборы являются наиболее чувствитель-
ными и точными из всех существующих приборов с непосредствен-
ным отсчетом (отсчетом по шкале).
Приборы электромагнитной системы устанавливают для измере-
ния тока и напряжения как в цепях постоянного, так и в цепях пере-
Электрические аппараты вспомогательных цепей
237
менного тока. Принцип действия этих приборов основан на взаимо-
действии магнитного поля, создаваемого катушкой, со стальным сер-
дечником, помешенным в поле этой катушки.
Ток, проходя по виткам катушки 7 (рис. 8.23, б), создает магнитное
поле и намагничивает два стальных сердечника: сердечник 8, укреп-
ленный неподвижно с внутренней стороны катушки, и сердечник 9,
закрепленный на оси прибора. Близлежащие края сердечников на-
магничиваются одноименно, и поэтому сердечник 9, отталкиваясь от
сердечника 8, будет поворачивать ось прибора. Угол поворота под-
вижной части и стрелки пропорционален квадрату тока, проходящего
по катушке. Поэтому электромагнитные приборы имеют неравномер-
ную (квадратичную) шкалу.
Простота конструкции, дешевизна, возможность выдерживать пе-
регрузку, пригодность для постоянного и переменного токов выгодно
отличают электромагнитные приборы от приборов других систем.
Измерение тока. Амперметры включают последовательно в элект-
рическую цепь, где производят измерение силы тока. Включение ам-
перметра не создает падения напряжения и потери энергии в цепи,
так как катушка прибора обладает очень малым сопротивлением (ма-
лое число витков большой площади сечения).
Для измерения значительных токов в силовых цепях тяговых дви-
гателей амперметр включают в цепь с помощью шунта, так как при
непосредственном включении через катушку прибора пойдет очень
большой ток и она сгорит. Шунт включают в цепь последовательно.
Параллельно ему включают амперметр (рис. 8.24, а). При гаком вклю-
чении через амперметр проходит только часть 1А измеряемого тока,
обратно пропорциональная его сопротивлению Rл, большая же часть
тока /ш проходит через шунт.
Шунт обладает значительно меньшим, чем катушка амперметра,
сопротивлением и представляет собой манганиновые пластины или
стержни, впаянные в медные или латунные наконечники. Зная со-
противления амперметра R4 и шунта 7?ш, можно по значению тока 14,
показываемому амперметром, определить измеряемый в цепи ток
I =	= V-	(80
где п = I/IA = (Ra + /?П,)//?П1 — коэффициент шунтирования, обычно
равный или кратный 10.
На токи до 100 А шунты помещают внутри прибора (внутренние
шунты). На большие токи шунты выполняют наружными и присоеди-
няют к амперметру при помощи проводов, сопротивление которых
точно выверено, так как иначе распределение токов будет другим и
измерение неправильным.
238
[лава 8
Приборы, которые постоянно работают с индивидуальным шун-
том, отградуированы с учетом его сопротивления, о чем делается над-
пись на шкале прибора. Обычно шунты используют с приборами маг-
нитоэлектрической системы для измерений в цепях постоянного
тока.	|
Для расширения пределов измерения токов амперметрами в цепях
переменного тока применяют трансформаторы тока.
Измерение напряжения. Для измерения напряжения между двумя
точками электрической цепи вольтметр присоединяют параллельно к
этим точкам. Катушку вольтметра выполняют с очень большим со-
противлением (большое число витков манганиновой проволоки ма-
лой площади сечения) с тем, чтобы через нее не проходил ток, вызы-
вающий падение напряжения и потерю энергии в цепи.
Для измерения значительных напряжении на участках цепи после-
довательно с вольтметром включают добавочный резистор R
(рис. 8.24, б), сопротивление которого значительно превышает сопро-
тивление катушки вольтметра Ry. При таком включении на вольтметр
приходится лишь часть Uv измеряемого напряжения, пропорцио-
нальная сопротивлению катушки вольтметра
Зная сопротивления добавочного резистора и катушки вольтметра,
можно по значению напряжения, показываемому вольтметром, опре-
делить напряжение С, действующее на участке цепи по формуле:
U—U^Ry+R^/Ry—Uyn,
(8.2)
где п = U/ Uу— Ry+ RJRy— коэффициент, показывающий во сколько
раз измеряемое напряжение U больше напряжения Uv, приходящего-
ся на вольтметр, т.е. во сколько раз увеличивается предел измерения
напряжения при применении добавочного резистора.
Добавочные резисторы используют для измерений в цепях посто-
янного тока и помещают внутри прибора или отдельно от него.
Для измерения высоких напряжений в цепях переменного тока
применяют измерительные трансформаторы напряжения.
Рис. 8.24. Схемы измерения тока (а) и на-
пряжения (6)
Измерение электриче-
ской энергии. Для учета
электроэнергии, получа-
емой электропоездом из
контактной сети и воз-
вращаемой в контактную
сеть при рекуперативном
торможении, применяют
счетчики электрической
энергии.
Электрические аппараты вспомогательных цепей
239
Рис. 8.25. Принципиальное устрой-
ство счетчика электроэнергии ферро-
динамической системы
На электропоездах постоян-
ного тока устанавливают счет-
чики ферродинамической систе-
мы Д-600 М, Д-621, номиналь-
ное напряжение которых со-
ставляет 3000 В. Принципдей-
ствия этих приборов основан
на взаимодействии магнитных
полей двух катушек: неподвиж-
ной (токовой) 4 (рис. 8.25),
включаемой в цепь последова-
тельно, и подвижной (катушки
напряжения) 6, включаемой
параллельно.
Токовая катушка выполнена
в виде медных шин, а катушка
напряжения имеет большое
число витков из тонкого прово-
да. Если обе катушки находятся
под током, то взаимодействие
их магнитных полей заставляет
подвижную катушку располо-
житься так, чтобы направление
ее магнитного поля совпало с
направлением поля неподвиж-
ной катушки.
Неподвижная токовая катушка разделена на две части, охватываю-
щие ферромагнитный сердечник 5. Подвижная катушка 6 состоит из
отдельных секций и расположена на якоре, выполненном в виде дис-
ка из изоляционного материала. Концы секций присоединены к кол-
лектору 7 (на рисунке эти соединения не показаны), по которому
скользят щетки из тонких серебряных пластин.
Принципиально ферродинамический счетчик работает как двига-
тель постоянного тока, обмотка якоря которого включена параллель-
но, а обмотка возбуждения — последовательно с потребителем элект-
роэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами
сердечника.
Тормозной момент создается в результате взаимодействия магнит-
ного поля постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающи-
ми в алюминиевом диске 3 при его вращении. В случае отсутствия
торможения диск благодаря инерции продолжал бы вращаться, заста-
вляя счетчик давать неправильные показания.
240
Глава 8
При протекании тока в контролируемой цепи подвижная катушка
поворачивается и приводит в движение счетный механизм 2. Надис-
ке счетчика имеется метка, а на циферблате стрелка, указывающая
направление вращения диска при движении поезда в режиме тяги
(слева направо). Во время рекуперативного торможения диск счетчи-
ка вращается в обратном направлении.	>
При движении электропоездов возможны сильные толчки и уда-
ры, вследствие чего щетки могут отскакивать от коллекторных пла-
стин. Под щетками будет возникать искрение. Для его предотвраще-
ния между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компен-
сация температурной погрешности осуществляется с помощью тер-
мистора Rf (полупроводникового прибора, сопротивление которого
зависит от температуры). Его включают последовательно с добавоч-
ным резистором R2 и параллельно катушке напряжения.
Чтобы уменьшить влияние тряски и вибрации на работу счетчи-
ков, их устанавливают на резинометаллических амортизаторах.
Индукционный счетчик СО-220 (однофазный с номинальным на-
пряжением 220 В) применяют на электропоездах переменного тока.
Счетчик имеет два электромагнита, между которыми расположен
алюминиевый диск. Токовая катушка включена через трансформатор
тока в первичную обмотку главного трансформатора последовательно
с нагрузкой, а катушка напряжения — к вспомогательной обмотке
трансформатора напряжением 220 В.
Переменный ток, проходящий по каждой из катушек, создает маг-
нитные потоки, пропорциональные напряжению и току нагрузки. Эти
потоки, как и ток, в течение каждой секунды многократно изменяют
свое направление и значение и, пронизывая алюминиевый диск счетчи-
ка, индуцирую! в нем вихревые токи. Взаимодействие магнитных пото-
ков и индуцированных в диске вихревых токов приводит диск во враще-
ние. Вращающий момент пропорционален потребляемой электросек-
цией мощности. При этом вращается его ось, которая через шестерни
редуктора передает движение счетному механизму счетчика.
При выключении тока диск тормозится подковообразным магнитом.
Электронный счетчик активной энергии Ф-440 (однофазный с но-
минальным напряжением 220 В) по сравнению с электромеханиче-
ским имеет повышенную точность и надежность работы. Он состоит
из блока печатных плат, блока питания и шагового двигателя с сумми-
рующим механизмом. Счетчик подключают через трансформатор на-
пряжения к однофазной сети переменного тока напряжением 25 кВ.
Измерение скорости. На электропоездах применяют регистрирую-
щие скоростемеры СЛ-2М и ЗСЛ-2М, являющиеся самопишущими
измерительными приборами. Они предназначены для непрерывных
Электрические аппараты вспомогательных цепей
241
измерений и показаний скорости движения, пройденного пути и су-
точного времени с одновременной записью на диаграммной денге, а
также регистрации давления в тормозной магистрали, направления
движения, наличия на локомотивном светофоре желтого, желтого с
красным и красного огней светофора и включенного положения авто-
стопа.
Скоростемер состоит из измерителя скорости, регистратора на-
правления движения, счетчика километров, регистрирующего меха-
низма, часов, регистратора давления воздуха в тормозном цилиндре,
контактного устройства.
Скоростемер собран в чугунном корпусе 3 (рис. 8.26), закрытом
передней крышкой 4, через стекло которой видны стрелки указателя
скорости 77 и часов 10, а также показания счетчика километров 12.
Для завода часов и перевода стрелок служит ключ 9. Прибор показы-
вает и регистрирует скорость
от 5 до 150 км/ч. Цена деления
шкалы указателя скорости
5 км/ч. Емкость счетного ме-
ханизма составляет 999 999 км.
Регистрирующий механизм
8 закрыт откидной крышкой 7
с замком 6. Через стекло
крышки видны писцы ленто-
протяжного механизма, кото-
рый приводится во вращение
от приводного вала 2. В левом
верхнем углу крышки смонти-
рована сигнальная лампа 5 ма-
ксимально допустимой скоро-
сти движения.
К регистратору тормозного
давления 1 воздух подводится
из тормозного цилиндра через
специальный штуцер 14.
В нижней части корпуса
скоростемера смонтирована
приставка с контактной груп-
пой и штепсельный разъем 13.
Скоростемер приводится в
действие от первой колесной
6
Рис. 8.26. Скоростемер СЛ-2М
пары головного вагона через
механический привод, кото-
рыи состоит из червячного редуктора 6 (рис. 8.27), телескопического
вала 5, конического редуктора 4 и промежуточных валов — нижнего 3,
наклонного 2 и верхнего /. Последний расположен в верхнем под-
шипниковом узле.
Червячный редуктор 6 с передаточным числом 11,5 расположен в
крышке правой (при движении кабины вперед) буксы первой колес-
ной пары головного вагона. Червячный вал редуктора получает вра-
щение через обгонную муфту от резьбовых пальцев, ввернутых в то-
рец шейки оси колесной пары. (Обгонная муфта отключает привод
скоростемера при движении головного вагона кабиной назад). Червяк
передает вращение валу червячного колеса, который через резинотка-
невый рукав соединен с телескопическим валом 5.
Телескопический вал передает вращение коническому редуктору 4
с передаточным отношением 1:1. Ведомая шестерня редуктора враща-
ет трубу нижнего промежуточного вала 3 и далее через наклонный вал
2 — верхний промежуточный вал /, опорой которому служит верхний
подшипниковый узел.
Верхний промежуточный вал приводит во вращение приводной
вал 2 (см. рис. 8.26) скоростемера.
Скоростемер расположен на пульте кабины машиниста с правой
стороны по ходу поезда.
Измерительные трансформаторы. Непосредственное включение
измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы
эти приборы опасными для прикосновения, поэтому измерительные
приборы и аппаратура автоматической защиты (реле) включаются
во вторичную цепь измерительных трансформаторов. Кроме того,
эти трансформаторы служат для расширения пределов измерения
Электрические аппараты вспомогательных цепей
243
приборов переменного тока подобно добавочным резисторам и
шунтам.
Для включения вольтметров и обмоток напряжения измеритель-
ных приборов и реле применяют трансформаторы напряжения, для
включения амперметров и токовых обмоток измерительных приборов —
трансформаторы тока.
Трансформатор напряжения по устройству сходен с силовым
трансформатором. Его первичную обмотку с большим числом витков
включают под измеряемое напряжение, а вторичную обмотку низше-
го напряжения замыкают на вольтметр и обмотки напряжения других
измерительных приборов.
Вторичное номинальное напряжение у всех измерительных транс-
форматоров напряжения одно и то же (стандартное значение) —100 В.
В целях безопасности обслуживающего персонала (при поврежде-
нии изоляции между обмотками) один зажим вторичной обмотки и
стальной кожух трансформатора напряжения заземляют.
Трансформатор тока со стороны первичной обмотки включают в
цепь измеряемого тока последовательно, а его вторичную обмотку за-
мыкают непосредственно на амперметр и токовые обмотки других из-
мерительных приборов. Число витков первичной обмотки во много
раз меньше числа витков вторичной обмотки.
Вторичный номинальный ток у всех трансформаторов тока имеет
одно и то же стандартное значение — 5 А.
В целях безопасности один зажим вторичной обмотки и стальной
кожух трансформатора тока заземляют.
Приборы, работающие постоянно с одним измерительным транс-
форматором, градуируются с учетом коэффициента трансформации.
Контрольные вопросы
1.	На чем основан принцип действия приборов магнитоэлектриче-
ской системы?
2.	В каких электрических цепях используют приборы электромаг-
нитной системы и на чем основан принцип их работы?
3.	К каким измерительным приборам подключают шунты и для чего?
4.	Для чего применяют и как включают добавочные резисторы?
5.	Какие приборы используют для измерения электрической энергии
и в чем состоит физическая сущность их работы?
6.	Какие параметры измеряет и фиксирует скоростемер?
7.	Каким образом работает механический привод скоростемера?
8.	Для чего используют измерительные трансформаторы?
9.	С какими измерительными приборами и как включаются транс-
форматоры напряжения и трансформаторы тока?
244
Глава 8
8.11. АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
На электропоездах применяют щелочные аккумуляторные батареи
40НК-125 и 90НК-55. Первые цифры обозначают число аккумулято-
ров в батарее, буквы НК — никелево-кадмиевые, числа после букв —
емкость батареи в ампер-часах.
Щелочной никелево-кадмиевый аккумулятор представляет собой
сосуд, наполненный раствором гидроокиси калия КОН. В сосуд по-
гружены два электрода: положительный (анод) и отрицательный (ка-
тод). Положительный электрод содержит акгивную массу из гидро-
окиси никеля Ni (ОН)3, отрицательный выполнен из губчатого кад-
мия Cd с добавлением губчатого железа Fe, которое увеличивает про-
водимость акгивной массы.
Аккумулятор состоит из стального корпуса 7 (рис. 8.28), внутри кото-
рого помещены блок //, содержащий пять отрицательных пластин, и
блок 10 с шестью положительными пласт инами. Активная масса 8 пла-
стин находится в пакетах 9 (сепараторах), которые представляют собой
плоские стальные никелированные трубки с большим числом малых от-
Рис. 8.28. Аккумулятор
Электрические аппараты вспомогательных цепей
245
Рис. 8.29. Аккумуляторная
батарея
верстий, через которые проникает электролит. Положительные и отрица-
тельные пластины изолированы друг от друга эбонитовыми палочками 6.
Выводные шпильки (зажимы) 3 проходят сквозь крышку корпуса через
изоляционные втулки 5, уплотненные кольцом 2. Блок положительных
пластин соединен непосредственно с корпусом аккумулятора. Изоляцией
корпуса служит резиновый чехол /. Для заливки и замены электролита в
корпусе имеется отверстие с герметичной навинчивающейся пробкой 4,
которая снабжена устройством, допускающим выход газа из аккумулято-
ра и препятствующим проникновению воздуха в аккумулятор.
Электродвижущая сила одного щелочного аккумулятора равна
1,25 В. Для получения ЭДС 50 В нужно соединить последовательно 40
аккумуляторов, а для получения 110 В — 90 аккумуляторов.
Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ по сравнению с
кислотными. Они могут долго находиться в полузаряженном и даже в
полностью разряженном состоянии, что совершенно недопустимо
для кислотных. Кроме того, щелочные аккумуляторы не выходят из
строя вследствие действия низких температур. Щелочные аккумуля-
торы имеют большую перегрузочную способность, т.е. могут рабогать
с большими токами при зарядах и разрядах, не боятся тряски, вибра-
ций и ударов. В эксплуатации они значительно надежнее по сравне-
нию с кислотными и требуют меньшего ухода.
Аккумуляторы 2 (рис. 8.29) плотно устанавливают в металличе-
ском ящике 3 с крышкой, обложенном внутри фанерными листами /.
В ящике сделаны отверстия: вверху д ля отвода газов, а внизу — жид-
кости. Все аккумуляторы соединены последовательно медными нике-
лированными перемычками 4. К свободным зажимам «плюс» первого
аккумулятора и «минус» последнего присоединяют наконечники вы-
водных проводов 5, которые выведены из ящика через изоляционную
втулку 6.
246
Глава 8
Для того, чтобы убедиться в работоспособности аккумуляторной
батареи, к ней подключают при опушенных токоприемниках все по-
требители: прожектор, буферные фонари, световые сигналы, выклю-
чатель управления, вспомогательные компрессоры. Напряжение ак-
кумуляторной батареи не должно становиться ниже 45 В.
Контрольные вопросы
1.	Что представляет собой аккумулятор?
2.	Как устроен щелочной никелево-кадмиевый аккумулятор?
3.	Назовите преимущества щелочного аккумулятора перед кислот-
ным.
4.	Что представляет собой аккумуляторная батарея и от чего зависит
ЭДС на ее зажимах?
Глава 9
Аппараты защиты
9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К аппаратам защиты на электропоездах относятся быстродействующие
выключатели и контакторы, высоковольтные воздушные выключатели,
автоматические выключатели, разрядники, плавкие предохранители,
реле и аппараты защиты ог радиопомех. Связанные определенным об-
разом друг с другом и с коммутирующими аппаратами аппараты защи-
ты образуют устройства зашиты, которые подразделяют на две группы.
К первой группе относят те устройства, которые предотвращают
появление аварийного режима; это устройства защиты от перенапря-
жения, от замедленного вращения вала переключателей ступеней, от
нарушения режимов охлаждения (обогрева), устройства защиты от
пробоя кремниевых вентилей и др.
Ко второй группе относят устройства защиты от коротких замыка-
ний, от перегрузки тяговых электродвигателей и вспомогательных ма-
шин, дифференциальную защиту. Все эти устройства начинают дейст-
вовать после возникновения аварийного режима, представляющего
опасность для основного оборудования электропоезда. Устройства за-
щиты воздействуют на быстродействующий выключатель на электро-
поездах постоянного тока или высоковольтный воздушный выключа-
тель на электропоездах переменного тока, с отключением которых
прекращается питание электроэнергией моторного вагона.
9.2. ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Нарушение изоляции и возникновение в связи с этим короткого за-
мыкания, а также недопустимая перегрузка в электрической цепи вы-
зывают ток большой силы, который может привести к серьезным по-
вреждениям оборудования. Возникающие при коротком замыкании
механические силы взаимодействия между проводниками с током
разрушают изоляторы и другие детали электрооборудования. Поэто-
му все электрические цепи, как правило, тем или иным способом за-
щищают от токов короткого замыкания и перегрузок.
248
Глава 9
Простейшими аппаратами защиты являются плавкие предохрани-
тели. Принцип действия предохранителя основан на перегорании его
плавкой вставки при протекании через нее токов, превышающих ма-
ксимально допустимое значение для данного защищаемого участка
цепи. Плавкую вставку включают последовательно в защищаемый
участок электрической цепи. Площадь ее сечения всегда выбирают
меньшей, чем площадь сечения основных проводников данного уча-
стка. Поэтому плотность тока в плавкой вставке выше, чем во всем
остальном участке цепи и, следовательно, при чрезмерном токе плав-
кая вставка перегорит раньше, чем будут повреждены проводники ос-
новной цепи.
Время действия предохранителя от момента возникновения ко-
роткого замыкания или недопустимой перегрузки до полного разры-
ва цепи состоит из времени плавления плавкой вставки и времени га-
шения дуги. Первая составляющая при одной и той же силе тока пе-
регрузки зависит от выбранного материала и площади сечения плав-
кой вставки. Вторая составляющая в основном определяется мощно-
стью разрываемого тока, и поэтому в цепях высокого напряжения ду-
гу гасить значительно труднее, чем в цепях низкого напряжения.
В предохранителях используют несколько способов гашения дуги:
электромагнитное, засыпкой наполнителя и др. В связи с этим конст-
рукция плавких предохранителей для разных цепей различна.
Плавкие предохранители являются приборами, действующими от-
носительно медленно, т.е. при перегрузках или небольших значениях
тока короткого замыкания время плавления плавкой вставки сравни-
тельно велико. Такое замедленное действие защитного аппарата мо-
жет привести к развитию аварии, большому разрушению поврежден-
ных элементов оборудования, так как степень повреждения зависит
не только от силы тока, но и от времени протекания его по повреж-
денной цепи. Защита электрических цепей предохранителями с плав-
кими вставками имеет также и эксплуатационные недостатки, кото-
рые заключаются в том, что замена плавкой вставки требует затраты
относительно большого времени и нс всегда возможна при работе на
линии.
Предохранители ПКЭ-4 служат для защиты высоковольтных вспо-
могательных цепей электропоездов постоянного тока с номинальным
напряжением 3 кВ.
Предохранитель вставляется в контакты (зажимы) 2, 3 (рис. 9.1),
укрепленные на двух опорных изоляторах /, 4. Патрон предохраните-
ля представляет собой фарфоровую или стекляшгую трубку /4, кото-
рая заполнена чистым кварцевым песком 13, закрыта с торцов крыш-
ками 7, 18 и латунными колпачками 6, 16. Патрон герметизирован с
Аппараты защиты
249
Рис. 9.1. Предохранитель ПКЭ-4:
помощью цементной заливки 15. Между колпачком и стеклянной
трубкой установлена асбоцементная прокладка 17. Внутри патрона
имеется ребристый шамотный сердечник 12, на который намотана
плавкая вставка 11.
Плавкая вставка на 20—30 А состоит из четырех медных посереб-
ренных проволок, а на 50 А — из восьми проволок. Каждая проволока
имеет ступени различных диаметров. Для плавкой вставки с номи-
нальным током 20 А, например, диаметры ступеней проволок равны
0,25; 0,3; 0,35 мм, а для 30 и 50 А — соответственно 0,3; 0,35 и 0,4 мм.
Устройство и расположение проволок позволяют ограничить перена-
пряжения, возникающие при плавлении вставки, и обеспечить рав-
номерный нагрев патрона по всей длине для предотвращения образо-
вания трещин в стеклянной трубке. Оловянные шарики 5, напаянные
в местах скруток плавких проволок различных диаме гров, предназна-
чены для снижения нагрева предохранителя при небольших перегруз-
ках. У оловянных шариков меньше температура плавления, поэтому
плавление проволок начинается именно с этих участков.
Быстрое гашение дуги в предохранителе, заполненном кварцевым
песком, происходит благодаря интенсивной деионизации дуги в уз-
ких щелях между песчинками наполнителя. Предохранитель срабаты-
вает бесшумно, без выброса пламени и газов.
На крышке патрона укреплена металлическая втулка 9, внутри ко-
торой имеется спиральная пружина 8, прикрепленная одним концом
ко дну втулки. Другой конец пружины связан с головкой, за крючок
которой зацеплена указательная проволока 10. При перегорании ука-
зательной проволоки пружина освобождается и выбрасывает из втул-
ки колпачок, сигнализируя о срабатывании предохранителя.
Каждый сработавший патрон предохранителя можно неоднократ-
но перезаряжать, т.е. заменять перегоревшую плавкую вставку и квар-
цевый песок.
Предохранитель на токи 20, 30 и 50 А выполняют габаритными
размерами соответственно: А = 285; 285 и 330 мм; Б = 55; 55 и 70 мм;
250
[лава 9
В = 100 мм. Полное время отключения защищаемой цепи при токе
короткого замыкания составляет 0,02—0,3 с.
Предохранители ПНБ-2 — быстродействующие, рассчитаны на но-
минальный ток 40 А, предназначены для работы в цепях переменного
тока частотой 50 Гц, напряжением до 380 В и постоянного тока напря-
жением до 400 В.
Контактные стойки предохранителя установлены на изоляцион-
ной панели. Патрон предохранителя состоит из стеклянной трубки,
заполненной кварцевым песком, плавкой вставки, впаянной в мед-
ные колпачки патрона.
Плавкая вставка представляет собой серебряную ленту с площа-
дью сечения, соответствующей току срабатывания предохранителя.
Длина патрона 74 мм, диаметр 22 мм.
Предохранитель отключает двухкратный номинальный ток не бо-
лее чем за 15 с, а десятикратный — не более чем за 0,01 с (чем больше
ток, тем быстрее расплавляется вставка и отключается цепь).
После срабатывания патрон не перезаряжают, а заменяют новым.
Предохранители ПР-2 применяют для защиты низковольтных це-
пей напряжением 220 и 500 В.
Разборный патрон предохранителя представляет собой фибровую
трубку 2 (рис. 9.2) без наполнителя. Фибра при сгорании вставки вы-
деляет большое количество газов, давлением которых гасится дуга. На
концах фибровой трубки насажены алюминиевые или латунные втул-
ки J, предохраняющие ее от разрыва. На втулки навинчивают латун-
ные колпачки 4, являющиеся контактными частями патрона.
Плавкая вставка / предохранителя выполнена в виде цинковой
пластины, имеющей суженные места, в которых при прохождении по
ней тока свыше номинального значения вставка плавится. В одном и
том же патроне могут быть установлены плавкие вставки на различ-
ные номинальные токи. Например, в патроне, рассчитанном на 15 А,
могут быть установлены плавкие вставки на токи 6, 10 и 15 А, а в па-
троне на 60 А — на токи от 15 до 60 А.
В патронах со вставками 100 и 200 А контактами являются медные
ножи 5, к которым винтами крепят плавкую вставку.
Рис. 9.2. Предохрани-
тель ПР-2
Аппараты защиты
251
Предохранители ПК-45 используют для защиты слаботочных це-
пей (радиосеть, локомотивная сигнализация и др.). Патрон предохра-
нителя представляет собой стеклянную трубку диаметром 7 мм и дли-
ной 50 мм с металлическими колпачками , к которым припаяна про-
волочная прямая нить, рассчитанная на ток от 0,15 до 6 А и напряже-
ние до 600 В. Сработавшие предохранители заменяют новыми.
Контрольные вопросы
1.	Почему плавкие вставки предохранителей перегорают раньше, чем
защищаемые участки цепи?
2.	От чего зависит время плавления вставки?
3.	Что представляет собой высоковольтный предохранитель?
4.	Для чего предназначены оловянные шарики и в каких местах
вставки их напаивают?
5.	Каким образом в предохранителе происходит быстрое гашение дуги?
6.	Как узнают о срабатывании предохранителя?
7.	Как устроен низковольтный предохранитель и что представляет
собой его плавкая вставка?
8.	Какие предохранители используют для защиты слабо точных цепей
и как они устроены?
9.3.	АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Защитить плавким предохранителем силовую цепь моторного вагона,
рассчитанную на большие токи, невозможно. При коротком замыкании
ток растет очень быстро, а плавкая вставка сгорает не сразу. Она облада-
еттак называемой тепловой инерцией. При очень большом токе и высо-
ком напряжении даже после того как плавкая вставка сгорит, между за-
жимами, где она была включена, может возникну! ь электрическая дуга.
Следовательно, нужен такой защитный аппарат, который при ко-
ротких замыканиях и перегрузках был бы в состоянии в минимальное
время разрывать защищаемую цепь и быстро гасить электрическую
дугу. Для этой цели служат автоматические выключатели. По времени
отключения (разрыва электрической цепи) автоматические выключа-
тели разделяют на обыкновенные и быстродействующие.
Основными элементами конструкции всякого автоматического
выключателя являются отключающее, контактное и дугогасительное
устройства, а также привод включения.
Отключающее устройство воздействует на механизм выключателя.
Общее требование ко всем отключающим устройствам — возможно
меньшее время их срабатывания.
252
Глава 9
Контактное устройство осуществляет размыкание защищаемой
цепи и состоит из подвижных и неподвижных частей. Оно должно
иметь малую инерцию подвижных частей, высокую скорость отклю-
чения и высокую износостойкость.
Дугогасительное устройство обеспечивает гашение возникающей
электрической дуги в минимально возможном объеме с наименьшим
Рис. 9.3. Автоматический
выключатель А-3134
выбросом пламени и звуковым эф-
фектом. В автоматических выклю-
чателях нашли применение дугога-
сительные камеры: с узкой щелью,
многощелевые и лабиринтные с
деионными решетками.
Привод выключателя представ-
ляет собой пневматический или
электромагнитный механизм дис-
танционного управления с проме-
жуточным кинематическим уст-
ройством.
На электропоездах постоянно-
го тока применяют только специ-
альные быстродействующие авто-
матические выключатели, а на
электропоездах переменного тока
— воздушные автоматические вы-
ключатели и автоматические вы-
ключатели с электромагнитными
и тепловыми расцепителями и с
ручным восстановлением.
Автоматический выключатель
А-3134 устанавливают для защиты
вспомогательных цепей перемен-
ного тока от перегрузок и корот-
ких замыканий, а также для опе-
ративных переключении в этих
цепях. Выключатель трехполюс-
ный, смонтирован в пластмассо-
вом кожухе, состоящем из осно-
вания 1 (рис. 9.3) и крышки 2. В
кожухе размещены: контактное и
отключающее устройства, дугога-
сительная камера 11 и контактные
выводы 9.
Аппараты защиты
253
Контактное устройство расположено в верхней части выключате-
ля и состоит из неподвижных 3 и подвижных 4 контактов. Держате-
ли подвижных контактов смонтированы на стальном изолирован-
ном валике 6 и связаны посредством механизма расцепления с руко-
яткой 5. При включенном положении рукоятка занимает верхнее
положение, при отключенном вручную — нижнее, а при автоматиче-
ском отключении — промежуточное.
Отключающее устройство (комбинированный расцепитель макси-
мального тока) расположено в нижней части выключателя. Оно со-
стоит из теплового 7 и электромагнитного 8 элементов. В случае пере-
грузки какой-либо фазы срабатывает тепловой элемент расцепителя,
а при коротком замыкании — электромагнитный, соответствующий
данному полюсу. При этом повернется общая для всех трех полюсов
отключающая рейка и рукоятка 5 займет промежуточное положение.
Контакты каждого полюса заключены в дугогасительную камеру
7 7. Гашение дуги при разрыве контактов осуществляется путем ее рас-
тягивания и деионизации в деионной решетке 10.
Основные технические данные выключателя АВ-3134
Номинальное напряжение переменного тока, В......... 500
Номинальный ток расцепителя, А .................... 200
Ток срабатывания, А............................... 1400
Допустимое амплитудное значение тока к.з., А....... 17000
Допустимое число отключений этого тока не менее....	12
Предельно допустимый ток к.з., А ..................40 000
Допустимое число отключений этого тока не менее....	5
Наименьший ток срабатывания теплового расцепителя
в течение 1 ч, А .................................. 290
Время остывания теплового элемента при
25 °C, мин, нс более................................. 5
Масса, кг ......................................... 9,1
Контрольные вопросы
1.	В чем преимущества автоматических выключателей перед плавки -
ми предохранителями?
2.	Перечислите основные элементы конструкции автоматического
выключателя. Каково назначение каждого из них?
3.	Как устроен и работает автоматический выключатель АВ-3134?
4.	Из каких элементов состоит комбинированный расцепитель мак-
симального тока и в каких случаях срабатывает каждый из них?
5.	Как обеспечивается гашение дуги в выключателе АВ-3134?
254
Глава 9
9.4.	БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
На электропоездах постоянного тока для защиты силовых цепей от
токов короткого замыкания и перегрузок применяют только быстро-
действующие автоматические выключатели (БВ). Время их отключе-
ния в несколько раз меньше, чем у обыкновенных автоматических
выключателей. Максимальный ток силовой цепи при выключении
быстродействующим выключателем значительно ниже максимально-
го тока при размыкании цепи обыкновенным выключателем.
Достигается это благодаря применению в быстродействующих вы-
ключателях магнитной системы, простейшая схема которой предста-
влена на рис. 9.4.
Магнитная система электромагнита имеет две катушки: удержива-
ющую 5 и отключающую (размагничивающую) 6. Удерживающая ка-
тушка питается о г цепи управления, а отключающая катушка включа-
ется в защищаемую силовую цепь и устанавливается на сердечнике 7
который отделен от основного магнитопровода 4 воздушными зазора-
ми. Ток, протекающий по катушке 5, создает магнитный поток Ф
Ток, протекающий по катушке 6, создает магнитный поток Ф м, ко-
торый замыкается по двум магнитным цепям. Часть этого потока за-
мыкается через якорь / и направлена встречно потоку Фуд. Якорь при -
тянут к полюсам 3 магнитопровода результирующим магнитным по-
током Фуд - Фразы-
При увеличении тока в силовой цепи до некоторого значения, оп-
ределяемого уставкой отключающего аппарата, и следовательно, уве-
личении размагничи-
вающего магнитного
потока Фразм, резуль-
тирующий магнитный
поток, проходящий
через якорь, не может
удержать якорь в при-
тянутом к полюсам по-
ложении. В результате
под действием отклю-
чающей пружины 8
якорь отрывается от
полюсов электромаг-
нита, вызывая размы-
кание контакгов 2.
В быстродействую-
щих выключателях
Рис. 9.4. Принципиальная схема магнитной
системы быстродействующего выключателя
Аппараты защиты
255
удерживающие и размагничивающие катушки устанавливают в раз-
личных частях магнитопровода, чтобы избежать их взаимного индук-
тивного влияния, которое замедляет размагничивание сердечника и
снижает быстродействие аппарата, особенно при высоких скоростях
нарастания аварийного тока (тока к.з.) в защищаемой цепи.
Физическая сущность быстродействия размагничивания контак-
тов выключателя состоит в следующем. Распределение потока Ф
по магнитным цепям зависит от скорости его изменения. При боль-
ших скоростях нарастания тока в силовой цепи, который создает раз-
магничивающий магнитный поток Ф м, весь этот поток начинает
протекать через якорь, поскольку быстрому изменению части потока
Ф , проходящей по участку магнитопровода с катушкой 5, препят-
ствует ЭДС, индуцируемая в удерживающей катушке при быстром из-
менении проходящего через нее потока. Эта ЭДС. согласно правилу
Ленца, создает ток, замедляющий нарастание этой части потока Фр.им.
В результате скорость отключения быстродействующего выключателя
будет зависеть от скорости нарастания тока, проходящего через от-
ключающую (размагничивающую) катушку 6. Чем быстрее нарастает
ток. тем при меньшем токе начинается размыкание контактов. Эго
свойство лежит в основе работы быстродействующих выключателей
электропоездов постоянного тока и весьма ценно, поскольку наи-
большую скорость ток имеет в режиме короткого замыкания, и чем
раньше выключатель начнет разрывать силовую цепь, тем меньше бу-
дет ограничиваемый им ток.
Чтобы получить представление об устройстве и работе быстродей-
ствующего выключателя, рассмотрим его кинематическую схему на
примере выключателя БВ-5 (рис. 9.5).
И.
тс
Сжатый
воздух~
9 X70
^АА^^АА^^^	раз*
r-la Д Ц1 JR4
3 ^/Tn/3 ^>jr® ”"1
о
разы
12
Рис. 9.5. Кинема-
тическая схема бы-
стродействующего
выключателя
Возврат I у-/
й) Б
БВ
К тяговым
двигателям
4 »

256
Глава 9
Для включения Б В предварительно замыкают цепь удерживающей
катушки нажатием кнопки БВ (кнопка остается включенной, так как
не имеет пружины, возвращающей ее в исходное положение). При
этом никаких перемещений в механизме выключателя не происходит,
так как при большом воздушном зазоре между якорем 9 и полюсами
магнитопровода 11 притягивающее усилие мало.
Чтобы замкнуть подвижный и неподвижный контакты, надо при-
близить якорь к полюсам. Для этого приводят в действие пневматиче-
ский привод: нажимают кнопку Возврат Б В (на нулевом положении
главной рукоятки контроллера машиниста), подавая питание на ка-
тушку электропневматического вентиля 4. Сжатый воздух, поступая в
цилиндр 3 привода, вызывает движение поршня цилиндра и штока с
роликом 2, который нажимает на контактный рычаг 1. Последний по-
ворачивается на оси Л, не отрываясь от упора, пока не коснется рыча-
га якоря 13. После этого оба рычага вместе поворачиваются вокруг
оси Б, пока якорь не будет прижат к полюсам, натягивая при этом от-
ключающую пружину 5. Однако в этом положении главные контакты
еше не замкнутся, хотя подвижный контакт 6 приблизится к непод-
вижному.
Для замыкания контактов машинист должен отпустить кнопку
Возврат БВ. В результате этого обесточится цепь вентильной катушки
4 пневматического привода, сжатый воздух выйдет из цилиндра в ат-
мосферу и поршень со штоком переместится в крайнее левое положе-
ние. Однако выключающая пружина 5 после этого не возвратит рыча-
ги 1 и 13 в крайнее левое положение, так как якорь 9 остается притя-
нутым к полюсам электромагнита магнитным потоком Фу (удержива-
ющей катушки 12 (нажата кнопка БВ), а ролик 2 штока, упираясь в
контактный рычаг, не даст ему повернуться в крайнее левое положе-
ние. Наоборот, под действием пружины 5 контактный рычаг 1 повер-
нется относительно оси А и подвижный и неподвижный контакты
замкнутся. В результате ток из контактной сети пойдет через токопри-
емник, дутогасительную катушку 8, замкнувшиеся контакты, кон-
тактный рычаг /, гибкий шунт !4, размагничивающий виток ll/к тя-
говым двигателям силовой цепи.
Следовательно, замыкание контактов произойдет только после
выключения электропневматического привода, что обеспечивает
нормальное срабатывание выключателя в случае включения его при
наличии короткого замыкания в силовой цепи.
Блокировочное устройство БВ (на схеме не показано) связано с
подвижной контактной системой. При замыкании главных контактов
ранее разомкнутые блок-контакты замыкаются, а замкнутые — раз-
мыкаются.
Аппараты защиты
257
При аварийном режиме, в результате резкого увеличения тока че-
рез размагничивающий виток, встречный магнитный поток настоль-
ко возрастет, что поток удерживающей катушки не сможет удержать
якорь. Якорь под действием выключающей пружины оторвется от
магнитопровода, и подвижной контакт с большой скоростью отойдет
от неподвижного. Произойдет отключение Б В.
При изменении полярности размагничивающей катушки (измене-
нии направления тока в ней) и том же направлении тока в удержива-
ющей катушке 12 якорь 9 не оторвется от пол юсов магнитопровода II.
Быстродействующие выключатели, имеющие такие удерживающие
электромагниты, называются поляризованными. Они не реагируют на
недопустимо возросшие токи обратного направления, которые могут
возникнуть во время электрического торможения и короткого замы-
кания в контактной сети. Для защиты силовых цепей в тормозных ре-
жимах служат быстродействующие контакторы.
Выключение быстродействующего выключателя может быть про-
изведено размыканием цепи удерживающей катушки 12 в случае слу-
жебного (оперативного) выключения по усмотрению машиниста или
контактами дифференциального реле защиты, включенного в цепь
удерживающей катушки.
В момент разрыва цепи между контактами возникает электриче-
ская дуга. Ее необходимо погасить как можно быстрее. Если допус-
тить продолжительное горение дуги, то по цепи значительное время
будет проходить ток короткого замыкания или перегрузки, что может
вызвать серьезные повреждения электрического оборудования.
Чтобы быстрее погасить дугу, необходимо резко увеличить элект-
рическое сопротивление цепи ее прохождения. Для этого следовало
бы не только мгновенно развести контакты, но и удалить их друг от
друга на возможно большее расстояние, что не позволяют ограничен-
ные габаритные размеры аппарата. Поэтому применяют так называе-
мое магнитное дутье: дугу удлиняют, выдувая ее за пределы контак-
тов. Электрическая дуга выталкивается магнитным полем, создавае-
мым дугогасительной катушкой 8. Ее витки включают в цепь последо-
вательно с контактами. Следовательно, по катушке проходит разры-
ваемый выключателем ток. Для того чтобы как можно дальше отбро-
сить дугу, катушку дополняют стальными пластинами (полюсными
наконечниками), касающимися ее сердечника, расширяя тем самым
область действия магнитного поля катушки. Чтобы контакты не опла-
влялись, рядом с ними устанавливают дугогасительные рога 7, на ко-
торые выдувается дуга. Затем она перемещается в верхнюю разведен-
ную часть рогов потоком нагретого дугой воздуха, где и гасится в ду-
гогасительной камере.
9 Устройство и ремонт электропоездов
258
Глава 9
Быстродействующий выключатель БВП-105А (рис. 9.6) по прин-
ципу действия аналогичен рассмотренному выше; конструктивно от-
личается тем, что имеет два подвижных контакта с контактными ры-
чагами, два неподвижных контакта и дугогасительное устройство, со-
стоящее из двух дугогасительных катушек и двух дугогасительных ка-
мер (на риунке не показаны), заключенных в общий кожух.
16
14
12
13
ю
"Ж"
Рис. 9.6. Выключатель
БВП-105А;
I — магнитопровол; 2 — по-
люс; 3 — дугогасительная
катушка; 4 — неподвижный
контакт; 5 — подвижный
контакт; 6 — якорь; 7 — от-
ключающая пружина; «V —
пневматический привод:
9 — воздухопровод; 10 —
электроп невматичес км й
вентиль; 11 — шунт; 12 —
рычаг подвижного контак-
та; 13 — рычаг; 14 — размаг-
ничивающая катушка (ви-
ток); 15 — блокировочное
устройство; 16 — удержива-
ющая катушка
Аппараты защиты
259
Рис. 9.7. Дугогасительная камера БВП-105А
Каждая камера разделена асбестоцементной перегородкой 5
(рис. 9.7) на две щели, обеспечивающие двойной разрыв электриче-
ской дуги. Два дугогасительных рога 3, расположенных на стенках ка-
меры 6, соединяются контактными ножами 2 с силовой цепью, а два
других рога /, расположенных на обеих сторонах перегородки, соеди-
нены друг с другом. Образующаяся при размыкании контактов дуга в
щелях камеры делится на две последовательно соединенные части,
длина каждой из которых в 2 раза больше, чем длина дуги в простой
камере тех же габаритных размеров. Это обеспечивает более интен-
сивное ее гашение.
Для предотвращения выхлопа пламени наружу и уменьшения сте-
пени ионизации выходящих газов предусмотрена деионная решетка 4,
расположенная по наружному перимегру камеры. Решетка представая -
260
Глава 9
ет собой столбик изолированных друг от друга стальных пластинок,
собранных на изолирующих шпильках. Дуга разбивается этими пла-
стинками на множество коротких дуг, еще больше ослабляется и тем
самым предотвращается выброс ее из камеры. Выступ разделяющей пе-
регородки 5 за пределы камеры выполнен для предупреждения соедине-
ния дуг в щелях при случайном выбросе их за пределы камеры.
Бысгродействуюший выключатель регулируют на определенный
ток в защищаемой цепи, при достижении которого он срабатывает.
Это значение тока / называют уставкой быстродействующего вы-
ключателя. Уставку регулируют с помощью специальных винтов, ко-
торые ввинчивают в магнитопровод 11 электромагнита (см. рис. 9.5)
или вывинчивают из него, изменяя тем самым площадь сечения маг-
нитопровода, а следовательно, и сопротивление прохождению маг-
нитного потока удерживающей катушки 12.
Нажатие силовых контактов регулируют изменением натяжения
выключающей пружины 5.
Быстродействующие выключатели БВП-105А-1 и БВП-105А~4 име-
ют небольшие конструктивные отличия, связанные с исполнением
удерживающих катушек на напряжение 50 В и 110 В.
Основные технические данные БВП-105А-1/БВП-105А-4
Номинальное напряжение цепи. В:
силовой ...................................... 3000
управления ....................................50/110
Номинальный ток, А ..............................250
Ток уставки, А .................................. 575±25/600±30
Собственное время срабатывания, с, не более .....0,05
Раствор силовых контактов, мм ...................30±5
Нажатие конечное, кге...........................9—10
Номинальное давление воздуха в цилиндре
привода, кгс/см2 ................................5
Масса, кг .......................................305
Контрольные вопросы
1.	Почему силовую цепь моторного вагона невозможно защитить
плавким предохранителем?
2.	В чем различие между обыкновенным и быстродействующим ав-
томатическими выключателями?
3.	Для чего предназначены удерживающая и размагничивающая ка-
тушки БВ?
4.	Каким образом включают Б В?
5.	Почему при нажатии на кнопку Возврат Б В не происходит замы-
кания силовых контактов БВ?
Аппараты защиты
261
6.	При каком условии и каким образом происходит окончательное
включение силовых контактов БВ?
7.	Вследствие чего происходит размыкание силовых контактов БВ9
8. От чего зависит скорость откл ючения Б В?
9.	Как обеспечивается быстрое гашение дуги в БВ при разрыве сило-
вой цепи?
10.	Что представляет собой деионная решетка? Где и для чего она ус-
тановлена?
11.	Каким образом регулируют ток уставки БВ?
9.5. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
Для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания силовых це-
пей на моторных вагонах электропоездов переменного тока устанав-
ливают высоковольтные воздушные выключатели (ВОВ). Их исполь-
зуют также для оперативных включений и отключений первичной об-
мотки тягового трансформатора от контактной сети.
Отличия высоковольтного воздушного выключателя от быстро-
действующего БВ определяются следующим. Вследствие значитель-
ного индуктивного сопротивления силовых цепей переменный ток
при перегрузках и коротких замыканиях не возрастает так резко, как
постоянный. Кроме того, переменный ток изменяется синусоидально
и поэтому проходит через нулевые значения. Благодаря этому легче
разорвать цепь тока и не требуется иметь такое высокое быстродейст-
вие, как при постоянном токе. В высоковольтных воздушных выклю-
чателях для перемещения контактов при выключении и включении, а
также для гашения дуги используют сжатый воздух.
Выключатель состоит из двух частей: собственно выключателя,
контакты которого разрывают цепь силового тока, и разъединителя,
контакты которого размыкаются после гашения дуги на разрываю-
щих контактах.
Общее представление обустройстве и работе ВОВ дает рис. 9.8, где
выключатель представлен схематически во включенном положении.
Включение выключателя начинается с поднятия давления воздуха в
резервуаре 27до 5,6 кгс/см2. При этом замыкаются контакты выклю-
чателя минимального давления и подготавливается общая цепь упра-
вления. Нажатием кнопки «Включение ВОВ» подается напряжение
на катушку /7 включающего электромагнита. В результате открывает-
ся включающий клапан 18 и сжатый воздух подается из резервуара 27
в пневматический привод 25. Шток привода 24 поворачивает вал 13
разъединителя до замыкания двухпластинчатого ножа 10 с неподвиж-
ным контактом 7дугогасительной камеры.
262
Глава 9
Рис. 9.8. Принципиальная схема высоковольтного воздушного выключателя
При этом эксцентрик 14 поворачивается вместе с валом и взводит
отключающую пружину 15 удерживающего электромагнита 16.
Во включенном положении ВОВ ток от токоприемника идет к кор-
пусу выхлопной камеры 2 выключателя. Далее от фланца 1 с непод-
вижным контактом 3 дугогасительной камеры через подвижной кон-
такт 4, который укреплен на пустотелом штоке 5 и соединен электри-
чески с неподвижным контактом 7 задней крышки, ток поступает на
нож 10 разъединителя и вывод II, к которому подсоединен высоко-
вольтный ввод в кузов. к
Отключается ВОВ при срабатывании реле перегрузки тяговых дви-
гателей; реле заземления, срабатывающего при пробое изоляции це-
пей тяговых двигателей; дифференциального реле; при понижении
давления сжатого воздуха в резервуаре 27	4,6 кгс/см2. При этом
удерживающая катушка 16 электромагнита теряет питание. ВОВ от-
Аппараты защиты
263
ключается также при подаче питания на катушку 20 отключающего
электромагнита.
И в том, и в другом случаях открывается впускной клапан /9 и сжа-
тый воздух из резервуара подается в пневматический привод 21 глав-
ного клапана 22. В результате через открывшийся главный клапан и
воздуховодный изолятор 8 сжатый воздух поступает в дугогаситель-
ную камеру с контактами 3, 4 и одновременно с этим в дополнитель-
ный резервуар 26 и к поршню 25 пневматического привода разъеди-
нителя.
В дугогасительной камере под действием сжатого воздуха поршень
б, укрепленный на штоке 5 подвижного контакта 4 перемешается в
крайнее заднее положение, и подвижный контакт отходит от непод-
вижного 3. Возникающая при разрыве контактов электрическая дуга
выдувается через открывшееся сопло неподвижного контакта в вы-
хлопную камеру 2, где и гасится в интенсивной струе сжатого воздуха.
Поступивший из дополнительного резервуара 26 сжатый воздух
воздействует на поршень 25. В результате вал 13 разъединителя с по-
воротным изолятором 12 и укрепленным на нем ножом 10 поворачи-
вается. Нож отходит от неподвижного контакта 7 и замыкается с зазе-
мляющим кронштейном 9. Эксцентрик 14 поворачивается вместе с
валом и отпускает отключающую пружину 15 удерживающего элект-
ромагнита 16. Клапан отключения 19 закрывается и сжатый воздух из
пневматического привода главного клапана выходит в атмосферу.
Главный клапан закрывается под действием пружины. В дугогаси-
тельной камере падает давление воздуха, в результате чего подвижный
и неподвижный контакты замыкаются.
Нож разъединителя размыкает уже обесточенную электрическую
цепь при разомкнутых контактах 3 и 4 дутогасительной камеры после
того, как на них погаснет электрическая дуга.
Запаздывание на размыкание контактов разъединителя на
0,03—0,035 с относительно размыкания контактов дугогасительной ка-
меры обеспечивается за счет времени заполнения сжатым воздухом до-
полнительного резервуара 26 и объема пневматического привода разъе-
динителя до достижения рабочего давления, которое регулируют изме-
нением площади сечения впускного отверстия с помощью винта 23.
Время включения разъединителя ВОВ зависит от темпа заполне-
ния сжатым воздухом объема привода разъединителя и регулируется
изменением зазора между включающим клапаном 18 и якорем вклю-
чающего электромагнита 17.
Принципиальное отличие в работе ВОВ и БВ состоит в следую-
щем. При коротких замыканиях быстродействующий выключатель
автоматически срабатывает, как только ток в защищаемой цепи пре-
264
Глава 9
высит уставку БВ. Высоковольтный воздушный выключатель непо-
средственно не реагирует на недопустимый ток — он отключается под
действием реле защит.
Высоковольтный воздушный выключатель ВОВ-25-4 устанавливают
на крыше моторного вагона. Все основные узлы выключателя крепят-
ся на силуминовой плите. Плита снабжена резиновой прокладкой 11
(рис. 9.9), обеспечивающей уплотнение между крышей вагона и вы-
ключателем. Над плитои установлены высоковольтные части выклю-
чателя: полый изолятор 4, являющийся воздуховодом, изолятор 2 ду-
гогасительной камеры, поворачивающийся изолятор 8, разъедини-
тель 6 и вывод 7для присоединения выключателя к высоковольтной
сети. Вторым выводом выключателя является латунный фланец 1, ус-
тановленный на дугогасительной камере.
Для заземления ножей разъединителя в отключенном положении
выключателя служит заземляющий кронштейн 5, на котором имеется
отверстие для крепления заземляющей шины. Во включенном поло-
жении нож разъединителя замкнут с контактом 3.
Под плитой в силуминовом корпусе 10 установлены механизмы
включения и выключения выключателя: клапаны отключения и
включения, включающий электромагнит; отключающий электромаг-
нит удерживающего типа, отключающий электромагнит переменного
тока, выключатель минимального давления и др. К одной из стенок
Рис. 9.9. Общий вид выключателя ВОВ-25-4
Аппараты защиты
265
корпуса прикреплен бак 14 вместимостью 32 л для хранения сжатого
воздуха под давлением 6—9 кгс/см2. Из бака в корпус выведена трубка
13 для выпуска сжатого воздуха (в случае необходимости) и конденса-
та. В трубку врезан запорный вентиль. Воздух к выключателю подает-
ся из главного резервуара по питающей магистрали, присоединенной
к штуцеру 12. Для подвода проводов управления выключателем в кор-
пусе имеется штепсельный разъем 9.
По принципу действия выключатель ВОВ-25-4 аналогичен рас-
смотренному выше (см. рис. 9.8).
Основные технические данные выключателя ВОВ-25-4
Номинальное напряжение, кВ........................... 25
Номинальный ток, А.................................. 400
Предельный ток отключения, А ..................... 10000
Наибольшее давление сжатого воздуха в бакс, кгс/см2.	9
Номинальное напряжение постоянного тока цепей
управления, В....................................... 110
Собственное время автоматического отключения, с,
не более............................................ 0,05
Масса выключателя, кг............................... 200
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначен высоковольтный воздушный выключатель
v (ВОВ)?
2.	Почему быстродействие выключателей в силовых цепях перемен-
ного тока ниже, чем в цепях постоянного тока?
3.	Из каких основных двух частей состоит ВОВ?
4.	Как подходит ток от токоприемника к первичной обмотке тягово-
го трансформатора?
5.	Каким образом происходит размыкание разрывных контактов и
гашение электрической дуги в ВОВ в случаях короткого замыка-
ния или перегрузки?
6.	Благодаря чему нож разъединителя не разрывает силовую цепь под
нагрузкой?
7.	Как включить и как оперативно выключить ВОВ?
8.	В чем принципиальное отличие в действиях ВОВ и Б В?
9.	6. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ КОНТАКТОРЫ
Быстродействующие контакторы устанавливают для защиты силовых
цепей моторных вагонов. Применяемые на электропоездах постоян-
ного тока контакторы КМБ-ЗБ обеспечивают защиту тяговых двига-
телей от круговых огней и возможных перебросов на землю во всех ре-
266
Глава 9
Рис. 9.10. Быстродействующий контактор КМБ-ЗБ
жимах электрического торможения. На электропоездах переменного
тока используют контакторы К.МБ-ЗД, которые служат для защиты
выпрямительной установки.
Быстродействующие контакторы двухполюсные. На верхних
кронштейнах изоляционных стоек 7 (рис. 9.10) смонтированы два дю-
ралюминиевых рычага 6 с подвижными контактами. Рычаги закреп-
лены на одной общей оси. На латунных кронштейнах 3 смонтирова-
ны неподвижные контакты и дугогасительная система (дугогаситель-
ные катушки с однощелевыми камерами 2). Контактор КМБ-ЗД в отли-
чие от КМБ-ЗБ не имеет дугогасительных катушек, так как его контак-
ты разрывают пульсирующий ток однополупериодного выпрямления.
Контакторы имеют электромагнитный привод, в котором исполь-
зуется сила притяжения якоря к сердечнику электромагнита.
На сердечники 7магнитопровода /7 надеты удерживающие (вклю-
чающие) катушки 8, а на дополнительный сердечник — магнитный
шунт — размагничивающая (выключающая) катушка 9.
Электромагнитный привод быстродействующего контактора ра-
ботает следующим образом. При включении контактора подается пи-
тание на удерживающие катушки 8. При этом катушки для увеличе-
ния тягового усилия электромагнита соединены между собой парал-
лельно и согласно. В результате якорь 10 притягивается к сердечни-
Аппараты зашиты
267
кам 7. Рычаг якоря, поворачиваясь вокруг своей оси, толкает изоля-
ционный стержень 4, посредством которого подвижные контакты за-
мыкаются с неподвижными, растягивая отключающие пружины 5.
После замыкания силовых контактов для подготовки быстрого от-
ключения контактора удерживающие катушки 8 с помощью контак-
тов блокировочного устройства 12 переключаются на последователь-
ное и встречное соединение с включением добавочного резистора (на
рисунке не показан). В результате магнитный поток удерживающих
катушек ослабляется, но его достаточно для удержания контактов во
включенном положении.
При аварийных режимах в силовой цепи резко возрастает ток в
размагничивающей катушке 9, магнитный поток которой направлен
встречно ослабленному магнитному потоку удерживающих катушек.
В результате под действием двух мощных отключающих пружин 5
якорь 10будет оторван от полюсов сердечника. Силовые контакты ра-
зомкнутся, образуя два последовательных разрыва в силовой цепи.
Дуга, образующаяся при разрыве контактов, под действием сильного
магнитного поля, созданного аварийным током, затягивается в щель
дугогасительной камеры, растягивается и гаснет. В приводимом в дей-
ствие подвижной системой силовых контактов блокировочном уст-
ройстве 12 произойдет переключение блок-контактов.
• Ток уставки быстродействующего контактора регулируют измене-
нием тока в цепи удерживающих катушек с помощью переменного
резистора или изменением длины магнитного шунта (регулировани-
ем воздушного зазора между якорем и сердечниками).
Основные технические данные контактора КМБ-ЗБ
Номинальное напряжение силовой цепи, В......... 3000
Номинальное напряжение цепи управления, В....... 110
Номинальный ток, А.............................. 160
Ток уставки, А................................... 550	± 25
Ток удержания, А.................................. Не	более 0,9
Собственное время срабатывания, с ............. 0,003
Раствор силовых контактов, мм .................. 8—12
Нажатие силовых контактов, кге ................. 4,5
Число витков удерживающей катушки ............. 1140
Число витков размагничивающей катушки .......... 3
Воздушный зазор магнитного шунта, мм ........... 2,4 ± 0,5
Масса, кг....................................... 65
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены и в каких цепях устанавливают быстро-
действующие контакторы?
268
Глава 9
2.	Из каких основных конструктивных узлов состоит быстродейству-
ющий контактор?
3.	Для чего предназначены удерживающие и размагничивающая ка-
тушки?
4.	Как работает электромагнитный привод быстродействующего
контактора?
5.	Чем обеспечивается быстродействие контактора?
6.	В чем отличия контакторов КМБ-ЗБ и КМБ-ЗД?
7.	Как регулируют ток уставки быстродействующего контактора?
9.7. ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Электрооборудование электропоездов во время его работы вызывает
помехи в линиях связи, расположенных в районе контактной сети.
Основными причинами возникновения радиопомех являются искре-
ние между токоприемниками и контактным проводом, на коллекто-
рах электрических машин, контактах контакторов и выключателей, а
также действие устройств звуковой сигнализации, что вызывает поя-
вление токов высокой частоты. Эти токи генерируют электромагнит-
ные колебания, создавая радиопомехи, особенно в диапазонах длин-
ных и средних волн.
Защита от излучения радиопомех в основном сводится к предот-
вращению их проникновения в контактную сеть и выполняется инду-
ктивными фильтрами (высокочастотными дросселями, представляю-
щими собой катушки индуктивности) и емкостными фильтрами (вы-
соковольтными конденсаторами).
Катушки индуктивных фильтров являются большим сопротивле-
нием для переменных токов высокой частоты (см. формулу 4.5), т.е.
для излучаемых работающим электрооборудованием радиопомех.
Иными словами, индуктивность катушек гасит переменную составля-
ющую тока помех.
Конденсаторы же емкостных фильтров обладают большим сопро-
тивлением для постоянного тока и незначительным для токов высо-
кой частоты:
Х=1/(2л/С),	(9.1)
где Xt — сопротивление конденсатора в цепи переменного тока, Ом;
f — частота переменного тока, Гц; С — емкость конденсатора, Ф.
Конденсатор гасит постоянную составляющую тока радиопомех.
Поэтому токи высокой частоты замыкаются через конденсаторы на
«землю», в контактную же сеть они не проникают и не создают радио-
помех.
Аппараты защиты
269
Конденсатор соединен одной обкладкой с дросселем, а другой с
кузовом вагона и, следовательно, с «землей». Токи высокой частоты,
значительно сниженные вследствие большого индуктивного сопроти-
вления X. дросселя, отводятся в «землю» через конденсатор, облада-
ющий малым индуктивным сопротивлением.
Катушка индуктивности и конденсатор образуют контур, который
настраивают, подбирая индуктивное и емкостное сопротивления та-
ким образом, чтобы он отводил в «землю» гармонические составляю-
щие тех частот, при которых помехи наибольшие.
Одним из мероприятий, уменьшающих радиопомехи, является
улучшение контакта между полозом токоприемника и контактным
проводом. Этого достигают поддержанием установленного нажатия
полоза на контактный провод и применением контактной вставки с
широкой поверхностью контакта. Наименьшие помехи радиоприему
создают угольные вставки полозов токоприемников, так как уголь не-
прерывно полирует поверхность контактного провода.
Индуктивный фильтр ФС-2Б представляет собой плоскую катуш-
ку без сердечника, намотанную из алюминиевой шины. С обоих тор-
цов катушки установлены гетинаксовые доски, стянутые шпильками,
проходящими в деревянных колодках. Между досками и катушкой
помешены гетинаксовые клинья, с помощью которых создается воз-
душный зазор, улучшающий условия охлаждения катушки. Фильтр
укреплен на армированном фарфоровом изоляторе на крыше мотор-
ного вагона.
На электропоездах постоянного тока индуктивный фильтр вклю-
чают последовательно в силовую цепь вагона между токоприемником
и главным разъединителем (см. схемы силовых цепей электропоез-
дов), а на электропоездах переменного тока—между токоприемником
и воздушным выключателем.
Индуктивные фильтры ФС-ЗБ и 1Ф.002 по конструкции анало-
гичны фильтру ФС-2Б, но катушки их намотаны из медной шины.
Основные технические данные индуктивных фильтров
	.ФС-2Б	ФС-ЗБ	1Ф.002
Номинальное напряжение, В ...	....3000	25 000	3000
Номинальный ток, А		....190	45	270
Число витков		....38	70	40
Размер шины катушки, мм		....3x40	1,95x22	2,1 х40
Материал шины		... .Алюминий	Медь	Медь
Масса фильтра, кг		....40	25	90
Емкостные фильтры ФСК-1А и 1Ф.004 установлены на электро-
поездах постоянного тока. Фильтры представляют собой заземлен-
ный металлический ящик с помещенным внутри него высоковольт-
270
Глава 9
ным герметическим бумажно-слюдяным конденсатором К-41-1 А ем-
костью 1 мкФ, рассчитанным на номинальное напряжение 6000 В.
Конденсатор включают за дросселем со стороны силовой цепи.
Фильтр устанавливают на крыше моторного вагона.
Через резиновые втулки встенкахяшика пропущены силовые про-
вода, идущие к индуктивному фильтру ФД (см. схему силовой цепи) и
главному разъединителю ГР. Эти провода соединены с помощью за-
жима, укрепленного на изоляционной планке внутри ящика. К зажи-
му присоединен также вывод, соединяющий силовую цепь с зажимом
конденсатора. Другой зажим конденсатора соединен с корпусом ящи-
ка, т.е. с «землей».
Емкостные фильтры 1Ф.005 и 1Ф.006 установлены на электропоез-
дах переменного тока в подвагонном ящике и высоковольтном шкафу
Фильтр 1Ф.005 состоит из трех конденсаторов К-41-1 и резистора
ПЭВ-100 сопротивлением 51 кОм, а фильтр 1Ф.006 — из двух конден-
саторов того же типа.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите причины возникновения высокочастотных помех
при работе электрооборудования электропоездов.
2.	Какими устройствами выполняется защита от помех?
3.	Что представляет собой индуктивный фильтр? Как и в каком мес-
те силовой цепи он установлен?
4.	Какую гармоническую составляющую тока помех гасит индуктив-
ный фильтр и почему?
5.	Для чего предназначен емкостны и фильтр?
6.	Каким образом токи высокочастотных помех отводятся в «землю»?
9.8.	РАЗРЯДНИКИ
В условиях эксплуатации иногда возникают напряжения, значитель-
но превосходящие номинальное и поэтому представляющие опас-
ность для целости изоляции электрооборудования. Различают пере-
напряжения коммутационные и атмосферные.
Коммутационные перенапряжения могут возникнуть вследствие
выключения и включения электрических цепей под нагрузкой.
Особо опасны атмосферные перенапряжения. Они возникают при
грозовых разрядах вблизи электрифицированных железных дорог или
при прямых ударах молнии в контактную сеть. После разряда атмо-
сферного электричества в виде молнии в контактной сети образуются
быстро перемещающиеся (со скоростью света) вдоль нее волны пере-

Аппараты защиты
271
10
Рис. 9.11. Разрядник РМВУ-3,3
VVKV4XMI К\>\Х\Х
напряжения. Обычная релейная защита при столь быстро протекаю-
щих процессах не успевает сработать. Поэтому на электропоездах, тя-
говых подстанциях и контактной сети устанавливают разрядники.
Они первыми принимают на себя удар волны перенапряжения и от-
- водят ее в «землю».
На электропоездах устанавливают вилитовые разрядники. Видит
содержит карборунд, сопротивление которого уменьшается с увели-
чением напряжения. Принцип действия такого разрядника заключа-
ется в том, что при повышении напряжения на его зажимах сверх ус-
тановленного воздушные промежутки, называемые искровыми, про-
биваются, и контактная сеть кратковременно соединяется с «землей»,
< минуя электрические цепи вагона.
Вилитовый разрядник РМВУ-3,3 устанавливают на электропоездах
постоянного тока. Корпусом разрядника служит полый фарфоровый
изолятор 5 (рис. 9.11), армированный внизу металлическим фланцем
7/. В верхней части корпуса размещены два вилитовых диска 4 диа-
метром 130 мм, прижатых пружиной 3 к постоянным магнитам 6, так-
же имеющим форму дисков. В зазорах между магнитами размещены
два комплекта искровых промежутков 7 (по четыре в каждом), заклю-
ченные в щелевые дугогаси-
тельные камеры. Каждый
искровой промежуток шун-
тирован двумя последова-
тельно соединенными вы-
сокоомными резисторами
(на рисунке не показаны),
обеспечивающими равно-
мерное распределение на-
пряжения между ними.
Разрядник герметизиро-
ван резиновыми озоностой-
кими прокладками 2 и 9.
Его плиту 8 заземляют (со-
единяют с рамой вагона).
Напряжение подводится к
контактному болту 7.
При возникновении ме-
жду токоприемником и «зе-
млей» недопустимых пере-
напряжений искровые про-
межутки пробиваются и то-
г

коприемник соединяется с
zn
Глава 9
«землей» через вилитовые диски. После снижения перенапряжения в
контактной сети сопротивление вилитовых дисков увеличивается,
ток дуги снижается и она гасится на искровых промежутках в дугога-
сительных камерах полем постоянных магнитов.
В случае перекрытия вилитовых дисков возникает короткое замы-
кание, что может привести к разрыву корпуса из-за чрезмерного по-
вышения давления внутри разрядника. Для предотвращения этого в
днише имеется предохранительный клапан 10, срабатывающий при
избыточном давлении.
Разрядники устанавливают на крыше моторного вагона. Один раз-
рядник подсоединяют к токоприемнику, второй — к индуктивно-ем-
костному фильтру (см. схему силовой цепи). Второй разрядник слу-
жит для отвода зарядов, возникающих на конденсаторе при срабаты-
вании первого разрядника.
Для контроля числа срабатываний разрядника применяют регист-
раторы, которые включают последовательно между токоприемником
и разрядником. Регистратор имеет десять плавких вставок из нихро-
мовой проволоки. Каждый раз при срабатывании разрядника сгорает
одна плавкая вставка, которая с помощью пружины автоматически
заменяется новой. При этом в застекленном окошке появляется сле-
дующая цифра. О сгорании последней вставки сигнализирует появле-
ние в окошке красной риски. После десяти срабатываний плавкие
вставки заменяют.
В целях обеспечения электробезопасности разрядники обнесены
металлическим сетчатым ограждением.
Разрядники РВЭ-25М устанавливают на электропоездах перемен-
ного тока. Они отличаются от рассмотренных выше числом искровых
промежутков (семь последовательно соединенных комплектов по че-
тыре промежутка в каждом, т.е. 28 искровых промежутков).
Разрядники защищают от перенапряжений также цепи перемен-
ного тока, питающие выпрямительные установки электропоездов.
Основные технические данные разрядников
РМВУ-3,3 РВЭ-25М
Номинальное напряжение, кВ............. 3,3	25
Наибольшее допустимое напряжение, кВ .... 4.2	29
Пробивное напряжение, кВ, при частоте ....
50 Гц.................................. 6,7-7,4	58-66
Ток проводимости (утечки) при
наибольшем допустимом
напряжении, мкА........................ 70—130	500—620
Масса, кг ............................. 22,5	42,5
I
I
Аппараты защиты 273
Контрольные вопросы
1.	При каких обстоятельствах возникают перенапряжения и чем они
опасны для поездного электрооборудования?
2.	Каково назначение разрядников, устанавливаемых на электропо-
•ц ездах?
3.	Какой особенностью обладает вилит, используемый в конструк-
- it ции разрядника?
4.	Как устроен и работает вилитовый разрядник?
5.	Для чего предназначен предохранительный клапан в днище раз-
рядника?
6.	Что представляет собой регистратор и как он работает?
7.	В чем конструктивное различие между разрядниками, устанавли-
ваемыми на электропоездах постоянного и переменного тока?
9.9.	РЕЛЕ
Реле — это электрические аппараты, замыкающие и размыкающие
электрические цепи при заданном значении величин (при заданных
уставках), на которые они настроены (ток, напряжение, давление и
т.д.). По принципу действия различают реле электромагнитные, теп-
ловые, пневматические и др. Благодаря простоте и надежности в рабо-
те, возможности использования как при постоянном, так и перемен-
ном токе наибольшее применение на электропоездах получили элек-
тромагнитные реле, действие которых основано на притяжении
стального якоря к сердечнику магнитным потоком, создаваемым ка-
№ тушкой при протекании по ней тока.
В зависимости от назначения реле подразделяют на реле защиты и
реле управления. Первые защищают электрооборудование и аппараты
от перегрузок и токов короткого замыкания, а вторые — осуществля-
ют автоматическое управление работой тяговых двигателей (пуск,
торможение и пр.).
В параграфах 9.4 и 9.5 были приведены сведения о двух аппаратах
защиты от коротких замыканий и перегрузок. Это быстродействую-
щий выключатель (БВ) на электропоездах постоянного тока и высо-
ковольтный воздушный выключатель (ВОВ) на электропоездах пере-
менного тока. К сожалению, эти выключатели не могут защищать си-
ловую цепь от всех режимов, отличных от номинальных. Поэтому для
контроля исправности действия электрических установок, сигнализа-
ции о нарушении нормального режима их работы, автоматического
отключения цепей или всей установки применяют релейную защиту.
Основным аппаратом в ней является реле.
L
274
Глава 9
Рис. 9.12. Схема включения элскгро-
магнитного реле
Принцип действия элек-
тромагнитного реле, защи-
щающего, например, тяго-
вый двигатель Д (рис. 9.12)
от перегрузки, заключается
в следующем. В случае воз-
растания тока в двигателе
сверх допустимого значе-
ния, якорь 3 реле, по катуш-
ке которого проходит ток
защищаемой цепи, повора-
чивается вокруг оси 2 и при-
тягивается к сердечнику
магнитопровода 4, преодо-
левая усилие пружины /. При этом контакты а и б, замыкаясь, вклю-
чают сигнальную лампу, что сигнализирует машинисту о перегрузке
тяговых двигателей. Контакты виг, размыкаясь, вызывают отключе-
ние БВ или ВОВ, разрывая цепи удерживающих катушек. Ток, при ко-
тором срабатывает реле, называют уставкой. Уставку реле регулируют,
изменяя натяжение пружины.
Конструктивно реле могут быть выполнены без механизма возвра-
та (самовосстанавливающиеся) и с механизмом возврата (восстанав-
ливаемые). Якорь самовосстанавливающихся реле после размыкания
цепи и исчезновения тока в катушке автоматически возвращается в
исходное рабочее положение и контакты цепи управления вновь за-
мыкаются. Якорь восстанавливаемых реле автоматически не возвра-
щается в исходное положение. Реле этого типа используются совмест-
но с электромагнитным механизмом возврата реле, что обеспечивает
повторное замыкание цепи только по усмотрению машиниста.
В цепях высокого напряжения используют реле максимального и
минимального напряжения, рекуперации, боксования, максималь-
ной токовой защиты, дифференциальные и др. В цепях управления
применяют реле промежуточные, обратного тока, частоты вращения,
температурные, времени и давления, а также реле — регуляторы на-
пряжения. Питание катушки реле цепей управления получают от ге-
нератора управления.
Ниже рассмотрены конструкции и принцип действия некоторых
реле.
Дифференциальные реле. Реле типа Р-104 используют для обнаруже-
ния замыканий на землю в цепях тяговых электродвигателей и вспомо-
гательных машин электропоездов постоянного тока. Принцип работы
реле основан на сравнении токов в начале и конце защищаемой цепи.
Аппараты защиты
275
> Якорь реле удерживается в
притянутом положении маг-
нитным потоком удерживаю-
щей катушки У (рис. 9.13),
размешенной в верхнем окне
трехстержневого сердечника.
Через нижнее окно сердечни-
ка заведены провода начала и
конца силовой цепи (токовые
витки) таким образом, что
направление тока в них
встречное. При нормальном
режиме магнитные потоки
витков взаимно уничтожают
друг друга.
В случае короткого замы-
Рис. 9.13. Схема дифференциального
реле Р-104
кания на «землю» в цепи тяговых двигателем ток в одном из витков
будет больше, чем в другом. В результате появится магнитный поток
небаланса, направленный против магнитного потока удерживающей
катушки. Это вызовет срабатывание реле (якорь оторвется от магни-
топровода) и размыкание блок-контактов в цепи удерживающей ка-
тушки быстродействующего выключателя. Быстродействующий вы-
ключатель отключит силовую цепь вагона, чем предотвратит дальней-
шее возможное повреждение силового электрооборудования.
Дифференциальное реле не может защитить тяговые двигатели от
перегрузки, так как неравенства (небаланса) токов в силовых витках
при этом не будет. Небаланс токов возможен только при коротком за-
мыкании на «землю».
Реле имеет два исполнения: Р-104Б-2 и Р-104М-2, отличающиеся
размерами окон магнитопровода и номинальным напряжением.
Реле Р-104Б-3 имеет сигнальный флажок, указывающий о сраба-
тывании реле.
Основные технические данные реле
Р-104Б-2
Номинальное напряжение, В.............50
Номинальный ток, А...................0,68
Ток небаланса (чувствительность реле), А ... 40-60
Продолжительный ток, А ............... 20
Масса реле, кг........................3,3
Р-104М-2
НО
0,30
60-80
20
3,3
Бесконтактное дифференциальное реле РДБ-101А-1 защищает тяго-
вые двигатели электропоездов переменного тока от кругового огня на
276
Глава 9
коллекторе. Реле включают в цепь таким ооразом, что оно сравнивает
силы токов в двух параллельных ветвях групп тяговых двигателей. Ре-
ле представляет собой замкнутый магнитопровод, через окно которо-
го проходят перекрестно силовые провода к двум параллельным вет-
вям двигателей. На этом же магнито проводе размещена катушка уп-
равления. При равных токах в обеих ветвях двигателей суммарный
магнитный поток, создаваемый ими, практически равен нулю. При
возникновении кругового огня на коллекторе одного из двигателей
ток одной ветви резко возрастает. Баланс токов нарушается, и в маг-
нитопроводе возникает магнитный поток, под действием которого в
катушке управления реле возникает ЭДС. Она воздействует на блок
управления, который, в свою очередь, подает импульс тока на отклю-
чающую катушку высоковольтного воздушного выключателя ВОВ.
Реле перегрузки (реле максимальной токовой зашиты) предназна-
чены для предотвращения выхода из строя аппаратов и машин при
перегрузках и коротких замыканиях, так как в ряде случаев опасными
для электрооборудования могут быть токи, значительно меньшие ус-
тавки быстродействующего БВ (в цепях постоянного тока) или глав-
Рис. 9.14. Реле перегрузки
Р-ЮЗ с механизмом возврата
Р-Ю2
ного ВОВ (в цепях переменного тока)
выключателя. Катушку' реле включа-
ют последовательно в защищаемую
цепь.
Реле перегрузки Р- 103/Р-102
(рис. 9.14) смонтировано на изоляци-
онной панели 2 и состоит из двух ча-
стей: верхней — высоковольтного
(силового) реле Р-103, катушка 4 ко-
торого включена последовательно в
защищаемую цепь, и нижней — низ-
ковольтного реле Р-102 с катушкой I,
выполняющего функции механизма
возврата. Высоковольтное реле воз-
действует на низковольтное с помо-
щью изоляционной планки 6.
При прохождении токов перегруз-
ки по силовой катушке 4 якорь 5 при-
тягивается к сердечнику, планка 6
ударяет по упору 7 валика механизма
возврата. Валик поворачивается и ос-
вобождает от защелки 8 якорь 9 этого
механизма, на котором укреплены
блок-контакты 10. Реле своими блок-
Аппараты защиты
277
контактами разрывает цепь БВ (ВОВ) или снимает нагрузку с тяговых
электродвигателей, отключая цепь выпрямительной установки или
снимая ослабление возбуждения. Поскольку при этом происходит от-
ключение гока силовой цепи, якорь 5 оттягивается от сердечника си-
ловой катушки пружиной в исходное положение. Якорь 9 механизма
возврата в исходное положение не возвращается и остается не притя-
нутым к сердечнику катушки /.
Для восстановления реле достаточно кратковременно подать пита-
ние на катушку / реле возврата. При этом якорь 9 притягивается и за-
пирается на зашелку. Происходит обратное переключение блок-кон-
тактов. Реле вновь готово к действию.
Чтобы определить цепь, в которой сработало реле, применен ука-
затель 3 (флажок), который при срабатывании реле выходит из зацеп-
ления и под действием собственного веса опускается вниз. Восстана-
вливают указатель вручную.
Реле перегрузки позволяет применить для одного, двух, трех и бо-
лее силовых реле один механизм восстановления (возврата), блок-
контакты которого будут переключаться при срабатывании любого
силового реле.
Регулируют реле перегрузки на определенный ток срабатывания,
изменяя натяжение пружины. У каждого реле имеется шкала, на ко-
торой указан этот ток.
Основные технические данные реле перегрузки
Р-103	Р-102
Номинальное напряжение, В............... 3000	110
Продолжительный ток, А.................. 250	20
Ток срабатывания, А..................... 600 ± 20 0,24
Число витков............................ 3	3610
Масса реле, кг.......................... 1,2	1,3
Реле ускорения и торможения. Реле ускорения применяют на мотор-
ных вагонах для автоматического управления работой реостатного или
группового контроллера, при помощи которого осуществляется разгон
поезда. Реле ускорения реагирует на силу пускового тока тяговых двигате-
лей.
Реле торможения применяют на моторных вагонах с электриче-
ским торможением. Оно реагирует на скорость выведения реостат-
ным контроллером тормозных резисторов при электрическом тормо-
жении в зависимости от генераторного тока тяговых двигателей.
Все реле ускорения и торможения имеют токовую катушку, вклю-
чаемую в цепь тяговых двигателей. При уменьшении тока в этой ка-
тушке до определенного значения реле срабатывает, вызывая дейст-
278
Глава 9
Рис. 9.15. Реле ускорения Р-40В
вие аппаратов силовой цепи,
переключающих ступени рези-
сторов.
Реле ускорения Р-40В (рис.
9.15) смонтировано на изоля-
ционной панели /. На сердеч-
нике магнитопровода 4 устано-
влены две катушки: включаю-
щая высоковольтная (силовая)
2, включенная последовательно
в цепь тяговых двигателей, и
низковольтная (подъемная) 3,
включенная в цепь управления.
Подъемная катушка служит
для обеспечения четкого дейст-
вия реле. Она кратковременно
получает питание от цепи управ-
ления в моменты перехода груп-
пового контроллера с одной позиции на другую. При этом подъемная ка-
тушка резко увеличивает магнитный поток и вызывает притяжение якоря
7. Якорь затем удерживается магнитным потоком одной силовой катуш-
ки 2, пока ток в цепи тяговых двигателей не уменьшится до определенно-
го значения, при котором якорь под действием пружины 8 отпадет и
замкнутся контакты 5.
Грубую регулировку тока отпадания якоря осуществляют измене-
нием воздушного зазора посредством упорного винта 6 подвижного
контакта; более точную — натяжением пружины 8 с помощью винта 9.
Реле Р-40 имеют различные исполнения и применяют также в ка-
честве реле торможения, реле моторного тока и реле обратного тока
преобразователя. Все эти реле имеют одинаковую конструкцию и от-
личаются расчетными данными катушек.
Основные технические данные реле Р-40В
Катушка подмагничивания ........................
Число витков.................................. 5900
Продолжительный ток, А........................0,109
Номинальное напряжение, В..................... 110
Включающая катушка
Число витков..................................6
Продолжительный ток, А........................250
Ток включения, А ............................. 425-450
Ток отпадания якоря, А ....................... 365 ±10
Масса реле, кг................................2,6
Аппараты защиты
279
Рис. 9.16. Реле боксования (а) и схема
его включения на моторном вагоне ЭР2
(б)
Реле боксования Р-304 служит для автоматического ослабления бо-
ксования колесных пар при тяге и подачи соответствующего светово-
го сигнала в кабину машиниста. Повышенную склонность к боксова-
нию имеют электропоезда постоянного тока с последовательным воз-
буждением тяговых двигателей.
Принцип работы реле боксования поясняет рис. 9.16, б. Катушку
реле включают между средними точками обмоток якорей тяговых
двигателей и искусственной цепи из двух одинаковых резисторов R.
При одинаковой частоте вращения якорей двигателей ЭДС тяговых
двигателей 1 и 2 равны и потенциал точки а будет равен потенциалу
точки б. Поэтому ток по катушке РБ не пойдет. Если какой-либо дви-
гатель начнет боксовать, то произойдет перераспределение прило-
женного к обмоткам якорей двигателей напряжения: на боксующем
двигателе оно станет больше, а на небоксующем меньше. При боксо-
вании , например двигателя /, потенциал точки а снизится, а при бо-
ксовании двигателя 2 — повысится. При этом потенциал точки б оста-
ется неизменным. Под действием разности потенциалов этих точек
через катушку реле боксования пойдет ток и оно сработает, замкнув
своими блок-контактами цепь светового сигнала в кабине машиниста
и цепь подъемной катушки реле ускорения. При этом уставка реле ус-
корения понижается и реостатный контроллер вагона с боксующей
колесной парой переходит на следующую позицию при пониженном
ускорении.
При заклинивании колесной пары моторного вагона в режиме тя-
ги ЭДС заклиненного двигателя будет равна нулю и реле также срабо-
280
Глава 9
тает, так как изменится потенциал точки а. Реле боксования сработа-
ет и при перегорании одного из резисторов.
Реле боксования имеет Г-образный магнитопровод 5 (рис. 9.16, а),
на котором размещена катушка /. На якоре 3 укреплены диамагнит-
ная прокладка 2 и изоляционная планка б с двумя замыкающими мос-
тиковыми блок-контактами 7. Неподвижные контакты выполнены в
виде высоких гаек, навинченных на шпильки 8.
Через овальное отверстие в средней части изоляционной планки яко-
ря проходит шпилька, на которой размещена отключающая пружина 4.
Ток включения реле регулируют с помощью гайки, имеющейся на
нижней стороне шпильки.
Ток отпадания якоря реле регулируют пружиной и диамагнитными
прокладками (меняя их число).
Основные технические данные реле боксования Р-304
Ток включения, А.............................. 0,015 ±0.001
Ток отпадания якоря, А........................ 0,006 ±0,001
Число витков катушки.......................... 21000
Раствор контактов, мм ........................ 2—3
Провал контактов, мм ......................... 2—2,5
Нажатие контактов, кгс........................ 0,15—0,2
Масса реле, кг................................ 2,2
Реле рекуперации Р-305. В момент перехода на рекуперативное тор-
можение суммарная электродвижущая сила + £2, например двух
тяговых двигателей, работающих в генераторном режиме, должна
быть близка к значению напряжения контактной сети Uc (рис. 9.17).
Если это условие не будет выполнено, то через двигатели пойдет не-
допустимо большой ток. Чтобы этого избежать, применяют реле реку-
перации, которые автоматически присоединяют тяговые двигагели к
контактной сети, когда £, + £-,= Uc.
Реле Р включают таким образом, что, если суммарная ЭДС тяго-
вых двигателей (генераторов) значительно отличается от напряжения
Рис. 9.17. Схема включения реле реку-
перации
контактной сети, через его
обмотку проходит ток и
якорь реле притянут к сер-
дечнику. Контакты реле,
введенные в цепь катушки
контактора К, разомкнуты
Когда разница между ЭДС
двигателей и напряжением
контактной сети составит
80—100 В, якорь реле отпа-
Аппараты защиты
281
дет и его контакты замкнут цепь включающего вентиля линейного
контактора К. Резистор R ограничивает ток в цепи реле.
По конструкции реле Р-305 аналогично Р-304, но имеет вместо
двух контактов один мостиковый контакт.
Реле напряжения — это электромагнитные реле с многовитковой
катушкой из медного провода малой площади сечения. Катушки реле
напряжения обычно выполняют на напряжение до 500—600 В, а при
более высоком напряжении последовательно с ними включают доба-
вочный резистор.
Эти реле применяют в качестве реле минимального напряжения
контактной сети, реле максимального напряжения и реле напряже-
ния заряда батареи.
Кратковременное понижение напряжения в контактной сети не
представляет опасности для электрооборудования моторных вагонов.
Однако последующее восстановление напряжения без предваритель-
ного включения пускового реостата может вызвать бросок тока и порчу
тяговых двигателей. Для защиты от подобных перегрузок в силовой це-
пи устанавливают реле минимального напряжения (Р-3100, Р-302), благо-
даря которому повторное включение тяговых двигателей возможно
только при условии восстановления нормального напряжения в кон-
тактной сети и возвращении вала силового контроллера на первую по-
зицию (при полностью введенном сопротивлении пускового реостата).
Реле Р-3100 имеет Г-образный магнитопровод, состоящий из ярма
II (рис. 9.18). сердечника 12 и якоря 9. На сердечнике магнитопрово-
да установлена катушка 13,
которая включается в цепь
управления, а на изоляци-
онной колодке 5 якоря —
подвижные контакты 3
мостикового типа с прити-
рающей пружиной 4. Не-
подвижные контакты 2
расположены на шпильках
7. При обесточивании ка-
тушки якорь оттягивается
от сердечника с помощью
отключающей пружины 8 м.
перемещается до тех пор,
пока не упрется в винт 6,
укрепленный в стойке 7.
Последовательно с катуш-
Рис. 9.18. Реле напряжения Р-3100
282
Глава 9
кой реле включается добавочный резистор сопротивлением 75 000
Ом. Регулировку реле производят изменением натяжения пружины
гайкой 10.
Реле Р-302 отличается от Р-3100 наличием двух мостиковых конта-
ктов. Технические данные контактов и катушек реле аналогичны.
Основные технические данные реле Р-3100 (Р-302)
Напряжение срабатывания, В...........................2300
Напряжение отпадания якоря, В .......................800
Ток срабатывания, Л .................................0,03
Ток отпадания якоря, А...............................0.01
Диаметр провода катушки, мм..........................0,15
Число витков катушки.................................21000
Промежуточные реле срабатывают при переключении контактов
основных реле и используются в тех случаях, когда число контактов
основных реле или их коммутационная способность недостаточны. В
электрических цепях электропоездов применяют электромагнитные
промежуточные реле РП-23, РП-25, РП-311, Р-306, Р-101, МКУ-48.
Рассмотрим некоторые из них.
Реле РП-23 применяют в качестве вспомогательных в цепях посто-
янного тока. Магнитопровод реле состоит из скобы 2 (рис. 9.19), сер-
дечника 7 и якоря 6. На магнитопроводе укреплена катушка 8. При
подаче питания на катушку якорь своим хвостовиком нажимает на
колодку 5, на которой укреплены подвижные мостиковые контакты 4.
Неподвижные контакты 3 укреплены на пластмассовом основании 1.
В результате нормально разомкнутые (замыкающие) контакты замы-
каются, а нормально замкнутые (размыкающие) — размыкаются,
(нормальным считают положение
контактов при обесточенной катуш-
ке). Реле имеет четыре замыкающих и
один размыкающий контакт.
Катушка реле выполнена на но-
минальное напряжение НО В, мощ-
ность не более 6 Вт. Продолжитель-
ный допустимый ток замыкания кон-
тактов 5 А. Масса реле 0,7 кг.
Реле РП-25 применяют в цепях пе-
ременного тока. Катушку реле вы-
полняют на напряжение 220 В, мощ-
ность 8 В А. Контакты рассчитаны на
продолжительный ток 5А.
Реле МКУ-48 используют как
Рис. 9.19. Промежуточное
реле РП-23
Аппараты защиты
283
вспомогательные реле в цепях постоянного и переменного тока на-
пряжением до 220 В. Реле имеет П-образный магнитопровод 5 (рис.
9.20), на сердечнике которого установлена катушка 4. На конце якоря
3 укреплена пластмассовая стойка 2 с поперечными перекладинами,
заходящими в промежутки между контактными пластинами /. Конта-
кты выполнены в виде набора пластин, на одном конце которых на-
паяны серебряные накладки, а к другому присоединены провода. При
срабатывании реле вертикальная стойка изгибает пластины, произво-
дя соответствующие переключения в электрических цепях. Реле име-
ет два замыкающих и два размыкающих контакта. Продолжительный
ток контактов составляет 5 А, потребляемая катушкой! мощность 3 Вт.
Катушка реле может быть выполнена на различные напряжения.
Реле времени РЭВ предназначено для включения или выключения
электрических цепей с некоторой выдержкой времени. Выдержка време-
ни между моментом включения катушки реле и замыканием его контак-
тов, а также между моментом выключения катушки реле и размыканием
его контактов достигается применением медных или алюминиевых демп-
феров, которые устанавливают на ярме и сердечнике магнитопровода ре -
ле. Во время подачи питания на катушку реле в медном или алюминиевом
цилиндре (демпфере) вследствие взаимоиндукции индуцируются вихре-
вые токи, препятствующие увеличению магнитного потока реле. В ре-
зультате этого якорь реле притягивается к сердечнику не мгновенно пос-
ле включения катушки реле, а с некоторой выдержкой времени.
После отключения катушки в цилиндре в течение некоторого вре-
мени также будет циркулировать ток, наводимый спадающим магнит-
ным потоком и препятствующий уменьшению магнитного потока ре-
284
Глава 9
ле. Поэтому якорь отпадает от сердечника также с некоторой выдерж-
кой времени.
Реле времени отличаются друг от друга выдержкой времени и чис-
лом контактов. Так, реле РЭВ- 811 имеет выдержку времени 0,25 — 1 с.
одну пару замыкающих и одну размыкающих контактов, массу — 2 кг.
Реле РЭВ-884 имеет выдержку времени 5—9 с, по две пары замыкающих
и размыкающих контактов, массу — 6 кг. Остальные технические дан-
ные реле одинаковы.
Тепловые реле применяют в цепях вспомогательных электрических
машин электропоездов для защиты от токов, превышающих номи-
нальное значение, но не достигших тока уставки реле перегрузки или
тока сгорания плавкой вставки. Такие токи могут возникать при по-
вышенном трении в подшипниках, загустении смазки в компрессо-
рах, заклинивании якорей машин и т.п. и вызывать недопустимый на-
грев и порчу изоляции обмоток вспомогательных машин. При сраба-
тывании реле подъемная катушка электромагнитного контактора те-
ряет питание и он отключается.
Основной деталью теплового реле является биметаллический эле-
мент, который включается последовательно в защищаемую цепь. Би-
металлический элемент состоит из двух скрепленных пластин, вы-
полненных из металлов с различными коэффициентами расширения.
При достижении тока уставки нагревшиеся пластины по-разному ме-
няют свои размеры, выгибаются и, поворачивая изоляционные ко-
лодки вокруг оси, размыкают контакты реле.
Тепловое реле ТРТП смонтировано в пластмассовом корпусе 8
(рис. 9.21). Биметаллические
пластины 9, имеющие U-об-
разную форму, посажены на
ось 10. На правый конец пла-
стин опирается витая пружина
7, соединенная с изоляцион-
ной колодкой 3, на которой ус-
Рис. 9.21. Тепловое реле ТРТП
тановлен подвижный размыка-
ющий мостик 5 с серебряными
контактами. Левый конец пла-
стин соединен с механизмом
изменения уставки 2, позволя-
ющим регулировать ток сраба-
тывания реле путем изменения
предварительного натяга биме-
таллических пластин с помо-
щью наружного рычага. Реле
Аппараты защиты
285
зажимами би 1 включается последовательно в защищаемую цепь.
При достижении тока срабатывания нагревшиеся биметалличе-
ские пластины выгибаются и поворачивают изоляционную колодку
вокруг своей оси, тем самым размыкая контакты реле. Возврат реле в
исходное положение осуществляется автоматически после остывания
биметаллического элемента или (для ускорения) вручную нажатием
на кнопку < которая поворачивает изоляционную колодку в исходное
положение.
Номинальное напряжение реле равно 500 В. Ток срабатывания со-
ставляет (1,35 ± 0,05)/ном. Масса реле 0,22 кг.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены реле? Как классифицируются реле по
принципу действия и какие из них получили наибольшее приме-
нение на электропоездах?
2.	Как устроено и работает электромагнитное реле?
3.	Для чего предназначено и как работает дифференциальное реле?
4.	Каково назначение реле перегрузки и как оно работает?
5.	Для чего служат реле РУТ и как они работают?
6.	Для чего служит реле боксования и на чем основана его работа?
7.	В каких случаях включается реле рекуперации?
8.	Для чего служит реле минимального напряжения?
9.	В каких случаях применяют промежуточные реле?
10.	Вследствие чего достигается выдержка времени в реле РЭВ?
11В	каких электрических цепях используют тепловые реле и на чем
основан принцип их действия?
Глава 10
Электрические схемы
электропоездов
10.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ
Электрической схемой называют чертеж, на котором показано упро-
щенное и наглядное изображение связи между отдельными элемента-
ми электрической цепи, выполненный с применением условных гра-
фических обозначений и позволяющий понять принцип действия
устройства. В отличие от машиностроительных и строительных черте-
жей электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба.
Любая электрическая цепь состоит из источника энергии и ее по-
требителей. Кроме того, в электрическую цепь входят аппараты для
включения и отключения всей цепи или отдельных ее участков и по-
требителей, измерительные приборы, устройства защиты и другие ап-
параты.
В зависимости от назначения электрические схемы разделяют на
монтажные, принципиальные и некоторые другие. Ниже будут рас-
смотрены только принципиальные схемы.
На принципиальной схеме условными графическими изображени-
ями показывают только основные элементы цепи (тяговые двигатели,
пускотормозные резисторы, контакторы и др.), так как второстепен-
ные элементы могут затруднить понимание схемы и сделать ее нена-
глядной. Элементы принципиальной схемы располагают в том поряд-
ке, в каком они электрически соединены, без учета их действительно-
го размещения на вагоне и механической связи друг с другом.
Принципиальные схемы вычерчивают для элементов цепи, находя-
щихся в отключенном положении. Это очень важное условие, так как,
например, одни контакты аппаратов, если их обмотки обесточены, по
условиям работы элекгропоезда должны быть разомкнуты, а другие
замкнуты. Если же ток проходит по обмоткам аппарата, то разомкну-
тые контакты, наоборот, будут замкнуты, а замкнутые - разомкнуты.
Контакты, которые замыкают те или иные электрические цепи при
прохождении тока по обмоткам аппаратов, называются замыкающими.
Если контакты аппаралов при прохождении тока по их обмоткам раз-
мыкают электрические цепи, их называют размыкающими.
Электрические схемы электропоездов
287
В схемах разных электропоездов одинаковые по конструкции элемен-
ты могут иметь разные условные обозначения, как графические, так и бу-
квенные: например, полупроводниковые диоды обозначают буквами Д,
ПП, Vна поездах различных серий. Электропоезда выпускались в разное
время, а условные обозначения менялись. В книге сохранены обозначе-
ния, которые приняты для конкретных электропоездов в эксплуатацион-
ной и конструкторской документации и нанесены на аппаратуру.
Чтобы прочитать схему, необходимо уметь проследить прохождение
тока по электрическим цепям, иметь ясное представление об устройст-
ве и работе аппаратов и машин, включенных в электрические цепи. От-
правной точкой при определении путей тока в схемах электропоездов
постоянного тока служит положительный полюс источника питания, а
конечной — его отрицагельный полюс. В схемах электропоездов пере-
менного тока началом цепи обычно считают одну из фаз питающей се-
ти, а концом — какую-либо другую фазу или нулевой провод.
Электрические схемы вычерчивают отдельно для моторного, го-
В ловного и прицепного вагонов.
Чтобы облегчить изучение (чтение) электрической схемы каждого
вагона, ее разделяют на ряд схем: силовых цепей, цепей управления и
вспомогательных цепей. Ниже подробно рассмо трены силовые цепи и
цепи управления.
Контрольные вопросы
1.	Какие контакты электрических цепей называют замыкающими?
Какие — размыкающими?
2.	В каком положении изображают контакты на схемах элекгриче-
I; ских цепей?
3.	Что принято считать началом электрической цепи постоянного гока?
4. На какие цепи разделяют электрические схемы вагонов электропоезда?
10.2.	ОСОБЕННОСТИ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
В 1
Помимо четырех тяговых двигателей в схему силовых цепей входят
токоприемник, пускотормозные резисторы, реверсор, аппараты за-
щиты и другие аппараты, обеспечивающие работу двигателей в раз-
личных режимах ведения поезда (пуск и разгон, движение на выбеге,
торможение, изменение направления движения).
Изменение скорости движения. Как указывалось выше [см. форму-
лу (3.8)[, регулирование скорости движения поезда сводится к изме-
I
288
Глава 10
нению приложенного к тяговым двигателям напряжения и создавае-
мого главными полюсами магнитного потока.
Переключение групп тяговых двигателей (в группе по два соеди-
ненных последовательно двигателя) с последовательного соединения
на параллельное позволяет получать на зажимах каждого двигателя
750 и 1500 В при напряжении на токоприемнике 3000 В. Включая ре-
зисторы в цепь тяговых двигателей, осуществляют более плавное ре-
гулирование напряжения, чем при перегруппировке тяговых двигате-
лей.
Регулирование частоты вращения якоря двигателя изменением
магнитного потока не связано со значительными потерями энергии и
поэтому широко применяется на электропоездах не только постоян-
ного, но и переменного тока.
Магнитный поток можно регулировать, изменяя ток в обмотке
возбуждения либо число витков обмотки, участвующих в создании
магнитного потока. Последнее приводит к усложнению конструкции
тягового двигателя, так как необходимо иметь дополнительные отво-
ды обмотки возбуждения, особенно при использовании нескольких
ступеней ослабления возбуждения. Поэтому большее распростране-
ние получил способ регулирования магнитного потока путем подклю-
чения параллельно обмотке возбуждения шунтирующего резистора.
При этом часть тока, протекающего через обмотки возбуждения, от-
ветвляется в шунтирующую цепь, создавая так называемое ослабление
возбуждения. Такой процесс приводит к увеличению тока якорей, воз-
растанию мощности, потребляемой из контактной сети, силы тяги и,
следовательно, скорости движения поезда. Уменьшение сопротивле-
ния шунтирующей цепи приводит к максимальному ослаблению воз-
буждения — скорость достигает наибольшего значения.
Изменение направления движения. Для изменения направления
движения поезда меняют направление тока в обмотках возбуждения
тяговых двигателей.
Электрическое торможение. Для торможения поезда тяговые двига-
тели переводят в генераторный режим (на поездах, оборудованных
схемой электрического торможения).
Работой аппаратов силовой цепи управляют с помощью контрол-
лера машиниста КМ. Основным аппаратом, производящим все пере-
ключения в силовой цепи, является реостатный контроллер РК. В за-
висимости от положения главной рукоятки КМ. кулачковый вал РК
поворачивается доопределенной конечной позиции. Причем поворот
происходит автоматически под контролем соответствующих уст-
ройств, которые срабатывают в зависимости от значения допустимо-
го тока тяговых двигателей. Контакты аппаратов на схемах силовых
Электрические схемы электропоездов
289
цепей показывают в положении, соответствующем условиям их изо-
бражения, о которых было сказано выше
Чтобы выяснить, какие контакты аппаратов замкнуты и какие ра-
зомкнугы при различных положениях главной рукоятки контроллера
машиниста, т.е. проследить пути прохождения тока, силовую схему
дополняют таблицей последовательности замыкания и размыкания
контактов, например табл. 10.1 (см. ниже). В этой таблице каждая
графа соответствует определенной позиции вала реостатного конт-
роллера РК, а каждый столбец — определенному контакт)'. Пользуясь
таблицей, можно узнать, в какой последовательности переключаются
контакты силовой цепи при переводе главной рукоятки контроллера
машиниста из одного положения в другое.
Отправной точкой при определении путей прохождения тока в си-
ловых цепях моторных вагонов постоянного тока принята плюсовая
шина тяговой подстанции.
Силовые цепи электропоездов постоянного тока различных серий
отличаются одна от другой наличием или отсутствием элекприческо-
го торможения, перехода с одного соединения групп тяговых двигате-
лей на другое, числом ступеней ослабления возбуждения, способом
защиты цепей и др.
Контрольные вопросы
1.	Какими способами регулируют скорость движения электропоез-
дов постоянного тока?
2.	В каких целях группы тяговых двигателей переключают с последо-
вательного соединения на параллельное?
3.	Каким образом обеспечивают относительно плавное регулирова-
ние напряжения на зажимах тяговых двигателей?
4.	Какой из способов регулирования магнитного потока тяговых дви-
гателей получил наибольшее распространение и почему?
10.3.	СИЛОВЫЕ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА,
НЕ ОБОРУДОВАННЫХ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТОРМОЖЕНИЯ
На этих поездах силовая цепь моторного вагона обеспечивает ра-
боту тяговых двигателей только в режимах тяги.
На электропоездах ЭР2 во время пуска и разгона для увеличения
напряжения на зажимах тяговых двигателей и поддержания необхо-
димых тока и силы тяги, выводят ступенями пусковой реостат, общее
сопротивление резисторов которого равно 17,66 Ом (табл. Ю.1).
К) Устройство и ремонт электро ное нов
290
Глава 10
Вал реостатного контроллера, осуществляющего выведение пуско-
вых резисторов, фиксируется на 18 позициях; из них восемь реостат-
ных позиций на последовательном соединении групп тяговых двига-
телей (1-^-8), четыре реостатных на параллельном соединении (12-5-15)
и по три безреостатных (ходовых) на каждом соединении — одна при
полном (100% ) и две при ослабленном (67 и 50%) возбуждении поля
двигателей.
Реостатный контроллер РК имеет 12 кулачковых элементов (кон-
такторов); в том числе десять реостатных (1—10) и два для регулирова-
ния возбуждения поля тяговых двигателей (11,12).
Во время пуска и разгона поезда используют восемь положений
главной рукоятки контроллера машиниста:
М — маневровое, применяют для разгона поезда до небольшой
скорости, достаточной при маневровых передвижениях. В этом поло-
жении КМ все пусковые резисторы (17,66 Ом) полностью введены в
цепь тяговых двигателей;
1	— используют д ля разгона поезда до скорости 40—50 км/ч, а так-
же для поддержания скорости на отдельных перегонах; группы тяго-
вых двигателей соединены последовательно, пусковые резисторы вы-
водятся полностью из цепи тяговых двигателей, возбуждение поля
двигателей полное;
2	— применяют д ля разгона до скорости 60—70 км/ч, а также для
поддержания более высоких скоростей; группы тяговых двигателей
соединены последовательно, резисторы полностью выведены, возбу-
ждение поля двигателей ослабляется до 50%, что способствует увели-
чению частоты вращения якорей двигателей и соответственно скоро-
сти движения;
3	— применяют для разгона до установившейся скорости 80—
100 км/ч; группы тяговых двигателей соединены параллельно, при
этом введенные в их цепи резисторы (сопротивлением 8,83 Ом)
вновь полностью выводятся; возбуждение поля двигателей полное.
Увеличение частоты вращения якорей двигателей происходит в ре-
зультате повышения напряжения, подводимого к тяговым двигате-
лям;
4	— используют для достижения максимальных скоростей движе-
ния 110—130 км/ч; группы тяговых двигателей соединены параллель-
но, пусковые резисторы выведены полностью, возбуждение поля дви-
гателей ослабляется до 50%;
2а, За — эти положения применяют при нарушении автоматиче-
ского пуска и переходе на ручное управление. Нажав кнопку «Ручной
пуск» на пульте управления, машинист поочередно устанавливает
главную рукоятку КМ в положения 2а и За, подавая питание на вен-
Электрические схемы электропоездов
291
Таблица 10.1
Таблица замыкания и размыкания контактов контакторов в силовой цепи мо-
торного вагона электропоезда ЭР2
Соединение групп тя- говых двигателей	Положение главной рукоятки КМ	Позиция вала РК	Контакторы РК												ЛК 1-2	S	г-ш	Ш1-2	Возбуждение двига- телей, %	Сопротивление пус- ковых резисторов. Ом
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12						
	М	1	—	—	—	——	——	—	7	8	—	—	11	12	X	X	—	—	100	17,66
		2	1	—	—	—	—	—	7	8	—	—	—	—	X	X	—	—	100	13,80
		3	1	2	—	—1	—	—•	7	8	—			—	X	X	1 •	—	100	9,94
8		4	I	2	3	—	—	——	7	8	—	—	—	—	X	X	—	—	100	8,10
X X С	1	5	—	2	3	4	——	—	7	8	—		—	——	X	X	—	—	100	6,26
		6	—	—	3	4	5	——	7	8	—	——	—	—	X	X	—	—	100	4,60
X о		7	—	—		4	5	6	7	8	—	—	—	——	X	X	—	—	100	2,94
о §		8	—	—	—	—	5	6	7	8	9	—	——	——	X	X	——	—	100	1,47
Е		9						6	7	8	9	10	——	—	X	X	—	—	100	0,00
		10								8	9	10	——		X	X	——	X	67	0,00
	2	11									9	10	11	12	X	X	—	X	50	0,00
8		12	—	—	—	—	—	——	—	—	9	10	11	12	X	—	X	X	50	8,83
X л		13	1	2							9	10	11	12	X	—	X	—	100	4,97
5	3	14	1	2	3	4	—	—		—	9	10	—	—	X	— -	X	' —	100	3,13
i Q.		15	—	—	3	4	5	6	—	—	9	10	——	—	X	—	X	—	100	1,47
13		16	—	—		—	5	6	7	8	9	10	—	—	X	—	X	—	100	0,00
	4	17							7	8	9	10	—	—	X	—	X	X	67	0,00
		18							7	8	9	10	11	12	X	—	X	X	50	0,00
Примечание: «х» — контакты замкнуты,«—» — разомкнуты.
292
Глава 10
тили реостатных контроллеров. В результате вал РК начинает вра-
щаться под контролем реле ускорения РУ;
О — применяют на выбеге (движении поезда по инерции с отклю-
ченными тяговыми двигателями).
В маневровом положении главной рукоятки КМ вал реостатного
контроллера РК находится на 1-й позиции. Замкнуты контакторы си-
ловой цепи: линейный ЛК1-2 (см. табл. 10.1), мостовой Л/, контакто-
ры РК: 7, 8, 11, 12, что обеспечивает последовательное соединение
групп тяговых двигателей с полностью введенными пусковыми рези-
сторами общим сопротивлением 17,66 Ом при полном 100%-ном воз-
буждении тяговых двигателей.
В этом режиме ток проходит по цепи (рис. 10.1): плюсовая тина
тяговой подстанции, контактный провод, токоприемник Т, катушка
индуктивного фильтра ФД, контакты главного разъединителя ГР, ка-
тушка дифференциального реле ДР, быстродействующий выключа-
тель БВ, контакты линейного контактора ЛК1-2, катушка реле пере-
грузки РП1, обмотки якорей первой группы двигателей /. 2, контак-
торы реверсора В1 (положение «Вперед»), обмотки возбуждения дви-
гателей OBI, ОВ2, контакты реверсора ВЗ, контакты реостатного кон-
троллера 7, резисторы Р1—Р5, контакты мостового контактора М. ре-
Провод параллельного соединения
Рис. 10.1. Схема силовой цепи моторного вагона электропоезда ЭР2
Электрические схемы электропоездов
293
зисторы Р10—Р6, контакты реостатного контроллера 8, обмотки яко-
рей второй группы двигателей 5, 4, контакты реверсора В5, обмотки
возбуждения двигателей ОВЗ, ОВ4, контакты реверсора В 7, катушка
реле ускорения РУ, шунт амперметра ША, вторая катушка дифферен-
циального реле ДР, шунт счетчика электрической энергии ШСЧ, зазе-
мляющее устройство ЗУ, рельсы, минусовая шина тяговой подстанции.
Упрощенную схему силовой цепи на маневровом положении глав-
ной рукоятки КМ см. на рис. 10.2.
В первом положении главной рукоятки КМ (рис. 10.2, а) группы тя-
говых двигателей остаются соединенными последовательно. Повы-
шения скорости добиваются увеличением напряжения на зажимах тя-
говых двигателей. Для этого реостатный контроллер РК под контро-
лем реле ускорения РУ автоматически до 9-й позиции выводит сек-
ции пускового реостата путем замыкания контактов 1—10 в соответст-
вии с табл. 10.1.
Для обеспечения плавного разгона поезда сопротивления ступе-
ней пускового реостата подобраны так, чтобы броски тока при пере-
ходе вала РК с позиции на позицию были в допустимых пределах (не
превышали уставки реле РУ).
На 9-й (безреостатной) позиции вала реостатного контроллера все
ступени пускового реостата из цепи тяговых двигателей полностью
выведены. Ток проходит по цепи (см. рис. 10.1): плюсовая шина тяго-
вой подстанции, контактный провод, токоприемник Т, катушка ин-
дуктивного фильтра ФД, контакты главного разъединителя ГР, катуш-
ка дифференциального реле ДР, быстродействующий выключатель
БВ. контакты линейного контактора ЛК1-2, катушка реле перегрузки
РП1, обмотки якорей первой группы тяговых двигателей 1, 2, контак-
ты реверсора В1, обмотки возбуждения двигателей OBI, ОВ2, контак-
ты реверсора ВЗ, контакты реостатного контроллера 9, мостового
контактора М, реостатного контроллера 10, обмотки якорей двигате-
лей 3, 4, контакты реверсора В5, обмотки возбуждения двигателей
ОВЗ, ОВ4, контакты реверсора В7, катушка реле РУ, шунт амперметра
ША, вторая катушка дифференциального реле ДР, шунт счетчика
электроэнергии ШСЧ, заземляющее устройство ЗУ, рельсы, минусо-
вая шина тяговой подстанции.
9-я позиция вала реостатного контроллера является первой ходо-
вой; на ней группы тяговых двигателей соединены последовательно,
сопротивление пусковых резисторов равно нулю, возбуждение тяго-
вых двигателей 100%, напряжение на зажимах каждого двигателя рав-
но 3000 В: 4 = 750 В. Движение поезда будет происходить с равномер-
ной скоростью без ускорения. Упрощенная схема приведена на
рис. 10.2, б.
294
Глава 10
Возбуждение 100%;
R= 17,66 Ом
Возбуждение 100%;
R=O
Возбуждение 50%;
R=0
Возбуждение 100%;
R=0
Рис. 10.2. Упрощенные схемы силовой цепи моторного вагона электропо-
езда ЭР2:
Возбуждение 50%;
Л=О
а — 1-я позиция РК; б — 9-я позиция РК; в - 11-я позиция РК; г — 16-я позиция РК;
д — 18-я позиция РК
Электрические схемы электропоездов
295
Во втором положении главной рукоятки КМ пуск и разгон осуще-
ствляются так же, как и в первом положении. Когда вал реостатного
контроллера без фиксации на 9-й позиции с уменьшением тока сило-
вой цепи до уставки реле ускорения перейдет на 10-ю позицию, вклю-
чатся контакторы шунтирования Ш1, Ш2 (см. табл. 10.1), которые па-
раллельно обмоткам возбуждения двигателей подсоединят цепи, со-
стоящие из индуктивных шунтов ИШ1, И1112 и соответственно рези-
сторов P1J-P12 и Р13—Р14 (см. рис. 10.1). Теперь часть тока, проте-
кавшего через обмотки возбуждения, будет ответвляться в шунтирую-
щую цепь, создавая тем самым ослабление возбуждения двигателей
(67% тока якорей пойдет через обмотки возбуждения, остальная часть
Wf— через шунтирующую цепь).
При переходе вала РК на 11 -ю позицию включатся контакторы 77,
72(см.табл. 10.1), которые зашунтируют резисторы Pll—P12vtP13—P14.
В результате параллельно обмоткам возбуждения останутся включенны-
ми только индуктивные шунты ИШ1, ИШ2. Уменьшение сопротивле-
ния шунтирующей цепи приведет к максимальному ослаблению возбу-
ждения (50%), в результате чего скорость на последовательном соедине-
нии групп двигателей достигнет наибольшего значения.
На 11-й позиции вала РК ток проходит по цепи (см. рис. 10.1):
плюсовая шина тяговой подстанции, контактный провод, токоприем-
ник Т, катушка индуктивного фильтра ФД, контакты главного разъе-
динителя ГР, катушка дифференциального реле ДР, быстродействую-
щий выключатель БВ, контакты линейного контактора ЛК1-2, катуш-
ка реле перегрузки РП1, обмотки якорей первой группы двигателей 7,
2, контакты реверсора В1 и далее ток разветвляется в две параллель-
ные ветви: первая — обмотки возбуждения OBI, ОВ2 и вторая — конта-
ктор шунтирования 7777, индуктивный шунт ИШ1, контакты реостат-
ного контроллера 77. Затем ток двух параллельных ветвей идет через
контакты реверсора ВЗ, контакты реостатного контроллера 9, мосто-
вого контактора М, контакты 10, обмотки якорей второй группы тяго-
вых двигателей 5, 4, контакты реверсора В5, далее: первая ветвь — об-
мотки возбуждения ОВЗ, ОВ4 и параллельно ей — контакты Ш2, инду-
ктивный шунт ИШ2, контакты реостатного контроллера 72. Затем ток
двух параллельных ветвей идет через контакты реверсора В7, катушку
реле ускорения РУ, шунт амперметра ША, вторую катушку дифферен-
i шального реле ДР, шунт счетчика электроэнергии ШСЧ, заземляющее
устройство ЗУ, рельсы, минусовая шина тяговой подстанции.
Таким образом, 11-я позиция вала реостатного контроллера явля-
!ется второй ходовой позицией. На ней группы тяговых двигателей со-
единены последовательно, пусковые резисторы полностью выведены,
возбуждение тяговых двигателей ослаблено до 50% (рис. 10.2, в).
296
Глава 10
В третьем положении главной рукоятки КМ происходит переклю-
чение соединения групп тяговых двигателей с последовательного на
параллельное. Когда вал реостатного контроллера поворачивается на
12-ю позицию, включаются контакторы перехода П1, П2 (см.
табл. 10.1), а затем выключается мостовой контактор М. При этом в
цепи образуются две параллельные группы, в каждую из которых
включено по два тяговых двигателя и по резистору. Введение резисто-
ров в каждую группу двигателей сопротивлением 8,83 Ом вызвано
тем, что при переходе на параллельное соединение с резким повыше-
нием напряжения на зажимах двигателей ток в цепи значительно пре-
высил бы пусковой. Однако этого не происходит и вал реостатного
контроллера РК, не фиксируясь на 12-й позиции, переходит на следу-
ющую (переход на параллельное соединение происходит при ослаб-
ленном возбуждении, так как контакторы ПН, Ш2 остаются включен-
ными).
На 13-й позиции вала реостатного контроллера включаются кон-
такторы 7, 2, которые выводят секции пускового реостата Р1-Р2 и
Р6—Р7, уменьшая сопротивление в цепи тяговых двигателей до
4,97 Ом. Контакторы 77/7, 77/2 выключаются, в результате чего возбу-
ждение двигателей увеличивается до 100%.
На 14-й и 15-й позициях включаются контакторы 3, 4 и соответст-
венно 5, 6, что приводит к дальнейшему уменьшению сопротивления
в цепи тяговых двигателей до 1,47 Ом.
На 16-й позиции вала реостатного контроллера включением кон-
такторов 7, 8 полностью выводятся пусковые резисторы. Ток прохо-
дит по цепи (см. рис. 10.1): плюсовая шина тяговой подстанции, кон-
тактный провод, токоприемник Т, катушка индуктивного фильтра
ФД, контакты главного разъединителя ГР, катушка дифференциаль-
ного реле ДР, быстродействующий выключатель Б В, контакты ЛК1-2
и далее по двум параллельным ветвям. Первая ветвь — катушка реле
перегрузки РП1, обмотки якорей первой группы тяговых двигателей
7, 2, контакты В1, обмотки возбуждения OBI, ОВ2, контакты ВЗ, кон-
такты реостатного контроллера 7, контактор перехода 772. Вторая
ветвь — катушка реле перегрузки РП2, контактор перехода 777, конта-
ктор 8, обмотки якорей второй группы двигателей 3, 4, контактор ре-
версора В5, обмотки возбуждения ОВЗ, ОВ4, контакты реверсора В7,
катушка реле ускорения РУ, шунт амперметра ША. Далее ток двух па-
раллельных ветвей идет через вторую катушку дифференциального
реле ДР, шунт счетчика электроэнергии ШСЧ. заземляющее устройст-
во ЗУ, рельсы, к минусовой шине тяговой подстанции.
Позиция 16 является третьей ходовой, которая соответствует па-
раллельному соединению групп тяговых двигателей при полном их
Электрические схемы электропоездов
297
возбуждении и полностью выведенных пусковых резисторах
(рис. 10.2, г).
~ В четвертом положении главной рукоятки КМ, если ток в цепи не
превышает уставки реле ускорения РУ, вал реостатного контроллера
поворачивается на 17-ю позицию (см. табл. 10.1). Включаются конта-
кторы 1111, Ш2, присоединяя параллельно обмоткам возбуждения тя-
говых двигателей шунтирующие цепи, состоящие из индуктивных
шунтов ИШ1, ИШ2 и резисторов Р11—Р12, Р13—Р14. Осуществляется
первая ступень ослабления возбуждения — 67%.
После снижения тока до уставки РУ вал реостатного контроллера
поворачивается на 18-ю позицию. Включаются контакторы 7/, 72, ко-
торые шунтируют резисторы РН—Р12, Р13—Р14. В результате возбуж-
дение двигателей ослабевает до 50%.
Ток проходит по цепи (см. рис. 10.1): плюсовая шина тяговой под-
станции, контактный провод, токоприемник Т, катушка индуктивно-
го фильтра ФД, контакты главного разъединителя ГР, катушка диффе-
ренциального релеЛР, быстродействующий выключатель БВ, линей-
ный контактор ЛК1-2. Далее ток разветвляется в две параллельные
ветви. Первая — катушка реле перегрузки РП1, обмотки якорей пер-
вой группы тяговых двигателей 7, 2, контакты реверсора В1, после ко-
торого 50% тока идет через обмотки возбуждения OBJ, ОВ2 и 50% по
шунтирующей цепи через контактор 1111, индуктивный шунт ИНН,
контакты реостатного контроллера 7 7. Затем ток из общей точки идет
через контакты реверсора ВЗ, контактор 7, контакты контактора пере-
хода 772. Вторая ветвь — катушка реле перегрузки РП2, контакты 777,
контакты реостатного контроллера 8, обмотки якорей второй группы
двигателей 3, 4, контакты реверсора В5, откуда 50% тока проходит по
обмоткам возбуждения ОВЗ, ОВ4. Остальные 50% тока проходят через
контактор шунтирования 77/2, индуктивный шунт ИШ2, контакты
контактора 72. Далее ток идет через контакы реверсора В7, катушку
реле РУ, шунт амперметра ША. Из общей точки, объединяющей две
ветви параллельного соединения 1-й и 2-й групп тяговых двигателей,
ток идет во вторую катушку дифференциального реле ДР, шунт счет-
* чика ШСЧ, заземляющее устройство ЗУ, рельсы, к минусовой шине
тяговой подстанции.
Таким образом, 18-я позиция вала реостатного контроллера явля-
ется четвертой ходовой. Она обеспечивает самую высокую скорость
движения поезда, что соответствует параллельному соединению
групп тяговых двигателей при полностью выведенных пусковых рези-
сторах и максимальном ослаблении возбуждения (рис. 10.2, д).
. В нулевом положении главной рукоятки контроллера машиниста,
которое применяется на выбеге, выключаются контакторы ЛК1-2, М
298
Глава 10
или П1, П2 к зависимости от того, какие из них были до этого вклю-
чены. Силовая цепь разрывается, в результате чего вал реостатного
контроллера РК автоматически поворачивается до 1-й позиции и ос-
танавливается на ней. Цепь готова для следующего пуска и разгона.
Изменение направления движения поезда. Оно осуществляется из-
менением направления тока в обмотках возбуждения тяговых двига-
телей с помощью контакторов В1—В8 (см. рис. 10.1). При положении
реверсивной рукоятки контроллера машиниста «Вперед» ток по об-
моткам возбуждения проходит через включенные контакторы ревер-
сора Bl, ВЗ и /?5, В7. В положении реверсивной рукоятки «Назад»
включаются контакторы реверсора В2, В4 и В6, В8 и ток в обмотках
возбуждения меняет свое направление (направление тока в обмотках
якорей двигателей остается неизменным).
Переключение контакторов реверсора происходит в обесточенной
цепи, поэтому они выполнены без устройств дугогашения.
Защита силовой цепи при нештатных (отличных от нормальных) ре-
жимах работы. Силовая цепь моторного вагона защищена от корот-
ких замыканий дифференциальным реле ДР (см. рис. 10.1) и быст-
родействующим выключателем БВ. При коротком замыкании в лю-
бой точке силовой цепи ток в начале силовой цепи будет больше то-
ка в конце цепи. При соответствующей разнице токов дифференци-
альное реле сработает и своими блок-контактами разорвет цепь
удерживающей катушки быстродействующего выключателя БВ, что
приведет к его выключению.
От перегрузок силовую цепь защищают реле РП1 и РП2. При сра-
батывании реле перегрузки во время пуска (если при этом ток не пре-
вышает уставку БВ и нет замыкания на землю) силовая цепь не от-
ключается, но вращение вала реостатного контроллера автоматически
приостанавливается до полного прекращения перегрузки. Это пре-
дотвращает отключение тяговых двигателей и толчки поезда при слу-
чайных перегрузках, связанных с колебаниями напряжения в кон-
тактной сети, нечеткой работой реле ускорения, боксованием, и в
других случаях, когда нецелесообразно отключать силовую цепь.
От понижения напряжения в контактной сети (меньше 800 В) си-
ловая цепь защищена реле пониженного напряжения PH (на схеме не
показано), срабатывание которого приводит к отключению быстро-
действующего выключателя. В этом случае силовая цепь может быть
снова собрана только после повышения напряжения в контактной се-
ти до 2300 В и возврата вала реостатного контроллера на 1 -ю позицию.
В процессе ведения поезда может возникнуть боксование колес-
ных пар, когда сила тяги двигателей превышает силы сцепления колес
с рельсами. В этом случае защита тяговых двигателей от боксования осу-
Электрические схемы электропоездов
299
ществляется двумя реле боксования РБ1, РБ2, срабатывание которых
вызывает снижение уставки реле ускорения и, как следствие этого, ос-
тановку вала реостатного контроллера до прекращения боксо-вания.
От атмосферных перенапряжений силовая цепь защищена вили-
товыми разрядниками Ppi, Рр2, установленными на крыше моторно-
го вагона. Разрядник Ppi защищает электрооборудование от перена-
пряжений, вызываемых прямыми ударами молнии в контактную сеть,
а разрядник Рр2 — от повышенных напряжений, появляющихся на
конденсаторе ФК в момент срабатывания Рр! (число срабатываний
разрядников контролируют регистраторы РВР1 и РВР2).
f Радиопомехи, вызванные искрением токоприемников, коммута-
цией тяговых двигателей и аппаратов силовой, цепи снижаются при-
мерно в 10 раз индуктивным фильтром ФД, который гасит перемен-
ную составляющую тока радиопомех.
Контрольные вопросы
1.	Назовите положения главной рукоятки контроллера машиниста. В
Й каких целях применяют каждое из них?
2.	Охарактеризуйте маневровый режим работы тяговых двигателей.
3.	Покажите на схеме прохождение тока в силовой цепи при манев-
I»' ровом положении главной рукоятки.
4.	Какие позиции вала реостатного контроллера называются ходовы-
Р’г ми и почему?
5/ Пользуясь таблицей замыкания контакторов (см. табл. 10.1), назо-
вите ходовые позиции. Охарактеризуйте каждую из них.
6.	Каким образом осуществляется изменение направления движения
поезда? Почему контакторы реверсора выполнены без устройств
Нг дугогашения?
7.	Перечислите нештатные режимы работы тяговых двигателей, при
« ' которых отключается быстродействующий выключатель.
8.	Назовите режимы работы тяговых двигателей, при которых приос-
 танавливается вращение вала реостатного контроллера.
9.	Как выполняется защита силовой цепи от атмосферных перена-
пряжений?
10.	4. СИЛОВЫЕ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОРМОЖЕНИЕМ
Группы тяговых двигателей моторных вагонов, оборудованных систе-
мой электрического торможения, в отличие от выше рассмотренных,
всегда включены последовательно.
300
[лава 10
Тяговые режимы. В тяговых режимах электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т
силовые цепи обеспечивают реостатный пуск поезда, ослабление воз-
буждения тяговых двигателей с помощью реостатного контроллера,
вал которого фиксируется на 20 позициях (табл. 10.2); из них с 1-й по
13-ю — реостатные позиции, 14-я — безреостатная при полном (100%)
возбуждении тяговых двигателей, с 15-й по 20-ю — безреостатные при
ослабленном возбуждении (соответственно 59,5; 41,5; 32,3; 26,5; 21 и
18%).
Включение режима тяги происходит при установке главной руко-
ятки контроллера машиниста в одно из тяговых положений, когда вал
реостатного контроллера находится на i-й позиции. При этом сило-
вая цепь собирается в такой последовательности: вал реверсивного
переключателя поворачивается в положение «Вперед» или «Назад», в
зависимости от того, в каком положении находится реверсивная ру-
коятка контроллера машиниста; вал тормозного переключателя уста-
навливается в положение тягового режима — включаются его четные
контакты ТП2, ТП4,... и нечетный ТП9; включаются линейный кон-
тактор ЛК и линейно-тормозной контактор Л КТ (рис. 10.3).
При установке главной рукоятки контроллера машиниста в манев-
ровое положение происходит плавное трогание с места и движение с
наименьшей скоростью.
При установке главной рукоятки КМ в тяговые положения (1—4)
осуществляется разгон поезда. При этом вал РК под контролем систе-
мы автоматического управления реостатным контроллером автомати-
чески переключается до соответствующих позиций, на которых воз-
можен разгон (ходовые позиции). В отличие от электропоезда ЭР2
(ЭР1) машинист выбирает уставку реле ускорения исходя из условий
пуска. Переключения осуществляются с помощью семнадцати кулач-
ковых контакторных элементов РК. Связь положений КМ с позици-
ями РК и параметрами силовой цепи см. в табл. 10.2.
Маневровое положение главной рукоятки контроллера машиниста
используется, в основном, для маневровой работы. Вал РК находится
на 1-й позиции, что соответствует наибольшему сопротивлению (12,
83 Ом) полностью введенных в цепь тяговых двигателей пускотормоз-
ных резисторов и также наибольшему (100%) возбуждению тяговых
двигателей.
Прохождение тока в силовой цепи при этом следующее (см.
рис. 10.3): «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный про-
вод, токоприемник, катушка индуктивного фильтра ДрФ, контакты
главного разъединителя Гр, быстродействующий выключатель БВ,
контакты ЛК, первичная обмогка дифференцирующего трансформа-
тора ТрД, контакты тормозного переключателя ТП2, пускотормозные
Электрические схемы электропоездов
301
Таблица 10.2 Таблица замыкания и размыкания контактов реостатного контроллера в силовой цепи моторного вагона электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т при тяговом режиме	WQ £ЯО(! -oiDHfdd Х1яяомэ£и ЭИНЭКАИХОдиОЭ		m ос ГЧ	1П Tt tn tn г- ГЧ ГЧ — ОС rfr — гч сп m Tt чо эс —’m ос °. ОС Г-\о tn Tt тгч'гч —’ о О О										оо		о о		ОС		> >
	% ‘ИЭ1ГЭХК1 -ияи эинаижлдюд		1 1	3888888888888!										tn tn		m tn г । ПчО m гч		ОС » < О^" гч г-		
	Контакторы РК 	 			г**	1 1	17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17									1	1	1	1	1	1	1	
		чо		40 чО чО хО чО хО хО О чО чО хО ЧО чС										^40		1	1	1	1	
			1	1	1	1 1	1		I 1 1	1	j		1	1	1	1	1	1	tn	
		ту	1	1	1	1	1		1 1 1	j	1		1		1		1	тГ тГ ч		
		m	1	1	1	1	1		1 1 1	1	1		1		1		m			
		гч	1	1		1			1 1	1	1		1		1	гч гч »—-Ч				
			1				1		Illi	1			1			1				
		о	1			1	1		Illi				1	1 122			|			
		СЧ	1										О	04 O>		04 0"		Оч 04		
		00	1			1	1			ОС ос ОС ОС				оо ос			1	1		1
			1				1 1		1 1 Г’"" Г''' Г“"- г--					г- 1			1			
		40	1			1	1 1 чО ЧП хО 40						1 1		1 1		1		1	
			1			1 1	tn tn tn tn						1 1		1 1		1 1		1	1 1 1
		'ТГ	1			1 1 rj“			1 1 rt Tt		1	1				1 1		1 1		1	
		гп	1	1		1 m m			1 m m	1		’ mm			1 1		1 1		1	
		гч	1		1 гч гч гч сч				1 1 1	1		1	1 1		1 1		1 1		1	1
			1	J											J——»		Г—1 —-				г> ч
	Xd FL*E8 КИПИ! ОЦ			2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14										1 ('<П4О   « —• 1		оо W——4 ——		СТС — г		
	J/VM ИМ1К -OXAll УОНЯЕО ЭНН -эжосои Э0ЯО1К£		2											гч		m j					
	ИЭ1ГЭ1СЛИЯ1Г XH4OJKL Ull£<Ll ЭИНЭНИЕЭОЭ		ЭОНЯ1Г01ВЯО1'Э1ГЭОЦ																	
Примечание. При реостатном торможении с самовозбуждением таблица замыкания контактов РК такая же. как приведенная таблица
до 14-й позиции вала РК.
302
Глава 10
Электрические схемы электропоездов
303
резисторы Rl, R4, R5, R6, R7, R8, контакты линейно-тормозного кон-
тактора Л КТ, обмотки якорей тяговых двигателей М1—М4, датчики
тока якорей ДТЯ, ДТЯ1, контакты тормозного переключателя 7776,
контакты реверсора В1 (положение «Вперед»), обмотки возбуждения
тяговых двигателей М1—М4, контакты В2, шунт амперметра ШнЗ, вто-
рая первичная обмотка дифференцирующего трансформатора ТрД,
шунт амперметра Шн1, шунты счетчиков электроэнергии Шн5, Шн4,
заземляющее устройство ЗУ, рельсы, «минусовая» шина тяговой под-
станции.
Таким образом, собирается цепь из четырех последовательно со-
единенных тяговых двигателей с полностью введенными пуско-тор-
мозными резисторами сопротивлением 12,83 Ом при полном возбуж-
дении двигателей. Движение поезда будет происходить с наименьшей
скоростью. Упрощенная схема силовой цепи, соответствующая ма-
невровому положению главной рукоятки КМ, представлена на
рис. 10.4, а.
В первом положении главной рукоятки КМ вал реостатного конт-
роллера РК начинает поворачиваться, постепенно выводя пускотор-
мозные резисторы под контролем автоматической системы управле-
ния. Так, на 2-й позиции вала РК включается контактор реостатного
контроллера / (см. табл. 10.2, рис. 10.3), в результате чего сопротивле-
ние в цепи тяговых двигателей уменьшается до 10,19 Ом.
На 3-й позиции вала РК с включением контактора 2 сопротивле-
!ние становится равным 8,45 Ом.
На 4-й позиции включение контактора 3 приводит к уменьшению
сопротивления до 7,24 Ом. И так далее до 14-й позиции вала РК, по-
ка из цепи тяговых двигателей не будут выведены все ступени пуско-
тормозных резисторов. Причем, переход вала РК с позиции на пози-
цию разрешается системой автоматического управления только тогда,
когда ток в цепи тяговых двигателей снизится до тока уставки реле ус-
корения.
Прохождение тока в цепи тяговых двигателей на 14-й позиции ва-
ла РК: «плюсовая» шина тяговой подстанции, контактный провод,
токоприемник, катушка индуктивного фильтра ДрФ, контакты глав-
ного разъединителя Гр, быстродействующий выключатель БВ, конта-
кты ЛК, первичная обмотка дифференцирующего трансформатора
ТрД, контакты тормозного переключателя 7772 и далее, через вклю-
чавшийся на 14-й позиции контактор реостатного контроллера 9, ток,
минуя ступени пускотормозных резисторов, пойдет через контактор
Л КТ, обмотки якорей тяговых двигателей М1—М4, датчики тока яко-
рей ДТЯ, ДТЯ1, контакты тормозного переключателя 7776, контакты
реверсора В1, обмотки возбуждения М1—М4, контакты реверсора В2,
304
Глава 10
Возбуждение 100%;
7? =12,83 Ом
Возбуждение 100%;
R=0
Возбуждение 59,5%;
R=0
Возбуждение 41,5%;
2?=0
Возбуждение 26,5%;
R=0
Рис. 10.4. Упрошенные схемы силовой цепи моторного вагона элсктропо
езда ЭР2Р (ЭР2Т) в тяговом режиме:
а - 1-я позиция РК; б — 14-я позиция РК; в — 15-я позиция РК; г — 16-я позиция РК
д — 18-я позиция РК; е — 20-я позиция РК
Возбуждение 18%;
7?=0
Электрические схемы электропоездов
305
шунт амперметра ШнЗ, вторую первичную обмотку дифференцирую-
щего трансформатора ТрД. шунт амперметра Шн1, шунты счетчиков
электроэнергии Шн5, Шн4, заземляющее устройство ЗУ, рельсы, «ми-
нусовая» шина тяговой подстанции.
После того, как на 14-й позиции вала реостатного контроллера все
ступени пускотормозных резисторов будут выведены, автоматиче-
ский пуск в первом положении главной рукоятки контроллера закан-
чивается. Эта позиция является первой ходовой при полном возбуж-
дении тяговых двигателей. Движение электропоезда будет происхо-
дить с установившейся скоростью без ускорения. Упрощенную схему
силовой цепи, соответствующую 14-й позиции вала РК, см. на
рис. 10.4, б.
, Во втором положении главной рукоятки КМ вал реостатного конт-
роллера, не фиксируясь на 14-й позиции, если позволяет автоматиче-
ская система управления, переходит на 15-ю позицию. В результате
включаются контактор 10 и контактор шунтирования Ш, которые
подключают параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей
цепь, состоящую из индуктивного шунта ИШ и резисторов ослабле-
ния возбуждения тяговых двигателей R10—R15. Это подключение, со-
гласно первому закону Кирхгофа, вызывает перераспределение тока
по двум цепям: 59.5% — по обмоткам возбуждения, а остальная часть —
по шунтирующей цепи. Упрощенную схему силовой цепи на 15-й пози-
ции вала РК см. на рис. 10.4, в.
При переходе вала РК на 16-ю позицию включившийся контактор
// выводит из шунтирующей цепи резистор R10, что уменьшает воз-
буждение тяговых двигателей до 41,5% (рис. 10.4, г) и соответствует
второй ходовой позиции.
В результате ослабления возбуждения частота вращения якорей
тяговых двигателей становится выше.
В третьем положении главной рукоятки КМ с поворотом вала РК на
17-ю позицию включается контактор 12, выводящий из шунтирующей
цепи резистор RII, в результате чего возбуждение снижается до 32,3%.
На 18-й позиции РК возбуждение ослабляется до 26,5% благодаря
шунтированию контактором 13 резистора R12 (рис. 10.4, д). Эта пози-
ция является третьей ходовой. Частота вращения якорей тяговых дви-
гателей еще больше увеличивается.
В четвертом положении главной рукоятки КМ вал реостатного
контроллера переходит на 19-ю позицию, шунтируя контактором 14
резистор R13, в результате чего ослабление возбуждения достигает
21%.
При переходе вала РК на 20-ю позицию (четвертую ходовую) кон-
тактором 15 выводится резистор R14 (рис. 10.4, е). На этой позиции
306
Глава 10
степень ослабления возбуждения наибольшая — 18%, что соответству-
ет наибольшей скорости движения электропоезда.
Все положения главной рукоятки контроллера машиниста, кроме
маневрового и первого, безреостатные; увеличение скорости осуще-
ствляют ослаблением возбуждения. Положение главной рукоятки
контроллера выбирают в зависимости от необходимой скорости на
впереди лежащем перегоне.
В нулевом положении главной рукоятки контроллера машиниста
происходит отключение режима тяги, причем в два приема: контакты
Ш (см. рис. 10.3) размыкаются сразу, а контакты ЛК и Л КТ с некото-
рой выдержкой времени (приблизительно 1,2 с). Отключение Ш вы-
зывает увеличение возбуждения двигателей до нормального и умень-
шение тока якорей. Уменьшившийся ток окончательно разрывают
контакты ЛК и ЛКТ, после чего реостатный контроллер возвращается
на 1-ю позицию. Такой порядок отключения облегчает дугогашение в
контакторах, улучшает потенциальные условия на коллекторах тяго-
вых двигателей. Погасить мощную электрическую дугу помогает кон-
тур из диодов Д30—Д40. Поскольку обмотки возбуждения имеют
большую индуктивность, в момент отключения цепи возникают опас-
ные перенапряжения. За счет ЭДС самоиндукции напряжение на ре-
зисторах R71, R73 повышается до уровня, при котором открывается
стабилитрон ПП2. Подается сигнал на управляющий электрод тири-
стора Тт9 и он открывается. В результате токи самоиндукции могут за-
мыкаться по кратчайшему контуру, не попадая на линейные контак-
торы: обмотки возбуждения двигателей (кратковременный, но очень
мощный источник тока), контактор тормозного переключателя 7779,
тиристор Тт9, диоды Д30—Д40, якоря двигателей М1—М4, их обмотки
возбуждения. После окончания переходного процесса, когда токи са-
моиндукции исчезли, тиристор закрывается, контакты ТП9 размыка-
ются, отключая ставший уже ненужным защитный контур. Иными
словами, эта цепь работает кратковременно в момент отключения тяги.
Как указывалось выше, выведение ступеней резисторов при разго-
не поезда осуществляется под контролем автоматической системы уп-
равления реостатным контроллером, которая обеспечиваег ступенча-
тый пуск (переключение позиции вала РК) лишь при заданном значе-
нии тока якорей тяговых двигателей. Информация о значениях тока
якорей поступает в устройства автоматической системы с датчика то-
ка ДТЯ1.
При неудовлетворительных условиях сцепления колес с рельсами
может возникнуть боксование. Основным способом предотвращения
боксования на электропоездах является применение пониженного ус-
корения, которого добиваются уменьшением уставки тока якорей.
Электрические схемы электропоездов
307
Для этого ток, поступающим с датчика Д ТЯ1, частично ответвляется
। ja шунтирующие резисторы, а на входные устройства автоматической
системы управления реостатным контроллером поступает лишь часть
тока датчика.
Режим электрического торможения. Электрическое торможение по-
зволяет значительно повысить безопасность движения поездов, так
как при нем пневматические тормоза сохраняются в резерве. Регули-
рование тормозной силы при электрическом торможении осуществ-
ляется легко и плавно, что позволяет вести поезд по спуску со скоро-
стью, близкой к максимально допустимой, без перепадов, свойствен-
ных ведению поезда с пневматическим тормозом. Кроме того, при
электрическом торможении снижается износ тормозных колодок,
уменьшается износ бандажей колесных пар.
При электрическом торможении тяговые двигатели работают в ге-
нераторном режиме, т.е. преобразуют кинетическую энергию движу-
щегося поезда в электрическую. При этом их вращающий момент на-
правлен противоположно вращающему моменту в режиме тяги и че-
рез зубчатую передачу тягового редуктора стремится задержать вра-
щение колесных пар, чем и достигается эффект торможения.
Если электроэнергия, вырабатываемая тяговыми двигателями в
процессе торможения, поглощается в резисторах реостата, такое тор-
можение называется реостатным, если передается в контактную сеть —
рекуперативным.
Возвращение электроэнергии в контактную сеть позволяет ком-
пенсировать потери электроэнергии, связанные с замедлениями при
ограничениях скорости и остановках с последующими разгонами. Ре-
куперативное торможение обычно используют для поддержания рав-
номерной скорости на спусках.
Обмотки возбуждения тяговых двигателей при реостатном и реку-
перативном торможении питают либо от постороннего источника то-
ка — статического возбудителя (независимое возбуждение), либо
В включают последовательно с обмотками якорей (самовозбуждение).
В процессе реостатного торможения с уменьшением частоты вра-
щения якорей тяговых двигателей будут уменьшаться создаваемая
ими ЭДС, а следовательно, ток и создаваемый им тормозной момент
(тормозная сила). Чтобы поддерживать тормозной ток (тормозной
эффект) по мере уменьшения скорости постоянным, необходимо по-
степенно уменьшать сопротивление тормозного реостата, подклю-
ченного к тяговым двигателям. Это осуществляется переключением
силовых контактов реостатного контроллера. При реостатном тормо-
жении с независимым возбуждением для поддержания тормозного
эффекта система автоматического управления торможением (САУТ),
308
Глава 10
воздействуя на тиристоры Тт1—Тт6 преобразователя (см. рис. 10.3).
увеличивает ток в обмотках возбуждения двигателей.
Полностью остановить поезд электрическим торможением невоз-
можно, так как при малых скоростях исчезает ЭДС тяговых двигате-
лей, работающих в генераторном режиме, и прекращается тормозной
ток. Поэтому для окончательной остановки поезда используют про-
должающееся электрическое торможение с автоматически включаю-
щимся при низких скоростях пневматическим тормозом.
Силовые цепи моторных вагонов в режиме электрического тормо-
жения обеспечивают:
•	реостатное торможение с независимым возбуждением тяговых
двигателей с высоких скоростей до скорости 85 км/ч;
•	рекуперативное торможение от скорости 85 до 50—45 км/ч;
•	реостатное торможение с самовозбуждением тяговых двигателей
от скорости 50—45 км/ч до 10—7 км/ч;
•	совместную работу реостатного тормоза моторных вагонов с элек-
тропневматическим тормозом всех вагонов от скорости 10—7 км/ч
до полной остановки;
•	замещение электрического торможения электропневматическим в
случае неисправности первого.
Включение элекгрического торможения происходит при установ-
ке главной рукоятки контроллера машиниста в одно из тормозных по-
ложений по возвращении реостатного контроллера РК после тягово-
го режима на 1 -ю позицию.
Рассмотрим случай, когда рукоятка установлена в третье тормоз-
ное положение. Перед остановочным пунктом на расстоянии тормоз-
ного пути при максимальной скорости главную рукоятку (штурвал)
КМ устанавливают в положение ЗТ для сбора силовой цепи, соответ-
ствующей тормозному режиму. При этом автоматически под контро-
лем системы САУТ собирается цепь реостатного торможения с неза-
висимым возбуждением в такой последовательности (см. рис. 10.3).
Вал тормозного переключателя поворачивается в тормозное положе-
ние (включаются все нечетные контакторы, кроме ТП9). Отключив-
шийся контактор 1116 отсоединяет обмотки возбуждения от обмоток
якорей тяговых двигателей, а контакты контактора ОВ присоединяют
их к статическому возбудителю — тиристорному преобразователю
Тт1—Тт6. Включается контактор О, который подает питание от трех-
фазного синхронного генератора управления через трансформатор
возбуждения ТрВ на тиристорный преобразователь, а также в систему
САУТ.
После включения контакторов Т и ЛК Г система САУТ начнет вы-
давать управляющие импульсы на тиристоры преобразователя и схе-
Электрические схемы электропоездов
309
ма начнет работать в режиме реостатного торможения с независимым
возбуждением. При этом в силовой цепи работают два контура: контур
тормозного тока и контур тока возбуждения.
Контур тормозного тока: обмотки якорей тяговьгх двигателей (ге-
нераторов) М1—М4, контакты линейно-тормозного контактора Л КТ,
пускотормозные резисторы R8, R7, R6, R5, R4, контакты тормозного
контактора Т, резисторы шунтирования обмоток возбуждения (R24,
R1I, RI2, R13, R14, R15), шунт амперметра Шн2пбыстродействующий
контактор защиты КЗ, контакты тормозного переключателя 77/7, ка-
тушка реле моторного тока РМТ, индуктивный шунт И III, датчики то-
ка якорей ДТЯ1 и ДТЯ.
Контур тока возбуждения: «плюс» тиристорного преобразователя,
контакты контактора ОВ, реверсора В1 (при движении «Вперед»), об-
мотки возбуждения тяговых двигателей МI—M4. работающих в гене-
раторном режиме, контакты реверсора В2, шунт амперметра ШнЗ, бы-
стродействующий контактор защиты КЗ, датчик тока возбуждения
ДТВ, «минус» тиристорного преобразователя.
Упрощенная схема силовой цепи в режиме реостатного торможе-
ния с независимым возбуждением представлена на рис. 10.5.
Когда напряжение на якорях всех последовательно соединенных
двигателей приблизится к напряжению контактной сети, сработает
реле рекуперации и включится линейный контактор ЛК (см.
рис. 10.3), после чего отключается контактор Т, разрывая цепь рео-
статного (подготовительного) торможения. Схема переходит в режим
рекуперации при продолжающемся независимом возбуждении. Кон-
тур тока возбуждения генераторов при рекуперативном торможении
остается таким же, как при реостатном торможении с независимым
возбуждением Контур тормозного тока (рис. 10.6): обмотки якорей
М1—М4, контакты Л КТ, контакты ТП1, первичная обмотка диффе-
ренцирующего трансформатора ТрД, контакты линейного контактора
ЛК. быстродействующий выключатель БВ, главный разъединитель
Гр, индуктивный фильтр ДрФ, токоприемник, контактная сеть, элек-
троподвижной состав в тяговом режиме, рельсы, заземляющее уст-
ройство ЗУ, шунты Шн4, Шн5 счетчиков электроэнергии Wh I, Wh2,
шунт амперметра Шн1, вторая первичная обмотка дифференцирую-
щего трансформатора ГрД, контакты быстродействующего контакто-
ра защиты КЗ, контакты контактора тормозного переключателя ТП7,
силовая катушка реле моторного тока РМТ, индуктивный шунт ИШ,
датчики тока якорей ДТЯ1, ДТЯ.
Переход на рекуперативное торможение возможен при условии,
если напряжение в контактной сети не превышает 3750 В. По мере
снижения скорости движения система САУТ, обеспечивая плавное
310
Глава 10
Электрические схемы электропоездов
311
Рис. 10.6. Схема контура тормозного тока в режиме рекуперативного тор-
можения
увеличение тока возбуждения двигателей, работающих генераторами,
поддерживаеттормозной ток постоянным Когда ток возбуждения до-
стигнет наибольшего значения (250 А), в системе САУТ сработает ре
ле самовозбуждения (РСВ), которое переведет силовую цепь из тор-
мозного режима с независимым возбуждением в режим реостатного
торможения с самовозбуждением. При этом сначала включится конта-
ктор Т (см рис. 10 3), а затем отключится контактор ЛК В дальней-
шем по мере снижения скорости движения и уменьшения тормозно-
го тока система управления реостатным контроллером (СУРК) даст
команду на вращение вала реостатного контроллера РК При поворо-
те вала с 1-й позиции на 2-ю статический возбудитель (гиристорныи
преобразователь) запрется , контактор ОВ отключится, а контактор 16
реостатного контроллера подключит обмотки возбуждения тяговых
двигателей (генераторов) к обмоткам якорей с постоянным ослабле-
нием возбуждения. На этом завершается переход в режим реостатно-
го торможения с самовозбуждением. Ток обмоток якорей протекает
по двум параллельным ветвям (рис. 10.7): первая ветвь - контакторы
Т, ТПЗ, Ш, 16, ТП5, обмотки возбуждения М1—М4, шунт амперметра
ШнЗ, контакторы КЗ, ТП7; вторая ветвь — контактор Т, резисторы
R24, R11—R15, шунт амперметра Шн2, контактор КЗ.
На 3-и позиции вала РК контактор КВ отключается. В дальнейшем
при снижи ши скорости для поддержания постоянного тормозного эффе-
кта (тормозного тока обмоток якорей) на одном уровне реостатный кон-
троллер постепенно выводит ступени пускотормозных резисторов
R4—R8. Вращение вала РК происходит под контролем системы СУРК.
312
Глава 10
Рис. 10.7. Схема контура тормозного тока в режиме реостатного торможе-
ния с самовозбуждением
На 11-й позиции вала РК. когда электрическое торможение из-за
малой скорости (5—7 км/ч) становится неэффективным, автоматиче-
ски включается электропневматическое торможение (механический
тормоз) В результате этого торможения и продолжающегося реостат-
ного торможения происходит полная остановка электропоезда.
Второе тормозное положение используется, если требуется тормо-
зить поезд со скорости ниже 50 км/ч. Главную рукоятку контроллера
машиниста переводят в положение 2Т Система САУТ настраивается
на более низкую (по сравнению с положением ЗТ) уставку, что приво
дит к уменьшению тормозного эффекта. В остальном силовая цепь
работает аналогично режиму ЗТ.
В первом тормозном положении система САУТ настраивается на
минимальную уставку. Это положение главной рукоятки КМ исполь-
зуется для отпуска электрического тормоза без разбора силовой цепи.
Четвертое тормозное положение применяют, если интенсивность
электрического торможения недостаточна для остановки электропо-
езда в заданном месте. Главную рукоятку кон троллера кратковремен-
но устанавливают в положение 4Т и затем переводят в положение ЗТ.
При этом включаются электропнсв.матические тормоза прицепных
вагонов. Давление в тормозных цилиндрах прицепных вагонов будез
зависеть от времени нахождения главной рукоятки КМ в положении
4Т. В результате происходит совмещение электрического и механиче-
ского торможений, что вызывает усиление тормозного эффекта.
Пятое тормозное положение используют в некоторых случаях для
увеличения тормозного усилия при торможении или дотормажива-
ния. Главную рукоятку КМ ставят в положение 5Т. При этом включа-
ется электропневматическое торможение на всех вагонах электропо-
езда. На моторных вагонах оно накладывается на электрическое тор-
можение, что может привести к юзу. Поэтому, когда давление в тор-
Электрические схемы электропоездов
313
мозных цилиндрах достигает уставки автоматическою выключателя
торможения АВТ, электрическое торможение отключается.
Интенсивность электропневматического (механического) тормо-
жения определяет время нахождения главной рукоятки КМ в положе-
нии 5Т Чтобы ограничить тормозную силу, главную рукоятку перево-
дят в одно из трех первых положений.
При отключении электрического торможения на высоких скоро-
стях вначале осуществляется переход с рекуперативного торможе-
ния на реостатное, затем снимается возбуждение тяговых двигателей
и после этого с выдержкой времени отключаются контакторы Т и
Л КТ (см. рис. 10.3). Перед отключением цепей электрического тор-
можения на низких скоростях отключается контактор 1IJ, обеспечи-
вая ослабление возбуждения тяговых двигателей путем введения в
цепь обмоток возбуждения резистора R23. Такая последовательность
операций уменьшает, как и при тяговом режиме, искрение на колле-
кторах тяговых двигателей и облегчает условия работы контакторов
ЛК, Ти Л КТ.
Система автоматического управления тормозами (САУТ) позволяет
увеличить пропускную способность наиболее загруженных линий
Система обладает универсальностью, т.е. ее можно использовать на
электропоездах, электровозах грузовых и пассажирских на участках,
оборудованныхавтомагической и полуавтоматической блокировкой
Эта система позволяет применять все виды тормозов, имеющихся на
подвижном составе, обеспечивая высокую точность управления поез-
дом в различных тормозных режимах, производить регулирование
скорости от максимальной до нулевой, обеспечивая остановку поезда
перед запрещающим сигналом; исключает превышение допустимой
скорости; улучшает условия труда локомотивных бригад.
Перед отправлением поезда машинист устанавливает переключа-
тель в положение «САУТ». Загорание соответствующей лампы на
пульге управления свидетельствует о включении системы. При веде-
нии поезда машинист по приборам САУТ контролирует маршрут сле-
дования поезда. В момент проследования предвходного сигнала на
пульте управления САУТ загорается сигнальная лампа «Главный
путь» в случаях приема поезда на главный путь или «Боковой путь»
при приеме его на боковой путь. При выезде со станции на перегон в
момент проследования первого проходного сигнала на пульте загора-
ется сигнальная лампа «Перегон».
При движении по участку, оборудованному полуавтоматической
блокировкой, горит лам па «Полуавтоблокировка», которая включает-
ся в момент проследования выходных светофоров станции и отклю-
чается в момент проследования входного сигнала.
314
Глава 10
При отказе системы САУТ происходит автоматическое экстренное
торможение поезда в результате срабатывания элекгропневматиче-
ского клапана ЭПК. В этом случае машинист отключает систему и ве-
дет поезд обычным порядком.
Защита силовой цепи. В тяговом режиме зашита силовой цепи от
токов перегрузки, короткого замыкания и перенапряжений осущест-
вляется, как и на электропоездах ЭР2 (ЭР1), с помощью быстродейст-
вующего выключателя Z>Z?, дифференцирующего трансформатора ТрД
и разрядников Рр.
В режиме электрического торможения, когда тяговые двигатели рабо-
тают генераторами, существует возможность возникновения круговых ог-
ней и переброса дуги на землю. Силовую цепь в этих случаях защищает
быстродействующий контактор КЗ (см. рис. 10.3), который включен в це-
пи обмоток якорей (со стороны земли). Быстродействие контактора КЗ
обеспечивает защиту тяговыхдвигателей при всех режимах электрическо-
го торможения. При перебросах на землю одновременно с контактором
КЗ отключается и быстродействующий выключатель БВ.
Защиту от перехода двигателей моторного вагона в тяговый режим
при рекуперативном торможении выполняет поляризованное реле
тягового тока РМТ. При изменении направления тока в силовой ка-
тушке это реле срабатывает, в результате чего отключается линейный
контактор ЛК и включается контактор Т.
Для защиты электрооборудования от значительного понижения
напряжения служит реле напряжения PH (на рис. не показано). Кон-
такт этого реле включен в цепь катушки линейного контактора ЛК.
При снижении или исчезновении напряжения в контактной сети ЛК
отключается и реостатный контроллер возвращается в исходное поло-
жение — на 1-ю позицию, т.е. после введения в цепь пусковых рези-
сторов. Это предотвращает возникновение резких бросков тока в си-
ловой цепи тягового режима в момент восстановления напряжения.
Контрольные вопросы
1.	Какие режимы работы тяговых двигателей обеспечивают силовые
цепи электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т?
2.	Дайте краткую характеристику тягового режима при положении М
главной рукоятки контроллера машиниста. За счет чего обеспечи-
ваются плавный пуск и движение с наименьшей скоростью? Пока-
жите прохождение тока в силовой цепи моторного вагона.
3.	За счет чего осуществляется разгон электропоезда? Покажите про-
хождение тока в силовой цепи на первой ходовой позиции вала ре-
остатного контроллера.
Электрические схемы электропоездов
315
4.	Пользуясь табл. 10.2 замыкания контакторов, охарактеризуйте ре-
жимы тяги при различных положениях главной рукоятки контрол-
лера машиниста.
5.	Покажите прохождение тока в силовой цепи на второй ходовой
позиции вала РК.
6.	Объясните физическую сущность электрического торможения.
7.	Каким образом поддерживается постоянным тормозной эффект?
8.	Перечислите виды электрического торможения, которые обеспе-
чивают силовые цепи моторных вагонов, и соответствующие им
скорости движения.
9.	Дайте краткую характеристику режима реостатного торможения с
независимым возбуждением. Покажите прохождение тока в кон-
туре тормозного тока и контуре тока возбуждения.
10.	Назовите условия, при которых возможен режим рекуперации.
Покажите прохождение тока в тормозном контуре.
11.	При каких условиях и каким образом осуществляется режим рео-
статного торможения с самовозбуждением? Покажите прохожде-
ние тока в цепи обмоток якорей двигателей.
12.	Почему на малых скоростях движения электрическое торможение
становится неэффективным и как осуществляется полная оста-
новка электропоезда?
13.	Для чего предназначена и какие функции выполняет система САУТ?
14.	В чем отличие тормозных режимов при установке главной рукоят-
ки контроллера машиниста в положения IT, 2Т, 4Т, 5Т от режима
ЗТ?
15.	Перечислите возможные нарушения режимов работы электрообо-
рудования силовых цепей и способы защиты от них.
10.5.	ОСОБЕННОСТИ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
На электрифицированных железных дорогах переменного тока номи -
нальное напряжение в контактной сети равно 25 кВ. Тяговые двигате-
ли моторного вагона электропоезда питаются выпрямленным пульси-
рующим током напряжением 825 В. Понижение напряжения и вы-
прямление тока осуществляются преобразовательным агрегатом, со-
стоящим из силового понижающего (тягового) трансформатора Тр
(рис. 10.8), выпрямительной установки, собранной по мостовой схеме
из четырех плеч вентилей I-IV, и соответствующей аппаратуры упра-
вления ими.
Выпрямительная установка получает питание от вторичной обмот-
ки трансформатора; первичная обмотка соединена с контактной се-
316
Глава 10
~25 кВ; 50 Гц
Рис. 10.8. Принципиальная
схема полупроводниковой вы-
прямительной установки
тью токоприемником Г, а с рельса-
ми — заземляющими устройствами
ЗУ, расположенными на колесных
парах. От выпрямителя питаются
тяговые электродвигатели ТД. Для
сглаживания пульсаций выпрям-
ленного тока в цепь тяговых двщ а-
телей включен сглаживающий реа-
ктор СР.
Пуск и регулирование скорости
движения электропоезда (частоты
вращения якорей тяговых электро-
двигателей) осуществляются изме-
нением напряжения переменного
тока, подводимого к выпрямитель-
ной установке, и ослаблением вот
буждения двигателей. Выбирая не-
обходимое соотношение между числами витков первичной и вторич-
ной обмоток тягового трансформатора (см. параграф 4.1), можно ме-
нять соотношение напряжений и тем самым регулировать частоту
вращения якорей тяговых двигателей. Это проще и экономичнее, чем
регулировать ее, включая в цепь тяговых двигателей пусковые рези-
сторы и применяя различные схемы соединения групп тяговых двига-
телей. Следовательно, то или иное вторичное напряжение можно по-
лучить, изменяя число витков в первичной или вторичной обмотке
трансформатора (рис. 10.9).
На отечественных электропоездах переменного тока всех серий ис-
пользуют ступенчатое регулирование напряжения на вторичной сторо-
не тягового трансформатора (рис. 10.9, б). Осуществить переход с одной
ступени на другую при переключении секций обмотки трансформатора
можно двумя способами: по схеме с переходным реактором и по схеме с
полупроводниковыми вентилями (вентильный переход).
Схема с переходным реактором. Допустим, что в начале пуска был
замкнут контактор 1 и к потребителю подводилось напряжение, инду-
цируемое в секции а. Чтобы увеличить напряжение, нужно к секции а
подсоединить секцию б, выключив контактор 1 и включив контактор
2. Но при этом на определенный промежуток времени потребитель
был бы отключен от источника питания, т.е. тяговые двигатели рабо-
тали бы рывками. Можно сделать и так: не отключая контактор /.
включить контактор 2 и только после этого выключить контактор /.
Однако и это плохо, потому что на некоторое время секция б окажет-
ся короткозамкнутой, что недопустимо. Поэтому секции трансфор-
Электрические схемы электропоездов
317
матора переключают, ис-
пользуя переходные реак-
торы (рис. 10 10, а).
В исходном положении
начало и конец обмотки
реактора подключены к
одному выводу вторичной
обмотки трансформатора
Рис. 10.9. Схемы, поясняющие регулиро-
вание напряжения на первичной (а) и вто-
ричной (б) сторонах тягового трансформа-
(допустим, к выводу 2).
Ток / нагрузки делится ме-
жду полуобмотками реак-
тора поровну и направлен тора
в них встречно, поэтому
индуктивное сопротивление реактора равно нулю. Чтобы увеличить
напряжение, подводимое к потребителю, один вывод реактора отсо-
единяют от вывода 2 трансформатора и присоединяют к выводу 3
(рис. 10.10, б), замыкая тем самым накоротко секцию 2—3. Ноток ко-
роткого замыкания /() неопасен для обмотки секции, так как он огра-
ничен соответственно выбранным индуктивным сопротивлением ре-
актора. Затем вывод реактора отсоединяют от вывода 2 трансформа-
тора и присоединяют к выводу 3. В таком же порядке осуществляют
последующие переключения секций трансформатора.
Переходный реактор используют также и для увеличения числа
ступеней регулирования напряжения, подводимого к тяговым двига-
телям. Для этого к каждому выводу обмотки трансформатора присое-
диняют два контактора (рис. 10.11, а). Нечетные и четные контакторы
соединяют соответственно с двумя шинами, между которыми вклю-
чен переходный реактор. Если замкнуты контакты / и 2, к тяговым
двигателям подводится напряжение первой секции, и ток в полуоб-
мотках реактора направлен встречно так, как показано на рисунке.
Чтобы повысить напряжение, а значит и частоту вращения якорей
двигателей, отключают
контактор 2 и включают
контактор 4 (рис. 10.11, б).
При этом реактор делит на-
пряжение секции пополам:
к тяговым двигателям под-
водится напряжение {/.к +
+	Затем от-
ключают контактор 1 и
включают контактор 3: к тя-
говым двигателям подво-
рие. 10.10. Схемы переключения секций
трансформатора с помощью переходного
реактора
318
Глава 10
Рис. 10.11. Схемы включения переход-
ного реактора на ра ыичных ступенях регу-
лирования напряжения
дится напряжение 2Г/СК и
т.д. (потом 2,5<7ск, 367ск ...).
Такой способ перехода по-
зволяет получить число
ступеней, вдвое большее
числа выводов трансфор-
матора.
Как видно из
рис. 10.11, а, при регули-
ровании напряжения кон-
такторы 1—8 разрывают и
замыкают электрические
цепи под током. Поэтому
они должны быть снабже-
ны дугогасяшими устройствами. Однако большое число контакторов
(нескольких десятков) и большое число дугогасящих устройств ус-
ложнили бы конструкцию силовых контроллеров, их эксплуатацию,
что снизило бы надежность. Поэтому на электропоездах переменного
тока для переключения секций вторичной обмотки тягового транс-
форматора устанавливают дополнительные контакторы с дугогаше-
нием, которые, включаясь и выключаясь в определенной последова-
тельности, обеспечивают переключения остальных контакторов при
обесточенной цепи.
Рис. 10.12. Схема перехода
с одной ступени напряжения
на другую с помощью полу-
проводниковых вентилей
Схема с полупроводниковыми вентиля-
ми. Вентильный переход применяют как
в симметричных, так и в несимметрич-
ных схемах выпрямления. В симметрич-
ной схеме выпрямленное напряжение
изменяется в каждом полупериоде оди-
наково, в несимметричной — выпрям-
ленное напряжение в каждом полуперио-
де изменяется неодинаково, в зависимо-
сти от порядка замыкания контакторов,
что позволяет увеличить число ступеней
регулирования вдвое по сравнению с
симметричной схемой. При включенных
контакторах I и А (рис. 10.12) получают
1-ю симметричную ступень. При замы-
кании контактов контактора 2 получают
2-ю ступень регулирования. При этом в
один полупериод к выпрямителю подво-
дится напряжение Ц, в другой — напря-
Электрические схемы электропоездов
319
жение Ц + ДЦ, т.е. происходит несимметричное выпрямление. Од-
новременное включение контакторов / и 2 не вызывает короткого за-
мыкания секции, так как встречно включенные вентили исключают
возможность протекания тока по цепи замкнутой секции.
Переход на 3-ю ступень осуществляется включением контактора
Б. В этом случае две секции вторичной обмотки трансформатора под-
ключаются к выпрямителю в оба полупериода, чем обеспечивается
симметричное выпрямление вентилями плеч I — IV. Ответвления вен-
тилей ВЗиВ1 обесточены, так как потенциал вывода контактора 2 вы-
ше потенциала вывода контактора /. Аналогично происходит переход
на последующие ступени напряжения при переключении секций вто-
ричной обмотки тягового трансформатора.
Таким образом, вентильный переход, обеспечивая бестоковую
коммутацию при переключениях ступеней напряжения, исключает
применение громоздких переходных реакторов.
Контрольные вопросы
1.	Каково назначение преобразовательного агрегата и что он собой
представляет?
2.	За счет чего осуществляют регулирование скорости движения
электропоезда переменного тока?
3.	В каких целях при ступенчатом регулировании напряжения на
вторичной обмотке тягового трансформатора используют переход-
ные реакторы или полупроводниковые вентили перехода? В чем
преимущество вентильного перехода?
10.6.	СИЛОВЫЕ ЦЕПИ МОТОРНЫХ ВАГОНОВ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В силовую цепь моторного вагона помимо тяговых двигателей входят то-
коприемник, реверсор, аппараты защиты и т. п. Тяговые двигатели посто-
янно включены в две параллельные группы по два последовательно в ка-
ждой. Питаются двигатели пульсирующим током от выпрямительной ус-
тановки, к которой они подключены линейными контакторами ЛК! и
ЛК2 (рис. 10.13), имеющими контакты с двойным разрывом. Контакты
ЛК1 включены со стороны «плюса», а контакты ЛК2—со стороны «мину-
са» выпрямительной установки поодному в каждую цепьдвигателей, что-
бы исключить образование контура генераторного тока (те. тормозного
контура) при движении вагона, отключенного от контактной сети.
Выпрямительная установка ВУ питается от вторичной (тяговой)
обмотки трансформатора. Для регулирования питающего напряже-
320
Глава 10
Рис. 10.13. Схема силовой цепи моторного saiона ЭР9Е
ния и, следовательно, частоты вращения якорей тяговых двигателей
обмотка имеет восемь секций с одинаковыми напряжениями, инду-
цированными в каждой секции. В режиме холостого хода трансфор-
матора при напряжении на токоприемнике 25 кВ напряжение на ка-
ждой секции составляет 275 В. Следовательно, наибольшее напряже-
ние вторичной обмотки равно 275 х 8 = 2200 В.
Этектрическис схемы электропоездов
321
Выпрямительная установка состоит из четырех групп (плеч) крем-
ниевых вентилей ВК1-ВК4, подключенных по мостовой схеме двух-
полупериодного выпрямления однофазного тока. Плечи ВК1 и ВК2
имеют ответвления, в которые включены полупроводниковые венти-
ли перехода ВП1—ВП4, позволяющие осуществить бестоковую ком-
мутацию секций тяговой обмотки трансформатора с помощью конта-
кторов силового конт роллера. При этом, как указывалось выше, отпа-
дает необходимость в установке переходного реакгора и дугогаситель-
ных устройств контакторов силового контроллера.
Реверсирование тяговых двигателей осуществляется с помощью
контактов реверсора В1—В4. Н1—Н4.
Пуск и регулирование часюты вращения якорей тяювых двигате-
лей осуществляются ступенчато, переключением секции тяговой об-
мотки в сочетании с ослаблением возбуждения двигателей. После до-
стижения наибольшего допустимого напряжения (2200 В) скорость
увеличивается ослаблением возбуждения.
Переключение секций тяговой обмотки трансформатора осущест-
вляется с помощью контакторов 7—/0 силового контроллера. Четные
и нечетные контакторы соединяются с соответствующими сборными
шинами, к которым подключаются вентили перехода.
Ослабление возбуждения двигателей достигается шунтированием
обмоток возбуждения.
Силовой контроллер имеет 16 контакторов, которые переключа-
ются по мере поворота кулачкового вала с позиции на позицию (все-
го 20 позиций) в соответствии с табл. 10.3.
До 16-й позиции включительно происходит ступенчатое повыше-
ние напряжения на выпрямительной установке при ослабленном до
92,5% возбуждении двигателей. На 17-й и 18-й позициях вала конт-


роллера при напряжении, соответствующем 16-й позиции, осуществ-
ляется ослабление возбуждения до 53,5% и на последней 19-й пози-
ции при том же напряжении (2200 В) дальнейшее ослабление возбуж-
дения до 32%.
Управляют работой тяговых двигателей с помощью главной руко-
ятки контроллера машиниста В зависимости от ее положения под
контролем реле ускорения поворачивается вал силового контроллера,
который производит все переключения в силовой цепи. В результате
изменяется число подключенных к ВУ секций тяговой обмогки
трансформатора, а также ступеней ослабления возбуждения.
В положении «М» главной рукоятки котроллера осуществляется манев-
ровый режим. При положении I вал силового контроллера поворачивается
под контролем реле ускорения до 6-й позиции, при положении И — до
10-й, при положении III — до 16-й и при положении IV—до 19-й позиции
11 Устройство и ремонт электропоездов
322
Глава 10
Таблица замыкания и размыкания
Положение рукоятки контроллера машиниста	Позиция вала силового контроллера	Силовые контакторы															
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Ш1	Ш2 ШЗ		Ш4
М	1	1		—	—	—	—	—	—	—	—	11	12	— — —.			—-
1	2 3 4 5 6	1 1 1	2 2 2 2	3 3	1 1 1 1 1	11 1 1 1 1	1 1 1 1 1	1 1 1 1 1	1 1 1 1 1	9 9 9 9		н 11 11 11	12 12 12 12	1 1 1 1 1	1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	—
2	7 8 9 10	1111 	1		О') |	1 1 \	1	4 4 4 4	5 5	—	- -	-	---	4	1111	hiii	г—	" 1	1 1 1 1 1	11 11 11	12 12 12	—	1111	1111	1 1 1 1 1 1 1111
3	11 12 13 14 15 16	11 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	1111	6 6 6 6	7 7 7 7	1 1 1 1 оо оо						1	10	11 11 11 11 11	12 12 12 12	1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	
4	17 18 19 20	—	—	—	 -	—	—	—	8 8 8	—	10 10 10	11 11 11 11	12 12 12 12	Ш1 - шз ни - шз Ш1 Ш2 ШЗ Ш1 Ш2 ШЗ			Ш4
Ходовыми являются 6, 10, 16 и 19-я позиции вала силового конт-
роллера.
Процесс ступенчатого повышения напряжения на выпрямитель-
ной установке и соответственно на зажимах тяговых двигателей осу-
ществляется переключением секций тяговой обмотки трансформато-
ра с помощью полупроводниковых вентилей (см. параграф 10.5).
На 1-й позиции вала силового контроллера замкнуты контакторы /,
11, /2 (см. табл. 10.3, рис. 10.13). Тяговые двигатели при этом питаются от
Электрические схемы электропоездов
323
Таблица Ю.З
Г
контактов силового контроллера моторных вагонов ЭР9М, ЭР9Е
Контакторы управления								Возбуждение двигателей,	1 Напряжение тяговой обмотки, В
ГК1	ГК2	ГКЗ	ГК4	ГК5	ГК6	ГК7	ГК8		
ГК1	—	па	—	~~	ГК6	ГК7	——•	92,5	270
—	ГК2	ГКЗ		—	ГК6	—•		92,5	270
*—	ГК2	ГКЗ	—				ГК6	—	—		
—	ГК2	ГКЗ	—	——	ГК6	—	—	92,5	530
	ГК2	ГКЗ	—	—	—	—-	——		
—	ГК2	—	ГК4	—		—	ч-~	92,5	850
1	ГК2	—	ГК4	—	—	—	—		
—	ГК2	—	ГК4	—		—	—	92,5	1100
  -	ГК2	—	ГК4	—		—	—		
—	ГК2	—	———	ГК5	—	—		92,5	1380
——	ГК2		—	ГК5	—	—	—		
—	ГК2	—		ГК5	—	—	—	92,5	1660
—	ГК2	—	——	ГК5	~ —	—	—-		
	ГК2	—		ГК5		——	—	92,5	1930
—	ГК2	—	—	ГК5	•*—	——	—		
—	ГК2	—	—	—	—	—	ГК8	92.5	2200
—	ГК2	—	—	—	—	—	ГК8	53,5	2200
—	ГК2	—	—•—	——	—	—	ГКЗ	53,5	2200
—-	ГК2		—		—	—	—	32	2200
—	ГК2	—	—	—-	—	—	—	—	2200
одной секции 7—8 тяговой обмотки через резистор Р1—Р2. который огра-
ничивает пусковой ток. В этом случае происходит двухполупериодное
выпрямление с одинаковыми напряжениями в каждом полупериоде.
На 2-й позиции вала главного контроллера включается контактор
9, в результате чего выводится резистор Р1—Р2 и увеличивается на-
пряжение, подводимое к ВУ и соответственно к тяговым двигателям.
При этом, как и на 1-й позиции вала, происходит двухполупериодное
выпрямление с одинаковыми напряжениями в каждом полупериоде
(рис. 10.14, а).
324
Глава 10
На 3-й позиции отключается контактор 12, а затем включается
контактор 2. Таким образом, на 3-й позиции вала силового контрол-
лера замкнуты ею контакторы 1, 2, 9, II. При этом в один полупери-
од к ВУ подводится напряжение одной секции тяговой обмотки
т рансформатора а в другой — напряжение двух секций. В этом случае
увеличение напряжения происходит при несимметричном выпрямле-
нии (рис. 10.14, б), характеризующемся повышенной пульсацией.
На 4-й позиции вала включается контактор 12 и в оба полуперио-
да тяговые электродвигатели получают питание от двух секций тяго-
вой обмотки трансформатора. На этой позиции происходит увеличе-
ние напряжения при симметричном выпрямлении (рис. 10.14, в).
Контакторы 7 и 7/ обесточены, так какток проходит только по венти-
лям перехода Bill и ВИЗ. Благодаря этому при переходе на 5-ю пози-
цию контактор 7 отключается без тока. В этом и заключается принцип
вентильного перехода. Так как контакторы отключаются в цепи без
тока в процессе перехода вала силового контроллера с одной позиции
на другую, надобность в переходном реакторе отпадает.
Дальнейший процесс повышения напряжения натяговых двигате-
лях до 16-й позиции вгыа силового контроллера аналогичен описан-
ному выше: на нечетных позициях разомкнут один из контакторов 77
или 12 (см. табл. 10.3) и осуществляется несимметричный режим
двухполупериодного выпрямления с повышенной пульсацией, а на
четных позициях контакторы 77 и 12 замкнуты и осуществляется
двухполупериодное выпрямление с нормальной пульсацией тока. Та-
ким образом, повышенную пульсацию из-за неравенства подводимо-
го напряжения в разные полупериоды имеют все нечетные позиции —
с 3-й по 15-ю включительно. Эти позиции используют как переход-
ные в процессе пуска.
На 16-и позиции выпрямительная установка ВУ оказывается
включенной на полное напряжение (2200 В) всех восьми секций тяго-
вой обмотки силового трансформатора.
Дальнейшее увеличение скорости движения осуществляется ос-
лаблением возбуждения тяговых двигателей. На 17-й и 18-й позициях
включаются контакторы Ш1 и ШЗ, в результате чего ослабление воз-
t
i
Рис. 10.14. Кривые выпрямленного напряжения на 2-и (а), 3-й (б) и 4-и (в)
позициях вала силового контроллера
Электрические схемы электропоездов
325
Суждения достигает 53,5%- На 19-й, последней рабочей позиции воз-
буждение дополнительно ослабляется благодаря включению контак-
торов 1112 и 1114. На этой позиции, соответствующей IV положению
главной рукоятки контроллера машиниста, реализуется наибольшая
скорость движения электропоезда.
> На 20-й позиции обеспечивается равномерное вращение вала си-
лового контроллера при переходе на 1-ю позицию после установки
главной рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение.
Защита силовой цепи. Зашита силовой цепи от атмосферных и ком-
мутационных перенапряжений осуществляется вилитовым разрядни-
ком РВС (см. рис. 10.13), который ограничивает коммутационные пе-
ренапряжения при отключении воздушного выключателя ВВ и защи-
щает цепь от атмосферных перенапряжений при разомкнутом ВВ. Од-
нако применение этого разрядника не исключает воздействия опас-
ных перенапряжений на выпрямитель, появляющихся вследствие ем-
костной связи между первичной и вторичной обмотками тягового
трансформатора. Кроме того, разрядник РВС имеет сравнительно вы-
сокую уставку и потому не может ограничить коммутационные пере-
напряжения в безопасных для выпрямителя пределах. Для предотвра-
щения появления таких перенапряжений главные контакты ВВ шунти-
руют нелинейным резистором и устанавливают заземляющие конденса-
торы СЗ и С< которые способствуют также подавлению радиопомех.
Переменный ток напряжением 25 кВ подается от токоприемника
Тчерез дроссель зашиты от радиопомех ДП, воздушный выключатель
ВВ и высоковольтный ввод на первичную обмотку А — X тягового
трансформатора. Второй конец этой обмотки соединен с «землей» —
рельсами с помощью заземляющих устройств ЗУ, расположенных на
осях колесных пар. Параллельно устройству ЗУ включен заземляю-
щий реактор ДЗТ, шунтируемый в нормальных условиях этим устрой-
ством . В случае обрыва цепи в устройстве ЗУ обмотка А — X заземляет-
ся через обмотку ДЗТ, соединенную с кузовом вагона.
Защита оборудования силовой цепи моторного вагона от перегру-
зок и токов короткого замыкания осуществляется с помощью воздуш-
ного выключателя ВВ. Он отключается в случаях подачи импульса на
отключающую катушку ВВ-О, либо прекращения питания удержива-
ющей катушки ВВ-У.
При токах в первичной обмотке трансформатора выше допустимого
значения срабатывает реле отключения выключателя РОВ, обмотка кото-
рого получает питание от трансформатора тока ТТЗ. Своими контактами
реле РОВ разрывает цепь питания удерживающей катушки ВВ-У.
Вторичная обмотка трансформатора имеет среднюю точку, вывод
от которой заземлен через реле заземления РЗ и добавочный резистор
326
Глава 10
К17. При появлении в силовой цепи «земли» (вследствие пробоя изо-
ляции, переброса на корпус и др.) реле РЗ срабатывает и своими кон-
тактами разрывает цепь удерживающей катушки ВВ-У воздушного
выключателя. Благодаря этому исключается возможность образова-
ния в силовой цепи двух заземляющих контуров, при которых неко-
торые участки вторичной обмотки трансформатора в случае коротко-
го замыкания окажутся незащищенными.
Для ускоренного отключения воздушного выключателя предусмо-
трен специальный блок БУО, воздействующий на отключающую ка-
тушку ВВ-О. В качестве датчиков для такого отключения используют
трансформаторы тока ТТ2 и ТТ4 и быстродействующее дифференци-
альное реле Б ДР, которое сравнивает токи в двух параллельных ветвях
групп тяговых двигателей. При дисбалансе токов вторичная катушка
реле подает сигнал на отключение воздушного выключателя.
Ускоренное отключение достигается благодаря питанию катушки
реле БДР от аккумуляторной батареи (нет пульсаций) и большой ско-
рости нарастания тока в цепи катушки ВВ-О. Блок ускоренного от-
ключения снижает собственное время отключения выключателя до
0,018-0,02 с (вместо 0,020-0,028 с).
Реле перегрузки РП1 и РП2 воздействуют на линейные контакто-
ры, вызывая их отключение.
К средним точкам двух групп двигателей подключено реле боксо-
вания РБ.
Для защиты обслуживающего персонала при проведении работ и
осмотрах электрооборудования и вагона вторичную обмотку транс-
форматора заземляют двухполюсным рубильником с ручным приво-
дом ЗТ (заземлитель трансформатора).
При реализации сил тяги на моторных вагонах происходит пере-
распределение вертикальных нагрузок от колесных пар на рельсы.
Причем разгружаются 1-я и 3-я (по ходу движения) колесные пары и
дополнительно нагружаются 2-я и 4-я. Разница в нагрузках наиболее
нагруженной и разгруженной колесных пар может достичь больших
значений ЗТ вызвать боксование.
Для того чтобы на каждую колесную пару действовал и равные нагруз-
ки, на моторных вагонах ЭР9Е применяют систему поосного выравнива-
ния коэффициентов тяги — систему ПВКТ. Сущность ее заключается в
уменьшении силы тяги боксующих колесных пар путем ослабления воз-
буждения их тяговых двигателей. Для этого средние точки последователь-
но включенных обмоток возбуждения ОВ1, ОВ2иОВЗ, ОВ4 (см. рис. 10.13)
соединены со средними точками шунтирующих резисторов.
В процессе пуска при вращении вала силового контроллера до
16-й позиции двигатели разгруженных колесных пар постоянно шун-
Электрические схемы электропоездов
327
тированы независимо от направления движения: при движении впе-
ред резисторы включены параллельно ОВ1, ОВЗ, при движении назад —
параллельно ОВ2, ОВ4.
i Начиная с 17-и позиции электропоезд разгоняется вследствие ос-
лабления возбуждения другой пары двигателей путем замыкания кон-
такторов Ш1 ШЗ (17-я, 18-я позиции) и более глубокого ослабления
возбуждения всех двигателей включением контакторов Ш2, Ш4 (19-я
позиция вала силового контроллера).
Автоматический пуск тяговых двигателей электропоезда ЭР9Е
осуществляется с помощью электронного реле ускорения ЭРУ (на
электропоездах ЭР9М — контактного реле РУ). В качестве датчиков
тока тяговых двигателей использован магнитный усилитель УМ, рабо-
чие обмотки которого подключены к источнику переменного напря-
жения. Изменение уставки ЭРУ производится переключателем уста-
вок ПУ (установлен в кабине машиниста рядом с контроллером). Ре-
ле ЭРУ выполнено таким образом, что в начале пуска первым включа-
ется контактор 1 силового контроллера. В течение времени задержки
происходит разгон электропоезда на маневровой позиции. Ток двига-
телей меньше уставки ЭРУ, и по истечении времени задержки вал си-
лового контроллера поворачивается на 2-ю позицию. Если и при этом
ток двигателей меньше уставки ЭРУ, продолжительность разгона на 2-
й позиции также будет определяться временем задержки ЭРУ, по ис-
течении которого вал силового контроллера повернется на 3-ю пози-
цию. Когда ток двигателей выше уставки ЭРУ, вал переходит на следу-
ющие позиции в момент снижения его до уставки.
i
Контрольные вопросы
1.	Сколько секций имеет вторичная обмотка тягового трансформато-
ра и каково наибольшее напряжение на ней? Чему равно напряже-
Mfr ние на каждой секции?
2.	к Назовите и покажите на схеме силовой цепи контакторы, с помо-
Е  щью которых осуществляется переключение секций тяговой (вто-
I ричной) обмотки трансформатора и ослабление возбуждения тяго-
Ир вых двигателей.
3.	Пользуясь таблицей замыкания контакторов, охарактеризуйте ре-
жимы работы тяговых двигателей при различных положениях
главной рукоятки контроллера машиниста.
4.	На каких позициях вала силового контроллера осуществляется
ступенчатое регулирование напряжения на вторичной обмотке тя-
гового трансформатора?

328
Глава 10
5.	Объясните причину возникновения повышенной пульсации при
выпрямлении переменного тока. На каких позициях вала силово-
го контроллера она возникает?
6.	С помощью каких контакторов и на каких позициях вала силового
контроллера осуществляется ослабление возбуждения тяговых
двигателей?
7.	На какой позиции силового контроллера и почему реализуется
наибольшая скорость движения электропоезда?
8.	В чем физическая сущность системы П ВК1 ?
10	.7. ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К цепям управления относят электрические цепи, связывающие кон-
троллер машиниста с низковольтными катушками аппаратов, конта-
ктами реле и блок-контактами силовых аппаратов для обеспечения
необходимой последовательности работы электрооборудования.
При управлении электропоездом машинисту приходится осущест-
влять разгон поезда, регулировать скорость движения, изменять на-
правление движения и выполнять электрическое торможение. Требу-
емые режимы работы поезда достигаются соединением электриче-
ских цепей по определенной схеме, изменением параметров этих це-
пей (напряжения, сопротивления, магнитного потока и т.д.) и напра-
вления тока в обмотках возбуждения или якорей тяговых двигателей.
Каждому соединению и сочетанию параметров цепей соответству-
ет определенная тяговая или тормозная характеристика электропоез-
да. Необходимые режимы поезда достигаются переключением соот-
ветствующих электрических аппаратов, приводом которых управляет
на расстоянии (дистанционно) машинист с помощью основного ап-
парата управления — контроллера машиниста. Такая система называ-
ется системой с косвенным управлением.
В системе с косвенным управлением аппараты силовой цепи при-
водятся в действие электропневматическим, электромагнитным или
электродвигательным приводом. Машинист, осуществляя переклю-
чения в цепях управления, включает или выключает привод.
Основным аппаратом цепи управления является контроллер ма-
шиниста, который выполняет переключения не непосредственно в
силовой цепи, работающей под высоким напряжением и с большими
токовыми нагрузками, а в низковольтной цепи управления.
На электропоездах установлены контроллеры кулачкового типа.
Когда машинист переводит главную рукоятку контроллера из одного
положения в другое, поворачивается связанный с ней кулачковый
вал. На вал насажен ряд кулачковых шайб (фасонных дисков) с впа-
Электрические схемы электропоездов
Кулачковая шайба
К катушкам приводов
аппаратов
Пружина
Стойка
Рис. 10.15. Схемы контакторного элемента в разомкнутом (а) и замкнутом
(б) положениях
динами и выступами (см. параграф 7.12). Против каждой шайбы на
стойках укреплены контакторные элементы с подвижными и непод-
вижными контактами, к которым присоединены провода цепей упра-
I вления. Если выступ шайбы касается ролика контакторного элемен-	.
та, то его контакты разомкнуты (рис. 10.15, а). Как только впадина
I шайбы подойдет к ролику, он провалится в нее и под действием пру-
I ? жины контакты замкнутся (рис. 10.15, б), а значит, замкнется цепь, в
которую включен контакторный элемент, и соответствующий аппарат
сработает. Следовательно, очередность замыкания и размыкания про-
it волов цепей управления и, как результат, очередность переключения
аппаратов силовой цепи будут зависеть от взаимного расположения
К впадин и выступов кулачковых шайб контроллера.	|
Для того чтобы можно было прочитать схему в соответствии с оче-
редностью замыкания и размыкания контактов, каждую шайбу кулач-
кового вала развертывают в плоскость (рис. 10.16), делят эту плос-
кость вертикальными линиями на столько равных частей, сколько по-
ложений имеет главная рукоятка контроллера машиниста. Когда кон-
такторный элемент контроллера находится против впадины шайбы,
его контакты замкнуты. На развертке его показывают зачерненными
точками на вертикальных линиях. Если контакторный элемент оста-
ется включенным на нескольких соседних позициях контроллера,
можно вместо зачерненных точек показывать сплошную зачерненную
линию. Число горизонтальных линий на развертке соответствует чис-
К лу кулачковых шайб, насаженных на вал.
г Изучая схему цепи управления на каждом положении контролле-
| ра, рассматривают прохождение тока и определяют, какие аппараты
р при этом срабатывают в силовой цепи.
По системе с косвенным управлением легко осуществлять управ-
; ление из одной кабины машиниста несколькими электросекциями
330
Глава 10
Рис. 10.16. Пример развертки
кулачковой шайбы контроллера
(управление по системе многих единиц).
Для этого достаточно соединить па-
раллельно провода цепей управления
всех совместно работающих электро-
секций. Система с косвенным управле-
нием может быть автоматической и не-
автоматической.
Автоматической системой с косвен-
ным управлением называют систему,
при которой определенный ряд следу-
ющих одно за другим переключений в
цепи тяговых двигателей с необходи-
мыми выдержками времени между ни-
ми осуществляется посредством реле
без участия машиниста. Машинист же
с помощью контроллера дает лишь уп-
равляющий импульс, обеспечиваю-
щий возникновение этого ряда переключений.
На электропоездах, где вес поезда, приходящийся на каждый мо-
торный вагон, меняется в незначительных пределах, применяют авто-
матическую систему с косвенным управлением.
Все низковольтные провода цепей управления подразделяются на
поездные, секционные и внутривагонные провода.
Поездными проводами называют провода, связанные через между-
вагонные соединения с одноименными проводами в пределах всего
поезда, а секционными — в пределах одной электросекции М+П или
М+Г. Переключения одноименных аппаратов всех моторных вагонов
осуществляются по поездным проводам одновременно. Поездные и
секционные провода обозначаются цифрами /, 2,3 и т.д. без индексов.
Внутривагонные провода соединяют отдельные элементы электро-
оборудования данного вагона и непосредственно не связаны с прово-
дами других вагонов. Они обозначаются теми же цифрами с добавле-
нием букв (1А, 1Б и т.д.).
По монтажу цепи управления разделяют на одно- и двухпровод-
ные. На отечественных электровозах, как правило, применяют одно-
проводные цепи, в которых вторым проводом служит корпус локомо-
тива, на электропоездах — двухпроводные цепи управления, в кото-
рых используются изолированные от корпуса цепи, соединяемые с
плюсом и минусом источника тока.
Цепи управления можно разделить на две части: цепь управления
тяговыми двигателями и вспомогательные цепи. Ниже рассмотрены
цепи управления тяговыми двигателями.
Электрические схемы электропоездов
331
Контрольные вопросы
1. В чем состоит сущность косвенной системы управления электро-
поездом?
2. На какие провода подразделяются цепи управления электропоез-
дом и как эти провода обозначаются?
Й;
10.8. ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Общие сведения. Источники питания низковольтных потребителей
электропоездов постоянного тока выполнены на базе электромашин-
ных преобразователей (мотор-генераторов). В этом случае энергия
электрического тока напряжением 3000 В (контактной сети) преобра-
зуется электродвигателем постоянного тока в механическую, а затем в
электрическую пониженного напряжения генератором постоянного
тока (на электропоездах без электрического торможения), либо трех-
фазным синхронным генератором (на электропоездах с электриче-
ским торможением).
В первом случае в качестве электромашинного преобразователя
применяют высоковольтный двухколлекторный двигатель (динамо-
тор), на валу которого установлен генератор управления. Динамотор
позволяет разделить напряжение контактной сети и питать мотор-
компрессор напряжением 1500 В, а генератор управления — низко-
вольтные цепи напряжением 50 В.
Во втором случае применен более совершенный преобразователь,
состоящий из высоковольтного одноколлекторного двигателя, на ва-
лу которого установлен синхронный генератор трехфазного тока на-
пряжением 220 В, частотой 50 Гц. Такая система позволяет использо-
вать в качестве приводов вспомогательных машин экономичные и на-
дежные в эксплуатации асинхронные двигатели. Кроме того, от сис-
темы трехфазного переменного тока получают питание выпрямители,
от которых в свою очередь питаются цепи постоянного тока напряже-
нием 50 и I10 В.
Элекгромашинные вращающиеся преобразователи громоздки, со-
здают сильный шум и вибрацию при работе. Указанных недостатков
позволит избежать внедрение статических преобразователей при мо-
дернизации систем питания низковольтных электрических цепей
электропоездов.
Питание низковольтных цепей электропоездов без электрического
торможения. Источниками питания цепей управления и вспомога-
332
Глава 10
тельных цепей низкого напряжения являются генераторы управления
и аккумуляторные батареи, которые установлены на прицепных го-
ловных и промежуточных вагонах.
Основными источниками питания являются генераторы управле-
ния. Они рассчитаны на продолжительный режим работы.
Аккумуляторные батареи являются резервными источниками пи-
тания. Они работают при нерабочем состоянии генераторов (при опу-
шенных токоприемниках) и в случаях их неисправности в ре жиме по-
стоянного подзаряда, так как подсоединены параллели ю генераторам
управления.
Каждый генератор управления осуществляет питание низковольт-
ных цепей и подзаряд аккумуляторной батареи только той секции по-
езда, на которой он установлен.
«Плюсовые» зажимы источников тока соединяются секционными
проводами 15 и 16 (рис. 10.17), по которым получают питание низко-
вольтные цепи электросскции. К проводу/5 подключены цепи, полу-
чающие питание как от генератора управления, так и от аккумулятор-
ной батареи, к проводу 16 — цепи, получающие питание только при
работающем генераторе управления. При выходе из строя генератора
управления обесточивается провод 16 (запирается диод ДБ) и предот-
вращается разряд аккумуляторной батареи на неработающий генера-
тор.
В целях уменьшения нагрузки генератора управления головного
вагона питание наиболее мощных потребителей цепей управления
осуществляется от генераторов управления прицепных промежуточ-
ных вагонов по секционному проводу 20.
Генератор управления прицепного промежуточного вагона питает
обмотку независимого возбуждения делителя напряжения, цепи уп-
равления и сигнализации, цепи подзаряда аккумуляторной батареи.
Головной вагон
Моторный
Прицепной
Моторный
Рис. 10.17. Упрощенная схема соединения источников питания цепей упра-
вления электропоезда ЭР2
Электрические схемы электропоездов
333
электродвигатели вентиляторов, цепи освещения салонов, тамбуров и
служебных помещений, устройство для обогрева маслоотделителя
компрессора и обогреватель бака туалета.
Ь* Генератор управления прицепного головного вагона помимо ука-
занного выше питает цепи управления, подключенные к поездным
проводам, прожектор, буферные и сигнальные фонари, стеклообогре-
вательи цепи электропневматичсского тормоза.
Аккумуляторные батареи служат для питания электродвигателей
вспомогательных компрессоров и электромагнитных контакторов
при подъеме токоприемников, для управления поездом в течение не-
которого времени при выходе из строя генератора управления голов-
ного вагона, а также для питания дежурного и служебного освещения
при опущенных токоприемниках или неработающих генераторах уп-
равления.
При выходе из строя генератора головного вагона и чрезмерном
разряде аккумуляторной батареи для coxpai гения работоспособности
поезда к поездному проводу 22 подключают генератор промежуточ-
ной электросекции. Для этого отключают выключатель управления
ВУ головного вагона и включают выключатель Управление на одной из
промежуточных секции. Тогда по секционному проводу 15 через кон-
такты Управление получит питание поездной провод 22.
«Минусовые» зажимы всех источников питания и всех секцион-
ных потребителей (за исключением тех аппаратов, которые участвуют
в управлении пуском тяговых двигателей) соединены с «минусовым»
поездным проводом 30. «Минусовые» зажимы аппаратов, участвую-
щих в управлении пуском поезда, подключены к «минусовому» про-
воду 9, который соединен с проводом 30 через контакты контроллера
машиниста КМ.
Питание низковольтных цепей электропоездов с электрическим тор-
можением. Цепь низковольтных цепей электропоездов имеет систему
питания постоянным током напряжениями 110 и 50 В и систему пи-
тания трехфазным переменным током напряжением 220 В. Источни-
ки питания расположены на прицепных головных и промежуточных
вагонах. Основным источником питания является генератор, приво-
димым во вращение преобразователем.
Питание цепей постоянного тока. При работающем преобразовате-
ле трехфазное напряжение 220 В, возникающее на зажимах трехфаз-
ного синхронного генератора Г (рис. 10.18), подается на первичные
обмотки понижающего трехфазного трансформатора ТрУ. К вторич-
ным обмоткам этого трансформатора подключен выпрямительный
мост В. который преобразует переменное напряжение 110 В в посто-
янное. Плюс выпрямителя соединен с секционным проводом 15, по
334
Глава 10
которому получают пи гание низковольтные цепи данной электросек-
ции (прицепного и моторного вагонов), минус — с поездным прово-
дом 30. Через выключатель головного вагона ВУпо секционному про-
воду 15 получает питание поездной провод 22.
Цепи напряжением 50 В получают питание от средней точки вы-
прямительного моста.
Резервный источник питания — аккумуляторная батарея А Б при
работающем преобразователе находится в режиме постоянного под-
заряда. Так как напряжения 110 В для полного заряда батареи недос-
таточно, применяют «вольтодобавку» — дополнительную обмотку
трансформатора с дополнительным выпрямителем. Таким образом,
необходимое напряжение заряда 140—160 В получают при последова-
тельном соединении двух выпрямителей В и ВБ через включенный
контактор батареи БК1 (контактор БК2 отключен).
При неработающем преобразователе (отсутствии напряжения на
зажимах синхронного генератора) низковольтные цепи 110 В перево-
дятся на питание от аккумуляторной батареи АВ через контактор БК2.
При этом контактор БК1 отключен, батарея находится в режиме раз-
ряда. Цепи напряжением 50 В получают питание от средней точки ак-
кумуляторной батареи.
«Минусовые» зажимы источников тока и всех низковольтных це-
пей подключены к «минусовому» поездному проводу 30.
При выходе из строя обоих источников питания на одном из ваго-
нов низковольтные цепи напряжением 110 В получают питание от ис-
точников тока соседнего прицепного вагона через выключатель В11
по поездному проводу 16, который соединяет параллельно источники
тока всего поезда. Этим же выключателем отключается выпрямитель
В аварийного вагона.
Питание цепей переменного тока. Цепи переменного тока электро-
секции получают трехфазное напряжение 220 В, 50 Гц непосредствен-
Рис. 10.18. Упрошенная схема соединения источника питания цепей упра-
вления электропоезда ЭР2Р (ЭР2Т)
Электрические схемы электропоездов
335
но от статорной обмотки синхронного генератора соответствующего
преобразователя. В аварийных режимах при неработающем преобра-
зователе цепи 220 В аварийной секции подключаются к магистрали
переменного тока соседней секции.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены электромашинные преобразователи, ус-
hтановленные на электропоездах постоянного тока?
2.	Что представляет собой преобразователь — динамотор?
3.	Чем принципиально отличается динамотор от преобразователя,
установленного на электропоездах с электрическим торможением?
4.	Назовите источники питания низковольтных цепей электропоез-
дов постоянного тока. Каково назначение каждого из них?
5.	Назовите провода цепей управления, соединяющие «плюсовые» и
MV*” «минусовые» зажимы источников тока.
10.9. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМИ ЦЕПЯМИ
Г ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА БЕЗ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ
Управление электропоездом осуществляется с помощью контроллера
машиниста и выключателей, установленных на головном вагоне, от
которых по поездным проводам поступают управляющие сигналы к
силовым аппаратам всех моторных вагонов.
Перед приведением электропоезда в движение включают в низко-
вольтных шкафах прицепных и головных вагонов разъединители ак-
кумуляторных батарей, а в низковольтных шкафах моторных вагонов
проверяют правильность установки разъединителя цепей управления
(РУМ) и убеждаются, что кнопка быстродействующего выключателя
(БВ) включена. На пульте управления включают кнопку «Вспомога-
тельный компрессор», установленную в цепи привода токоприемни-
ка. Через 2—3 мин работы вспомогательного компрессора создается
необходимое давление сжатого воздуха. Нажав кнопку «Токоприем-
ник поднят», поднимают все токоприемники поезда. Включают вы-
ключатель цепи управления (ВУ), соединяющий цепи управления
электропоезда с генераторами управления, приводят в работу вспо-
могательные машины и заправляют напорную и тормозную магист-
рали сжатым воздухом до установленного давления. Доведя давле-
ние в напорной магистрали до 4,0—4,5 кгс/см2, выключают вспомо-
336
Глава 10
гательные компрессоры, так как этого давления достаточно, чтобы
удержать токоприемники в поднятом состоянии. Заканчивают под-
готовку электропоезда для работы на линии проверкой работы тор-
мозов.
Чтобы начать движение, нажимают кнопку контроля бдительно-
сти главной рукоятки контроллера машиниста, замыкая контакты ме-
ханизма безопасности КБ, и устанавливают реверсивную рукоятку в
положение «Вперед» или «Назад». При этом подается питание на ка-
тушку одного из электропневмагических вентилей реверсора. Только
после этого главную рукоятку контроллера можно установить в одно
из ходовых положений.
Маневровое положение главной рукоятки контроллера машини-
ста применяют для разгона поезда до небольшой скорости, доста-
гочной для маневровых передвижений. В этом положении включа-
ются линейные ЛК1-2 и мостовой М контакторы (см. табл. 10.1).
Собирается силовая цепь из четырех последовательно соединенных
тяговых двигателей с полным (100%) возбуждением и полностью
введенными резисторами (вал реостатного контроллера находится
на 1-й позиции).
В цепях управления при этом по «плюсовому» проводу 15
(рис. 10.19), через контакты выключателя управления ВУ и контакты
импульсной кнопки Возврат Б В и РП подается напряжение на провод
7, а через контакт реле торможения РТ, провод КВ и кулачковый кон-
тактор реверсивного вала — на общую питающую шину контроллера
машиниста. От шины через кулачковый контактор главного вала koi 1-
троллера, замкнутый на всех положениях, кроме нулевого, напряже-
ние подается на провод 4А, через контакты механизма безопасности
КБ — на поездной провод 2 маневрового режима, и через контакт ре-
версивного вала— на поездной провод И. Если реверсивная рукоятка
установлена в положение Назад (//), то получит питание тот же про-
вод 2, но вместо провода II — поездной провод 12 управления ревер-
сорами.
По проводу 7 (рис. 10.20) получают питание катушки реле пере-
грузки РП возврат и быстродействующего выключателя Б В возврат.
По проводу // через контакты разъединителя цепей управления
РУМ питание подается на катушку вентиля реверсора Вперед, в ре-
зультате чего вал реверсора, вращаясь, переключает кулачковые кон-
такторы в силовой цепи и замыкает контакты 11А—11Б в цепи управ-
ления. Таким образом подготавливается цепь питания катушки вен-
тиля мостового контактора М в проводах НД—11Ж.
По проводу 2 получает питание катушка вентиля линейного конта-
ктора ЛК1-2 по цепи: контакты РУМ, провод 2А, контакты автомата-
Электрические схемы электропоездов
337

ческого выключателя уп-
равления АВУ (замкнуты
при давлении воздуха в
тормозной магистрали не
менее 3,5 кгс/см-), про-
вод 2 Б, контакты Б В,
провод 2В, контакты реле
минимального напряже-
ния PH (разрывают сило-
вую цепь при снятии на-
пряжения с контактной
сети), провод 2Г, катушка
вентиля Л К1-2, провод
9Ь, контакты реостатного
контроллера РК1 (замк-
нуты, когда группы тяю-
вых двигателей соедине-
ны последовательно с
полностью введенными
пусковыми резисторами),
«минусовой» провод 9А. В
результате контактор
ЛК1-2 включается и за-
Возврат
БВ и РП
КВД
1ЛЯ
О
7
ВУ ! 15
- РЬЛ
| Контрол аер машиниста
Н
'кв
РБ/7
РБ/2
ЭПК 22Л	22
24 ^	i
- ст о-------
L
Пониженное
I 4А ускорение 4
30
Ручной а
пуск
Рис. 10.19. Схема цепей управления го-
ловного вагона ЭР2
4 ЗЗА2А2 1М
мыкаются его контакты в
проводах 11Б—11Д цепи
питания вентильной ка-
тушки М мостового кон-
тактора.
Включением мостового контактора М замыкается силовая цепьтя-
говых двигателей на маневровом положении главной рукоятки конт-
роллера машиниста. На пульте управления гаснет сигнальная лампа,
оповещая о сборе силовых цепей на всех моторных вагонах поезда.
Через обмотки тяговых двигателей начинает протекать ток. После
этого главная рукоятка контроллера может быть установлена в одно
из положений автоматического пуска.
Первое положение главной рукоятки контроллера машиниста ис-
пользуют для разгона поезда до скорости 40—50 км/ч, а также для под-
держания скорости на отдельных перегонах. При этом группы тяго-
вых двигателей соединены последовательно, возбуждение тяговых
ь машин полное (100%).
* В этом положении главной рукоятки реостатный контроллер на-
чинает автоматически выводить пусковые резисторы из цепи тяговых
338
Глава 10
Рис. 10.20. Схема цепей управления моторного вагона ЭР2
двигателей. Замыкается кулачковый контактор главного вала конт-
роллера и в цепях управления на каждом моторном вагоне дополни-
тельно к проводам 11 (12) получает питание провод 10 (см. рис. 10.19,
10.20). В результате катушка вентиля PKI переключателя вентилей ре-
остатного контроллера получает питание по цепи: контакты РУМ,
провод ЮЛ, контакты РК1-8 (замкнуты с 1-й по 8-ю позиции вала ре-
остатного контроллера), провод 1Б, контакты реле ускорения РУ
(включены, так как ток тяговых двигателей не достиг тока уставки),
резистор Р40—Р41, контакты в проводах 1Г—1Е мостового контактора
М (задерживающие вращение вала реостатного контроллера до вклю-
чения силовых контакторов), контакты переключателя вентилей ПВ2
в проводах 1Е—1Ж (замкнуты на всех нечетных позициях), контакты
реле ручного пуска БР1 (замкнуты при отключенном реле), провод
1Л, катушка вентиля РК1, «минусовой» провод 30. В результате вал ре-
остатного контроллера поворачивается с 1-й позиции на 2-ю.
Электрические схемы электропоездов
339
В процессе поворота вала РК на 2-ю позицию переключатель вен-
тилей ПВ1 замыкает свои контакты в проводах 1И—1Е, благодаря че-
му получает питание катушка управления (подъемная) реле ускоре-
ния РУ по цепи: провод 22, контакты РУМ, провод 22А, катушка РУ,
провод 1И, контакты переключателя вентилей ПВ1, размыкающие
контакты ПВ2, провод 1Ж, контакты БР1, катушка вентиля РК1, «ми-
нусовой» провод 30.
При совместном действии силовой и подъемной катушек реле ус-
корения РУ срабатывает и своими контактами 1Б—1В разрывает цепь
питания катушки вентиля РК1. Питание катушки РК1 таким образом
переводится на провод 22, благодаря чему вал реостатного кон гролле-
ра будет продолжать вращение. В конце поворота вала при подходе ко
2-й позиции контакты ПВ1 и ПВ2 размыкаю гея, но контакты реле ус-
корения РУ в проводах 1Б-1В остаются разомкнутыми, так как ток тя-
говых двигателей, протекающий по силовой катушке реле ускорения,
увеличился и стал достаточным для удержания его якоря во включен-
ном положении. Вал реостатного контроллера по инерции доходит до
фиксированной позиции, при этом замыкаются контакты переклю-
чателя вентилей ПВЗ (замкнуты на четных позициях), подготавливая
цепь питания катушки вентиля РКП для дальнейшего поворота вала
реостатного контроллера.
На 2-й позиции размыкаются контакты РК1 (9Б-9) в цепи провода
2, но катушка линейного контактора Л К1-2 продолжает получать пи-
тание через замкнутые контакты мостового контактора М. шунтирую-
щие контакты РК1. Вал реостатного контроллера будет находиться на
2-й позиции до тех пор, пока ток тяговых двигателей не снизится до
тока отпадания якоря реле ускорения РУ (175 А). После этого якорь
реле отпадает, замыкаются его контакты в проводах 1Б—1В, получает
питание катушка вентиля РКП и вал реостатного контроллера повора-
чивается на 3-ю позицию. Цепь питания катушки РКП', провод 10,
контакты РУМ, провод 10А, контакты РК1-8, провод 1-Б, контакты
РУ, резистор Р40-Р41. контакты М, провод 1Е, контакты ПВЗ, провод
13, вентильная катушка РКП, «минусовой» провод 30.
В дальнейшем происходят попеременное питание катушек вен ги-
лей PKI и РКП под контролем реле ускорения и поворот вала реостат-
ного контроллера с позиции на позицию.
При переходе вала РК на 9-ю позицию в цепи провода 10 размыка-
ются контакты РК1-8м катушки вентилей РК1 и РКП теряют питание.
На этом заканчивается автоматический пуск в 1-м положении глав-
ной рукоятки контроллера машиниста.
Второе положение главной рукоятки применяют для разгона поез-
да до скорости 60—70 км/ч. а также для поддержания более высоких
340
Глава 10
скоростей. Группы тяговых двигателей остаются соединенными пос-
ледовательно. возбуждение их ослаблено до 50%, что способствует
увеличению частоты вращения якорей двигателей и соответственно
скорости движения поезда.
В этом положении главной рукоятки контроллера машиниста до-
полнительно к проводу 10 получает питание провод 1 (см.
рис. 10.19 и 10.20) и по цепи, проходящей через контакты РУМ, про-
вод /А, контакты РК9-10 в проводах 1А-1Б получают питание катуш-
ки вентилей реостатного контроллера PKI и РКП. В результате вал
контроллера поворачивается на 10-ю позицию. На этой позиции че-
рез замкнувшиеся контакты РК10-12 в проводах 1А-5А получает пи-
тание казушка контактора ослабления возбуждения Ш1-2. Контак-
тор Ill 1-2 включается и своими силовыми контактами параллельно
обмоткам возбуждения тяговых двигателей подсоединяет цепи, осу-
ществляющие первую ступень ослабления возбуждения (67%) (см.
рис. 10.1, табл. 10.1).
При переходе вала реостатного контроллера с 10-й на 11-ю пози-
цию контакты РК9-10 размыкаются, в результате чего катушки венти-
лей РК1 и РКП привода теряют питание и вал реостатного контролле-
ра останавливается. Одновременно с этим в проводах ЗА-1Б замыка-
ются контакты РКП и силовые контакты реостатного контроллера П
и /2 (см. рис. 10.1, табл. 10.1), шунтируя резисторы Р11-Р12 и Р13-Р14,
включают вторую ступень ослабления возбуждения тяговых двигате-
лей (50%). На этом заканчивается автоматический пуск тяговых дви-
гателей во втором положении главной рукоятки контроллера маши-
ниста.
Третье положение применяют для разгона до скорости 80—100
км/ч. Группы тяговых двигателей при этом соединены в две парал-
лельные ветви, пусковые резисторы полностью выведены, возбужде-
ние двигателей полное (100%). Увеличение частоты вращения якорей
тяговых двигателей и соответственно скорости движения поезда про-
исходит в результате повышения напряжения, подводимого к зажи-
мам тяговых двигателей при их перегруппировке.
В этом положении главной рукоятки контроллера машиниста по-
лучает питание провод 3 (см. рис. 10.19 и 10.20), а по нему через кон-
такты РУМ, замкнутые контакты РКП в проводах ЗА-1Б вновь возоб-
новляется питание катушек вентилей реостатного контроллера PKI и
РКП. Реостатный контроллер продолжает вращение.
В момент перехода вала РК с 11-й на 12-ю позицию происходит
переключение групп тяговых двигателей с последовательного соеди-
нения на параллельное в результате того, что через замкнувшиеся на
12-й позиции контакты РК12-18 в проводах ПД-ПЕ подается питание
Электрические схемы электропоездов
341
на катушку контактора перехода П1-2. Включившийся контактор сво-
ими контактами П1-2{! 1Ж-9А} разрывает цепь питания катушки М и
мостовой контактор отключается, в результате чего в параллельные
группы двигателей вновь вводятся резисторы (см.
табл. 10.1). Поскольку на 12-й позиции катушка контактора ослабления
возбуждения Ш1-2 продолжает получать питание, переход на парал-
лельное соединение происходит при ослабленном (50%) возбуждении.
Одновременно с переходом вала реостатного контроллера на 12-ю
позицию размыкаются контакты РК1КЗА-ЗБ) и замыкаются РК12-15.
Это приводит к переводу питания калушек вентилей привода реостат-
ного контроллера снова по проводу 7, что обеспечивает вращение ва-
ла РК до 16-й позиции с выведением одновременно из каждой груп-
пы тяговых двигателей ступеней пусковых резисторов.
При переходе вала РК на 13-ю позицию размыкаются контакты
РК10-12(с\\. рис. 10.20) в проводах 1А-5А и катушка контактора Ш1-2
обесточивается. Это приводил к усилению возбуждения тяговых дви-
гателей до 100%.
В дальнейшем происходит попеременное питание катушек венти-
лей PKI и РКП, в результате чего вал РК повернется (без фиксации на
14-и и 15-й позиции) на 16-ю позицию.
На 16-й позиции вал реостатного контроллера останавливается,
так как контакты PK12-I5 в проводах 1А-1Б размыкаются и катушки
вентилей привода РК! и РКП обесточиваются.
Четвертое положение главной рукоятки контроллера машиниста
используют для достижения максимальной скорости движения
110—130 км/ч. При этом группы тяговых двигателей соединены па-
раллельно с ослабленным до 50% возбуждением и полностью выве-
денными пусковыми резисторами.
В этом положении получает питание провод 5 и через замкнувши-
еся еще на 16-й позиции контакты РК16-17 в проводах 5-1Б возобно-
вится питание вентилей РК! и РКП привода реостатного контроллера.
На 17-й позиции через контакты РК17-18 в проводах 5-5А получа-
ет питание катушка контактора ослабления возбуждения III 1-2, вклю-
чение которого приводит к ослаблению возбуждения тяговых двига-
телей до 67%.
На 18-й позиции силовые контакты И и 12 (см. рис. 10.1,
табл. 10.1) реостатного контроллера шунтируют резисторы Р11-Р12 и
P13-PI4, в результате чего ослабление возбуждения достигает 50%. На
этой позиции вал реостатного контроллера останавливается, так как
контакты РК16-17 (см. рис. 10.20) в проводах 5-1Б размыкаются и ка-
тушки вентилей PKIvi РКП обесточиваются. На этом автоматический
пуск тяговых двигателей заканчивается.
342
Глава 10
Если главную рукоятку контроллера машиниста перевести из ма-
неврового положения с выдержкой времени 2—3 с сразу в четвертое
положение, то одновременно получат питание все провода автомати-
ческого пуска: 10, 1, 3, 5 и валы всех реостатных контроллеров всего
поезда под контролем реле ускорения без задержек дойдут до 18-й по-
зиции. осуществляя пуск поезда до наивысшей скорости движения.
Реостатный контроллер каждого моторного вагона поезда всегда
работает под контролем реле ускорения данного вагона, поэтому все
реостатные контроллеры поезда работают не вполне синхронно. Это
обеспечивает уменьшение толчков тока для двигателей каждого ваго-
на, а также сглаживание пиков общего тока, потребляемого поездом
из контактной сети.
Нулевое положение главной рукоятки контроллера машиниста при-
меняют на выбеге. При переводе рукоятки на это положение теряют
питание провода 2, 11 (или 12), 10, 1,3,5 (см. рис. 10.19 и 10.20), в ре-
зультате чего отключаются контакторы ЛК1-2, И1-2 (или Л/)» ПН-2 и
силовая цепь обесточивается (см. рис. 10.1). При этом вал реостатно-
го контроллера, на какой бы позиции он ни находился, возвращается
на 1-ю позицию, т.е. в исходное положение, подготавливая цепи для
следующего пуска. Цепь питания вентилей PKI и РК1Г. провод 22 (см.
рис. 10.19 и 10.20), контакты РУМ, провод 22А, контакты РК2-18, про-
вод 22Б, контакты ЛК1-2, провод 1Е, контакты переключателей ПВ2н
ПВЗ, катушки вентилей РК1 или РКП (в зависимости от позиции, на
которой находился вал реостатного контроллера).
Режим пониженного ускорения используется при ухудшении усло-
вий сцепления колес с рельсами (дождь, снег и т.п.) и частом боксова-
нии, а также при недостаточном напряжении в контактном проводе.
Для этого на пульте управления включают кнопочный выключатель
Пониженное ускорение, в результате чего подастся напряжение на по-
ездной провод 4 (см. рис. 10.19 и 10.20). При этом на всех моторных
вагонах получают питание катушки реле регулирования ускорения
РРУ. Контакты РРУ(30Г-30) через резистор Р42-Р43 замыкают цепь
подпитки катушки управления (подъемной) реле ускорения РУ в про-
водах 22А-1И. В этом случае ток отпадания якоря реле РУ снизится со
175 до 125 А. Это значит, что вал реостатного контроллера будет пере-
ходить с позиции на позицию при токе не более 125 А. В остальном
работа цепи не отличается от работы ее в режиме нормального пуска.
В режим пониженного ускорения при автоматическом пуске тяго-
вых двигателей можно переходить на каком-либо одном моторном ва-
гоне, на котором сработали реле перегрузки РП1 или РП2. Общие
контакты этих реле РП1-2 в проводах 30Г-30 играют ту же роль, что и
контакты РРУ, т.е. снижают ток уставки реле ускорения РУ. Контакты
Электрические схемы электропоездов
343
реле перегрузки имеют механическую защелку и поэтому не размыкают-
ся даже при ликвидации причины, вызвавшей перегрузку. Машинист, уз-
нав по сигнальной лампе о срабатывании реле перегрузки, может восста-
новить реле нажатием кнопки Возврат БВ и РП (см. рис. 10.19). При этом
по поездному проводу 7 получит питание катушка механизма возврата,
который и восстановит сработавшее реле перегрузки.
Режим ручного пуска применяют, если в процессе автоматического
пуска вал реостатного контроллера может, не дойдя до фиксирован-
ной позиции, остановиться. Это возможно при неисправности пере-
ключателя вентилей привода реостатного контроллера или неточной
фиксации вала. В этом случае, чтобы довести вал РК до фиксирован-
ной позиции, машинист должен перейти на ручное управление тяго-
выми двигателями. Для этого в кабине машиниста включают выклю-
чатель Ручной пуск, а главную рукоятку контроллера машиниста уста-
навливают в положение ЗА. При этом по проводам 3, ЗА и 6 подается
питание на вентильные катушки реле ручного пуска БР1 и БР2. Реле
срабатывают, их размыкающие (нормально замкнутые) контакты раз-
мыкаются, а замыкающие — замыкаются. В результате прерываются це-
пи автоматического пуска и получает питание катушка вентиля PKI. Вал
реостатного контроллера поворачивается на 2-ю позицию.
Для поворота вала РК на 3-ю позицию главную рукоятку контрол-
лера машиниста устанавливают в положение 2А. При этом катушка
реле БР2теряет питание, его контакты в проводах 1Д-13 замыкаются,
а в проводах 1Д-1Л размыкаются. В результате получает питание ка-
гушка вентиля РКП и вал РК поворачивается.
Производя медленные «качания» главной рукоятки контроллера
машиниста между позициями 2А и ЗА, доводят под контролем реле
ускорения вал реостатного контроллера до 18-й позиции. На этой по-
зиции выключаются контакты РК16 17 и вал контроллера останавли-
вается. Таким образом осуществляют полный пуск поезда в режиме
ручного управления.
Контрольные вопросы
1.	Какие действия необходимо выполнить машинисту перед установ-
кой главной рукоятки контроллера в одно из ходовых положений?
2.	Охарактеризуйте маневровый режим работы тяговых двигателей.
3.	Какие провода цепей управления и для чего получают питание в ма-
невровом положении главной рукоятки контроллера машиниста?
4.	Почему пуск тяговых двигателей в 1, 2, 3 и 4-м положениях глав-
ной рукоятки называется автоматическим? Перечислите провода
цепей управления, обеспечивающие автоматический пуск.
344
Глава 10
5.	Каким образом в цепях управления при автоматическом пуске
обеспечивается переход вала реостатного контроллера с позиции
на позицию?
6.	Для чего и по какой цепи во 2-м положении главной рукоятки кон-
троллера получает питание катушка контактора Ш1-21
7.	Какие переключения и с какой целью осуществляют в цепях упра-
вления при установке главной рукоятки в 3-е положение?
8.	С какой целью и по какой цепи получает питание катушка конта-
ктора 777-2?
9.	Какие электрические аппараты и по каким цепям обеспечивают
пуск двигателей в 4-м положении главной рукоятки?
10.	Для чего и каким образом в цепях управления реализуется ре-
жим пониженного ускорения?
II.	В каких случаях и как осуществляет ся пуск тяговых двигателей
в режиме ручного управления?
10.	10. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМИ ЦЕПЯМИ
ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОРМОЖЕНИЕМ
Тяговые режимы. После подготовки поезда и включения аппаратов за-
щиты для пуска тяговых двигателей нажимают кнопку контроля бди-
тельности, установленную на главной рукоятке контроллера машини-
ста. Кнопка служит для подтверждения машинистом своей бдитель-
ности и предупреждения принудительного торможения, вызываемого
автостопом. Затем устанавливают реверсивную рукоятку в положение
«Вперед» или «Назад» и главную рукоятку в одно из ходовых положе-
ний. Такая последовательность обеспечивает сбор силовой цепи. (На
электропоездах ЭД2Т, ЭД4М вместо главной рукоятки на контролле-
ре машиниста установлен штурвал, а кнопка КнБ перенесена на пульт
управления.)
При нажатии на кнопку контроля бдительности КнБ (рис. I0.21)
полается питание на катушку реле контроля бдительности РКБ по це-
пи: «плюсовой» провод 75, предохранитель Пр51, провод 75/4, кулач-
ковый контактор 6 главного вала контроллера машиниста КМ (вклю-
чен на нулевом положении главной рукоятки), провод 15АС, кнопка
КнБ, катушка реле контроля бдительности РКБ, «минусовой» провод
30. В результате срабатывает реле РКБ и замыкает свои контакты: в
проводах 43А-43 (шунтирует кулачковый контактор 7 реверсивного
вала, включенный в нулевом положении реверсивной рукоятки КМ);
в проводах 15А-15АС (шунтирует кулачковый контактор 6главного ва-
Электрические схемы электропоездов
345
Вперед 0 Назад
I f I
Головной вагон
43А
Контроллер машиниста
КМ
22Д
Рис. 10.21. Схема цепей управления головного вагона ЭР2Р (ЭР2Т)
ла КМ в нулевом положении); в проводах 22Е-2. Это позволяет пере-
вести реверсивную рукоятку из нулевого в рабочее положение, а затем
управлять главной рукояткой, не вызывая отключения реле РКБ и
срабатывание срывного клапана СК (на схеме не показан).
Так же, как на электропоездах ЭР2 (ЭР1), реостатный контроллер
РК является основным аппаратом, производящим переключения в
тяговых режимах.
346
Глава 10
Если контроллер машиниста установлен в маневровое положение
М, то вал реостатного контроллера остается на 1 - й позиции.
Если контроллер машиниста установлен в одно из четырех поло-
жений 1—4 автоматического пуска, то кулачковый вал РК под конт-
ролем системы управления СУРК поворачивается до соответствую-
щей позиции, выводя при этом пусковые резисторы и устанавливая
заданное сопротивление в цепи ослабления возбуждения тяговых
двигателей (см. табл. 10.2). Система СУРК является составной ча-
стью блока электронных реле БЭР и предназначена для переключе-
ний реостатного контроллера в зависимости от положения главной
рукоятки контроллера машиниста, тока якорей тяговых двигателей
и задаваемой уставки.
Маневровое положение главной рукоятки контроллера машиниста
применяют для разгона поезда до минимальной скорости, достаточ-
ной для маневровых передвижений. В этом положении собирается
силовая цепь из четырех последовательно соединенных тяговых дви-
гателей с полностью введенными в их цепь пусковыми резисторами
при полном возбуждении (рис. 10.1). При этом реверсивный пере-
ключатель должен быть установлен в положение «Вперед» или «На-
зад», тормозной переключатель — в положение ТП-М, линейный кон-
тактор ЛК и линейно-тормознои контактор ЛКТ включены, а вал ре-
остатного контроллера РК — находиться на 1-й позиции.
В цепях управления при установке главной рукоятки в маневровое
М положение (см. рис. 10.21) замыкаются контакты 7 и 9 главного ва-
ла контроллера машиниста КМ. В результате на головном вагоне по-
лучает питание катушка контактора времени хода КВХ по цепи: «плю-
совой» провод 15, выключатель управления ВУ, предохранитель Пр54,
провод 22, контакты переключателя пневматического тормоза ППТ
(22-22Д), провод 22Д, кнопка Кн8 Возврат защиты, провод 22А, кон-
такты 3, замкнутые в положении Вперед или Назад реверсивного вала
контроллера машиниста, провод 22В, контакты 9 главного вала КМ,
провод 22Г, контакты 7 главного вала КМ, провод 22У, катушка КВХ,
провод ЗОК, контакты реле РПТ, провод ЗОЛ, контакты электропнев-
матического клапана ЭПК, «минусовой» провод 30.
Включившийся контактор КВХ через свои контакты в проводах
22В-22М и контакты 4 или 5 реверсивного вала КМ подает питание на
провод 11 или 12 и сигнальную лампу ЛК и Т (на схеме на показана).
Другими контактами КВХ(22М-22Е) через ранее включенные кон-
такты РКБ подается питание на провод 2.
После подачи напряжения на провод 11 или 12 на каждом мотор-
ном вагоне через контакты разъединителя цепей управления РУМ
(рис. 10.22) получает питание катушка электропневматического вен-
Электрические схемы электропоездов
347
тиля Вп или Наз и вал реверсивного переключателя поворачивается в
соответствующее положение, при этом замыкаются его контакты в
проводах 11А-11Б или 12А-11Б, подготавливая цепь питания катушки
линейно-тормозного контактора ЛКТ.
Разъединитель РУМ отключает цепи управления тяговыми двига-
телями при исключении из работы данного моторного вагона в случае
неисправностей его электрооборудования.
По проводу 2 через замкнутые контакты РУМ. автоматического вы-
ключателя управления АВУ, размыкающие контакты ЛКТ подается пита-
ние на катушку вентиля тормозного переключателя ТП-М, и вал пере-
ключателя устанавливается в положение тягового (моторного) режима.
Контакты выключателя АВУ замкнуты при давлении воздуха в тор-
мозной магисграли не ниже 3,5 кгс/см2.
Поворот вала тормозного переключателя вызывает замыкание его
контактов ТП10(22П-22Э) и включение реле-повторителя ПТП-М по
цепи: провод 22, предохранитель Пр 19, провод 22П, контакты 7П10,
резистор R44. катушка реле ПТП-М, провод ЗОА, контакты РУМ, «ми-
нусовой» провод 30.
После включения реле-повторителя и замыкания его контактов
ПТП-М (2Б-2В) получает питание вентильная катушка линейного
контактора ЛК по цепи: провод 2, контакты РУМ, АВУ, ПТП-М, кон-
такты реле РРБ блока электронных реле БЭР, контакты реле напряже-
ния PH, БВ, катушка ЛК, контакты РК1, провод ЗОА, контакты РУМ,
«минусовой» провод 30.
Контакты ПТП-М (2Б-2В) позволяют собрать цепь тягового режи-
ма только после поворота вала тормозного переключателя в тяговое
(моторное) положение.
Контакты РРБ (2В-2И) отключают линейный контактор ЛК при
разносном боксовании колесных пар. Контакты PH (2И-2Г) отключа-
ют контактор ЛК при напряжении в контактной сети ниже 2300 В.
Контакты быстродействующего выключателя Б В (2Г-2Е) разбирают
силовую цепь при аварийных отключениях.
Контакты реостатного контроллера РК1 (ЗОЕ-30) обеспечивают
включение ЛК только при полностью введенных в цепь тяговых дви-
гателей пускотормозных резисторах. После включения линейного
контактора ЛК включается его реле-повторитель ПЛК по цепи: про-
вод 22, предохранитель Пр 19, провод 22П, замкнувшиеся контакты
ЛК, резистор R39, катушка реле ПЛК, провод ЗОА, контакты РУМ,
«минусовой» провод 30.
После включения линейного контактора замыкаются его контак-
ты ЛК (11 Б-11В). в результате чего получает питание катушка контак-
тора ЛКТпо ранее подготовленной цепи: провод // или 12, контакты
348
Глава 10
мигпирн&мл оиеин
11
З^-РУМ НА
__________Вп ИБ
пр РУМ Наз^3~
Bn____
^ЛК
12
РУМ
2А
2И
АВУ 2Б ЛКТ 2Д
БЭР X
Наз
ТП-
лкт
ЗОЕ
ПЛКТ
ПТП-Т
РЫТ 40Х
САУТ
40КД16 Д17
/-Й-Й
ЗОА___
РУМ
АВТ
ЗЕ
PKI-I0
PKI415
ЗА
PH БВ 31К РК1
РУМ
ЗГ
пп\
1Б Х
2Д X22TJ I ^лгл-/и^
40Т ПТ 40Н ЗОИР
ПШ40УРЫНКОВГрСВ ~\CAyT
кв
пл кт птпм
IE
аОАЖТ БЭР
'PSPs'
. _ Е
4Б___________КВ s' 40Г J	PKI 2
Торможение РУМ |	4^ БЭР
40	J-' *»	।
 уо^РС^ ~~40М
ПТП-Т
40К
40А
ПШ 40Л
40Н
САУТ
PC В i
ПЛК
1А
РК1Ы7
PK18-I9
КЗ 40Г
33
РК1
ПТ
САУТ
1М ______
PKI
Нулевая уставка 1Я
2ОА ЛКТ
fUK2,)l
Х7К
40Н
БЭР
СУРК
PKI 40Я
1 ов
ПШ
42
30
РУМ
„	ТЛ-Т
42А ПЛКТ 42БП
РУМ
4 j	3-я уставка 7Я
Iд	2-я уставка /я
------------------
4	1-я уставка	/а
Е
22
1Ы9
22 П
____ркг 22С^-РШ0
ТП10 ]^223^z^{44 22JOI
22Яг^22АБ
зол
IM R77
&ПТП-М
г-1 ПТП-Т
42
50
49
CI4
R38
R39 22ГИ^-3
ПТ
ЛКТ22Га£
ЛК 22ГБ
Т 22TB’pZ.R40 22ГК
ШТ r=vtfS6 :
44 ПРТ^
47
_______г—£72
22ГЕППЛКТ
ПЛК
—FF
pkt U
ВО
ПШ
м-1
РКТ
РЗТ
БЭР
IH
РВТ1 1Ж
РКН-20 ПРТ}
30
РВТ2
РВТ[____зо
РВТ2
РАЛ прт
прт\1р Д2Е 1с п
Рис. 10.22. Схема цепей управления моторного вагона ЭР2Р (ЭР2Т)
Электрические схемы электропоездов
349
РУМ, контакты Вп или Паз, контакты ЛК, катушка ЛКТ, провод 30А,
контакты РУМ. «минусовой» провод 30.
Таким образом после включения контакторов ЛК и ЛКЧ и при по-
ложении вала РК на 1-й позиции обеспечивается маневровый режим
тяговых двигателей.
Замкнувшиеся в цепи провода 22 контакты ЛКТ(22П-22ГА) вклю-
чают реле-повторитель ПЛК Г, которое своими контактами в проводах
ЗОЕ-ЗОИ Р обеспечит питание катушки линейного контактора Л К при
автоматическом пуске на остальных (2—20) позициях вала реостатно-
го контроллера.
Первое положение главной рукоятки контроллера машиниста обес-
печивает увеличение напряжения на зажимах тяговых двигателей, а
следовательно, и скорости поезда, путем автоматического выведения
из их цепи пускотормозных резисторов. При этом кулачковый вал ре-
остатного конгроллера РК вращается до 14-й позиции (см. табл. 10.2)
под контролем системы управления СУРК, входящей в блок элек-
тронных реле БЭР. В СУРК поступает низковольтный сигнал отдат-
чика тока ДТЯ1 (см. рис. 10.3), пропорциональный току силовой це-
пи, а также сигнал с пульта управления, в зависимости от заданной
машинистом уставки тока, по проводам 33 и 34 (см. рис. 10.22).
В 1-м положении главной рукоятки включаются контакты 70 глав-
ного вала КМ (см. рис. 10.21), через которые подается питание на про-
вод 7. Через провода 7, 1А, 1Б, /В, 1М (см. рис. 10.22) подается пита-
ние в систему СУРК по цепи: провод 7, контакты РУМ, контакты ре-
остатного контроллера PKI-13. контакты ПЛ КТ (IB 1В), ПТП-М (1В-
IM), провод IM. Система СУРК, контролируя зок якорей тяговых
двигателей, начинает поочередно переключать вентили реостатного
контроллера PKI и РКП. Таким образом, вал реостатного контроллера
будет поворачиваться до 14-й позиции.
Контакты ПЛКТ и ПТП-М не позволяют переключаться реостат-
ному контроллеру с позиции на позицию до тех пор, пока не будет со-
брана силовая цепь в маневровом режиме.
На 14-й позиции размыкаются контакты РК1-13(1А-1Б). Реостат-
ный контроллер фиксируется на этой позиции, что соответствует без-
реостатной характеристике тягового режима при полном (нормаль-
ном) возбуждении двигателей.
Второе положение главной рукоятки обеспечивает ослабление воз-
буждения тяговых двигателей, вызываемого ответвлением части тока
возбуждения в шунтирующую цепь. Ослабление возбуждения приво-
дит к увеличению тока якорей, возрастанию мощноеги, потребляе-
мой из контактной сети, силы тяга и, следовательно, скорости поез-
350
Глава 10
В этом положении главной рукоятки включается контактор 11
главного вала контроллера, в результате чего получает питание провод
3, а по нему — через провода ЗА и ЗБ катушка контактора ослабления
возбуждения (контактора шунтировки) Ш по цепи: провод 3, контак-
ты РУМ. провод ЗА, контакты АВТ, провод ЗБ. катушка контактора Ш,
провод ЗОА, контакты РУМ, «минусовой» провод 30.
Контактор Ш, включаясь, подсоединяет своими силовыми конта-
ктами параллельно обмоткам возбуждения тяговых двигателей шун-
тирующую цепь резисторов (см. рис. 10.3), что ведет к ослаблению
возбуждения.
В цепях управления контактор Ш своими блок-контактами в про-
водах 22П-22ГТ включает свой повторитель ПШ, который, в свою
очередь, через контакты ПШ (ЗГ-1Б) по проводу 1Б подает питание на
систему СУРК по цепи: провод 3, контакты РУМ, провод ЗА, контак-
ты реостатного контроллера РК (14-15), контакты ПШ, провод 1Б,
контакты ПЛ КТ, ПТП-М, провод 1М, СУРК.
Под действием сигнала, поступающего из системы СУРК, вал рео-
статного контроллера переходит с 14-й позиции на 15-ю и, так как по-
сле этого контакты РК14-15 разомкнутся, вал РК на 16-и позиции ос-
тановится. Эта позиция соответствует первой автоматической харак-
теристике тягового режима с ослабленным возбуждением двигателей
(см. табл. 10.2).
Третье положение главной рукоятки контроллера машиниста обес-
печивает дальнейшее ослабление возбуждения тяговых двигателей, а
следовательно, и увеличение скорости поезда.
В этом положении главного вала КМ включаются контакты 12 и
подается питание на провод 5, а по нему через контакты PK16-I7 на
провод 1Б. При этом кулачковый вал реостатного контроллера повер-
нется до 18-й позиции так же, как и во втором положении главной ру-
коятки контроллера машиниста.
Четвертое положение главной рукоятки обеспечивает наивыс-
шую скорость движения поезда благодаря максимальному ослабле-
нию возбуждения тяговых двигателей. В этом положении включа-
ются контакты 13 главного вала КМ и по проводу 6, через контакты
PKI8-19, ПЛ КТ, ПТП-М по проводу 1М подается питание на систе-
му СУРК. В результате вал РК дойдет до 20-й позиции и остановит-
ся. Эта позиция соответствует последней автоматической характе-
ристике тягового режима при максимальном ослаблении возбужде-
ния двигателей.
Нулевое положение главной рукоятки контроллера машиниста
обеспечивает отключение тяговых двигателей и возврат вала реостат-
ного контроллера на 1-ю позицию
Электрические схемы электропоездов
351
В нулевом положении главной рукоятки обесточиваются провод
22У и катушка контактора КВХ. В результате снимается питание с
проводов 2, 11 или 12, отключаются контакторы ЛК и Л КТ, разрыва-
. ется силовая цепь тяговых двигателей.
После отключения контактора ЛКТ отключается его повторитель
ПЛКТ, который своими контактами в проводах 22П-22С замыкает
цепь возврата вала реостатного контроллера на 1 -ю позицию: провод
22, предохранитель Пр 19, провод 22П, контакты ПЛКТ, РК2-20. про-
вод 1М, система СУРК. Вал РК, вернувшись на 1 -ю позицию, останет-
ся на ней, так как контакты РК2-20 разомкнутся.
Если во время движения отпустить главную рукоятку, не устанав-
ливая ее и реверсивную рукоятку в нулевое положение, то катушка ре-
ле РКБ обесточится и своими контактами в проводах 43А-43 (см. рис.
10.21) отключит срывнои клапан, чем вызовет срабатывание пневма-
тического тормоза, а контактами в проводах 22Е-2 снимет питание с
провода 2, что приведет к отключению режима тяги.
Чтобы отпустить главную рукоятку КМ без срабатывания срывно-
го клапана, т.е. снять контроль бдительности машиниста, необходимо
остановить поезд и перевести главную и реверсивную рукоятки в ну-
левое положение.
Режимы торможения. Электропоезда оборудованы системой элект-
рического торможения. Управляют этой системой с помощью конт-
роллера машиниста, который имеет пять тормозных положений:
•	первое — торможение малоэффективно, применяется для фикса-
ции любой тормозной позиции, например при торможении для ог-
раничения скорости на уклоне;
•	второе—торможение при скорости ниже 50 км/ч. Это автоматиче-
ское электрическое торможение с пониженным замедлением и
к электропневматическим дотормаживанием;
•	третье — нормальное электрическое торможение с электропневма-
тическим дотормаживанием, применяется при скорости более 50
км/ч;
•	четвертое — нормальное электрическое торможение совместно
с электропневматическим торможением прицепными вагона-
ми;
•	пятое — нормальное электрическое торможение совместно с элек-
тронневматическим торможением всеми вагонами поезда.
При подготовке электропоезда в рейс на пульте управления вклю-
чают кнопки Кн4 Торможение (см. рис. 10.21), которые на протяжении
всей поездки остаются включенными.
Рассмотрим случай, когда главная рукоятка (штурвал) контролле-
ра машиниста установлена сразу в третье положение.
И
352
Глава 10
Третье тормозное положение используют перед остановочным пун-
ктом на расстоянии тормозного пути при максимальной скорости
движения. Система автоматического управления торможением САУТ
настроена на нормальную уставку по току, что обеспечивает нормаль-
ное замедление. Собирается силовая цепь (см. рис. 10.3) реостатного
торможения с независимым возбуждением в такой последовательно-
сти:
1.	Тормозной переключатель после отключения режима тяги авто-
матически устанавливается в тормозное положение ТП-Т\
2.	Контактор обмоток возбуждения ОВ подсоединяет обмотки воз-
буждения двигателей к статическому возбудителю — тиристорному
преобразователю Тт1— Ттб;
3.	Контактор возбуждения КВ подает трехфазное переменное на-
пряжение 220 В от синхронного генератора через трансформатор воз-
буждения ТрВ на тиристорный преобразователь, а также в систему
САУТ, которая воздействует на тиристорный преобразователь. Пере-
менное напряжение, поданное на преобразователь когггактором КВ, вы-
прямляется и плавно увеличивается от нуля до наибольшего значения.
4.	Включаются контакторы Т и ЛКТ и система САУТ начинает вы-
давать импульсы на тиристоры преобразователя.
В цепях же управления в этом положении осуществляются следу-
ющие переключения:
Через контакты //(см. рис. 10.21 и 10.22) контроллера машиниста,
замкнутые во всех положениях главной рукоятки, подается питание
на провод 3, а по нему — на катушку контактора шунтировки ///, что
вызывает включение контактора.
Через контакты 8, также замкнутые во всех тормозных положени-
ях, подается питание на катушку контактора времени торможения
КВТ. Контактор включается и через свои блок-контакты КВТ (22'М-
40Я) подаст питание на провод 40, по которому получают питание ка-
тушки контакторов КВ, ОВ и вентиля тормозного переключателя 777- Т.
Тормозной переключатель своими блок-контактам и ТП1 / в про-
водах 22П-22Я включает свой повторитель ПТП-Т, который своими
контактами в проводах 40Г-40Н замыкает цепь питания катушки тор-
мозного контактора Т.
При включении контактора Т замыкаются его контакты в прово-
дах / / Б- II В, в результате чего включается кош актор ЛКТ.
Включением контакторов ОВ, КВ, Т, ЛКТ сбор силовой цепи рео-
статного торможения и цепи независимого возбуждения закончен.
После включения контактора ЛКТразмыкаются его размыкающие
блок-контакты в проводах 20А-87Л, что вызывает плавное увеличение
тока возбуждения, а следовательно, и ЭДС генераторов (тяговых дви-
Электрические схемы электропоездов
353
гателей). Когда ЭДС станет близкой к напряжению контактной сети
(разница 200 В), сработает реле включения рекуперации РВР блока
БЭР, которое своими контактами в проводах 40АЖ-40Т подаст пита-
ние на катушку линейного контактора ЛК по цепи: провод 40, конта-
кты выключателя Торможение, контакты РУМ, РСФ, РРБ, КЗ, ПТП-Т,
РМН, ПШ, РВР БЭР, РМТ, ПТП-Т, РРБ БЭР, PH, Б В, катушка конта-
ктора ЛК, контакты РК1, провод ЗОА, контакты РУМ, «минусовой»
провод 30.
Включившись, контактор ЛК своими контактами в проводах 22/7-
22ГБ включает реле-повторитель ПЛК, которое, в свою очередь, раз-
мыкающими контактами в проводах 40Н-40Л отключает контактор Т.
Реле-повторитель ПТ отключается замыкающими контактами Т
(22П-22ГВ}.
Таким образом, будет завершен переход с реостатного торможения
с независимым возбуждением на рекуперативное. Электропоезд на-
чинает отдавать электроэнергию в контактную сеть, создавая при
этом на валах двигателей тормозной момент. С понижением скорости
уменьшается ЭДС на зажимах генераторов (тяговых двигателей), а
значит, и ток рекуперации. С уменьшением тока, если не принимать
мер, тормозной момент будет снижаться. Поэтому для поддержания
тормозного эффекта система САУТ, воздействуя на тиристоры
Тт1—Тгб, плавно увеличивает ток в обмотках возбуждения.
Когда ток достигнет наибольшего значения, в системе САУТ сра-
ботает реле перехода на самовозбуждение, которое своими контакта-
ми РСВ (40Н-40Л) включит контактор Т, а контактами РСВ (40Б-40Н)
отключит линейный контактор ЛК, в результате чего произойдет пе-
реход с рекуперативного торможения на реостатное с самовозбужде-
нием (обмотки возбуждения подсоединяются кякорям). При этом со-
бирается цепь питания системы управления реостатным контролле-
ром СУРК (провода /, IA, 1Б, ЗГ, ЗЕ, IX, 1П, 1М) и она начинает осу-
ществлять переключение реостатного контроллера аналогично режи-
му тяги.
На 2-й позиции вала РК замыкаются контакты РК2-11 (87К-20А),
уставка САУТ становится равной нулю. Контактами РК] в проводах
40В-40Я отключается контактор обмоток возбуждения ОВ.
При переходе вала РК на 3-ю позицию контактами РК1-2 в прово-
дах 40К-40Г отключается контактор возбуждения КВ, в результате че-
го тиристорный преобразователь Тт1—Тт6 отключается (см.
рис. 10.3), так как цепь обмотки трансформатора возбуждения ТрВ
обесточивается.
На 11-й позиции РК в проводах ЗЕ-ЗГ (см. рис. 10.22) размыкают-
ся контакты PKI-10 и вал реостатного контроллера останавливается.
12 Устройство и ремонт электропоездов
354
Глава 10
Так как к этому моменту частота вращения якорей генераторов значи-
тельно снизилась, электрическое торможение с самовозбуждением ста-
новится неэффективным. Поэтому для полной остановки поезда на 11-й
позиции вала РКавтоматически включается электропневматический (ме-
ханический) тормоз, который управляется электропневматическими вен-
тилями: ВТ (торможения) и ВО (отпуска). Если катушки вентилей ВО
обесточены, тормоза вагонов отпускаются. Если включены одновремен-
но ВО и В1\ происходит торможение. Если включены только ВО, состоя-
ние тормоза фиксируется (режим перекрытии).
Так как катушки вентилей ВО получают питание во всех тормоз-
ных положениях главной рукоятки по проводу 49 через замкнутые
контакты 20 контроллера машиниста, то для включения электропнев-
матического тормоза необходимо подать питание на катушки венти-
лей ЯГ. Для этого через замкнутые на 11-и позиции контакты РКП-20
в проводах 1-1Н получает питание провод 9, а по нему — на всех мо-
торных вагонах реле времени РВТ2 по цепи: провод 7, контакты РКП-
20, размыкающие контакты реле ПРТ, катушка реле РВТ2, «минусо-
вой» провод 30. Реле РВТ2 срабатывает и своими замыкающими кон-
тактами подает питание на катушку промежуточного реле торможе-
ния ПРТ. В результате реле ПРТвключается, замыкает свои контакты
в проводах 1Ж-1Р (становится на самоподпитку) и 44-44Х и напряже-
ние подается на провод 50 — катушки вентилей торможения В Т полу-
чают питание. Вследствие этого сжатый воздух поступает в тормозные
цилиндры моторного и прицепного вагонов. На всем поезде одновре-
менно возникает торможение, которое действует до полной остановки.
Разомкнувшиеся при включении реле ПРТ его контакты в прово-
дах IH-1Д обесточивают катушку реле РВ Т2. В результате в проводе 44
обесточиваются катушки вентилей ВТ. Якорь реле РВТ2 отпадает с
выдержкой времени, обеспечивая тем самым создание в тормозных
цилиндрах давления (около 1 кгс/см2), необходимого для окончатель-
ной остановки электропоезда. Выдержкой времени определяется ин-
тенсивность механического дотормаживания.
Второе тормозное положение используется при торможении со
скорости менее 50 км/ч. В этом положении главной рукоятки контак-
ты 75 контроллера машиниста разомкнуты и провод 41 не получает
питания (см. рис. 10.21 и 10.22), в результате чего система САУТ на-
страивается на более низкую уставку. Это ведет к уменьшению тор-
мозного эффекта, так как торможение происходит с пониженным за-
медлением. В остальном цепи управления работают по аналогии с ра-
ботой в третьем тормозном режиме.
Первое тормозное положение используется для отпуска электриче-
ского тормоза без разбора силовой цепи. В этом положении главной
Электрические схемы электропоездов
355
рукоятки размыкаются контакты 10 главного вала контроллера ма-
шиниста и с провода / снимается питание. Одновременно замыкают-
ся контакты 14 и получает питание провод 4. В результате система
САУТ настраивается на минимальную уставку.
Четвертое тормозное положение применяется для увеличения ин-
тенсивности электрического торможения с целью остановки поезда в
заданном месте. Дополнительно к электрическому торможению с
нормальной уставкой САУТ включается электропневматический (ме-
ханический) тормоз прицепных вагонов поезда.
В этом положении главной рукоятки замыкаются контакты /<? главно-
го вала контроллера машиниста, в результате чего по проводу 8 получают
питание катушки вентилей торможения ВТ прицепных вагонов.
Для осуществления ступенчатого торможения электропневмати-
ческим тормозом прицепных вагонов главную рукоятку поочередно
переставляют из третьего положения в четвертое и обратно.
Пятое тормозное положение используется для увеличения тормоз-
ного усилия путем включения электропневматических тормозов всех
вагонов поезда дополнительно к электрическому торможению мотор-
ными вагонами. В этом положении главной рукоятки через замкнув-
шиеся контакты 19 подается питание на провод 4. В результате на мо-
торных вагонах включается реле контроля тормоза РКТ и через свои
контакты в проводах 47-50 подает напряжение на провод 50 и катуш-
ки вентилей торможения ВТ моторных и прицепных вагонов. Начи-
нается механическое торможение с наложением на электрическое,
что может привести к заклиниванию колесных пар. Если давление в
тормозных цилиндрах моторных вагонов превысит допустимое значе-
ние, сработает автоматический выключатель торможения АВТ и сво-
ими контактами в проводах ЗА-ЗБ отключит контактор шунтировки
Ш, а он — повторитель ПШ. Если цепь рекуперативного торможения ус-
пела собраться, то контактами ПШ (40Т-40УИ 40Л-40Н) осуществится пе-
реход на реостатное торможение. Одновременно через контакты
ПШ (20А-87К) и ПЛК (87К-87Л) получит питание провод 87Л и уставка
САУТ снизится до нуля, обеспечивая плавное снижение тормозного тока.
Таким образом прекращается электрическое торможение.
Для осуществления ступенчатого торможения главную рукоятку
поочередно переводят из пятого тормозного положения в четвертое и
обратно.
< И нтенси вность элекгропневматического торможения определяет-
ся временем нахождения главной рукоятки контроллера машиниста в
пятом тормозном положении. Для ограничения тормозной силы ру-
коятку следует перевести в одно из трех первых тормозных положе-
[ ний.
356
Глава 10
Отключение торможения осуществляется переводом главной руко-
ятки в нулевое положение. Если это происходит при рекуперативном
торможении, то размыкаются контакты II и 8, провода 3 и 22LU теря-
ют питание и контакторы Ш\\ КВТ отключаются. Через контакты ПШ
в проводах 40Т-40У и 40Н-40Л осуществляется переход на реостатное
торможение с независимым возбуждением, а через контакты ПШ и
ПЛ К в проводах 20А-87К и 87К-87Л уставка тока в системе
САУТ уменьшается до нуля. Это приведет к плавному уменьшению
тормозной силы, а по истечении выдержки времени, обеспечиваемой
конденсатором С/2, — к отключению контакторов ЛК и ЛКТ.
Отключение реостатного торможения с независимым возбуждени-
ем происходит аналогично.
При отключении реостатного торможения с самовозбуждением
контакторы Ш, Т, ЛКТ выключаются в порядке, описанном выше.
Уменьшение же тормозного тока осуществляется введением в цепь
обмоток возбуждения двигателей (генераторов) резистора R23 (см.
рис. 10.3) при отключении силовых контактов Ш.
Контрольные вопросы
1.	Какие контакты главного вала и с какой целью включаются в ма-
невровом положении контроллера машиниста?
2.	Покажите на схеме цепи питания катушек контакторов ЛК и ЛКТ.
3.	Перечислите контакты главного вала КМ в последовательности
включения их на 1,2, 3,4-й позициях автоматического пуска.
4.	Для чего предназначена система СУРК? На каких позициях вала
РК и по каким проводам поступают сигналы в СУРК на каждом хо-
довом положении главной рукоятки контроллера машиниста?
5.	Какие переключения происходят в цепях управления при установ-
ке главной рукоятки контроллера в нулевое положение?
6.	Какое положение главной рукоятки контроллера машиниста обеспе-
чивает электрическое торможение с нормальным замедлением? Какие
электрические аппараты и в какой последовательности включаются
при реостатном торможении с независимым возбуждением?
7.	В каком случае срабатывает реле включения рекуперации РВР и
какие переключения в цепях управления происходят при этом?
8.	При каких условиях осуществляется переход с рекуперативного на
реостатное торможение с самовозбуждением? Какие переключе-
ния в цепях управления обеспечивают этот переход?
9.	Когда реостатное торможение с самовозбуждением становится не -
эффективным и почему?
10.	С помощью каких электрических аппаратов осуществляется элек-
Электрические схемы электропоездов
357
тропневматическое (механическое) торможение, действующее до
полной остановки поезда?
11	За счет чего на втором тормозном положении главной рукоятки
контроллера происходит торможение с пониженным замедлением?
12.	Что происходит в пенях управления при включении контактов 14
главного вала контроллера машиниста и что за этим следует?
13.	В каких случаях на пятом тормозном положении КМ может срабо-
тать автоматический выключатель торможения АВТ и какие пере-
ключения в цепях управления последуют за этим?
14.	Какие переключения в цепях управления происходят при перево-
де главной рукоятки контроллера из тормозного положения в ну-
левое?
10.11. ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Цепи управления силовыми цепями электропоезда питаются посто-
янным выпрямленным напряжением НО В, которое получают от
вспомогательной вторичной обмотки 220 В главного трансформатора
ГТ через стабилизаторы — преобразователи СП (рис. 10.23), установ-
ленные только на головных вагонах и служащие для понижения, вы-
прямления и поддержания уровня выпрямленного напряжения в пре-
делах 110 В + 5%. «Плюс» от них подается на поездной провод 75, а
«минус» — на провод 30. Таким образом, все источники питания со-
единены параллельно, и следовательно, если возникнет короткое за-
мыкание между проводами 15 и 30, то сработают предохранители всех
источников питания и работоспособность поезда нарушится. Для
предотвращения этого на прицепных вагонах в цепь провода 75 вклю-
чены предохранители Пр35. При возникновении короткого замыка-
ния сработают предохранители прицепных вагонов, в результате чего
будет снято питание только с части вагонов.
При выходе из строя одного преобразователя СП вся нагрузка це-
пей управления ложится на оставшийся преобразователь.
Для резервного питания служат аккумуляторные батареи АБ, уста-
новленные только на головных и прицепных вагонах. Аккумулятор-
ные батареи подключены к поездным проводам 56 («плюс» аккумуля-
торной батареи) и 30 («минус») и находятся в режиме постоянного
подзаряда при работающих преобразователях. При отсутствии напря-
жения в контактной сети или выходе из строя обоих преобразователей
С77 контакторы батареи БК переключат аккумуляторные батареи на
питание цепей управления.
358
Глава 10
Промежуточный
Головной прицепной вагон	моторный вагон	прицепной вагон
Рис. 10.23. Упрощенная схема соединения источников питания цепей уп-
равления электропоезда ЭР9М (ЭР9Е)
Питание устройств автоматической локомотивной сигнализации
(АЛ С) осуществляется напряжением 50 В постоянного тока от отдель-
ного преобразователя (состоящего из понижающего трансформатора
и выпрямителя), питание остальных потребителей 50 В — от соответ-
ствующих выводов аккумуляторной батареи.
10.12. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМИ ЦЕПЯМИ
ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
При подготовке электропоезда к работе включают аккумуляторные
батареи, поднимают токоприемники, включают главные выключате-
ли. После того как компрессоры поднимут давление сжатого воздуха
до 5 кгс/см2, аппаратуру автостопа приводят в рабочее состояние.
Для приведения электропоезда в движение нажимают кнопку кон-
троля бдительности КБ (рис. 10.24), расположенную на главной руко-
ятке контроллера машиниста. При этом получает питание катушка
реле контроля бдительности РКБ по цепи: «плюсовой» провод 78Г ис-
точника 50 В, предохранитель Пр9, размыкающие контакты реверсив-
ного вала в проводах 78П—78Л, (реверсивная рукоятка контроллера
машиниста находится в нулевом положении), провод 78Л, контакты
переключателя электропневматического тормоза ПТ в проводах
78Л—78К, замкнутые в первом положении переключателя, провод
78К, контакты главного вала в проводах 78К—78С, контакты кнопки
Электрические схемы электропоездов
359
Головной вагон
Моторный вагон
Клинкеры Гн8
30
30
Пониженное пр
ускорение Н.
Кн4
12
тНз
ПР2{ 15
11
Вп
15Р
Л12 ЛК
1А
Вп
'1L
R10
Нз
ЛК2
31
Боксование
30
-------1 АВУ
РУМ КЗ БТМ
ПБ^ЛА^ ПК > 11В
Bl
R8
зт
ПГчгНД РП~
НЕ
КНТ
ГК!
ЛК1
ПИ
35
ЗА
РПТ I5ME	15
-
РУМ
- {>
ЛК1
78П
15Д
78Г
15г^ Р^М
'+ —I—о-»---
15 ГА
ЗБ
ЛК2
РРУ
~1 15ГН ,Rl7, I ^30КРК6
Реверсивный вал
РКБ Вп 0 Нз 7ВП
/оЛ
АЛСИ
15Д
12
1А
™ лк, ™'
ЗОЕ
ЗОИ
15МВ
КБ Главный вал р„г
~~\з6
Проверка
ГК
ГКЗ
9 ГК4
л*
8 Г!У
10
J____L
31
35
8
ЗА
78Л
78К
15 Ж
10
6
30
Кн1
-115ГР
1Д
лв2 IИ
ГК1
РУМ ру pin	31К2
1К 1БРУ /Я JWjr
>--- о---1 с---L___	' “
ЛК2
РУМ
РК
15А
,5Я
П 6В PJ^ 6А ЛК2
ПВЗ
РРУ
30
15Ш
ГКП
РУМ
Рис. 10.24. Схема цепей управления тяговыми двигателями и силовым
контроллером электропоезда ЭР9М
360
Глава 10
КБ, катушка реле РКБ, «минусовой» провод 30. Контакты реверсив-
ного и главного валов контроллера машиниста, а также тормозного
переключателя в указанной цепи контролируют нахождение этих ап-
паратов на исходных позициях и правильность последовательности
действий машиниста.
Для включения тяговых двигателей необходимо развернуть ревер-
сор в нужное направление и включить линейные контакторы ЛК1 и
ЛК2. С этой целью реверсивную рукоятку контроллера переводят в
нужное положение, например Вп (вперед), а главную — в одно из хо-
довых положений, например Л/ (маневровое).
Маневровое положение. В этом положении главной рукоятки конт-
роллера машиниста получает питание поездной провод 3 по цепи: по-
ездной провод 15, на который подается напряжение +110 В от стаби-
лизатора — преобразователя СП, предохранитель Пр25, контакты ре-
ле электропневматического тормоза РПТ (15 ME- 15Д), контакты ре-
версивного вала 15Д—15МВ, контакты главного вала 15МВ—15МД
кон троллера машиниста, размыкающие контакты ЭПК, провод 3. Од-
новременно получает питание поездной провод // по цепи: провод
15МД, замкнувшиеся ранее контакты РКБ(15МД—1А), общая плюсо-
вая шина питания контроллера 1А, контакты реверсора 1А—Н, провод
//.В результате на всех моторных вагонах получает питание катушка
электропневматического вентиля Вп. Вал реверсора поворачивается в
положение «Вперед», и через контакты разъединителя цепей управле-
ния РУМ в проводах / 1Б-11Аи ряд контактов защитных аппаратов по-
лучит питание вентильная катушка линейного контактора ЛК1. Пере-
численные ниже контакты в цепи катушки ЛК1 предупреждают вклю-
чение режима тяги или отключают силовую цепь, если:
Вп. Нз — реверсор не установлен в нужное положение;
КЗ (НА—ПК) — сработала и не восстановлена быстродействующая
защита выпрямительной установки;
АВУ(! 1К—11В) — недостаточное давление воздуха в тормозной ма-
гистрали (ниже 4,5—4,8 кгс/см2);
БТМ (НВ—НГ) — сработал блинкер БТМ (контакты размыкаются
при нагреве трансформаторного масла свыше 90 °C);
КНТ (НГ—НД) — не включен контактор масляного насоса транс-
форматора. Контакты шунтируются контактами заземлителя транс-
форматора 37, обеспечивая возможность проверки системы управле-
ния при опущенном токоприемнике и заземленном трансформаторе;
РП (НД—НЕ) — сработало и не восстановилось реле перегрузки
тяговых двигателей;
контакты ГК! (НЕ—НИ) — контролируют положение силового
(главного) контроллера на 1-й позиции;
Электрические схемы электропоездов
361
контакты разъединителя цепей управления РУМ {11 Б—НА) и
РУМ {ЗОА—30) — при исключении из тяги данного моторного вагона
при неисправности его электрооборудования размыкают.
После включения контактора ЛК1 его блок-контакты ЗА—ЗБ в це-
пи поездного провода 3 замыкают цепь питания вентильной катушки
линейного контактора ЛК2. Контактор включается и завершает сбор
силовой цепи в маневровом режиме тяговых двигателей. При этом вал
силового контроллера находится на 1-й позиции и к тяговым двигате-
лям приложено выпрямленное напряжение одной секции обмотки
тягового трансформатора. Электропоезд начинает движение с не-
большой скоростью.
С помощью раздельного питания вентильных катушек контакто-
ров ЛК1 и ЛК2 по двум проводам 5 и 11 (или 12) устраняется возмож-
ность самохода поезда при неисправностях в цепях управления.
Автоматический пуск поезда осуществляется при установке глав-
ной рукоятки контроллера машиниста в первое—четвертое положе-
ния.
Первое положение. Повышение напряжения и тока в цепи тяговых
двигателей (увеличение скорости движения поезда) осуществляется
при переключении позиций главным контроллером. Если из положе-
ния М главную рукоятку перевести в первое положение, то дополни-
тельно к проводам 3 и 11 получит питание провод 1. В результате на
моторном вагоне будет подано напряжение на вентильную катушку
пневматического привода главного контроллера ГК1 по цепи: провод
/, блок-контакты ГКЗ, замкнутые с 1-й по 5-ю позицию, провод 1К,
контакты РУМ, провод 1Б. контакты реле ускорения РУ. замкнутые до
тех пор, пока ток тяговых двигателей меньше уставки реле, провод 1В,
резистор R20, блок-контакты ЛК2, провод 1Д. контакты переключателя
вентилей ПВ2, замкнутые на нечетных позициях главного контроллера,
провод 1 И, катушка ГК1, провод ЗОА. контакты РУМ, провод 30.
Вал контроллера начнет поворачиваться на 2-ю позицию. В нача-
ле поворота вала замыкаются контакты переключателя вентилей ПВ1,
создавая цепь питания катушки управления реле ускорения РУ и до-
полнительную цепь питания вентильной катушки ГКГ. провод 15,
предохранитель Пр5, провод 15ГА, контакты РУМ, провод 15ГБ, ка-
тушка РУ, провод 15ГН, контакты переключателя вентилей ПВ1. про-
вод 1Д, контакты ПВ2, провод 1И, вентильная катушка ГК1, провод
ЗОА. контакты РУМ, провод 30.
При подходе ко 2-й позиции включается силовой контактор 9 (см.
рис. 10.13, табл. 10.3). в результате чего увеличивается ток в цепи тя-
говых двигателей и силовой катушки реле ускорения РУ. Так как ка-
тушка управления РУ этого реле в это время получает питание через
362
Глава 10
контакты ПВ1 (см. рис. 10.24), то под действием магнитных потоков
обеих катушек якорь реле РУ притягивается к сердечнику, контакты
РУ и проводах 1Б— 1В размыкаются и питание катушки PKI продолжа-
ется только через контакты переключателя ПВ1.
Перед 2-й позицией контакты ПВ1 и ПВ2 размыкаются, а контак-
ты ПВЗ замыкаются. В результате катушка управления РУ обесточива-
ется. Если ток в силовой цепи будет больше уставки реле, то якорь РУ
не отпадет и катушки вентилей PKI и РКП питания не получат. Вал
главного контроллера дойдет до зафиксированной позиции благодаря
запасу воздуха в цилиндре привода.
По мере разгона поезда ток тяговых двигателей уменьшается, и ко-
гда он сравняется с уставкой реле РУ, якорь реле отпадет, восстано-
вится цепь питания катушек ГК через контакты РУ в проводах 1Б—1В
и вал главного контроллера повернется на очередную позицию. Таким
образом, ток тяговых двигателей автоматически поддерживается на
заданном уровне.
При переходе вала контроллера на 6-ю позицию разомкнутся кон-
такты ГКЗ (замкнуты с 1 -й по 5-ю позиции) и вал ГК остановится, так
как катушки его привода обесточатся. На тяговые двигатели подается
выпрямленное напряжение от трех секций вторичной обмотки тяго-
вого трансформатора.
Второе положение. В этом положении главной рукоятки контрол-
лера машиниста по поездному проводу 2 на каждом моторном вагоне
через контакты ГК4, замкнутые с 6-й по 9-ю позицию вала главного
контроллера (см. табл. 10.3), получают питание вентильные катушки
привода главного контроллера ГК! и РКП. Вал ГК вращается до 10-й
позиции. На тяговые двигатели подается выпрямленное напряжение
уже от пяти секций вторичной обмотки тягового трансформатора.
Третье положение. В этом положении главной рукоятки КМ обес-
печивается разгон поезда благодаря питанию тяговых двигателей пол-
ным напряжением от всей вторичной обмотки тягового трансформа-
тора. При этом вентильные катушки привода ГК1\\ ГЛ77 получают пи-
тание по поездному проводу 8 через замкнутые с 10-й по 15-ю пози-
цию контакты ГК5. На 16-й позиции главный контроллер останавли-
вается.
Четвертое положение. В этом случае привод главного контроллера
получает питание по поездному проводу J0 через контакты ГК8, замк-
нутые с 16-й по 18-ю позицию вала. На 19-й позиции контакты ГКЗ
размыкаются и вал главного контроллера останавливается. Четвертое
положение главной рукоятки контроллера машиниста обеспечивает
наибольшее выпрямленное напряжение на зажимах тяговых двигате-
лей при ослабленном до 32% возбуждении.
Электрические схемы электропоездов
363
' На этом разгон поезда заканчивается.
Таким образом, в зависимости от выбранного положения главной
рукоятки вал ГК будет фиксироваться на 6, 10, 16 и 19-й позициях.
Нулевое положение. В этом положении главной рукоятки контрол-
лера машиниста прерывается питание проводов /, 2,3, 8, 10,11 (12), в
результате чего катушки вентилей линейных контакторов ЛК1 и J1K2
обесточиваются и тяговые двигатели отключаются. Главный контрол-
лер возвращается на 1 -ю позицию, так как вентильные катушки его
привода получают питание по цепи: «плюсовой» провод 15, предохра-
нитель Пр5, контакты РУМ, провод 15ГБ, контакты ГК2, замкнутые со 2-
й по 20-ю позицию включительно, размыкающие блок-контакты ЛК1,
провод 1Д и т.д. Вал главного контроллера i доходит 20-ю позицию и ос-
танавливается на 1-й в результате размыкания контактов ГК2.
То же самое произойдет, если машинист отпустит кнопку безопас-
ности главной рукоятки в любом ее положении. Разомкнутся контак-
ты КБ и снимется питание с проводов 1, 2, 8, 10, II (12). Кроме того,
прекращение нажатия на кнопку безопасности приведет к потере пи-
тания катушки электропневматического клапана автостопа ЭПК, тор-
можению и остановке поезда.
Постановка реверсивной рукоятки в нулевое положение во время
выбега также вызывает торможение и остановку поезда, так как блок-
контакты реверсора прервут питание катушки ЭПК.
Пониженное ускорение. Если условия сцепления колес с рельсами
ухудшились (дождь, снег и т. п.), машинист может применить пони-
женную уставку реле РУ, включив на пульте управления выключатель
Пониженное ускорение (см. рис. 10.24). В результате по поездному про-
воду 4 получит питание катушка реле регулирования ускорения РРУ.
Своими контактами в проводах ЗОЛ—ЗОЕ оно замкнет дополнитель-
ную цепь подпитки катушки РУ через резистор R17, включенный по-
следовательно с катушкой. Теперь якорь РУ будет отпадать при мень-
шем токе, так как катушка реле будет создавать дополнительное удер-
живающее усилие, складывающееся с усилием от силового тока.
При боксовании уменьшение уставки РУ осуществляют созданием
дополнительной цепи подпитки катушки РУ путем замыкания конта-
ктов реле боксования РБ в проводах ЗОЛ-ЗОИ. Другие контакты РБ в
проводах 35—15Я включат сигнальную лампу ЛЮ Боксование в кабине
машиниста.
Для уменьшения бросков тока на первых четырех позициях глав-
ного контроллера предусмотрено также снижение уставки РУ Конта-
кты ГК6, замкнутые с 1-й по 4-ю позицию, создают дополнительную
Цепь подпитки катушки РУ через резисторы R17, R18, включенные
последовательно с катушкой РУ.
364
Гзава 10
/
Управление тяговыми двигателями электропоездов ЭР9Е. В отличие
от ЭР9М процессом автоматического пуска тяговых двигателей упра-
вляет не контактное реле ускорения РУ. а система ЭБРУ
(рис. 10.25), в которую входит электронное реле ускорения ЭРУ с бескон-
тактным переключателем вентилей главного (силового) контроллера ГК.
Если из маневрового положения главную рукоятку контроллера
машиниста перевести в первое положение, то по проводу / на мотор-
ном вагоне через контакты ГКЗ, РУМ, ЛК2, РБ напряжение +100 В по-
дается на электронную систему ЭБРУ. При наличии напряжения на
проводе 1М и питающего напряжения -220 В система ЭБРУ начинает
выдавать на вентили ГК1 и Г КН привода силового (главного) контрол-
лера поочередно импульсы напряжения, продолжительность которых
с некоторым запасом превышает время перехода главного контролле-
ра с позиции на позицию.
Под действием импульсов ЭБРУ вал контроллера ГК начнет пере-
ходить наследующие позиции, увеличивая напряжение и ток тяговых
двигателей. Когда ток двигателей превысит уставку, система ЭБРУ
прекратит чередование импульсов и вал контроллера зафиксируется
на достигнутой позиции.
По мере разгона поезда ток двигателей уменьшается и когда он
сравняется с уставкой, система ЭБРУ переключит питание с одного
вентиля на другой. Вал контроллера перейдет на очередную позицию,
в результате чего ток двигателей возрастет, и вал контроллера вновь
будет зафиксирован. Таким образом, ток тяговых двигателей поддер-
живается на заданном уровне.
При переходе на 6-ю позицию размыкаются контакты ГКЗ (см.
табл. 10.3), разрывая цепь питания системы ЭБРУ, в результате чего
вал контроллера останавливается.
При установке главной рукоятки контроллера машиниста в поло-
жение 2, 3 или 4 на ЭБРУ аналогично описанному выше напряжение
будет подано через контакты ГК4, ГК5и ГК8. При этом в зависимости
от выбранного положения главной рукоятки КМ вал главного конт-
роллера зафиксируется на 10, 16 или 19-й позиции.
При установке главной рукоятки в нулевое положение теряют пи-
тание катушки линейных контакторов ЛК1 и ЛК2, в результате чего
контакторы отключаются и силовая цепь обесточивается. После это-
го вал главного контроллера возвращается на 1 -ю позицию по цепи:
провод 15, предохранитель Пр5, контакты РУМ, ГК2, ЛК1, РБ. При пе-
реходе на 1-ю позицию контакты ГК2 размыкаются и вал главного
контроллера фиксируется на ней. Кнопкой Кн1 {Проверка ГК) можно
временно шунтировать контакты ГК2. Тогда вал контроллера сойдете
1-й позиции и контакты ГК2 замкнутся. Теперь даже при отключен-
Электрические схемы электропоездов
365
Головной вагон
Контроллер машиниста КМ
-------------------\78П ‘JP 78Г
30
Моторный вагон
Реверсивный
76Л
15Д
11
12
1А
РРУ
12
11
Вп
Из
Главный вал
ж-Д ПЛ*??
РКБ pH i ГТ
78К
9 ЭПК
НМД У 3
РКБ
78Т п 30
8
10
7V™ 48 В
R24
4«И
Э
7 ZnnStfEyj 6 5Хо
;$*лл7
з	ЛК1' ЗБ f
HggfOT [ГК^ЗГРЛКИД
10 пС
8
ГК1
1В
1И
1Ж
60ДА
1 ГКЗ
61
48________
«М_________
зо им	J
Откл. СОВ рТЯ 1
ЗЗ ВЗ'Р ИИ	L
32 ВВ
34__ПКФ
35 РБ*
ЗА
\ЛК2
Конт
 А1
 А2
 Б2
РРУ
Б1
_________48.
________62Д
ЗОА
Откл СОВ
ВЗ _______
if/ вл]Р вэ,
РУМ
15Я ищ
БС РУМ
п БД ЛХ2
БЗ
АЗ
А4
AS
А6
Б4
ЭБРУ
Цепь
Управление,
у 10 В
Питание
ГК1.ГКЛ
Питание
ПО
Питание
РКП
Пониженная
-ИСТДД'М____
Питание ум
,^22QS... -
Плавная
уапавка
Питаниеум
-220 В
Управление,
Тт,,
Л1
Л2
лзо
трт/Р	БТМ
15В 15 БН П
4
2
6
Рис. 10.25. Схема цепей управления тяговыми двигателями и силовым кон-
троллером электропоезда ЭР9Е
ной кнопке Кн1 вал контроллера пройдет все позиции и зафиксирует-
ся на 1 -й. Аналогично главный контроллер фиксируется на любой до-
стигнутой позиции при возникновении боксования, когда срабатыва-
ет реле РБ и размыкаются его контакты в проводах 1Д—1М.
Если машинист при любом ходовом положении главной рукоятки
контроллера отпустит кнопку бдительности КБ, произойдет отключе-
366
Глава 10
ние силовой цепи, так как поездные провода /, 2, 8, 10, 11 (12) обес-
точатся. При этом вал ГК вернется на 1 -ю позицию. Кроме того, сни-
мется питание с катушки электропневматического клапана автостопа
ЭПК, в результате чего произойдет торможение поезда.
Установка реверсивной рукоятки во время выбега в нулевое поло-
жение также вызовет торможение поезда, так как контактами
Cl 7—С20 будет разорвана цепь питания АЛСН.
Понижение уставки системы ЭБРУ осуществляется с помощью пе-
реключателя В40 Уставка РУ, установленного в кабине машиниста
рядом с контроллером. Напряжение переменного тока, понижающее
уставку, подается по поездным проводам 48 и 61, подключенным на
головном вагоне к входу моста ПП1. Питание этот мост получает по
проводам 62Р и 61 через предохранитель Пр54, резистор R24 и конден-
сатор С14. К выходу моста подключены стабилитроны ПП2—ПП7, пе-
реключатель В40. При установке переключателя в положение, изобра-
женное на схеме, выход моста закорочен и Hai (ряжение на проводах 48 и
61 равно нулю, что соответствует наибольшей уставке системы ЭБРУ.
При переводе переключателя В40 на одну позицию к выходу моста
подключается стабилитрон ПП2 и на проводах 48 и 61 появляется на-
пряжение, равное напряжению стабилизации ПП2. Дальнейшее пере-
ключение В40 вызовет подключение остальных стабилитронов, в ре-
зультате чего будет происходить рост напряжения в цепи проводов 48
и 61 и соответствующее уменьшение уставки ЭБРУ.
В качестве датчика тока обмоток якорей тяговых двигателей для
системы ЭБРУ использован магнитный усилитель УМ (см. рис. 10.13),
рабочие обмотки которого подключены к источнику переменного то-
ка напряжением 220 В.
Контрольные вопросы
I.	Каким напряжением питаются цепи управления силовыми цепя-
ми? Как получают это напряжение?
2.	Для чего служат аккумуляторные батареи поезда и в каких режимах
они работают?
3.	В чем заключается подготовка электропоезда к движению? Какие
действия необходимо выполнить для включения тяговых двигате-
лей?
4.	Какие поездные провода и для чего получают питание в маневро-
вом положении главной рукоятки контроллера машиниста?
5.	В чем заключается автоматический пуск тяговых двигателей? С по-
мощью каких аппаратов и в каких положениях главной рукоятки
контроллера он осуществляется?
Электрические схемы электропоездов
367
6.	Назовите в соответствующей последовательности поездные про-
вода, получающие питание в 1,2, 3 и 4-м положениях главной ру-
коятки контроллера машиниста.
7.	Каким образом при автоматическом пуске ток тяговых двигателей
поддерживается на заданном уровне?
8.	На каких позициях автоматического пуска фиксируется вал глав-
ного контроллера?
9.	Охарактеризуйте режим тяговых двигателей в 4-м положении глав-
ной рукоятки контроллера машиниста.
10	Что происходит в цепях управления при установке главной рукоят-
ки контроллера машиниста в нулевое положение?
U.K чему приведет прекращение нажатия кнопки безопасности?
12	В каких случаях машинист переходит на пониженную уставку РУ?
Вследствие чего происходит понижение уставки?
13.	Как осуществляется управление силовыми цепями электропоез-
дов, оборудованных системой ЭБРУ?
14.	Каким образом осуществляется понижение уставки электронного
реле ускорения?
Глава 11
Общие сведения о техническом
обслуживании и ремонте
электропоездов
11.1. СТРУКТУРА ЛОКОМОТИВНОГО ХОЗЯЙСТВА И ДЕПО
Железные дороги территориально делятся на отделения, которые яв-
ляются основными хозяйственными и оперативными подразделения-
ми и включают отделы, соответствующие службам: отдел движения,
отдел локомотивного хозяйства и т.д.
Отделы локомотивного хозяйства имеют в своем подчинении хо-
зяйственные подразделения: основные и оборотные локомотивные
депо, пункты технического обслуживания и пр. Локомотивное депо
является основным предприятием локомотивного хозяйства.
Основное локомотивное депо располагает собственными средст-
вами, осуществляет самостоятельно свою производственно-хозяйст-
венную деятельность, имеет собственный приписной парк подвиж-
ного состава и укомплектовано персоналом для его технического об-
служивания и ремонта.
Оборотное локомотивное депо в отличие от основного приписно-
го парка подвижного состава не имеет.
Локомотивное депо электрифицированных железных дорог делят в за-
висимости от парка на электровозные, моторвагонные и смешанные. В слу-
чаях когда депо имеет также парк тепловозов, его именуют юкомотивным.
Главной задачей моторвагонного депо является обеспечение поез-
дов исправными электросекциями в соответствии с расписанием и
графиком движения поездов, своевременное и полное обслуживание
их локомотивными бригадами, а также техническое обслуживание и
ремонт высокого качества.
Руководство работой депо на основе единоначалия осуществляет
начальник депо, который несет всю полноту ответственности за дея-
тельность предприятия. Эксплуатационной работой руководит заме-
ститель начальника депо по эксплуатации, а работой ремонтных це-
хов — заместитель начальника депо по ремонту. Ему подчинены цеха
текущего ремонта, заготовительный и технического обслуживания,
выполняющие соответствующие виды ремонта и технического обслу-
живания электропоездов, а также специализированные отделения.
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
369
Работой каждого из основных цехов и пункта технического обслу-
живания руководит обычно старший мастер, а специализированными
отделениями и комплексными бригадами — мастера.
Комплексные бригады состоят из слесарей-механиков, электри-
ков и мотористов; они выполняют обслуживание и ремонт электропо-
ездов в целом и несут ответственность за его безаварийную работу в
период пробега между ремонтами. Работники специализированных
бригад и групп выполняют работы по ремонту, проверке и установке
на электропоезд отдельных приборов, узлов, специальных аппаратов
и оборудования — автотормозов и автостопов, скоростемеров, выпря-
мительных установок и пр. и несут ответственность за их состояние и
работу.
Оперативное руководство работой цехов и отделений и координа-
цию их деятельности в соответствии с утвержденным технологиче-
ским процессом обеспечивает сменный диспетчер депо.
Общее техническое руководство осуществляет главный инженер
депо, которому непосредственно подчинены главный технолог и
главный механик. Главный технолог руководит работой цеховых ин-
женеров-технологов, а главный механик, имеющий в своем подчине-
нии отделения по ремонту оборудования, ремонтно-строительным
работам и др. — их деятельностью.
11.2. ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
Планово-предупредительная система обслуживания и ремонта элект-
ропоездов (ППР) предназначена для поддержания электросекции в
технически исправном и нормальном санитарно-гигиеническом со-
стоянии с начала их поступления в эксплуатацию и до исключения из
инвентаря. Планово-предупредительный ремонт оборудования вы-
полняют не тогда, когда оно уже вышло из строя (ремонт по потреб-
ности), а когда его износ еще не перешел в прогрессирующий. Такой
ремонт в отличие от ремонта по потребности может планироваться.
Отсюда его название — планово-предупредительный.
В соответствии с Правилами текущего ремонта и технического об-
служивания электропоездов выполняют техническое обслуживание
пяти видов (ТО-1 — ТО-5), текущий ремонт трех видов (TP-1 — ТР-3) и
заводской (капитальный) ремонт трех видов (КР-1, КР-2, КВР).
Техническое обслуживание ТО-1, ТО-2, ТО-3 предназначено для
предотвращения появления неисправностей и поддержания электро-
13 Устройство и рем нт э.тсктропосад в
370
Глава 11
поездов в работоспособном состоянии, что обеспечивает их беспере-
бойную работу и безопасность движения, а также надлежащее сани-
тарно-гигиеническое состояние и пожарную безопасность.
Техническое обслуживание ТО-1 выполняет локомотивная брига-
да в период эксплуатации при приемке-сдаче электропоездов в пунк-
тах смены локомотивных бригад и в пунктах отстоя. Перечень и объ-
емы работ устанавливает начальник депо и утверждает начальник
службы локомотивного хозяйства железной дороги.
При ТО-1 ежесуточно контролируют состояние ходовых частей (ко-
лесных пар, букс, рессорного подвешивания, рычажно-тормозной пе-
редачи, автосцепок) и токоприемников. Кроме того, проводят санитар-
но-гигиеническую обработку пассажирских салонов и тамбуров.
Техническое обслуживание ТО-2 выполняют высококвалифици-
рованные слесари с участием локомотивной бригады в пунктах техни-
ческого отстоя (ПТОЭ) и в депо. Порядок работы ПТОЭ устанавлива-
ет начальник службы локомотивного хозяйства, а руководство осуще-
ствляет начальник депо.
При ТО-2 дополнительно к объему работ ТО-1 осматривают дета-
ли и узлы, недоступные для осмотра без постановки вагона на смотро-
вую канаву. Надежность крепления кронштейнов и подвесок тяговых
двигателей, редукторов, вспомогательных машин проверяют, обсту-
кивая их молотком. Обнаруженные ослабления затяжки болтов устра-
няют. Осматривают рамы тележек в местах появления возможных тре-
щин. Если обнаружены трещины в любой ее части, раму ремонтиру-
ют. У тяговых двигателей проверяют состояние замков и плотность
прилегания крышек люков, осматривают поверхности коллекторов,
крепление щеткодержателей и их кронштейнов. У колесных пар про-
веряют плотность насадки бандажей обстукиванием молотком и по
контрольным рискам, обращая внимание на наличие дефектов по-
верхности катания. Для измерения проката и вертикального подреза
гребней применяют шаблоны. Проверяют производительность ком-
прессоров и состояние тормозной магистрали и элементов пневмати-
ческого тормоза, при необходимости меняют изношенные тормозные
колодки и регулируют выход штока тормозных цилиндров.
При техническом обслуживании осматривают все трущиеся части
и добавляют в них смазку по графику. Осматривают блоки полупро-
водниковых преобразовательных установок, панелей и аппаратов за-
щиты, аккумуляторные батареи. Проверяют действие зарядных уст-
ройств, обращая внимание на соблюдение режима зарядки батареи,
работу стеклоочистителей и звуковых сигналов.
Отметку о выполнении ТО-2 ставят в журнале технического состояния
электропоезда (форма ТУ-152). Продолжительность ТО-2 не менее 2 ч.
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов 371
Техническое обслуживание ТО-3 осуществляют в основном депо
комплексные и специализированные бригады. Выполняют работы в
объеме ТО-2, а также дополнительные работы в соответствии с Пра-
вилами текущего ремонта и технического обслуживания электропоез-
дов. Перед постановкой электропоезда на стойло тяговые двигатели и
вспомогательные машины, электрическую аппаратуру обдувают сжа-
тым воздухом. По журналу технического состояния мастер смены зна-
комится с замечаниями по работе электропоезда и объемом выпол-
ненного локомотивной бригадой ремонта, устанавливает дополни-
тельный объем работ. Во время приемки убеждаются в наличии инст-
румента, сигнальных принадлежностей, защитного, противопожар-
ного и другого инвентаря.
Основными работами при техническом обслуживании электриче-
ской аппаратуры являются проверка состояния крепления токоведу-
щих деталей, проводов и кабелей, осмотр и зачистка контактов и ду-
гогасительных камер, устранение перекосов и заеданий механизмов
при замыкании и размыкании контактов. При осмотре проверяют со-
стояние и действие механических и электрических блокировок, уст-
раняют утечку воздуха в пневматических приводах и трубопроводах.
Осматривают и при необходимости устраняют неисправности высо-
ковольтного оборудования, пускотормозных резисторов. Заменяют
неисправные предохранители и электролампы.
На электропоездах переменного тока проводят внешний осмотр
тяговых трансформаторов (прежде всего проверяют, нет ли течи мас-
ла в соединениях проходных изоляторов выводов), реакторов, выпря-
мительных установок, очищают от пыли, проверяют контактные со-
единения и их крепление.
Проверяют состояние междувагонных соединений, осматривают
аккумуляторные батареи и при необходимости добавляют электролит.
Время выполнения работ при ТО-3 не более 2 ч. После выполне-
ния ТО-3 электропоезд должен быть принят мастером и опробован
под напряжением контактной сети из обеих кабин машиниста.
Техническое обслуживание ТО-4 осуществляют для обточки по-
верхности катания колесных пар без выкатки их из-под вагонов с це-
лью поддержания оптимального проката и толщины гребней. Про-
должительность ТО-4 установлена 1—1,2 ч на обточку одной колесной
пары. Как правило, ТО-4 совмещают с плановыми видами техниче-
ского обслуживания и текущего ремонта, при этом нормы продолжи-
тельности их увеличиваются.
Техническое обслуживание ТО-5 проводят для подготовки электро-
поездов в запас ОАО «РЖД» и резерв управления дороги, а также к
эксплуатации после изъятия из запаса и резерва.
372
Глава 11
Рациональное техническое обслуживание оборудования электро-
поездов замедляет процесс его износа и сокращает число отказов в ра-
боте. Однако рано или поздно наступает необходимость в ремонте
оборудования для поддержания или восстановления его работоспо-
собности и исправности.
Текущий ремонт ТР-1, ТР-2 и ТР-3 выполняют для ревизии, заме-
ны или восстановления отдельных узлов и деталей, а также для испы-
таний и регулировки, гарантирующих работоспособность электропо-
ездов между соответствующими видами ремонта.
Под термином «ревизия» понимают проверку состояния деталей,
недоступных для наружного осмотра и требующих для этого разборку
узла, а при необходимости подъемку кузова и снятие с вагона элект-
ропоезда. Ревизии подлежат: тяговая зубчатая передача, компрессо-
ры, мотор-насосы, токоприемники, коробки выводов и щеткодержа-
тели тяговых двигателей, дугогасительные камеры быстродействую-
щих и главных воздушных выключателей, разрядники, измеритель-
ные приборы, электропечи для обогрева пассажирских салонов и ка-
бин, клапаны токоприемников.
Текущий ремонт TP-1 и ТР-2 выполняют в основном слесари ком-
плексных бригад депо. Текущий ремонт ТР-3, при котором тележку с
тяговыми двигателями выкатывают из-под кузова, разбирают и под-
вергают ремонту или ревизии с разборкой всех узлов, производят спе-
циализированные бригады цеха подъемочного ремонта.
При ТР-1 помимо объема работ, установленных для ТО-3, вы-
полняют следующие работы: осматривают рамы тележек и кузова,
проверяют состояние сварных швов, заклепочных и болтовых со-
единений, осматривают колесные пары, руководствуясь ПТЭ и
Инструкцией по освидетельствованию, формированию и ремонту
колесных пар. Осмотр и ремонт автосцепки выполняют согласно
требованиям Инструкции по ремонту и содержанию автосцепного
устройства подвижного состава. Ремонт и осмотр роликовых под-
шипников и букс, рессор, сварочные работы осуществляют по ин-
струкциям и технологическим документам, утвержденным Депар-
таментом локомотивного хозяйства. Согласно установленной пе-
риодичности проводят ревизию зубчатой передачи, компрессора со
вскрытием картера и клапанной коробки, проверяют подачу ком-
прессора.
Важнейшими операциями текущего ремонта ТР-1 являются про-
верка состояния изоляции обмоток электрических машин, ревизия
щеткодержателей, определение нажатия пальцев, осмотр коллектора.
Проверяют прочность закрепления электрических аппаратов, на-
дежность их электрических соединений, целость проводов, состояние
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов 373
пайки наконечников, контролируют действие каждого аппарата, со-
стояние контактов, дугогасительных устройств. Проверяют последо-
вательность включения и выключения контакторов групповых конт-
роллеров и переключателей по установленной диаграмме.
Контролируют площадь прилегания главных контактов быстро-
действующих и главных выключателей. Проверяют состояние деталей
токоприемников при подъеме и опускании их вручную.
Обращают внимание на уровень и электрическую прочность масла
тяговых трансформаторов, при необходимости масло доливают. Из-
меряют обратный ток вентилей выпрямительных установок без отсо-
единения гибких токоведущих проводов. Неисправные вентили заме-
няют и проверяют всю установку под высоким напряжением.
Осматривают реле, электроизмерительные приборы, проверяют
надежность их электрических соединений.
Остальное электрооборудование осматривают и ремонтируют, ру-
ководствуясь соответствующими инструкциями.
Время ремонта ТР-1 должно быть не более 8 ч.
При текущем ремонте ТР-2 выполняют объем работ, предусмот-
ренный ремонтом ТР-1, и дополнительно проводят следующие ра-
боты: подъем кузова, ревизию опор кузова и освидетельствование
несущих элементов кузова; ревизию тягового привода; промежу-
точную ревизию роликовых подшипников букс; ревизию гидравли-
ческих амортизаторов, компрессоров со снятием, пневматических
приводов электроаппаратов, токоприемников со снятием; ремонт
аккумуляторной батареи с разборкой элементов; полный осмотр ав-
тосцеиных устройств с разборкой сцепного механизма и проверкой
деталей шаблонами; ревизию главных воздушных выключателей;
пропарку главных резервуаров; осмотр и ремонт крыши; дефекто-
скопию ответственных деталей.
Время проведения работ в объеме ТР-2 не должно превышать 48 ч.
Текущий ремонт ТР-3 (подъемочный) является наиболее сложным
и трудоемким из всех видов ремонта, выполняемого в депо. При ТР-3
проводят осмотр, ревизию и регулировку тех узлов и деталей, неис-
правности которых не могут быть устранены и предупреждены без их
разборки. Разъединяют все связи кузова с тележками. Затем кузов
поднимают. Тележки выкатывают своим ходом, подключив тяговый
двигатель к генератору постоянного тока напряжением 250 В. После
выкатки тележек кузов приспускают на высоту, удобную для выполне-
ния ремонтных работ, устанавливают на специальные опоры. При не-
обходимости передвижения кузова его устанавливают на монтажные
тележки. С кузова снимают большинство электрических аппаратов,
вспомогательные машины и другое оборудование.
14 Устройство и ремонт члеилропостаов
374
Глава 11
Тележки разбирают, и детали механического оборудования напра-
вляют в соответствующие мастерские депо. Рамы тележек ремонтиру-
ют на месте или в тележечном отделении.
Все электрические машины ремонтируют в электромашинном от-
делении, а аппараты — в элсктроаппаратном.
При ТР-3 выполняют: освидетельствование и ревизию подшипни-
ковых узлов тяговых двигателей и вспомога тельных машин; обточку и
продорожку коллекторов; пропитку и сушку изоляции обмоток элек-
трических машин; освидетельствование колесных пар и зубчатых пе-
редач; ремонт колесных пар без замены элементов; ревизию всей ап-
паратуры со снятием, разборкой и регулировкой.
Кузов после ремонта окрашивают в специальном помещении с
усиленной вентиляцией.
На электропоездах переменного тока, кроме того, снимают и ре-
монтируют тяговые трансформаторы с полной ревизией магнитной
системы, реакторы, выпрямительные установки и другую аппаратуру.
Капитальный ремонт КР-1. КР-2 и КЕР (капитальный восстановитель-
ный) обеспечивает восстановление эксплуатационных характеристик и
полного ресурса (срока службы) всех агрегатов, узлов и деталей. При
КР-2 и КВР осуществляют полную замену проводов и кабелей. Капиталь-
ный ремонт всех видов выполняют на локомотиворемонтных заводах.
При КР-1 выполняют следующие работы: ревизиюи ремонт дета-
лей кузова с заменой неисправных, наружную и внутреннюю окраску
кузова; ремонт и окраску рам тележек со снятием всех деталей, кото-
рые ремонтируют или заменяют новыми; освидетельствование и ре-
монт колесных пар. ремонт букс и роликовых подшипников.
Выполняют ремонт механической части остова и якоря тяговых
двигателей и вспомогательных машин, балансировку якоря и прово-
дят испытания на стенде.
Осуществляют полную разборку, ремонте заменой или восстанов-
лением изношенных деталей и испытание всех электрических аппара-
тов, снятых с электропоезда.
Проверяют состояние электрической проводки (целостность,
электрическую прочность изоляции, качество пайки наконечников).
Негодные провода заменяют.
Производят разборку, ремонт и испытание тормозного оборудова-
ния и аппаратов пневматической части.
На электропоездах переменного тока ремонтируют активную
часть, бак тяговых трансформаторов, вводы высшего и низшего на-
пряжений, заменяют детали уплотнения из резины, паронита и асбе-
ста, очишают и регенерируют трансформаторное масло, проводят
контрольные испытания.
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
375
При капитальном ремонте КР-2 дополнительно к объему КР-1 вы-
полняют следующие работы: восстановление или замену деталей кар-
каса и обшивки кузова; замену внутренней обшивки потолков, стен и
полов, наружных оконных рам; восстановление антикоррозионных
покрытий всех элементов кузова; ремонт опор со сменой пятников;
окраску наружной и внутренней поверхностей кузова и крыши с пол-
ной очисткой от старой краски.
При ремонте тяговых трансформаторов дополнительно к перечис-
ленным работам в объеме КР-1 выполняют замену обмоток с повреж-
денной изоляцией, замену или ремонт бакелитовых цилиндров, ре-
монт магнитопровода.
Ремонт КВР предназначен для повышенияуровня эксплуатаци-
онной надежности и противопожарной защиты вагонов; замены
морально устаревших узлов оборудования новыми, отвечающими
современным требованиям эксплуатации и эстетики; внедрения
прогрессивных технологий обработки деталей и др. Например, на
электропоездах ЭР2 предусмотрены: замена динамоторов ДК-604В
статическим преобразователем напряжения, модернизация тягово-
го редуктора, серповидной подвески, гидравлического гасителя ко-
лебаний. применение современных негорючих материалов для об-
шивки кузова и пассажирского помещения, полная замена подва-
гонных яшиков электрооборудования новыми, а также замена ло-
бовой части головного вагона лобовой частью электропоезда
ЭД4М.
Перечень и объемы работ при техническом обслуживании, теку-
щем и капитальном ремонте всех видов устанавливаются Правилами
текущего ремонта и технического обслуживания электропоездов.
Объем дополнительных работ, выявленных к моменту постановки
электропоезда на обслуживание или ремонт, записывают в специаль-
ную книгу электропоезда и хранят в моторвагонном депо.
После выполнения на каждом вагоне всего комплекса ремонтных
и монтажных работ проводят ходовые испытания электропоезда на
электрифицированных участках, устраняют выявленные неисправно-
сти. Окончательную обкатку проводят по месту приписки электро-
поезда.
В зависимости от серии электропоездов и видов ремонта устано-
влены нормы средних межремонтных пробегов (табл. 11.1).
Электропоезда, прошедшие после изготовления первый ремонт
КР-1, разрешается направлять в очередной КР-1 через 4 года эксплу-
атации, а в ремонт КР-2 — через 12 лет, если их суточный пробег со-
ставляет менее 300 км. В капитальный восстановительный ремонт
(КВР) электропоезда всех серий направляют через 25 лет эксплуатации.
376
Глава 11
Таблица H.J
Нормы средних межремонтных пробегов, тыс. км
Электропоезд	ТР-2	ТР-3	КР-1	КР-2
ЭР1	150	300	600	
ЭР2	150	300	600	1800
ЭР2Р, ЭР2Т	150	300	600	1800
ЭД2Т. ЭД4, ЭД4М	200	400	800	1800
ЭТ2	200	400	800	1800
ЭР9	150	300	600	1800
ЭД9Т	200	400	800	1800
ЭР200	120	240	480	1440
Примечание. Для ТР-1 межремонтный пробег определяется в сутках и для всех серий,
кроме ЭР200, составляет 50 сут, а для ЭР200 — 30 сут.
Контрольные вопросы
1.	Почему система техобслуживания (ТО) и ремонта называется пла-
ново-предупредительной?
2.	Перечислите все виды ТО и ремонта, входящих в систему П П Р.
3.	С какой периодичностью и какие работы выполняют при ТР-3?
4.	Какие объемы работ и с какой периодичностью выполняют при
КР-1 и КР-2? В каких случаях осуществляют ремонт КВР?
11.3. ИЗНОСЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ
Неисправности деталей и узлов оборудования электросекций возни-
кают в результате их износа и повреждений в процессе эксплуатации.
Об износе деталей можно судить по характеру их работы. Так, в мес-
тах сопряжения деталей появление износа определяют по глухому
стуку. Он тем сильнее, чем больше износ. Например, шум в зубчатых
передачах — признак износа профиля зубьев.
В случае износа деталей шпоночного соединения глухие и резкие
толчки ощущаются каждый раз, когда меняется направление враще-
ния .
О работе сборочных единиц с подшипниками качения можно су-
дить по характеру издаваемого ими шума. Гремящий шум (частые
звонкие стуки) означают, что на шариках, роликах или кольцах поя-
вились язвины или в подшипник попала абразивная пыль или грязь.
Свист или резкий (звенящий) шум указывает на то, что в подшипни-
ке нет смазки, шарики или ролики защемлены между беговыми до-
рожками внутреннего и наружного колец. Глухие удары сигнализиру-
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
377
ют об ослаблении посадки подшипника на валу или в корпусе.
Работу подшипников можно проверять и по нагреву, определяемо-
му на ощупь, наружной стороной кисти руки, которая безболезненно
выдерживает температуру до 60 °C. Тугое провертывание вала свиде-
тельствует об отсутствии соосности между ним и подшипником или
чрезмерно тугой посадке подшипника на валу либо в корпусе. Дребез-
жащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или
повышенном износе поршневых колец. Глухой звук в цилиндре хара-
ктеризует износ поршня и цилиндра, и т.д.
Наибольший объем ремонтных работ вызывает механический из-
нос, возникающий вследствие действия сил трения, а также термиче-
ский, электроэрозионный и коррозионный износы.
Механический износ подразделяют на следующие виды:
•	молекулярное схватывание — происходит в отсутствии смазки и
слоя окислов при трении скольжения с малыми скоростями и
больших давлениях, превышающих предел текучести металла. В
результате в контактных поверхностях деталей возникают молеку-
лярные связи. При перемещении относительно друг друга трущие-
ся поверхности разрушаются. Такой износ характерен для опор ку-
зова, хвостовиков головы автосцепки и др.;
•	тепловой износ — образуется при трении скольжения с большими
скоростями и высокими давлениями, вследствие чего повышается
температура и отрываются частицы металла. Этот износ характе-
рен для тормозных колодок:
•	окислительный износ происходит в результате разрушения слоев
окислов при взаимном перемещении трущихся поверхностей как
при трении скольжения, так и при трении качения;
•	абразивный износ — возникает при попадании в зону контакта тру-
щихся поверхностей абразивных частиц (песок, уголь). Обычно та-
кой износ имеют детали, работающие в условиях большой запы-
ленности, например, шарнирные узлы рычажно-тормозной пере-
дачи, рессорного подвешивания, буксовые наличники рам теле-
жек челюстного типа;
•	осповидный износ — происходит при трении качения и высоких на-
грузках, превышающих предел текучести металла. При этом на
трущихся поверхностях возникают различного рода мелкие вы-
щербины, например на поверхностях роликов и колец подшипни-
ков качения.
Термический износ возникает под действием тепловой энергии,
выделяющейся в элементах электрических цепей при прохождении
по ним тока. При нагреве предельно допустимыми токами снижает-
ся электрическая прочность изоляционных материалов, уменьша-
378
Глава 11
ется механическая прочность токоведущих элементов (отжиг меди),
теряются запирающие свойства полупроводников. Чрезмерный на-
грев токами сверх допустимых значений температуры может вы-
звать обгорание изоляции проводов, выпаивание припоя в нако-
нечниках проводов, в петушках коллекторных пластин электриче-
ских машин.
Электроэрозионный износ наиболее характерен для контактов элек-
трических аппаратов и возникает в момент разрыва ими электриче-
ской цепи. Возникающая при этом электрическая дуга разрушает ра-
бочие поверхности контактов, например, полоза токоприемника,
контакторов и выключателей, коллекторов электрических машин.
Коррозионный износ (ржавление) вызывается окислением металла
кислородом воздуха. Процесс коррозии наиболее быстро развивается
в условиях повышенной влажности и резкой смены температур или в
химически агрессивных средах (например, в ящиках аккумуляторных
батарей). Коррозии подвержены стальные трубопроводы, крыши и
полы кузова вагона, детали лобовых стен кузова и пр.
Механические повреждения возникают при неправильном или не-
достаточно прочном закреплении деталей, нарушении технологии их
изготовления, обработки и хранения, нарушении герметичности от-
ветственных узлов, попадании в них посторонних предметов, воды,
вытекании смазки и пр. В результате образуются трещины, изгибы,
изломы в деталях и другие повреждения. Например, следствием нару-
шения технологического процесса насадки бандажа является его про-
ворот относительно колесного центра. Повреждения ходовых частей
и тормозов угрожают безопасности движения.
Повреждения в электрических цепях вызываются нарушением их
целостности (обрыва), короткими замыканиями, неплотными кон-
тактными соединениями, перенапряжениями в отдельных точках
электрической цепи. Возникновение подобных повреждений может
привести к перерыву в д вижении поездов.
Если износ деталей и узлов неизбежен, то повреждения являются ре-
зультатом или недосмотра со стороны обслуживающего и ремонтного пер-
сонала, грубого нарушения режимов вождения поездов, утвержденной
технологии ремонта, или технической неграмотности работников локомо-
тивного хозяйства. Поэтому повреждения совершенно недопустимы.
Контрольные вопросы
1.	Приведите примеры наиболее характерных износов деталей и уз-
лов.
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
379
2.	В результате каких причин возникают взносы и по каким призна-
кам их определяют?
3.	В чем отличие износов деталей от повреждений?
11.4. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ
ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Восстановление изношенных деталей. Изнашивание деталей приводит
к увеличению зазоров и уменьшению первоначальных натягов, нару-
шению форм поверхностей и пр. Такие детали при ремонте заменяют
или восстанавливают. Стоимость восстановления обычно составляет
20—40% стоимости новых деталей.
Детали могут быть восстановлены несколькими способами. Обыч-
но выбирают тот, который наиболее выгоден в условиях депо или за-
вода, и при этом исходят из размера и характера износа, материала де-
тали. Восстановленная деталь должна обладать свойствами новой де-
тали, а с применением современных технологий ремонта в некоторых
случаях и превосходить их. Наибольшее распространение получили
метод ремонтных размеров, сварка и наплавка, приварка накладок,
металлизация, гальваническое покрытие и покрытие деталей поли-
мерными материалами.
Ремонтным размером называют размер, до которого осуществляют
обработку изношенной поверхности при восстановлении детали. Раз-
личают свободные и регламентированные ремонтные размеры.
Свободными ремонтными размерами называют такие размеры,
которые не устанавливаются заранее, а получаются непосредственно
в процессе обработки детали. К полученным свободным размерам
подгоняют соответствующие размеры сопряженных деталей. При
этом невозможно заранее изготовить запасные сопрягаемые детали в
окончательно обработанном виде.
Регламентированные ремонтные размеры — это заранее установ-
ленные размеры (от трех до пяти), до которых ведут обработку изно-
шенных поверхностей. При этом запасные сопрягаемые детали трех —
пяти размеров можно изготавливать заранее, что создает условия для
применения взаимозаменяемости деталей и ускоряет процесс ремонта.
Сварка применяется для прочного скрепления деталей и восстано-
вления целостности деталей в случае возникновения в них изломов,
трещин и отколов. В локомотивных депо чаще всего применяют руч-
ную электродуговую и газовую сварку. При ручной электродуговой
(для стали и ее сплавов) сварке используют постоянный и перемен-
ный ток.
380
Ijiaea 11
На постоянном токе сварочная дуга более устойчива при колеба-
ниях напряжения, чем на переменном. Поэтому для ответственных
сварочных работ, как, например, заварки трещин, вварки вставок и
приварки накладок на рамах тележек и на раме кузова, заварки тре-
щин на остовах электрических машин, применяют в большинстве
случаев постоянный ток. Для этого в депо имеются многопостовые
(или однопостовые) сварочные мотор-генераторы или статические
преобразователи (выпрямители).
Для сварки малоответственных деталей применяют переменный
ток от передвижных сварочных трансформаторов, при этом расход
электроэнергии и стоимость сварочного оборудования значительно
ниже, чем на постоянном токе.
Сущность газовой сварки заключается в плавлении свариваемых
металлов при горении ацетилена в кислородной среде.
Наплавка является разновидностью сварки, но в отличие от нее ме-
таллические детали или части не соединяют в одно целое, а наращи-
вают, наплавляя на основной металл изношенной поверхности слой
нового металла, обладающего повышенной износостойкостью или
особыми физико-химическими свойствами. В зависимости от усло-
вий работы наплавленному слою можно придать износостойкость, те-
плостойкость, коррозионную стойкость, магнитные или другие
свойства.
При наплавке происходит перенесение в расплавленном состоя-
нии металла электродов на металл деталей; при сварке же электроды
переходят в массу восстанавливаемой детали лишь частично.
Для ремонта изношенных поверхностей деталей широко применя-
ют автоматическую сварку и наплавку под слоем флюса, что значи-
тельно улучшает сварочный шов, так как дуга горит в газовой полос-
ти, закрытой со всех сторон расплавленным флюсом. Флюс служит
для защиты наплавляемого металла от воздействия атмосферного воз-
духа и легирования сварного шва необходимыми присадками. Он
представляет собой гранулированные зерна размером 0,5—3 мм. со-
стоящие из минеральных компонентов и ферросплавов. Образуя над
сварным швом сплошную корку шлака, флюс способствует замедлен-
ному остыванию наплавленного металла и быстрому выходу на по-
верхность газов и тем самым создает благоприятные условия для обра-
зования металла сварного шва без пор и раковин. После сварки застыв-
шая корка шлака легко отделяется от наплавленной поверхности обсту-
киванием. Подача флюса и электродной проволоки в зону сварки осу-
ществляется автоматически на специализированных установках.
Повышенное качество наплавочных работ получают при автома-
тической вибродуговой наплавке под флюсом. Электродная проволо-
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
381
ка, непрерывно вибрируя, облегчает зажигание дуги: процесс ее горе-
ния становится более устойчивым, металл переносится в дуге мелки-
ми каплями, что способствует получению достаточно плотной струк-
туры наплавленного слоя с хорошими механическими свойствами.
Этот метод восстановления применяют в основном для наплавки из-
ношенных цилиндрических поверхностей.
Приварка накладок используется в местах глубоких взносов мало-
ответственных деталей. Вместо наплавки при этом ставят плоские на-
кладки или цилиндрические втулки, которые скрепляют с основным
телом детали сплошным или прерывистым швом по наружному кон-
ТУРУ-
Металлизация — это способ нанесения на поверхность изношен-
ной детали покрытия из металла. В исходном состоянии металл по-
крытия находится в виде проволоки, стружки, кусочков или порошка
и в нагретом виде, расплавленный или в пластическом состоянии на-
носится на поверхность детали сжатым воздухом либо газом из специ-
ального аппарата в виде металлогазовой струи.
Гальваническое покрытие (электролитический метод) используется
для восстановления размеров изношенных деталей, повышения их
прочности, а также в защитных и декоративных целях. Сущность его
состоит в нанесении на поверхность детали какого-либо химического
элемента (хрома, железа, меди, никеля, цинка) путем осаждения его
из электролита при пропускании электрического тока.
Хромированием достигают не только повышения износостойко-
сти деталей (срок их работы увеличивается в 5—7 раз), но и восстано-
вления необходимых размеров. Хромируют поверхности, подвержен-
ные усиленному трению и имеющие износ, равный десятым долям
миллиметра (при значительной толщине хромированного слоя про-
исходит отслаивание). Цвет хромовых покрытий синевато-белый;
они обладают характерным блеском, которого не теряют даже во
влажной атмосфере. Нельзя хромировать из-за отслаивания хрома де-
тали. работающие с ударной нагрузкой (например, зубья зубчатых ко-
лес).
Железнение (осталивание) — восстановление деталей электроли-
тическим наращиванием слоя железа. Этим способом можно нано-
сить более толстый слой металла — до 2 мм. При большей толщине
слоя его прочность падает.
Меднение применяют для восстановления изношенных деталей из
меди и ее сплавов, никелирование — для декоративно-защитных це-
лей. цинкование — для защиты деталей от атмосферной коррозии.
Оцинковывают стальные детали аппаратов, крепежные болты, гайки,
шайбы, винты, шурупы, шпильки.
382
Глава 11
Упрочнение деталей. Для повышения надежности работы и долго-
вечности деталей применяют следующие способы их поверхностного
упрочнения.
Механический способ — накатка роликами и наклеп дробью. На-
катку выполняют на станках с применением специальных приспособ-
лений. Ее используют для уплотнения поверхностного слоя металла
осей колесных пар, рабочих поверхностей коллекторов тяговых дви-
гателей и поверхностей катания колесных пар. Наклеп дробью приме-
няют для деталей, работающих с повторно-переменными цикличе-
скими нагрузками, в местах с концентрированными напряжениями (у
галтелей, отверстий и тд.), а также для пружин.
Термический способ — закалка токами высокой частоты и термиче-
ская закалка (нагрев с последующим охлаждением в воде или масле).
При термическом упрочнении глубинные слои металла деталей со-
храняют свою вязкость, что в условиях ударных нагрузок способству-
ет их долговечности.
Термо-хил ический способ в отличие от термического не только изменяет
структуру металла в поверхностном слое, но и его химический состав. По-
верхностный слой насыщают различными элементами, например, углеро-
дом (процесс цементации), азотом (азотирование) или несколькими эле-
ментами сразу, например углеродом и азотом (цианирование).
Наилучший результат дает цианирование. Стальную деталь поме-
щают в печь и нагревают в газовой смеси окиси углерода и аммиака.
Последующее охлаждение — постепенное, вместе с печью. При циа-
нировании предел прочности стали увеличивается в 1,5—1,7 раза.
Контрольные вопросы
1. Перечислите наиболее распространенные способы восстановле-
ния деталей. В чем сущность каждого из них?
2. Для чего и какими способами осуществляют упрочнение деталей?
11.5. МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ДЕТАЛЕЙ
Подготовка деталей к ремонту и дефектоскопии. Одной из важных
подготовительных операций при ремонте электропоездов является
очистка агрегатов, узлов и деталей. В зависимости от состояния по-
верхности изделия (степени загрязнения, окисления, необходимости
снятия краски) выбирают тот или иной способ очистки. Наибольшее
распространение получили механический (пескоструйная очистка и
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
383
очистка во вращающихся барабанах и колоколах — галтовка) и хими-
ческий (обезжиривание и промывка в специальных растворах с целью
снятия краски) способы.
При пескоструйной очистке на детали, имеющие большой слой
окалины, ржавчины или грязи, направляют через сопла диаметром
5—10 мм увлажненный речной песок под давлением 4—6 кгс/см2.
При сухой галтовке во вращающиеся барабаны вместе с очищае-
мыми деталями загружают острогранные куски чугуна или стали,
стальные шарики, которые играют роль абразива, а при мокрой гал-
товке — растворы солей, кислот и щелочей с находящимися в них во
взвешенном состоянии абразивными веществами. Для лучшего пере-
мешивания ось барабана устанавливают под углом. Частота вращения
барабана 20—60 об/мин, продолжительность очистки колеблется от
нескольких минут до нескольких часов.
Химическую очистку выполняют промывкой в органических рас-
творителях: керосине, бензине, щелочных растворах. В моечной ма-
шине на поверхность очищаемых деталей через сопла подается нагре-
тый щелочной раствор под давлением 5—6 кгс/см2. Таким же спосо-
бом удаляют старую краску с кузова вагона в автоматической моечной
камере.
Дефектоскопия деталей. Для предупреждения аварии и неисправ-
ностей электропоездов ответственные узлы и детали в процессе изго-
товления и ремонта подвергают неразрушаюшему контролю — дефек-
тоскопии.
Наибольшее распространение для проверки состояния ответст-
венных деталей из стали и других ферромагнитных материалов полу-
чила магнитная дефектоскопия, сущность которой состоит в нанесе-
нии на поверхность намагниченной детали магнитного (железного)
порошка, концентрирующегося вокруг трешины. четко обрисовывая
ее контур. Магнитный порошок применяют для проверки деталей с
необработанными или грубо обработанными поверхностями. Для
темных поверхностей применяют цветной порошок (добавляют свет-
лые краски) или поверхность детали предварительно натирают алю-
миниевым порошком.
При проверке наличия трещин в чисто обработанных деталях, по-
верхности которых отшлифованы или отполированы, применяют
магнитную суспензию (смесь порошка с трансформаторным маслом и
керосином). Для темных поверхностей используют цветной магнит-
ный порошок и специальный клей, не растворяющийся в масле и ке-
росине. Перечень деталей, подлежащих магнитному контролю, и сро-
ки его проведения даны ниже.
384
Глава 11
Детали, подлежащие магнитному контролю
1.	Оси колесных пар моторных и при-
цепных тележек
2.	Открытые участки подступичных
частей и средней части шейки и пред-
подступичные части оси с подшипни-
ками качения, стопорные планки
3.	Бандажи колесных пар: внутренняя
обработанная поверхность
4.	Зубья шестерен тягового привода,
зубья шестерен мотор-компрессоров
5. Подвесные болты вспомогательных
машин, компрессоров, балки подвеши-
вания трансформаторов, индуктивных
шунтов, сглаживающих реакторов
6. Подвески тормозной рычажной
передачи и тормозных колодок
7. Болты подвески тяговых двигателей
8 Серьги, цапфы, болты рессорного
подвешивания, шкворни, буксовые
поводки, поводки и оси фрикционных
гасителей, тяги, валики, рычаги, под-
весные болты и стержни подвески ре-
дуктора, надбуксового подвешивания
9. Клин тягового хомута, болт стяжной
поглошаюшего аппарата автосцепки,
хвостовик, маятниковые подвески,
хомуты
10.	Фланцы упругой муфты
11.	Валы тяговых электродвигателей и
вспомогательных машин:
по всей длине
конусы валов
12.	Шейки валов под внутренние кольца
подшипников качения
13.	Полюсные болты тяговых двигателей
14.	Коленчатые валы, шатуны и ша-
тунные болты компрессоров, пальцы
шатунов
15.	Вал малой шестерни
16.	Все детали подшипников качения
Сроки проведения магнитного контроля
При изготовлении новых и во всех
случаях псрспрессовки старых осей
При всех видах освидетельствова-
ния колесных пар. При каждой пол-
ной ревизии роликовых букс
Перед насадкой на колесный центр
новых и старогодных бандажей
При изготовлении, перед насадкой
на вал
При изготовлении новых или ис-
пользовании старогодных при ка-
питальных, текущем ТР-3 ремонтах
и во всех случаях съема указанных
деталей
Тоже
»
При изготовлении новых или ис-
пользовании старогодных во всех
случаях съема указанных деталей
При изготовлении новых или ис-
пользовании старогодных во всех
случаях съема указанных деталей
Тоже
При изготовлении новых и ремонте
При всех видах ремонта со снятием
шестерни, фланца
Тоже
При изготовлении, капитальных
ремонтах, а также во всех случаях
снятия полюсов
При изготовлении и при всех видах
ремонта компрессоров с проверкой
валов
При изготовлении и при всех видах
ремонта, а также в случаях съема
подшипника
При производстве ревизии второго
объема и в случаях разборки со сме-
ной элементов
Сведения о техническом обслуживании и ремонте электропоездов
385
17.	Серповидная серьга, оси шарниров При капитальном ремонте КР-1 и
и предохранительная скоба подвески КР-2
редуктора
Для обнаружения скрытых, внутренних дефектов металла, не вы-
ходящих на поверхность, применяют ультразвуковую дефектоскопию,
сущность которой состоит в том, что ультразвуковые волны, проходя
сквозь плотные вещества, отражаются от неоднородностей в них. По
виду изображения отраженных волн, получаемому на электронно-лу-
чевой трубке дефектоскопа, судят о наличии дефекта в проверяемой
детали. Для дефектоскопии металлов используют колебания с часто-
той в несколько миллионов периодов в секунду, например, для стали —
2,5 М Гц. С помощью высокой проникающей способности ультразвуко-
вых колебаний волн и аппаратуры большой чувствительности можно
в некоторых случаях осуществлять контроль узлов и деталей без их
разборки и снятия с вагонов.
Рентгеноскопию (просвечивание проверяемых деталей рентгенов-
скими лучами) применяют для проверки качества сварных швов и об-
наружения металлургических дефектов ответственных деталей. Рент-
геноскопию можно проводить как при визуальном наблюдении за эк-
раном рентгеновского аппарата, так и с получением отпечатков на
фотопленку.
Для определения технического состояния ответственных узлов и
агрегатов используют результаты химического и спектрального анализа
смазки. Увеличенное содержание в смазке железа, латуни и других
примесей указывает на наличие определенной неисправности: напри-
мер, разрушение сепаратора подшипника, излом деталей зубчатой пе-
редачи тягового редуктора и т.п.
Контрольные вопросы
1. Какими способами и как очищают детали перед ремонтом и дефе-
ктоскопией?
2. Назовите методы проведения неразрушающего контроля качества
деталей. В чем сущность каждого из них?
Глава 12
Ремонт механического оборудования
12.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Четкая, безотказная работа электропоезда на линии возможна только
при его технически исправном состоянии. Глубокое знание устройст-
ва и принципа работы электропоезда, а также свойств материалов, из
которых изготовлены его детали, является непременным условием
грамотной и эффективной эксплуатации и высококачественного его
ремонта.
Помимо износов и повреждений, описанных в параграфе 11.3, в
эксплуатации наблюдаются также повреждения, возникающие из-за
нарушения технологии изготовления, обработки и сборки деталей,
применения материалов и смазок, не соответствующих нормативам,
неточного выполнения требований по уходу за электропоездами в
эксплуатации, несвоевременного и неполного проведения техниче-
ского обслуживания и пр.
Техническое состояние секций электропоездов проверяют при
приемке и сдаче, при техническом обслуживании в пунктах оборота,
перед постановкой в ремонт и выпуске из ремонта, при годовом ко-
миссионном осмотре.
Эксплуатируемые электропоезда не только ремонтируют, но и мо-
дернизируют. приводят в соответствие с современными требованиями
путем некоторых изменений конструкции, замены материалов и вне-
дрения новых, передовых методов обработки деталей.
Ремонт механической части электропоездов организуют на основе
взаимозаменяемости узлов и деталей с применением крупноагрегатного
метода. Это означает, что при постановке вагона электропоезда в ре-
монт тележки из-под него выкатывают и заменяют заранее отремонти-
рованными. Таким же образом заменяют автосцепки и ряд других узлов.
Сокращение времени простоя в ремонте обеспечивают широким
применением при постройке электросекций стандартных узлов, дета-
лей и агрегатов, выполняющих одинаковую функцию. Стандартиза-
ция не только сокращает простой в ремонте, но и ограничивает число
типов, размеров и форм узлов и деталей.
Ремонт механического оборудования
387
Перед постановкой в ремонт ходовые части, крыши и подвагонное
оборудование электросекций очищают от снега, льда, грязи, а внутри -
вагонное оборудование подвергают санитарно-технической обработ-
ке. Ремонт деталей и узлов механической части после их демонтажа с
вагонов и разборки выполняют по обшей схеме, предусматривающей
очистку деталей, их дефектацию, собственно ремонт и испытание по-
сле ремонта. Детали очищают в различного рода моечных машинах.
Проводят дефектоскопию деталей. Назначение, виды и методы про-
ведения дефектоскопии описаны в параграфе 11.5.
Перед снятием и разборкой узла убеждаются в наличии на деталях
клейм и меток спаренности. Если они отсутствуют, их восстанавлива-
ют или наносят заново. Определяют размеры, зазоры и разбеги, нор-
мируемые технологической документацией.
При демонтажных работах узлы, собранные с гарантированным
натягом деталей, разбирают только в случае необходимости. Об отсут-
ствии ослабления посадок деталей судят по таким признакам, как на-
личие и вытекание смазочного материала, ржавчины, трещины крас-
ки, потертости, дребезжащего звука при обстукивании молотком и
пр. Годные регулировочные прокладки и штифты, служащие для фи-
ксации и центровки деталей и узлов, необходимо сохранять и при
сборке ставить на свои места. Резьбовые изделия (болты, гайки,
шпильки), имеющие повреждения или сорванные нитки резьбы (бо-
лее двух), заменяют.
Объем и характеристика работ, выполняемых при различных видах
технического обслуживания и ремонта электропоездов, определяются
правилами ремонта. При ремонте колесных пар, буксовых узлов и ав-
тосцепки, помимо правил ремонта, должны выполняться требования
действующих инструкций. Сварочные работы должны выполняться в
соответствии с Инструктивными указаниями по сварочным работам и
с техническими требованиями чертежей.
12.2.	РЕМОНТ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
Ремонт резьбовых соединений. В резьбовых соединениях износы и по-
вреждения возникают из-за недостаточной затяжки гаек и винтов, в
результате чего болты и винты растягиваются, шаг резьбы и ее про-
филь нарушаются, гайки начинают «заедать». Наиболее интенсивно
изнашиваются летали часто разбираемых и регулируемых соединений.
Наиболее характерными износами и повреждениями являются: смя-
тие граней головки у болтов и гаек, изгиб стержней, смятие или срыв
резьбы, наличие коррозии, смятие или срыв шлицев у винтов, износ
опорных поверхностей у гаек, нарушение шага резьбы и ее профиля.
388
Глава 12
Изношенные или поврежденные крепежные болты и винты не-
больших размеров ремонтировать нецелесообразно, их заменяют. У
крепежных деталей большого размера выполняют прогонку резьбы с
помошью плашек и метчиков, опиливание отработанных торцов и
граней у гаек и головок болтов.
Резьбовые отверстия восстанавливают заваркой с последующей
рассверловкой и нарезкой новой резьбы или запрессовкой специаль-
ных ремонтных втулок.
Сломанные крепежные детали вывинчивают из глубины отвер-
стий, постукивая молотком по тонкому бородку или керну, пристав-
ленному к верху обломка, или проворачивают ребристый стержень,
забитый в высверленное отверстие обломка.
При креплении больших плоских деталей (типа крышек к корпу-
сам) гайки следует затягивать постепенно, вначале на неполную за-
тяжку, и в определенной последовательности от середины детали к ее
концам. Если гайки размещены по окружности, их затягивают крест-
накрест в два-три приема.
Все резьбовые крепежные детали машин и механизмов, работаю-
щих при вибрациях и тряске, должны быть надежно застопорены от
самоотвертывания. В качестве стопоров применяют шплинты, отгиб-
ные шайбы, контргайки, пружинные шайбы (гроверы), вязочную
проволоку.
Ремонт шпоночных соединений. Шпоночные соединения обычно
ремонтируют углублением и расширением изношенного шпоночного
паза. Шпонки не ремонтируют, а изготовляют новые с последующей
их подгонкой к шпоночному пазу.
Ремонт валов. В процессе эксплуатации валов возникают следую-
щие дефекты: прогиб вала, износ посадочных шеек, шпоночных па-
зов, повреждение резьбы и центровых углублений вала.
Центровые углубления с забоинами и вмятинами восстанавливают
протачиванием. Шейки вала, имеющие царапины, риски, ремонтиру-
ют шлифованием. В тех случаях, когда необходимо восстановить пер-
воначальные размеры шеек, применяют наплавку с последующей ме-
ханической и термической обработкой.
Погнутость валов выправляют холодным или горячим способом.
Холодную правку выполняют под прессом, устанавливая вал на двух
опорах выгнутой стороной вверх. Валы диаметром до 30 мм можно пра-
вить наклепом, суть которого состоит в том, что вал кладут прогибом
вниз на плиту и легким молотком наносят частые удары, пока вал не вы-
прямится. Горячей правке подвергаю! валы диаметром больше 60 мм.
Ремонт подшипников качения. Основными признаками неисправ-
ности подшипников качения являются повышенный шум, чрезмер-
Ремонт механического оборудования
389
ный нагрев, неравномерность вращения, деформирование сепарато-
ров, повреждение и защемление тел качения, ржавчина на рабочих и
посадочных поверхностях и др. Как правило, подшипники не ремон-
тируют, восстанавливают только посадочные поверхности деталей,
сопрягаемых с ними.
12.3.	РЕМОНТ РАМ ТЕЛЕЖЕК
Рамы тележек подвержены действию знакопеременных вертикальных
нагрузок, передаваемых через рессорное подвешивание, продольных
нагрузок, передаваемых от движущих колес в тяговых и тормозных
режимах, боковых нагрузок, возникающих при прохождении кривых
участков пути. Износи возникают в местах крепления буксовых на-
правляющих, в кронштейнах различного назначения, например под-
вески тяговых двигателей, тормозной рычажной передачи и других
деталях. Кроме износа, возникают повреждения в виде трещин и над-
рывов в боковинах рамы и поперечных балках, изгибы рамы в гори-
зонтальной или вертикальной плоскостях и пр.
После разборки тележек рамы моют в моечной машине и устанав-
ливают в горизонтальное положение на опоры стационарного стойла
для выявления трещин в основном металле и сварных швах. Возник-
новение трещин наиболее вероятно в местах соединения продольных
и поперечных балок, приварки кронштейнов крепления и подвески
оборудования. Трещины в элементах конструкции рамы и сварных
соединениях (см. рис. 2.8, 2.9) устраняют электродуговой сваркой.
При этом их засверливают по концам, разделывают пневматическим
зубилом по всей длине и заваривают. Поверхность, на которую накла-
дывают сварочный шов, зачищают до металлического блеска сталь-
ной щеткой. По окончании сварочных работ сварные швы и около-
шовные зоны зачищают шлифовальной пневматической машинкой и
производят упрочняющий наклеп виброинструментом. Качество
сварки проверяют дефектоскопом.
Продольные балки рам, имеющие прогиб в вертикальном и горизон-
тальном направлениях более допустимых норм, исправляют на специ-
альном стенде винтовыми или гидравлическими распорками и стяжка-
ми в холодном состоянии или с предварительным подогревом места из-
гиба газовой горелкой до светло-красного свечения (800—900 °C).
Местные износи (вытертые места) на раме глубиной более 1.5 мм
наплавляют с последующей механической обработкой до заданных
размеров.
Буксовые направляющие в рамах тележек челюстного типа ремон-
тируют путем замены наличников, которые приваривают по перимет-
390
Слава 12
ру к направляющим и несколькими электрозаклепками в средней ча-
сти. Приварку наличников выполняют под прессом или с использова-
нием струбцины. Сменные наличники снижают трудоемкость ремон-
та и дают возможность быстрого получения необходимых разбегов
колесных пар заменой изношенных наличников новыми.
При значительном износе буксовых направляющих их восстанав-
ливают электронаплавкой с последующей механической обработкой
наплавленных мест и приваркой новых наличников.
Втулки кронштейнов с ослабленной посадкой или с предельной
выработкой, выпрессовывают. При необходимости развертывают от-
верстия под посадочные места втулок и запрессовывают втулки, соот-
ветственно увеличенные по наружному диаметру.
Трещины в кронштейнах подвески оборудования заварке не под-
лежат — такие кронштейны заменяют.
Контрольные вопросы
1.	Вследствие каких причин возникают износы и повреждения рам
тележек?
2.	Перечислите наиболее характерные износы и повреждения в ра-
мах тележек. Какими способами их устраняют?
12.4.	РЕМОНТ КОЛЕСНЫХ ПАР
Износ колесных пар возникает в результате трения их отдельных эле-
ментов о рельсы и тормозные колодки, трения в подшипниках и зуб-
чатой передаче. Это естественный износ, определяющий нормальный
срок службы (пробег) колесных пар от одного вида ремонта до друго-
го. Кроме естественного износа, могут возникать повреждения, свя-
занные с несоблюдением технологии изготовления, сборки, правил
технического обслуживания и эксплуатации колесных пар.
Колеса могут иметь износ и повреждения следующих видов: 1) вер-
тикальный подрез гребня (из-за неправильного расположения колес-
ных пар в раме тележки — ось колесной пары неперпендикулярна
продольной оси тележки, колесные центры несимметричны относи-
тельно продольной оси тележки); 2) раковины на поверхности ката-
ния колес (дефект отливки или прокатки бандажей и цельнокатаных
колес на заводе); 3) выщербины и отслаивание тонкого поверхност-
ного слоя металла на бандаже (из-за несоблюдения технологии изго-
товления их на заводе); 4) выбоины на поверхности катания колес
(из-за неправильной эксплуатации); 5) ослабление посадки бандажа
на ободе колесного центра (вследствие несоблюдения технологии на-
Ремонт механического оборудования
391
садки на колесный центр и неправильной эксплуатации, вызываю-
щей заклинивание или недопустимый нагрев колес при чрезмерном
нажатии тормозных колодок); 6) ослабление посадки колесного цен-
тра на оси (из-за недостаточного натяга при неправильной расточке
ступицы колеса или обточке подступичной части оси); 7) разрыв сту-
пицы колесного центра (вследствие увеличения натяга ступицы на
оси или пороков в металле); 8) трещины в спицах, бандаже, ободе или
диске колеса (из-за тугой запрессовки колеса на ось, тугой насадки
бандажа на колесный центр или пороков в металле).
Устранение подреза гребней, проката и наплывов металла на по-
верхности катания колес, а также продольных трещин, раковин, вы-
боин осуществляют обточкой на меньший диаметр на специальном
колесном станке без выкатки колесных пар из-под вагона. Бандажи с
поперечными или косыми (расположенными под углом более 30°)
трещинами бракуют.
Ослабление посадки бандажа устраняют его перетяжкой. Для это-
го колесную пару выкатывают из-под вагона. Бандаж снимают с ко-
лесного центра, очищают посадочные поверхности и вновь насажива-
ют на тот же колесный центр с установкой между ним и ободом спе-
циально подобранных стальных прокладок для достижения необхо-
димого натяга. Излишний натяг может привести к разрыву бандажа, а
недостаточный натяг вновь вызовет ослабление посадки. Если обод
колесного центра имеет какие-либо повреждения на поверхности, его
наплавляют с последующей обточкой под размер, обеспечивающий
необходимый натяг без применения прокладок.
Бандаж заменяют при его предельном износе по толщине и непри-
годности для дальнейшей работы на данной колесной паре.
Колесную пару с ослаблением посадки колесного центра на ось
распрессовывают. Снятый колесный центр очищают и подвергают де-
фектоскопии. При наличии трещины в ступице центр бракуют. При
конусности и овальности отверстий ступицы, превышающих допус-
каемые значения, а также при наличии рисок или надрывов на поса-
дочной поверхности колесный центр растачивают для посадки на ось
большего диаметра или наплавляют с последующей расточкой для по-
садки на ось того же или меньшего диаметра в соответствии с ремонт-
ными градациями. В ободе и спицах разрешается заваривать не более
трех трещин на одном колесном центре.
Оси колесных пар (см. рис. 2.13) могут иметь износ и повреждения
следующих видов: 1) трещины в различных участках оси из-за скры-
тых пороков (пустот, посторонних включений) в структуре металла
или в результате так называемой усталости металла, которая является
следствием значительной знакопеременной нагрузки на ось при ее
392
Глава 12
работе: 2) задиры шеек оси от загрязненной смазки, проворачивания
внутреннего кольца подшипника или чрезмерного нагрева подшип-
ника: 3) риски и забоины шеек оси, возникающие в результате демон-
тажа подшипников и неаккуратного обращения с осями при транс-
портировке; 4) изогнутость оси, появляющаяся в результате какой-
либо аварии механической части вагона.
Ось бракуется, если при осмотре и дефектоскопии на ней обнару-
жены поперечные или косые трещины. Продольные трещины и пле-
ны на шейках и подступичных частях устраняют обгонкой, при этом
диаметры обрабатываемых частей не должны быть менее допускае-
мых размеров. Риски, задиры и забоины на всех обработанных частях
оси также устраняют обточкой. При выявлении изогнутости оси ее
изымают из эксплуатации.
При ремонте колесных пар шейки оси для повышения усталостной
прочности подвергают упрочнению накаткой гладкими закаленными
роликами.
Зубчатые колеса могут иметь повреждения, вызванные следующим.
Передача вращения с вала тягового двигателя на ось колесной пары со-
провождается передачей усилия. При этом зубья шестерни прижимаются
к зубьям колеса и между ними появляются силы трения. В результате зуб-
чатые колеса могут иметь износ и повреждения следующих видов: I) ос-
лабление посадки центра зубчатого колеса из-за неточной расточки сту-
пицы зубчатого колеса или обточки удлиненной ступицы колесного цен-
тра; 2) ослабление посадки венца на цег пре зубчатого колеса в результате
неправильной расточки венца или обточки i гентра; 3) излом зубьев вслед-
ствие образования лучевых трещин усталости в основаниях зубьев под
действием переменной нагрузки, а также из-за образования поперечных
трещин в случае недоброкачественной поверхностной закалки венца; 4)
вмятины, раковины, отколы и выкрошившиеся места на поверхности
зубьев из-за неудовлетворительной термической обработки венца.
Ремонт венцов заключается главным образом в зачистке заусенцев и
забоин на зубьях, а также в закруглении (фланкировании) вершин зубь-
ев радиусом 1 мм. При обнаружении трещин, вмятин, раковин, отколов
или выкрашивания белее 10% поверхности зуба венец заменяют.
Замене подлежит и центр зубчатого колеса при наличии в нем ка-
кой-либо трещины.
Контрольные вопросы
1.	Что является причинами износа и повреждений колесных пар?
2.	Перечислите возможные виды износа и повреждений колес. Каки-
ми способами их устраняют?
Ремонт механического оборудования
393
3.	Назовите виды износа и повреждений осей колесных пар. При ка-
ких дефектах оси бракуют?
4.	Какие виды износа и повреждений характерны для зубчатых ко-
лес?
12.5.	РЕМОНТ БУКСОВЫХ УЗЛОВ
Основным признаком неисправности букс (см. рис. 2.17) является их
чрезмерный нагрев, причинами которого могут быть износ и повреж-
дения подшипников качения, отсутствие смазки или ее излишек, из-
нос посадочных мест на шейке оси и в корпусе, отсутствие зазора ме-
жду корпусом буксы и лабиринтным кольцом и др.
В процессе эксплуатации буксы подвергают промежуточной и
полной ревизии.
При промежуточной ревизии демонтаж подшипников не произво-
дят. Наружным осмотром и обстукиванием убеждаются в отсутствии
трещин в корпусе буксы и надежности крепления болтов крепитель-
ной крышки. Проверяют состояние уплотнений по следам утечки
смазки из корпуса буксы со стороны лабиринтной и передней частей.
После очистки корпуса буксы от грязи снимают смотровую крыш-
ку и из доступной части удаляют старый загрязненный смазочный ма-
териал. Недостаточное количество смазочного материала указывает
на его утечку через уплотнения. Если смазочный материал загрязнен
песком или металлическими частицами, что определяется при расти-
рании смазочного материала между пальцами, то выполняют полную
ревизию буксы.
Осматривают передний подшипник и стопорное устройство на
шейке оси, проверяют надежность крепления торцевой осевой гайки.
Если после снятия стопорной планки гайка проворачивается более
чем на 1/4 оборота, буксу полностью разбирают.
Убедившись в отсутствии трещин и изломов в деталях переднего
подшипника, укрепляют стопорную планку, заполняют 1/3 свободно-
го пространства передней полости корпуса буксы свежим смазочным
материалом и ставят на место смотровую крышку с прокладкой.
Полную ревизию букс осуществляют при освидетельствовании ко-
лесных пар. При этом буксу полностью разбирают. С шейки оси сни-
мают с помощью индукционных нагревателей внутренние кольца
подшипников, а с предподступичной части оси — лабиринтное коль-
цо. Осматривают детали подшипников. При наличии дефектов (раз-
рушение роликов, сепараторов, разрыв или проворачивание внутрен-
них колец подшипника, трещины на поверхности катания роликов
или их торцах, шелушение металла на беговых дорожках внутренних
I > Устройство и ремонт эяектропое:щов
394
[лава 12
или наружных колец подшипника и поверхности катания роликов)
подшипники ремонтируют, забракованные детали заменяют. На спе-
циальном приборе с миниметром выполняют переборку роликов; их
геометрические размеры должны соответствовать нормам.
Осматривают корпус буксы. Следы коррозии на внутренней по-
верхности буксы зачищают шлифовальной бумагой, не допуская по-
вреждения основного металла. Риски и задиры зачищают наждачным
полотном. При необходимости восстанавливают размеры пазов в ще-
ках корпуса бесчелюстной буксы под валики поводков, выполняя для
этого наплавку с последующей обработкой до чертежных размеров.
При износе отверстия под валик в проушинах корпуса челюстной бу-
ксы его растачивают не более чем на 2 мм от размера, указанного в
чертеже, или наплавляют с последующей обработкой. В случае повре-
ждения резьбы в корпусе буксы под болты крышки старую резьбу рас-
сверливают до полного ее удаления, отверстие заваривают, а затем
рассверливают с нарезанием новой резьбы чертежного размера.
Осматривают крышки корпуса буксы, при обнаружении трешин
их заменяют. В случаях повреждения или разработки резьбы в отвер-
стиях крышек ее нарезают на следующий стандартный размер или по-
сле заваривания отверстия нарезают новую резьбу в соответствии с
чертежом. Проверяют состояние выступов и пазов в задней лабиринт-
ной крышке. При необходимости лабиринты наплавляют с последую-
щей механической обработкой или заменяют крышку.
Лабиринтные кольца с изломами, трещинами, короблениями, вы-
зывающими ослабление в посадке на предподступичную часть оси,
заменяют. У годных, но изношенных колец лабиринты восстанавли-
вают наплавкой с последующей механической обработкой.
Дистанционные кольца буксы при наличии сколов или трешин за-
меняют новыми. Забоины, задиры и следы коррозии устраняют, ост-
рые кромки притупляют шлифовальной бумагой и напильником.
В отремонтированных подшипниках, скомплектованных с дис-
танционными кольцами, измеряют на специальном приспособле-
нии радиальной и осевой зазоры. Радиальный зазор равен сумме за-
зоров между роликами и дорожками качения наружного и внутрен-
него колец. При недостаточном зазоре ролики после посадки под-
шипника на шейку оси будут слишком зажаты между кольцами,
подшипник будет нагреваться и преждевременно выйдет из строя.
При слишком большом зазоре работа подшипника будет сопровож-
даться сильной вибрацией с характерным шумом. Подшипники
подбирают в пары по допустимой разности радиальных зазоров. В
подобранных парах подшипников измеряют на том же приспособле-
нии их суммарный осевой зазор (разбег). От правильно подобран-
Ремонт механ ического оборудования
395
них зазоров зависит нормальная работа подшипников и буксы в
целом.
Перед установкой скомплектованных подшипников на шейку' оси
колесной пары проверяют наружный диаметр внутренних колец.
У переднего подшипника этот диаметр должен быть меньше, чем у
заднего. Только в этом случае будет обеспечен проход заднего наруж-
ного кольца с роликами через внутреннее переднее кольцо при уста-
новке корпуса буксы на шейку оси. Диаметры отверстий внутренних
колец должны быть меньше диаметра шейки оси на размер натяга, оп-
ределяемого нормами.
Сборку буксы выполняют в такой последовательности На пред-
подступичную часть оси, предварительно смазанную минеральным
маслом, надевают с натягом лабиринтное кольцо 2 (см. рис. 2.17). Для
этого его предварительно нагревают до температуры 140—160 °C. За-
тем на шейку оси последовательно устанавливают внутреннее кольцо
4 заднего подшипника, малое дистанционное кольцо 6, внутреннее
кольцо и упорную шайбу 14 переднего подшипника. Внутренние
кольца устанавливают заранее подобранными по натягу и нагретыми
до температуры 100—120 °C, а дистанционное и упорное — холодны-
ми. На резьбовую часть оси навинчивают осевую гайку 13. По мере
остывания внутренних колец подшипников гайку подтягивают клю-
чом, а после остывания гайку и упорное кольцо снимают.
Одновременно в корпусе буксы на скользящей посадке последова-
тельно устанавливают наружное кольцо 3 заднего подшипника с ро-
ликами, большое дистанционное кольцо 5 и наружное кольцо с роли-
ками переднего подшипника. При этом в полость между подшипни-
ками закладывают консистентную смазку. Собранную таким образом
буксу надевают на напрессованные на шейку оси внутренние кольца
подшипников, ставят упорное кольцо и на резьбовую часть шейки
оси навинчивают осевую гайку. Затем ставят стопорную планку 11 и
закрепляют ее двумя болтами 12. Болты соединяют вязальной прово-
локой 10. Треть свободного пространства передней части буксы за-
полняют смазочным материалом, после чего буксу закрывают крепи-
тельной и смотровой крышками.
Контрольные вопросы
1.	Н азовите основн ые причины чрезмерного нагрева букс.
2.	Какие работы выполняют при промежуточной ревизии букс?
3.	Когда выполняют полную ревизию букс и в чем она заключается?
4. В какой последовательности выполняют сборку буксы?
396
Глава 12
12.6.	РЕМОНТ ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
В процессе эксплуатации электропоезда могут возникать следующие
неисправности тяговой передачи: трещины в корпусе редуктора, тре-
щины и излом зубьев зубчатой передачи, выход из строя роликопод-
шипников, распрессовка фланцев упругой муфты, повреждение упру-
гой оболочки, обрыв болтов и пр.
При ремонте тягового привода разбирают упругую муфту, отсоеди-
няют поводки фрикционных гасителей колебаний от букс и рамы те-
1ежки и выкатывают колесные пары. Перед разборкой редуктора от-
ворачивают пробку сливного отверстия (см. рис. 2.26) и сливают сма-
зочный материал. Убеждаются в отсутствии механических примесей в
смазочном материале, растирая его между пальцами.
После разборки и промывки осуществляют дефектаровку деталей.
Перекос верхней и нижней половины корпуса редуктора по прива-
ленным поверхностям более 0,5 мм выправляют с обязательным мест-
ным подогревом.
Крышки редуктора, имеющие сквозные трещины, заменяюгновыми.
Посадочные поверхности крышек, имеющих ослабление, восстанавлива-
ют наплавкой с последующей механической обработкой. Износ отвер-
стий для крышек подшипников шестерни устраняют расточкой на боль-
ший диаметр с последующей приточкой крышек по этим размерам, со-
блюдая натяг и обеспечивая их плотную посадку в корпус редуктора.
Поврежденную резьбу в отверстиях корпуса редуктора при необхо-
димости заваривают и нарезают новую.
Вал и венцы шестерни и зубчатого колеса подвергают магнитной
дефектоскопии. При обнаружении трещин, вмятин, выкрашиваний
детали заменяют. Изношенную поверхность вала восстанавливают
вибродуговой наплавкой с последующей механической обработкой.
Стержень подвески редуктора (см. рис. 2.28) подвергают магнит-
ному контролю. При необходимости изготовляют новые удлиненные
стержни с постановкой гаек и контргаек и термообработкой. Оси
шарнира подвески редуктора заменяют новыми.
Фланцы упругой муфты (см. рис. 2.29) подвергают магнитной де-
фектоскопии. Фланцы, втулки, кольца и полукольца, имеющие тре-
щины. изломы и сколы, заменяют новыми.
Проверяют посадку втулок. При ослаблении посадки отверстие
растачивают на больший размер и запрессовывают с натягом новую
втулку. Задиры, забоины, следы коррозии на посадочных поверхно-
стях не допускаются.
Упругую оболочку и болты, имеющие сорванные нитки резьбы, за-
меняют новыми.
Ремонт механического оборудования
397
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные неисправности тягового привода.
2.	Назовите возможные неисправности корпуса редуктора и способы
их устранения.
3.	Какие детали тяговой передачи подвергают магнитной дефекто-
скопии?
12.7.	РЕМОНТ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ
Все детали центрального рессорного подвешивания промывают, очи-
щают и производят дефектировку. При осмотре надрессорного (цент-
ральною) бруса 18 (см. рис. 2.11) убеждаются в отсутствии трещин в
сварных швах, в местах крепления опор боковых скользунов 15 и
кронштейнов гидравлических гасителей колебаний 2. В необходимых
случаях трешины заваривают. В торцевых упорах бруса при наличии
вырывов и трещин в резине амортизатор заменяют. Проверяют износ
по внутреннему диаметру и поверхности боковых скользунов бруса,
при необходимости заменяют их новыми.
Подвески 3, серьги 4 и валики (см. рис. 2.18), имеющие трещины и
надрывы, заменяют, изношенные сверх допустимых норм — восстана-
вливают элекгродуговой или газопламенной наплавкой с последую-
щей механической обработкой. Головки подвесок, имеющие износ
свыше допустимого, наплавляют и обрабатывают до чертежных раз-
меров. Детали, имеющие местные погнутости и вмятины, выправля-
ют после предварительного нагрева до температуры 600—700 °C.
Замене новыми подлежат втулки в кронштейнах гидравлических
гасителей колебаний с ослаблением посадки или изношенные по вну-
треннему диаметру, резиновые амортизаторы и прокладки, которые
имеют трешины, надрывы, отслоения резины от арматуры, расслое-
ния или потерявшие эластичность.
В буксовом подвешивании моторных тележек (см. рис. 2.19) про-
веряют ось 15 и прочность ее посадки в основании 14 фрикционного
гасителя колебаний, приваренного к раме тележки. Если имеются
трещины, износ выше нормы или сорвана резьба, ось заменяют. Про-
веряют состояние неподвижного стального диска 16 и крепление его
к основанию. Выбоины, трещины и задиры на нем не допускаются.
Осматривают рычаг 2 с фрикционными дисками. При наличии тре-
щин, надрывов и износе выше допустимой нормы диски заменяют
новыми. Резиновые втулки-амортизаторы /2 с трещинами и надрыва-
ми также заменяют. В пружинах 18 изломы и трешины не допус-
каются.
398
Глава12
В буксовом подвешивании тележек прицепного вагона (см.
рис. 2.21) резиновые амортизаторы 8, !2, имеющие трещины и выры-
вы, заменяют. Незначительные задиры и риски на рабочих поверхно-
стях сухарей 5 и колец 4 зачищают. Просевшую пружинную шайбу 10
заменяют.
Проверяют прочность крепления шпинтонов 9 к раме тележки.
Шпинтоны с износом более допустимого нормами допусков и изно-
сов восстанавливают наплавкой с последующей механической обра-
боткой до чертежных размеров. Все привалочные поверхности шпин-
тонов должны находиться в одной горизонтальной плоскости. Для
выравнивания привалочной поверхности шпинтонов и обеспечения
их вертикального положения под основание шпинтонов устанавлива-
ют прокладки (не более двух с общей толщиной 8 мм) с креплением их
не менее чем двумя болтами и приваркой прерывистым швом.
Резиновые амортизаторы 8,12, имеющие износ по диаметру и тол-
щине свыше допустимых размеров, заменяют новыми.
Пружины центрального и буксового подвешиваний при наличии
трещин, изломов, потертостей и коррозионных повреждений заменя-
ют новыми. Просевшие по высоте и перекошенные пружины восста-
навливают с соответствующей термической обработкой (закалкой и
отпуском). Витки пружин разводят на пружинно-правильном станке.
Нагретую пружину надевают на оправку и зажимают в штампах. При
этом шаг витков получается одинаковым. Пружины, имеющие неров-
ные поверхности опорных витков, затачивают на наждачных станках.
С целью увеличения срока службы пружин их подвергают наклепу в
дробеструйной установке. Отремонтированные и вновь установлен-
ные пружины окрашивают черным лаком для защиты от коррозии.
При обнаружении на поверхности кожуха гидравлического гасите-
ля колебаний масляной пленки без других следов течи масла гаситель
колебаний прокачивают под вагоном в следующем порядке: освобож-
дают верхнюю головку крепления (см. рис. 2.23); поворачивают гаси-
тель в горизонтальное положение вокруг нижнего шарнира на себя;
вручную ломиком, продетым в отверстие верхней головки, прокачи-
вают гаситель колебаний (число ходов при прокачке должно быть
2-3). Если поршень перемещается туго, плавно, без рывков, гаситель
считается исправным; если легко и рывками — проводят ревизию га-
сителя с полной его разборкой.
При ремонте гидравлического гасителя колебаний резиновые де-
тали — кольца, прокладки, манжеты, а также поршневые кольца заме-
няют новыми. Тщательно осматривают шток поршня 8, трещины в
нем не допускаются. При наличии задиров, вмятин, выбоин и незна-
чительного износа шток шлифуют. При большем износе шток восста-
Ремонт механического оборудования
399
навливают хромированием с последующей шлифовкой или виброду-
говой наплавкой с последующей обточкой и шлифовкой.
Осматривают рабочий цилиндр 5. Трещины, а также выкрашива-
ние цементированного слоя на цилиндре не допускаются. Риски, за-
диры, овальность, коррозию устраняют шлифовкой внутреннего диа-
метра цилиндра. В наружном цилиндре 6 проверяют плотность свар-
ных швов, наливая для этого в него керосин и выдерживая 10 мин
Течь сварного шва устраняют сваркой.
Осматривают наружный кожух. Помятость и овальность кожуха
выправляют медным молотком на оправке. Помятую или поврежден-
ную резьбу исправляют на токарно-винторезном станке. Если сорва-
но более двух ниток резьбы, кожух заменяют, либо восстанавливают
наплавкой с последующей механической обработкой. Отремонтиро-
ванный кожух снаружи и внутри окрашивают эмалью.
Все детали клапана тщательно промывают, изношенные или с по-
врежденной резьбой детали заменяют новыми. Просевшие или изло-
манные пружины и шарики с забоинами, царапинами и коррозией
также заменяют. Для устранения протекания масла между притироч-
ной поверхностью и шариком клапана допускается единичным уда-
ром молотка через оправку по шарику уплотнить поверхность. При-
тирочную поверхность клапана при наличии на ней рисок и царапин
притирают пастой ГОИ.
Отремонтированный гаситель колебаний устанавливают на испы-
тательный стенд и прокачивают в течение 2 мин с частотой 60 ходов
штока в 1 мин. Затем подключают самопишущее устройство стенда и
снимают рабочую диаграмму. По форме диаграммы (табл. 12.1) мож-
но судить о неисправностях гасителя колебаний.
После испытаний гидравлического гасителя колебаний проверяют
сальниковое уплотнение. Если при нахождении в горизонтальном по-
ложении гасителя на протяжении 12 ч не появится течь, гаситель ко-
лебаний считается годным.
Регулирование рессорного подвешивания осуществляют после
подкатки тележек под кузов вагона. Регулируют зазор между пятни-
ком и подпятником вагона. В случае отклонения зазора от чертежно-
го размера, под скользуны тележек подкладывают регулировочные
прокладки.
Регулируют высоту оси автосцепки относительно головок рельсов,
устанавливая прокладки соответствующей толщины под комплекты
пружин буксового и центрального подвешивания.
Проверяют положение надрессорного бруса и гидравлического га-
сителя колебаний, обеспечивая необходимые зазоры путем приварки
накладок на балки рамы тележки.
400
Глава 12
Таблица 12.1
Состояние гидравлического гасителя колебаний, определяемое по форме рабо-
чей диаграммы
Форма диаграммы		Неисправность гидравлического гасителя колебаний
отдача	сжатие	
		Исправен
		1. В клапанах увеличены дроссельные отверстия 2. Увеличен зазор между штоком и направляющей 1.	Недостаточное количество масла 2.	Засорен нижний клапан 3.	Неплотный контакт между цилиндром и ниж- ним клапаном Засорен верхний клапан (клапан штока) 1. Ослаблено резьбовое соединение между што- ком и верхней головкой 2. Ослаблена гайка крепления корпуса 1. Перекосы между штоком и направляющей 2. Задиры поршня или цилиндра Засорены верхний и нижний клапаны Заклинен поршень в цилиндре
1	)	
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные неисправности узла центрального подве-
шивания. Какими способами их устраняют?
2.	Назовите неисправности в узлах буксового подвешивания мотор-
ных вагонов.
3.	Какие неисправности возможны в узлах буксового подвешивания
прицепных вагонов?
4.	Как ремонтируют пружины узлов рессорного подвешивания?
Ремонт механического оборудования
401
5.	Как проверить годность гидравлического гасителя колебаний без
снятия с вагона?
6.	Назовите основные неисправности гасителей колебаний и спосо-
бы их устранения.
12.8. РЕМОНТ АВТОСЦЕПНЫХ УСТРОЙСТВ
В процессе эксплуатации в автосцеп ном устройстве (автосцепке) мо-
гут возникать следующие неисправности и повреждения: трещины и
излом корпуса, износ соприкасающихся поверхностей малого и боль-
шого зубьев, деталей замка, тягового хомута и клина, клинового от-
верстия хвостовика корпуса автосцепки, ударной розетки, центриру-
ющей баночки и пр. (см. рис. 2.30).
Для проведения ремонта съемные узлы и детали автосцепного уст-
ройства снимают с вагона независимо от состояния и направляют в
специализированные отделения, имеющие необходимую технологи-
ческую оснастку и комплекты проверочных и контрольных шабло-
нов.
К несъемным деталям относятся ударная розетка, передние и зад-
ние упоры, располагаемые на хребтовой балке рамы кузова, и детали
расцепного привода (кронштейн, расцепной рычаг).
Ремонт корпуса автосцепки начинают с проверки шаблонами
большого и малого зубьев. Изношенные места восстанавливают на-
плавкой с последующей механической обработкой до чертежных раз-
меров, которые проверяют контрольными шаблонами.
Для свободного перемещения одной автосцепки относительно
другой при движении электропоезда поверхности малого и большого
зубьев должны иметь ломаный вертикальный профиль (рис. 12.1), со-
ответствующий специальным шаблонам. Особой точности требуют
работы по наплавке и обработке поверхностей контура зацепления.
Нетщательная обработка ведет к быстрому износу другой автосцепки.
Нарушение контура зацепления может привести к потере взаимосне-
пляемости автосцепок. После наплавки и обработки малого и большого
зубьев контур зацепления проверяют специальными шаблонами.
Помимо износа корпус автосцепки может иметь трещины, кото-
рые заваривают в соответствии с инструкциями электродуговой и га-
зовой сваркой. Наплывы металла зачищают.
Ремонтируют изношенные детали замка, контролируя их размеры
соответствующими шаблонами. Восстанавливают электронаплавкой
с последующей механической обработкой толщину замыкающей час-
ти замка и кромки овального отверстия, предохранитель и замкодер-
жатель, подъемник замка и валик подъемника. При изломе шипа на
402
Глава 12
Рис. 12.1. Вертикальный про-
филь большого и малого зубьев и
контур зацепления автосцепки
замке (для предохранителя) остатки
шипа срезают, а в зоне постановки
нового шипа высверливают отвер-
стие и нарезают новую резьбу. Новый
шип ставят на резьбе и приваривают.
При изломе сигнального отростка
замка место излома вырубают и к
замку приваривают вновь откован-
ный сигнальный отросток.
Запирающий механизм автосцеп-
ки считается исправным, если при
нажатии на торец замка он уходит внутрь корпуса, а после прекраще-
ния нажатия возвращается в первоначальное положение.
Ремонт тягового хомута заключается в наплавке изношенных по-
верхностей с последующей механической обработкой. Клин тягового
хомута восстанавливать наплавкой или сваркой нельзя, его заменяют.
Ремонт ударной розетки и центрирующей бал очки заключается в
восстановлении изношенных мест наплавкой с последующей обра-
боткой. Трещины в верхней и боковых частях розетки разделывают и
заваривают. Изношенные головки маятниковых подвесок наплавля-
ют с последующей механической обработкой. Заварка трещин в под-
весках не допускается.
В деталях расцепного привода заваривают разработанные отвер-
стия с последующим рассверливанием, наплавляют изношенные по-
верхности, заваривают не более одной трещины в кронштейне рас-
цепного привода. Погнутые рычаги выправляют, поврежденные цепи
привода заменяют. Длину цепей регулируют в процессе проверки дей-
ствия расцепного привода. Она должны быть такой, чтобы плоскую
часть расцепного рычага можно было положить на горизонтальную
полочку кронштейна.
На каждой отремонтированной детали автосцепки должны быть
выбиты соответствующие клейма. Место, на которое ставят клеймо,
предварительно зачищают до металлического блеска (старые клейма
удаляют). Клеймо содержит номер ремонтного пункта и дату ремонта.
После клеймения все детали автосцепного устройства, кроме внут-
ренней поверхности корпуса, зева автосцепки и деталей сцепного ме-
ханизма, окрашивают черной краской, а сигнальный отросток замка —
красной.
После регулировки рессорного подвешивания кузова замеряют
высоту продольной оси автосцепки над головкой рельса в двух местах —
у малою зуба и у входа хвостовика в ударную розетку. По разности меж-
ду замеренными расстояниями определяют отклонение автосцепки от
Ремонт механического оборудования
403
горизонтали вниз (провисание), которое не должно превышать 3 мм,
а отклонение вверх - 5 мм. Разница между высотами осей автосцепок
по обоим концам вагона электропоезда должна быть не более 20 мм.
При необходимости выполняют регулировку.
Контрольные вопросы
1.	Назовите основные неисправности автосцепных устройств.
2.	Какие работы выполняют при ремонте автосцепок?
3.	Каким образом определяют исправность запирающего механизма?
4.	Как определить отклонение от горизонтали продольной оси авто-
сцепки?
12.9 РЕМОНТ КУЗОВА
В процессе эксплуатации образуются 'трешины в брусьях рамы, изги-
бы отдельных балок и каркаса кузова. Появляются вмятины, пробои-
ны в обшивке, коробятся ее листы. Деревянные детали подвергаются
гниению, расслоению фанерных листов. Линолеум и дермантин с те-
чением времени вытираются и рвутся. Нарушаются уплотнения две-
рей и окон. Кроме того, металлические детали подвергаются корро-
зии.
Сварные рамы кузовов при прогибах в вертикальной и горизон-
тальной плоскостях свыше допустимых норм исправляют с помощью
винтовых затяжек и домкратов, предварительно подогрев поврежден-
ные места газовыми горелками или паяльными лампами. Трещины и
изломы заваривают, также подогревая поврежденное место. Восста-
новление балок, поврежденных коррозией или имеющих местные вы-
работки, осуществляют электронаплавкой, предварительно зачищая
поврежденное место до металлического блеска. Сплошные трещины
в швеллерных балках устраняют заваркой с усилением поврежденно-
го места с обеих сторон накладками.
В местах установки автосцепных устройств тщательно проверяют
все заклепочные соединения. Ослабленные заклепки в труднодоступ-
ных местах заменяют призонными болтами. Старые отверстия после
удаления заклепок развертывают, а затем притачивают болты. Изно-
шенные упорные угольники восстанавливают либо наплавкой рабо-
чих поверхностей, либо приваркой пластин толщиной не менее 5 мм.
При обнаружении в розетке автосцепки трещин и ослабления закле-
пок розетку снимают, при необходимости правят буферный брус и
приклепывают на место новую розетку.
404
Глава 12
При ремонте опор кузова проверяют гнездо пятника и износ
скользунов. В случае необходимости замены угольников гнезда их
срезают и затем приваривают новые. Плоские скользуны рамы кузова
восстанавливают наплавкой рабочей поверхности с последующей ме-
ханической обработкой.
Обшивку кузова вагона перед ремонтом очищают от старой крас-
ки и ржавчины для выявления дефектов. При волнистости стен листы
правят. Небольшие местные вмятины выправляют шпаклевкой. Лис-
ты крыши, имеющие пробоины, ремонтируют, устанавливая наклад-
ки, перекрывающие пробоины.
Деревянные и полимерные детали кузова помимо механических
повреждений, связанных с нарушением порядка проезда некоторыми
пассажирами, в процессе эксплуатации подвергаются гниению, ко-
роблению, износу. Загнившие или имеющие косые трещины доски
заменяют. Местные повреждения оконных или дверных брусков ре-
монтируют постановкой вставок в форме ласточкина хвоста из дерева
той же породы, что и брусок. Поврежденные листы линолеума выре-
зают, а деревянную обшивку, на которой укреплен линолеум, очища-
ют от неровностей. Из линолеума такой же расцветки вырезают но-
вую вставку, подгоняют ее по мешу встык, ставят на слой подмазки и
плотно раскатывают, прошивая по всему периметру обойными гвоз-
дями. Для сохранения деревянного настила пола линолеум, изношен-
ный более чем на 20%, заменяют.
При ремонте внутренней обшивки кузова вагона проверяют креп-
ление диванов, багажных полок и вешалок. Ослабленные шурупы вы-
вертывают, в разработанные отверстия ставят на казеиновом клее
пробки, в которые вновь ввертывают шурупы. Производят ремонт
обивки полумягких диванов. Сорванные багажные полки и вешалки
можно укреплять на новом месте, отстоящем от crrapoi о на 20 мм. Ста-
рое место заделывают пробкой и закрывают отделочным материалом.
Восстанавливают уплотнение окон и дверей, разбитые стекла заменя-
ют, а дребезжащие укрепляют полосками резины.
При ремонте наружных раздвижных дверей демонтируют дверной
механизм (см. рис. 2.2), все его детали промывают. Осматривают рель-
сы, подвески, сепараторы, кронштейны. Трещины в деталях заварива-
ют, погнутые детали выправляют в холодном состоянии, изношенные
восстанавливают электронаплавкой с последующей механической
обработкой- Сорванную резьбу в резьбовых отверстиях восстанавли-
вают, крепежные изделия с сорванной резьбой заменяют. Ролики с
трещинами, расслоениями и потертыми местами заменяют. Резино-
вую окантовку створок дверей при наличии вырывов, сквозных тре-
щин заменяют.
Ремонт механического оборудования
405
Разбирают дверной цилиндр и промывают его детали (кроме рези-
новых и манжет). При наличии на рабочих поверхностях цилиндра,
штока, втулки трещин и глубоких задиров их заменяют. Поврежден-
ную резьбу восстанавливают. Трущиеся поверхности деталей смазыва-
ют. Войлочные сальники пропитывают смазочным материалом.
После монтажа дверного механизма регулируют положение ство-
рок, устанавливая прокладки под скобы крепления дверных цилинд-
ров. Регулируют ход створок, а также зазор между нижней кромкой
двери и порогом. При закрытых дверях в проеме створок не должно
быть сквозного зазора.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные неисправности кузова.
2.	Как устраняют прогибы рамы кузова?
3.	Как ремонтируют опоры кузова?
4.	Какие неисправности появляются в деревянных деталях кузова,
как их ремонтируют?
12.10. СМАЗЫВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Для предотвращения и снижения износа трущихся поверхностей, а
также защиты металлических деталей от коррозии применяют раз-
личные смазочные материалы.
Выбор смазочною материала и способа смазывания зависит от
конструкции смазываемых узлов и условий их работы. На подвижном
составе железных дорог при меняют жидкие минеральные масла, твер-
дые, пластичные (консистентные) и микрокапсульные смазки. Для
улучшения и придания смазочным материалам необходимых качеств
в них добавляют специальные присадки.
Минеральные масла характеризуются в основном вязкостью, тем-
пературами вспышки и застывания.
Вязкость — основной показатель качества смазочного материала.
При рабочей температуре узла трения вязкость должна иметь опти-
мапьное значение. Повыв генная вязкость масла увеличивает сопроти-
вление в трущихся деталях. Понижение вязкости приводит к наруше-
нию величины минимального зазора, необходимого для жидкостного
трения, и вызывает повышенный износ трущихся поверхностей. С
повышением температуры вязкость масел резко снижается. Вязкость
минеральных масел выбирают с учетом удельного давления и относи-
тельной скорости трущихся деталей. С увеличением давлотая и
уменьшением скорости применяют более вязкие масла.
406
Глава 12
Температура вспышки — это температура, при которой пары нагре-
того масла вспыхивают при поднесении пламени. Температура за-
стывания — это температура, при которой масло теряет текучесть.
В зависимости от целевого назначения масла подразделяют на ин-
дустриальные (общего назначения), компрессорные, электроизоля-
ционные (трансформаторные), приборные, осевые и др.
Твердые смазки — это кристаллические вещества, имеющие слои-
стую структуру. Их применяют в качестве основной смазки в узлах
трения и как добавки, существенно повышающие эффективность ма-
сел. К твердым смазкам относятся графит, слюда, силикагель, дисуль-
фиды молибдена, вольфрама и др. Используют также композиционные
смазочные материалы, которые представляют собой комбинацию от-
дельных видов твердых смазок, обеспечивающую оптимальное соче-
тание их смазочных свойств и механической прочности.
Пластичные смазки представляют собой жидкие масла, специаль-
ным образом загущенные для того, чтобы придать им ряд эксплуата-
ционных свойств, которые не могут быть обеспечены ни жидкими, ни
твердыми смазочными материалами. В качестве загустителей исполь-
зуют природные жиры или синтетические жирные кислоты. Одной из
основных характеристик пластичных смазок является температура
каплепадения. Для того чтобы смазка не вытекала из-под трущихся по-
верхностей, температура ее каплепадения должна быть на 15—20°С
выше рабочей температуры узла трения.
Присадки и наполнители, введенные в пластичные смазки для
улучшения их эксплуатационных свойств, определяют область их
применения.
Среди кальциевых смазок наиболее распространенными являются
солидолы УС, применяемые при температуре 60—70 °C.
Натриевые смазки по распространению уступают кальциевым,
чувствительны к воде, могут работать при температурах до +140 °C.
Наибольшее применение нашли смазки ЖД-1, ЖБ, ЖК.
Натриево-кальциевые смазки по механическим свойствам близки к
натриевым и применяются при температуре до +90 °C. Наибольшее
распространение получили смазки 1-13 и 1-ЛЗ.
Литиевые смазки применяют чаще, чем натриево-кальциевые.
Они нечувствительны к воде и могут работать при температуре до
+120 °C. Наиболее распространены литиевые смазки ЖРО, ЖТКЗ-65.
Сведения об основных смазочных материалах приведены в
табл. 12.2.
Микрокапсульные смазки представляют собой набор отдельных
мелких (размером от нескольких микрометров до 1—2 мм) частиц-
капсул. Капсула состоит из смазочного материала, заключенного в
Ремонт механического оборудования
407
Таблица 12.2
Характеристика и примеры использования смазочных материалов
Смазочный материал	Характеристика	Применение
Осевое масло: Л(летнее)		В шарнирных соединениях и местах трения рычажной
3 (зимнее)	—	передачи
Компрессорное масло: К-12 К-19 КС-19		В компрессорах зимой летом при -30 °C и ниже
Приборное масло мвп	—	В гидравлических гасителях колебаний,контакторах, стек- лоочистителях
Индустриальное масло И-^(ве- ретенное)		Для смазывания различных деталей, работающих при нормальной температуре окружающей среды
Трансформаторное масло ТКп	—	В трансформаторах
ЖРО	Однородная мазьотсветло- до темно-коричневого цвета	В подшипниках качения (от -50до+120°С)
ЖТКЗ-65,	Однородная мазь от светло-	В автотормозных приборах
ЦИАТИМ-201	желтого до коричневого цвета	(от-60 до+90 °C)
Графитовая смазка	Твердая, темно-серого	Для полозов токоприемни-
СГС-О.СГС-Д	цвета	ков
Антиобледенитель-	Однородная мазь от светло-	Защита токоприемников от
ная смазка ЦНИИ-КЗ	желтого до коричневого цвета	образования льда
Солидолы жировые	Маслянистая мазьогсветто-	В узлах трения в механиче-
и синтетические	до темно-коричневого цвета	ской части вагона
Стержни смазочные	Однородная непрозрачная	Для смазывания гребней
сульфид-молибде- новые МЭ-22	паста	бандажей
достаточно прочную полимерную оболочку. При определенном меха-
ническом или термическом воздействии оболочка капсулы разруша-
ется, высвободившееся масло выделяется на поверхности трения.
Глава 13
Ремонт электрических машин,
тяговых трансформаторов
и выпрямительных установок
13.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Анализируя причины отказов в работе электропоездов, установили,
что 30—40% случаев отказов связано с неисправностями электриче-
ских машин.
Электрические машины электропоездов работают в очень тяжелых
условиях, особенно тяговые двигатели. В отличие от стационарно ус-
тановленных электрических машин они подвержены толчкам, тряске
и атмосферным воздействиям. Попадающие в машины влага и пыль
снижают диэлектрическую прочность изоляции обмоток. При низких
температурах влага способствует обледенению коллектора и щеточно-
го аппарата, что вызывает сильное искрение под щетками.
При работе тяговые электродвигатели подвергаются большим пе-
регрузкам по току. Частые пуски, увеличение тока при движении по-
езда на подъеме приводят к нагреву обмоток, старению изоляции и
постепенному тепловому ее разрушению. Боксование колесных пар,
неправильное применение рекуперативного и реостатного торможе-
ния, возникновение юза также вызывают перегрузки тяговых двигате-
лей.
При восстановлении сцепления с рельсами боксующей колесной
пары частота вращения якоря мгновенно уменьшается, запас кинети-
ческой энергии вращающегося якоря превращается в удар, передава-
емый на детали двигателя и зубчатой передачи, вызывая их поврежде-
ния.
Ухудшает работу тяговых двигателей любое отклонение подводимо-
го к ним напряжения от номинального значения. Например, при отры-
ве токоприемника от контактного провода происходит резкое снижение
напряжения, а при грозовых разрядах — резкое его повышение.
Особенно опасно повышенное напряжение, которое может вы-
звать круговой огонь на коллекторе и пробой изоляции обмоток,
кронштейнов щеткодержателей. Быстрое нарастание тока при пере-
ходных процессах в тяговых двигателях также может вызнать круговой
огонь
Ремонт электрических машин
409
Перед ремонтом очищенные и обмытые электрические машины
осматривают для выявления внешних дефектов. С помощью ручного
вибрографа проверяют вибрацию двигателя. Если она превышает
0,15 мм, якорь двигателя балансируют. Индикатором проверяют бие-
ние коллектора. При превышении допустимых норм коллектор под-
лежит обточке.
Проверяют выработку коллектора с помощью специального шаб-
лона или линейки и щупа.
На работающих под напряжением 220 В электрических машинах
на слух определяют работу якорных подшипников. На неработающих
машинах щупом определяют радиальные зазоры (между роликами и
внутренними кольцами). С помощью индикатора проверяют осевой
разбег якоря, смешая его в остове до упора в крайние положения.
Проверяют с помощью щупов воздушные зазоры между сердечни-
ками полюсов и якорем машины. Отклонения от номинальных значе-
ний изменяют эксплуатационные характеристики машин.
Измеряют мегаомметром сопротивление изоляции, которое у тя-
говых двигателей должно быть не менее 5 МОм, у вспомогательных
машин постоянного тока — не менее 3 МОм, у асинхронных машин
переменного тока — не менее 1,5 МОм. При меньших значениях со-
противления изоляции измеряют сопротивление отдельных участков,
выявляя дефектные места. С помощью измерительных мостов опре-
деляют активное сопротивление обмоток электрических машин. Ме-
ста повышенного сопротивления определяют на ощупь при пропуска-
нии через неисправную катушку двухкратного значения тока часово-
го режима проверяемой машины. Неисправности, выявленные в ходе
осмотра электрических машин, фиксируют в специальном журнале.
Контрольные вопросы
I.	Назовите причины, вызывающие неисправности электрических
машин.
2.	С какой целью проводят осмотр электрических машин перед ре-
монтом? В чем он заключается?
3.	Как определяют сопротивление изоляции и активное сопротивле-
ние обмоток электрических машин?
13.2.	РЕМОНТ ОСТОВОВ, СТАТОРОВ И ПОЛЮСОВ
Наиболее характерными неисправностями являются повреждения
корпуса (остова, статора), подшипниковых щитов, подшипников,
вентиляционных сеток, крышек коллекторных люков. Возникают
410
Глава 13
также ослабление крепления полюсов к остову и крепления катушек на
сердечниках полюсов или в пазах статоров асинхронных машин, рассло-
ение пакета сердечников главных полюсов и статоров асинхронных ма-
шин, межвитковые замыкания в катушках статорных обмоток, обрыв или
нарушение контакта в одной из фаз асинхронных машин и пр.
Ремонт механической части остовов и статоров. Стальные корпуса
электрических машин ремонтируют с помощью электросварки и по-
лимерного клея ГЭН-150В.
Трешины, идущие от отверстий под болты для крепления подшип-
никовых щитов и направленные к кромке якорной горловины, а так-
же трещины в углах коллекторного люка устраняют электросваркой с
последующей механической обработкой до номинальных размеров.
Восстановление резьбы в отверстиях остова, предназначенных для
крепления подшипниковых щитов, кронштейнов щеткодержателей, а
также в отверстиях подшипниковых щитов осуществляют двумя спо-
собами. При первом способе дефектное отверстие рассверливают на
больший стандартный диаметр и заваривают его с последующим
сверлением и нарезкой новой резьбы. При втором способе отверстие
также рассверливают на больший диаметр, снимают фаски и запрес-
совывают втулку с соответствующей резьбой. Затем втулку привари-
вают по торцам и место сварки зачищают.
Горловины корпуса с повышенным износом ремонтируют элект-
ронаплавкой.
Подшипниковые щиты с трещинами, дефектными резьбовыми от-
верстиями и изношенной поверхностью ремонтируют так же, как и
корпуса. Для восстановления поверхностей подшипниковых щитов с
небольшим износом вместо наплавки наносят небольшой по толщи-
не слой (в пределах 0,2 мм) полимерного покрытия (клей ГЭН-150В).
Щиты со сквозными радиальными трещинами или трещинами, кото-
рые могут привести к отколу лабиринтных буртов, заменяют. Изно-
шенные выше нормы войлочные уплотнения крышек подшипнико-
вых щитов также заменяют. Крышки подшипниковых щитов ремон-
тируют так же, как и щиты.
В крышках коллекторных люков заваривают трешины. обеспечива-
ют плотное прилегание крышки к бурту окна, поврежденные уплот-
нения заменяют новыми. Замки регулируют так, чтобы крышки плот-
но прилегали к буртам люков. Неисправные замки заменяют.
При ремонте якорных подшипников проверяют радиальные зазоры.
На тяговые двигатели устанавливают подшипники, разница радиаль-
ных зазоров которых не превышает 0,05 мм. Запрессовывают под-
шипники в подшипниковые щиты с помощью гидравлических или
пневматических прессов.
Ремонт электрических машин
411
Сердечники полюсов с распушёнными листами пакетов, лопнувши-
ми заклепками, подгарами и оплавлениями заменяют Ослабление
крепления сердечников полюсов определяют обстукиванием молот-
ком полюсных болтов или по растрескиванию вокруг них компаунд-
ной массы. Сердечники и болты с сорванной резьбой заменяют
При сдвиге сердечника статора относительно корпуса или ослаб-
.лении его крепления проверяют состояние крепящих его штифтов
При необходимости штифты подтягивают, неисправные заменяют.
Ремонт электрической части остовов и статоров. Катушки полюсов с
обнаруженными межвитковыми замыканиями, а также повреждения-
ми витковой меди заменяют.
Катушки, имеющие пробой корпусной изоляции, прожоги, ре-
монтируют со снятием покровной (наружной) изоляции и восстанов-
лением корпусной (внутренней) изоляции. Покровную изоляцию,
служащую для защиты корпусной, снимают, восстанавливают корпус-
ную изоляцию, а затем накладывают новую покровную изоляцию.
После пропитки лаком и сушки катушки полюсов опрессовывают для
получения чертежных габаритных размеров. Посадку полюсных кату-
шек на сердечниках уплотняют постановкой прокладок из электро-
картона (прессшпана, пропитанного изоляционным лаком).
Если магнитная система остова и изоляция полюсных катушек на-
ходятся в удовлетворительном сост оянии, то ремонт остова осущест-
вляют без демонтажа полюсов. В этом случае катушки тщательно очи -
тают, сушат и покрывают электроизоляционной эмалью.
Катушки статорной обмотки ремонтируют так же, как и катушки
полюсов. При ослаблении посадки катушек в пазах сердечника стато-
ра их закрепляют путем подбивки между клиньями прокладок из
электрокартона. Клинья с трещинами заменяют.
Контрольные вопросы
I.	Перечислите наиболее характерные неисправности остовов и ста-
торов электрических машин.
2.	Какие работы выполняются при ремонте механической части ос-
товов и статоров?
3.	В чем заключается ремонт электрической части остовов и статоров?
13.3.	РЕМОНТ ЯКОРЕЙ И РОТОРОВ
Наиболее характерны такие неисправности, как забоины и задиры на
рабочих поверхностях коллекторов, посадочных поверхностях валов;
ослабление посадки колец, втулок; ослабление крепления элементов
412
Глава 13
якоря и ротора в результате действия центробежных сил и вибраций;
подгары и оплавления отдельных элементов якорей и роторов вслед-
ствие искрения и перебросов электрической дуги; повышенный на-
грев обмоток; старение изоляции и др.
Якорь электрической машины (см. рис. 3.1,3.4) после его очистки
тщательно проверяют, определяя объем ремонтных работ. Перед тем
как приступить к ремонту якоря, измеряют сопротивление его изоля-
ции, активное сопротивление обмотки, убеждаются в отсутствии
межвитковых замыканий и обрывов витков секций, проверяют каче-
ство пайки обмотки в петушках коллектора. После замеров тщатель-
но осматривают все узлы и детали якоря.
Перед ремонтом роторов электрических машин переменного тока
контролируют сопротивление изоляции обмотки статора между фаза-
ми, а также фазами и корпусом. Подключив машину на напряжение
380 В, убеждаются в отсутствии задевания ротора за статор, обрыва и
замыкания в обмотках или выводах фаз.
Ремонт механической части. При обнаружении ослабления внутрен-
них колец подшипнике» или втулок, трещин на них, а также износа
сверх установленных норм дефектные детали спрессовывают с вала и за-
меняют новыми (спрессовку осуществляют индукционным нагревате-
лем). Выполняют магнитную дефектоскопию шеек и конусов вала. Осо-
бенно тщательно проверяют места перехода одного диаметра вала в дру-
гой (галтели), так как в них трещины появляются чаще. Изношенные по-
верхности шеек и конусов вала восстанавливают вибродуговой наплав-
кой под слоем флюса. Наплавленные места протачивают, проверяют
магнитным дефектоскопом, упрочняют накаткой роликами и шлифуют.
В тех случаях, когда износ шеек вала не превышает установленных бра-
ковочных норм, на них устанавливают переходные ремонтные втулки.
Вал подлежит замене, если шейка вала проточена под наименьший
допустимый диаметр, и на обработанной поверхности остались попе-
речные трещины, риски от резца более 0,1 мм или галтели оказались
подрезанными радиусом меньшим, чем указан на чертеже.
У вентиляторов, изготовленных из стали, лопасти с трещинами
срезают и приваривают новые, погнутые лопасти выправляют. Силу-
миновые вентиляторы при наличии дефектов заменяют.
При ремонте ротора асинхронной машины посадочные поверхно-
сти. имеющие задиры, шлифуют, шейку вала под посадку подшипни-
ков восстанавливают вибродуговой наплавкой с последующей обра-
боткой. Изношенные шпоночные канавки наплавляют с последую-
щей механической обработкой.
Проверяют возможное расслоение пакета сердечника якоря или
ротора по дребезжащему звуку при обстукивании его молотком. У ро-
Ремонт электрических машин
413
торов асинхронных машин рас-
слоение можно обнаружить по
ослаблению колец, стягивающих
сердечник.
При ремонте коллектора сна-
чала выполняют продорожку
коллектора (рис. 13.1), затем —
его обточку, снятие фасок и. на-
конец, шлифовку и полировку
рабочей поверхности (рис. 13.2).
Продорожку, т.е. углубление ка-
навок между коллекторными
пластинами путем снятия специ-
Рис. 13.1. Продорожка коллектора:
/ — мелкая; 2 — глубокая; 3 — нормальная,
4,5 — остатки миканита и подрез пластин
алычой фрезой поверхности миканитовых прокладок, выполняют для
того, чтобы миканит по мере износа коллекторных пластин не высту-
пал на рабочую поверхность коллектора и не повреждал щеток. При
проведении продорожки недопустим подрез медных пластин. Обточ-
ку коллектора осуществляют за 2 раза — сначала обтачивают до выве-
дения выработки или овальности на рабочей поверхности, а потом
выполняют чистовую обточку. Далее снимают фаску по краю коллек-
торной пластины вдоль ее рабочей поверхности и шлифуют коллек-
тор мелким стеклянным полотном, набитым на колодку. После обточ-
ки и шлифовки для получения гладкой и ровной поверхности колле-
ктор полируют кусками твердого несмолистого дерева (клен, бук).
Это способствует образованию на рабочей поверхности коллектора
гладкой блестящей пленки закиси меди, обладающей смазывающим
свойством и уменьшающей износ щеток.
Рис. 13.2. Последовательность операций обработки коллектора:
I — коллекторная пластина; 2 — миканитовая пластина; 3 — продорожка; 4 — обточка,
5, 10 - обдувки воздухом; 6 — снятие фасок; 7— шлифовка и полировка; 8 — притирка
щеток; 9—чистка ветошью
414
Глава 13
Ремонт электрической части. Ремонт обмотки якоря сводится к ре-
монту или замене бандажей, клиньев, задних лобовых соединений,
сушке и пропитке.
Обмотки якоря на сердечнике укрепляют в лобовых частях банда-
жами, в пазах — клиньями (см. рис. 3.4).
Основными дефектами бандажа из стеклоленты являются его ос-
лабление, трешины, поджоги, размотка ленты. При таких дефектах
стеклобандаж снимают и заменяю! новым. Укладку бандажа выпол-
няют с натяжением ленты в зависимости от ее сечения. Натяжение
должно быть больше усилия, возникающего в эксплуатации в якор-
ных катушках от воздействия центробежных сил при максимальной
частоте вращения якоря.
Стальные бандажи из немагнитной проволоки при их ослаблении,
сдвиге витков, распайке или обрыве скобочек заменяют. В процессе
намотки стального бандажа для соединения его витков друг с другом,
а также для закрепления его крайних витков устанавливают скобочки
из жести. Натяжение проволоки должно превышать предел ее текуче-
сти в 2 раза. После укладки бандажей их пропаивают паяльником с
регулировкой температуры.
После снятия поврежденных бандажей и перед установкой новых
на лобовых частях якоря осматривают подбандажную изоляцию и
изоляцию якорных катушек.
Дефектные клинья, крепящие обмотку в пазах сердечника якоря,
выбивают пневматическим молотком со специальным бойком. Затем
проверяют состояние прокладки, устанавливаемой между обмоткой и
клином, и при необходимости ее заменяют. Новый клин изготовляют
из текстолита, а прокладку — из электрокартона.
Пробои и межвитковые замыкания обмотки якоря возникают чаше
всего на выходе якорных катушек из пазов и у петушков коллектора.
В асинхронных машинах убеждаются в отсутствии обрыва стерж-
ней (обмотки) короткозамкнутого ротора. С помощью чеканки про-
веряют плотность их посадки в пазах ротора. Слабо закрепленные
стержни при ударе по ним чеканкой издают дребезжащий звук. Ос-
лабшие стержни чеканят (расклепывают) по всей длине сердечника. С
помощью увеличительного стекла или раствора мела в керосине вы-
являют наличие трещин в стержнях. Трещины разделывают и завари-
вают. Места заварки подогревают до температуры 400—450 С. Литые
обмотки роторов асинхронных машин ремонтируют путем удаления
старой и заливки новой клетки.
Пропитка якоря и катушек полюсов. С целью герметизации, повы-
шения электрической и механической прочности изоляции, ее влаго-.
водо- и химической стойкости, снижения вероятности возникновения
Ремонт электрических машин
415
микротрещин и улучшения других характеристик якорь и катушки по-
люсов электрических машин пропитывают в термореакгивном или
кремнийорганическом лаке. В технологический цикл пропитки входят
предварительная сушка, пропитка в изоляционном лаке, сушка после
пропитки, покрытие изоляционной эмалью и окончательная сушка.
Предварительная сушка якоря и катушек полюсов необходима для
удаления влаги из изоляции и ведется в специальных печах с цирку-
ляцией воздуха при температуре 110—130 °C в течение 6—10 ч. После
сушки и остывания до температуры 60—70 °C их пропитывают лаком.
Затем после стекания излишков лака производится сушка при темпе-
ратуре 130—140 С
Сопротивление изоляции после сушки (в горячем состоянии) должно
быть не менее I МОм для обмотки якоря и 3 МОм для катушек полюсов.
При более низком сопротивлении сушку продолжают, пока сопротивле-
ние не достигнет указанной нормы. После остывания до температуры
70—80 °C поверхность якоря и катушек полюсов покрывают электроизо-
ляционной эмалью и вновь сушат в циркуляционной печи.
Балансировка якорей и роторов. По окончании ремонта проводят
балансировку. После определения небаланса с одной стороны и при-
варки необходимого для его устранения балансировочного груза
якорь и ротор балансируют с другой стороны. Балансировочные гру-
зы укрепляют электродуговой сваркой в специально предусмотрен-
ных местах в соответствии с чертежами.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите наиболее характерные неисправности якорей и рото-
ров электрических машин.
2.	Назовите основные способы ремонта механической части якорей
и роторов.
3.	Что такое «продорожка» и как ее осуществляют?
4.	В какой последовательности выполняют обработку коллектора?
5.	В чем заключается ремонт обмоток якорей и роторов электриче-
ских машин?
6.	Для чего производят пропитку якорей и катушек полюсов элект-
рических машин и какие операции входят в технологический цикл
пропитки?
13.4.	РЕМОНТ ЩЕТОЧНОГО АППАРАТА
В процессе эксплуатации тяговых двигателей возникают следующие
характерные неисправности элементов щеточного аппарата: умень-
416
Глава 13
шение нажатия щеток на коллектор (см. рис. 3.6), вследствие чего
ухудшается коммутация электрических машин; ускоренный износ
щеток в случае их чрезмерного нагрева при прохождении больших то-
ков и загрязнении коллектора; оплавление корпусов щеткодержате-
лей и их кронштейнов вследствие перебросов электрической дуги; из-
лом пружин и нажимных пальцев; обрыв жил гибких проводов (шун-
тов) и ослабление их крепления в щетках; износ рифленых поверхно-
стей (гребенки) корпусов и кронштейнов и др.
Перед ремонтом измеряют сопротивление изоляции кронштейнов
щеткодержателей, которое при температуре 20 С должно быть не ме-
нее 10 МОм. Если после сушки в печи при температуре 110—130 С в
течение 4 ч сопротивление не увеличится до установленного значе -
ния, кронштейн ремонтируют с перепрессовкой пальцев, которыми
он крепится к остову, и заменой изоляции.
Перепрессовку выполняют и при ослаблении посадки изоляторов
на пальцы кронштейнов. Для этого изоляторы снимают с пальцев,
изоляцию пальцев очищают и устанавливают дополнительные мика-
нитовые прокладки. Общая толщина изоляции должна быть такой,
чтобы изолятор плотно садился на палец. После посадки изолятор не
должен доходить до корпуса кронштейна на 7—8 мм. Затем крон-
штейн сушат в печи при 110—130 °C в течение 3 ч, заполняют зазор
между ним и изолятором для получения монолитной изоляции горя-
чим компаундом (изоляционной быстротвердеюшей пропиточной
массой) и осаживают изолятор до упора. Чтобы исключить Mexai шче-
ские повреждения, торец фарфорового изолятора должен быть ниже
торца пальца на 0,5—3 мм.
Изоляторы кронштейнов с трещинами, поврежденной или потем-
невшей глазурью заменяют.
Трещины в корпусе щеткодержателя, за исключением трещин в
приливе для крепления, разделывают и заваривают газовой сваркой с
последующей обработкой. Гнезда для щеток с заусенцами, местными
износами, нарушением параллельности относительно рифленой по-
верхности (гребенки) опиливают или наплавляют с последующей за-
чисткой. Наиболее целесообразным является восстановление изно-
шенных гнезд электролитическим способом (меднением), который
позволяет нарастить необходимую толщину слоя на стенки гнезд, а
затем точно обработать их протяжкой на станке по всему периметру
на номинальный размер. При износе более 20% общей площади гре-
бенки ее восстанавливают наплавкой с нарезкой новых зубцов.
Изношенные резьбовые отверстия заваривают, рассверливают и
нарезают новую резьбу номинального размера. Заменяют изношен-
ные оси, шплинты, шайбы. Пружины с трещинами и потерявшие уп-
Ремонт электрических машин
417
ругость наконечники щеточных шунтов с износом более 50% толщи-
ны заменяют.
Изношенные и дефектные щетки заменяют новыми, которые
предварительно притирают на технологическом коллекторе до полу-
чения блестящей, ровной поверхности и обеспечения их прилегания
к коллектору не менее чем по 75% его рабочей поверхности. Недопу-
стима установка на одну электрическую машину щеток различных ма-
рок, так как разные характеристики щеток приводят к ухудшению
коммутации (искрению).
Геометрические размеры теток и окон щеткодержателей проверя-
ют с помощью специальных шаблонов и калибров.
Таблица 13.1
Основные неисправности щеточного аппарата
Неисправность тяговых двигателей	Причина	Способ устранения
Круговой огонь по коллектору или чрезмерное искрение под щетками, подгар коллектора	Щетки плохо притерты к коллекторным пластинам, неплотное прилегание Изоляция между коллектор- ными пластинами выступает над ними, коллектор плохо прошлифован Недопустимый износ щеток Недостаточное или неравно- мерное нажатие щеток Биение коллектора Низкое качество щеток, кол- лектора и изоляторов Оборван проводник обмотки якоря Короткое замыкание в обмот- ке дополнительных полюсов	Приработать щетки к кол- лекторным пластинам при малых скоростях движения Продорожигь, зачистить и отшлифовать коллектор Заменить щетки Отрегулировать нажатие щеток Проточить и отшлифовать коллектор Заменить щетки, изоляторы Отремонтировать обмотку Отыскать поврежденную катушку дополнитепьного полюса и заменить ее
	Заклинивание щетки Коллектор загрязнен Межвитковос замыкание или выпаивание секции обмотки якоря из петушков коллекто- ра	Обеспечить свободный ход щетки Очистить коллектор Отремонтировать якорь
418
Глава 13
Таблица 13.1 (окончание)
Неисправность
тяговых двигателей
Причина
Способ устранения
Подтеки смазоч-
ного материала
внутри тягового
двигателя
Чрезмерный на-
грев подшипника
Перекрытие или
пробой кронш-
тейна щеткодер-
жателя
Пробой изоляции
обмоток якорей
и полюсов
Сильное искре-
ние под щетками
и срабатывание
токовой защиты
Чрезмерное на-
гревание коллек-
тора
Чрезмерное на-
гревание якоря
Порванные сетки
в вентиляцион-
ных отверстиях
или торчащие из
них остатки бан-
дажей
Избыток смазочного материа-
ла
Перекос подшипника
Недостаточно смазочного
материала
Дефект подшипника
Попадание влаги в тяговый
двигатель, перенапряжение,
грязный изолятор или крон-
штейн щеткодержателя
Механические повреждения,
резкое снижение сопротивле-
ния изоляции при частых
перенапряжениях на двигате-
лях, попадании влаги, пыли
итд.
Механическое повреждение
изоляции, старение изоля-
ции, снижение изоляцион-
ных свойств вследствие час-
тых перенапряжений
Щетки слишком сильно при-
жаты к коллекторным плас-
тинам
Щетки не подобраны по
марке
Замыкание между секциями
обмоток якоря или коллек-
торными пластинами
Размотаны бандажи якоря и
часть обломков отброшена в
стороны вентиляционных
отверстий
Снять подтеки. Установить
наблюдение за подшипни-
ковым узлом. Если дефект
повторится, снять тяговый
двигатель с тележки, разо-
брать подшипниковый узел
и заменить подшипник
Устранить перекос, подтя-
нув болты крышки под-
шипника
Добавить смазочный мате-
риал
Снять тяговый дви! атель с
тележки, разобрать под-
шипниковый узел, заме-
нить подшипник и смазоч-
ный материал
Протереть тяговый двига-
тель чистой салфеткой,
смоченной бензином, за-
менить изолятор или крон-
штейн щеткодержателя
Устранить дефекты
Отключить тяговый двига-
тель, устранить дефект
Установить нормальное на-
жатие щеток
Заменить щетки
Отключить тяговый двига-
тель , отремонтировать
якорь
Отключить тяговый двига-
тель, отремонтировать
Ремонт электрических машин
419
Способы устранения неисправностей щеточного аппарата и ос-
новные их причины даны в табл. 13.1.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите характерные неисправности щеточного аппарата.
2.	В каких случаях производят перепрессовку пальцев кронштейнов
щеткодержателей?
3.	Назовите основные методы восстановления и ремонта отдельных
деталей щеточного аппарата. При каких износах и повреждениях
детали заменяют новыми?
13.5.	РЕМОНТ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
В процессе эксплуатации электропоездов переменного тока в тяговых
трансформаторах (см. рис. 4.3,4.4) могут возникнуть следующие не-
исправности: течь масла, в трубопроводах, радиаторах и швах бака,
уменьшение уровня масла ниже допустимого, снижение качества
трансформаторного масла, повышение температуры масла сверх
80 °C, трещины и сколы изоляторов, повреждение и снижение сопро-
тивления изоляции; межвитковые замыкания и пр.
Перед ремонтом поверхность трансформатора тщательно очища-
ют от пыли и грязи, изоляторы протирают салфетками, увлажненны-
ми в бензине. До разборки трансформатора берут пробу масла и пере-
дают в лабораторию для проведения анализа и испытания на пробой,
что позволяет судить о состоянии трансформатора.
Если при тщательном осмотре выявлено просачивание масла, то
для уточнения мест течи выполняют дополнительную проверку спо-
собом создания повышенного давления масла.
Проверку изоляции обмоток трансформатора осуществляют путем
измерения мегаомметром сопротивления изоляции между вводами.
Масло сливают в дренажную систему, откуда его перекачивают в отде-
ление очистки и регенерации.
Затем проводят демонтаж узлов циркуляции и охлаждения масла и
передают их для ремонта на соответствующие участки.
Вынимают активную часть трансформатора (см. рис. 4.4) и устана-
вливают на решетки для стока масла. Затем после очистки от загряз-
нений струями подогретого свежего масла и полного его стока выпол-
няютдефектировку активной части.
Ремонт активной части. Если во время эксплуатации было замече-
но повышенное гудение трансформатора, то проверяют крепление
магнитопровода.
420
[лава 13
Небольшие повреждения активной стали устраняют путем частич-
ной расшихтовки листов в месте повреждения с заменой листов, не
подлежащих использованию, новыми. У неповрежденных листов
тщательно зачищают заусенцы и острые кромки. Места выгорания ла-
ковой пленки восстанавливают, нанося кистью тонкий слой лака.
Убеждаются в отсутствии межвиткового замыкания в обмотке, ос-
матривают витковую изоляцию. Принято считать изоляцию пригод-
ной к дальнейшей эксплуатации, если она эластична, не ломается, не
дает трещин при изгибе под углом 90' и имеет светлый цвет. Наличие
графитового осадка указывает на имевшее ранее место электрическое
перекрытие. При обнаружении мест повреждений обмоток витки
изолируют предварительно высушенной лентой из маслостойкой ла-
коткани, которую пропускают между витками. При достаточно хоро-
шем качестве изоляции крайние витки в месте наложения дополни-
тельной изоляции осторожно раздвигают электрокартонным клином
для удобства пропуска ленты.
В случае повреждения изоляции в удаленной части катушки меж-
ду витками закладывают полоску из электрокартона толщиной
0,3—0,5 мм. В месте, где изоляция витка восстановлена, на катушку
накладывают бандаж из тафтяной ленты вполуперекрышу так, чтобы
не повредить изоляцию других витков.
В процессе эксплуатации трансформаторов происходит ослабле-
ние осевой прессовки обмоток, вызванное в основном усадкой изоля-
ции из-за усыхания. Устраняют ослабление прессовки подтяжкой
специальных винтов или нажимных шпилек. При неодинаковых осе-
вых размерах обмоток высокого и низкого напряжения в обмотки за-
кладывают дополнительную изоляцию в виде разрезных колец и про-
кладок, выравнивая их осевые размеры.
Ремонт вводов и отводов. При ремонте вводы демонтируют с крыш-
ки, тщательно осматривают и проверяют состояние фарфоровых изо-
ляторов, уплотняющих прокладок, исправность резьбы на токопрово-
дящем стержне и гайках. Поврежденные фарфоровые изоляторы за-
меняют, токопроводящие части и крепеж при обнаружении дефектов
восстанавливают. После чистки и промывки ввод собирают, резино-
вые уплотнители, как правило, заменяют новыми.
При осмотре отводов обращают внимание на их изоляцию и со-
единения (контакты). Признаком нарушения контакта отводов, рабо-
тающих в масле, является потемнение изоляции, а также отложение
на их поверхности черной спекшейся массы. Дефектные соединения
или поврежденные отводы срубают, припаивают новые, изготовлен-
ные согласно чертежам, и изолируют. Крепление отводов подтягива-
ют деревянными планками, шпильками и гайками.
Ремонт электрических машин
421
Ремонт бака. При ремонте из бака полностью сливают масло, про-
тирают внутреннюю и наружную поверхности. Если при осмотре ба-
ка было обнаружено просачивание масла, то трещины или дефекты в
сварных швах заваривают электросваркой. Заваренные швы зачища-
ют и проверяют их плотность. Раму бака и фланцы патрубков, на ко-
торых ставились резиновые уплотнения, тщательно очищают от сле-
дов старых уплотнений.
После ремонта внутреннюю и наружную поверхности бака окра-
шивают нитроэмалями, которые наносят пульверизатором, установив
бак в камеру окраски.
Расширитель очищают от грязи и масла. При ремонте расширите-
ля осматривают его внутреннюю поверхность, верхняя часть которой
при работе трансформатора долго соприкасается с теплым (иногда
влажным) воздухом и поэтому подвержена коррозии. Если следы кор-
розии незначительны, расширитель промывают и несколько раз опо-
ласкивают чистым маслом. При появлении в результате коррозии
ржавчины ее удаляют стальными щетками и внутреннюю поверхность
красят эмалью.
Все пробки, отстойник и маслоуказатель чистят и промывают керо-
сином, а резиновые прокладки и сальниковые уплотнения заменяют.
Ремонт радиаторов. Перед ремонтом радиаторы опрессовывают гидра-
влическим прессом давлением 6 кгс/см2. При обнаружении течей внут-
реннюю поверхность радиатора отпаривают, промывают горячей водой,
заваривают трещины электросваркой и вторично опрессовывают.
При отсутствии течи радиатор промывают горячим маслом и за-
крывают патрубки глухими фланцами на резиновых прокладках. В та-
ком виде они хранятся до установки на бак.
При ревизии воздухоосушителя через смотровое стекло проверяют
окраску силикагеля. Нормально силикагель имеет голубой цвет, а при
поглощении влаги он становится розовым. Осушитель, изменивший
цвет на розовый, заменяют.	V
После ремонта трансформаторы подвергают контрольным испы-
таниям с целью проверки качества и убеждения в отсутствии дефек-
тов. При этом измеряют сопротивление изоляции, электрическую
прочность изоляции, сопротивление обмоток постоянному току (ак-
тивное сопротивление), определяют коэффициент трансформации и
группы соединений обмоток.
Контрольные вопросы
1.	Назовите характерные неисправности, возникающие при эксплуа-
тации тяговых трансформаторов.
422
1лава 13
2.	Перечислите возможные неисправности активной части транс-
форматора и способы их устранения.
3.	Какие дефекты могут иметь вводы и отводы трансформаторов и
как их устраняют?
4.	Как устраняют течи и просачивание масла в баке и расширителе
трансформатора?
5.	В чем заключается ревизия воздухоочистителя?
13.6. РЕМОНТ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
К характерным повреждениям выпрямительных установок относятся
сквозной пробой плеч установок, сквозной пробои вентиля, повышен-
ный обратный ток и обрыв цепи, механические повреждения и пр.
При внешнем осмотре специальными калибрами проверяют каче-
ство резьбы вентилей, а также убеждаются в отсутствии вмятин и про -
боев корпусов, трещин и сколов в изоляторах, обращают внимание на
состояние гибких шунтов.
Электрические контрольные испытания вентилей проводят на
специальном стенде, состоящем из камеры, внутри которой располо-
жено оборудование пульта управления, термостата и рабочего стола.
На испытательном пульте предварительно проверяют целость по-
лупроводниковых вентилей (см. рис. 5.4) на внутренний обрыв, про-
веряют мегаомметром сопротивление изоляции токоведущих частей.
Причиной резкого увеличения обратного тока вентиля может быть
потеря его герметичности. Контролируют герметичность вентилей
погружением их на 1—2 мин в колбу с водой, нагретой до 80 °C. Если
во время нахождения в воде из вентиля не выделяются пузырьки воз-
духа, значит, вентиль не имеет нарушения герметичности.
Пробой и обрыв внутренней цепи вентиля выявляют с помощью
милливольтметра 4 (рис. 13.3) постоянного тока и источника питания
3. Если вентиль исправен,
Рис. 13.3. Схема прибора
для проверки вентиля на
пробой
то при присоединении к вентилю 1 щупом
2 «плюса» милливольтметра в прямом на-
правлении стрелка прибора должна от-
клониться на полную шкалу. При смене
полярности милливольтметра стрелка от-
клоняться не должна. При внутреннем
обрыве проводящего слоя сгрелка в обо-
их положениях не имеет отклонений. В
большинстве случаев причиной обрыва
является нарушение спая нижней вольф-
рамовой или молибденовой пластины с
корпусом, обусловленное разными тем-
Ремонт электрических машин
423
пературными коэффициентами расширения пластины и медного кор-
пуса вентиля при их нагревании.
Охладители с сорванной или мятой резьбой, а также имеющие сле-
ды окиси и забоин на контактной поверхности, заменяют. У годных
охладителей поверхности соприкосновения с вентилями шлифуют.
При установке вентилей следят, чтобы поверхность прилегания осно-
вания вентиля к пластине и пластины с охладителем была не менее
75% всей площади. Плотность прилегания определяют щупом толщи-
ной не более 0,03 мм.
Выпрямительные установки должны быть укомплектованы одно-
типными вентилями. Применить лавинные и нелавинные вентили в
одной выпрямительной установке недопустимо, так как полярность
лавинных вентилей обратна полярности нелавинных.
Выпрямительные установки комплектуют вентилями, имеющими
класс не ниже установленного для соответствующего типа выпрями-
тельной установки. В каждое плечо выпрямитетьной установки уста-
навливают вентили одной подгруппы.
Суммы прямых падений напряжений параллельных цепочек каж-
дого плеча выпрямительного моста не должны отличаться более чем
на 0,02 В.
Сопротивление изоляции охладителей относительно шпилек,
шпилек относительно корпуса установки, замеренное мегаомметром
на 2500 В, должно быть не менее 10 МОм.
Для испытания электрической прочности изоляции используют
источник переменного тока частотой 50 Гц. Начинают с напряжения
1400 В и затем плавно его поднимают до 4100 В за время не менее 10 с.
Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин,
после чего плавно снижают до 1400 В и отключают цсточник питания.
При испытании электрической прочности и замерах сопротивления
изоляции все вентили должны быть закорочены.
Вентили с параметрами, не соответствующими нормам, заменяют
новыми.
Контрольные вопросы
1.	Назовите характерные повреждения выпрямительных установок.
2.	Что является причиной увеличения обратного тока и как ее обна-
ружить?
3.	Каким образом выявляют пробой и обрыв внутренней цепи венти -
лей?
4.	Как проверяют электрическую прочность изоляции вентилей?
Глава 14
Ремонт электрических аппаратов
и электрической проводки
14.1.	РЕМОНТ ОБЩИХ УЗЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Наиболее часто встречающимися неисправностями электрических
аппаратов являются:
•	нарушение контактов по причине загрязнения, ослабления креп-
ления или нажатия, перекоса;
•	оплавление контактов и дугогасительных рогов, стенок и перего-
родок дугогасительных камер;
•	выплавление припоя в наконечниках проводов и кабелей;
•	подгар и обрыв медных жил гибких шунтов и проводов;
•	износ деталей шарнирных соединений;
•	поверхностное перекрытие или пробой изоляции аппаратов, про-
водов и кабелей;
•	неисправное! и и повреждения деталей электропневматических и
электромагнитных приводов;
•	обрывы в цепях аппаратов;
•	деформация и поломка отдельных деталей.
Ремонт контактов и шунтов. Нагары с металлических контактов
удаляют салфеткой, смоченной в бензине. Подгары и оплавления на
силовых медных контактах зачищают надфилем, а на блокировочных —
стальной хромированной или посеребренной пластиной. Главные и
вспомогательные контакты электроаппаратов, размеры которых не
соответствуют нормам допусков, заменяют. Восстановление контакт-
ной части наплавкой и напылением запрещается.
Контакты реле и вспомогательные контакты контакторов и пере-
ключателей зачищают стальной закаленной полированной пласти-
ной. Запрещается зачищать их наждачными материалами, так как ча-
стицы этих материалов, въедаясь в контактную поверхность, увеличи-
вают переходное сопротивление контактов.
Шунты не должны быть натянутыми при любом положении ме-
ханизмов аппарата. При наличии следов недопустимого нагрева и
окисления их протирают ветошью, смоченной в специальном рас-
творе. Наконечники шунтов должны быть облужены, со следами на-
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
425
плавления — перепаяны. Шунты, имеющие обрыв жил свыше 5%,
заменяют.
Ремонт электропневматических вентилей и катушек. Перед ремон-
том вентили контролируют на утечку воздуха нажатием рукой на
кнопку 5 (см. рис. 8.6) и подачей напряжения на катушки 3. Шипение
воздуха при включенном (или выключенном) вентиле указывает на
неисправность, которая чаще всего возникает при засорении вентиля,
износе притирочных поверхностей клапанов и седла 10, а также изна-
шивании штока и ствола клапанов.
Магнитное ярмо 1 и корпус 9 очищают металлической щеткой, а
клапаны и седло—деревянной заостренной палочкой. Если после чи-
стки вентиль все же пропускает воздух, то производят притирку кла-
панов к седлу пастой ГОИ до получения сплошной матовой поверх-
ности на седле и клапанах. После ремонта клапанов и седла проверя-
ют специальным калибром ход клапанов, который должен быть в пре-
делах установленных норм. Клапаны, по всей длине не обеспечиваю-
щие хода, предусмотренного нормами, заменяют.
Также заменяют крышки и коробки вентилей, имеющие трещины
и изломы, корпус вентилей с сорванной резьбой, пружины, имеющие
изломы и не отвечающие чертежным размерам.
Герметичность вентилей разрешается проверять с помощью
мыльного раствора. Если мыльные пузыри удерживаются, не раз-
рываясь в течение более 10 с, герметичность считается удовлетвори-
тельной.
Катушки с внутренним обрывом обмотки или межвитковым замы-
канием, ослаблением выводных зажимов, поврежденной поверхност-
ной изоляцией подлежит восстановлению. При этом провод обмотки
снимают с катушки до места обрыва или замыкания. Если сматывае-
мый провод не имеет нарушения эмалевой изоляции, его сращивают
(скручивают) с оставшимся проводом. Место сращивания пропаива-
ют и изолируют лакотканью. У многовитковых катушек допускается
восстанавливать не более двух обрывов обмотки.
Сверху обмотки катушек окрашивают электроизоляционным ла-
ком. Небольшие трещины и сколы каркасов заделывают эпоксидным
компаундом. Катушки с эпоксидной заливкой при пробое изоляции,
межвитковом замыкании заменяют.
При восстановлении катушек из шинной меди допускается навар-
ка поврежденных концов газосваркой с доведением их до чертежных
размеров. Поврежденную изоляцию выводных шин заменяют. Ослаб-
шие места соединений катушек и выводных зажимов пропаивают ме-
дью и облуживают. После ремонта катушки из шинной меди окраши-
вают электроизоляционным лаком.
16 Устройство и ремонт электропоездов
426
Глава 14
При пониженном сопротивлении изоляции катушек или после за-
мены изоляции катушки пропитывают лаком и сушат.
Ремонт дугогасительных камер, изоляционных деталей и дугогаси-
тельных рогов. Стенки и перегородки, имеющие прогары, выщербины
и раковины в местах, не подвергающихся сильному воздействию
электрической дуги, очищают от копоти и налета меди и тщательно
промывают бензином или ацетоном. Поврежденное место заполняют
смесью, состоящей из асбоцементного порошка и жидкого стекла или
эпоксидного компаунда. После полного отверждения компаунда вос-
становленную поверхность обрабатывают напильником или зачища-
ют наждачным полотном.
В дугогасительных камерах для восстановления поврежденных мест,
подверженных сильному воздействию электрической дуги, применяют
вставки из термодугостойких полимерных материалов. Ослабшие полю-
сы дугогасительных камер приклеивают к стенкам эпоксидной смолой.
Асбоцементные панели, имеющие местные повреждения или выгары,
восстанавливают, вырезая поврежденное место и устанавливая новую
изоляционную вставку на винтах: предварительно соприкасающиеся по-
верхности вставки промазывают лаком или эпоксидным компаундом.
Изоляторы и изоляционные детали после разборки электрической
аппаратуры тщательно очищают. Изоляционные поверхности, имею-
щие неглубокие риски и потертости, восстанавливают до глянцевого
блеска стеклянным полотном и войлочными кругами, а имеющие
сколы, глубокие трещины и прожоги — заменяют.
Трещины в дугогасительном роге разделывают и заваривают газо-
вой сваркой. Дугогасительные рога, имеющие выжиги более допусти-
мых значений, восстанавливают наплавкой или приваркой медно-
вольфрамовых наконечников с последующей опиловкой по чертежу.
Профиль рога контролируют шаблоном.
Ремонт шарнирных соединений, кронштейнов и рычагов. Разрабо-
танные отверстия восстанавливают заваркой газовой сваркой с после-
дующей сверловкой до чертежных размеров или рассверливанием до
большего диаметра с последующей постановкой утолщенной втулки.
После запрессовки отверстия во втулках доводят до чертежного раз-
мера калиброванными развертками. Оси и валики, имеющие износ
выше допустимых норм, заменяют.
Валики и оси, имеющие незначительные выработки, зачищают на-
ждачным полотном.
Ремонт пружин. Перед восстановлением закаленные пружины от-
жигают, нагревая до температуры 820—840 °C с последующим медлен-
ным охлаждением в песке. После восстановления размеров пружины
подвергают повторной закалке, отпуску и проверке. Пружины с тре-
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
427
тинами, изломами, а также с неудовлетворительными характеристи-
ками заменяют.
Ремонт пневматического привода. Неисправностями, приводящими
к замедленной работе или заеданию привода, могут быть отсутствие
смазки в цилиндре, высыхание кожаных манжет, утечка воздуха
вследствие выработки цилиндра, штока и образования на рабочих по-
верхностях глубоких рисок, излом и появление глубоких вмятин в
подводящем воздухопроводе и др. Цилиндр, имеющий трещины, не
заходящие на его внутреннюю поверхность, заваривают с последую-
щей обработкой до чертежных размеров.
Рабочую поверхность цилиндра при наличии задиров и мелких ри-
сок шлифуют. Если износ значителен или на внутренней поверхности
цилиндра имеются глубокие риски, эту поверхность восстанавливают
гальваническим способом или заменяют цилиндр. Поршень цилинд-
ра, имеющий царапины, шлифуют, при диаметре меньше допустимо-
го восстанавливают хромированием или заменяют.
Крышки пневматических цилиндров, имеющие радиальные тре-
щины длиной до 50% радиуса, восстанавливают заваркой с последую-
щей механической обработкой до чертежных размеров. Негодные уп-
лотнения крышек цилиндров заменяют. Материал уплотнительных
прокладок должен соответствовать чертежу.
Кожаные манжеты поршней, имеющие трещины, расслоения или
поврежденные края, заменяют. Годными считают манжеты, которые
при перегибе их на 180° до соприкосновения сторон не дают трещин.
Для сохранения эластичности манжеты пропитывают жиром.
Ремонт крепежных деталей. Ремонт выполняют по общей техноло-
гии: осмотр, отбраковка, зачистка граней, запиловка шлицев, при не-
обходимости восстановление резьбы. Болты, гайки, шайбы, соедини-
тельные шпильки должны иметь полную резьбу и размеры, соответст-
вующие чертежам. Крепежные детали должны быть оцинкованы
(кроме изолированных шпилек и болтов).
Контрольные вопросы
1.	Перечислите характерные неисправности электрических аппара-
тов.
2.	В чем заключается ремонт контактов и шунтов?
3.	Как определяют и устраняют утечку воздуха электропневматиче-
ского вентиля?
4.	Какие детали электропневматических вентилей и в каких случаях
подлежат замене?
5.	Какие повреждения могут иметь катушки и как их устраняют?
428
Глава 14
6.	Каким образом устраняют повреждения дугогасительных камер и
изоляционных панелей?
7.	Что является причинами заедания и замедленной работы пневма-
тических приводов и как их устраняют?
14.2.	РЕМОНТ ТОКОПРИЕМНИКОВ
В процессе эксплуатации могут возникать следующие неисправности
токоприемников: перекос основания; износ и повреждения труб ниж-
них и верхних рам; износ деталей шарнирных соединений, накладок
полоза; перекос подвижных рам; повреждения и перекрытие опорных
изоляторов; износ и высыхание манжет поршней пневматического
привода и др.
Основание. Сварные швы основания токоприемника, имеющие
трещины, срубают и заваривают вновь с постановкой усиливающей
накладки. Погнутое основание выправляют на плите. Разработанные
отверстия под болты заваривают и затем рассверливают под нужный
диаметр. Основание не должно иметь перекосов. Если разница рас-
стояний между отверстиями для болтов опорных изоляторов по диа-
гоналям превышает допустимое значение, раму правят в горячем со-
стоянии.
Изоляторы. При наличии незначительных трещин и сколов изоля-
торы восстанавливают с помощью цементного раствора или эпоксид-
ной смолы. Если под одним токоприемником опорные изоляторы
имеют неодинаковую высоту, то между ними и основанием устанав-
ливают шайбы. Отремонтированные изоляторы испытывают на диэ-
лектрическую прочность.
Рамы. Трубы верхних и нижних рам с незначительными вмятина-
ми выправляют на специальных оправках. Трубы, имеющие трещины,
изгибы, прожоги, заменяют или, по возможности, восстанавливают
постановкой соединительных муфт не более одной на трубу и не бо-
лее двух на раму. Погнутые трубы рам правят в холодном состоянии с
помощью винтового пресса или в горячем состоянии, нагревая погну-
тые места газовой горелкой.
В случаях износа шарнирных соединений неисправные подшип-
ники заменяют, исправные или вновь устанавливаемые смазывают
соответствующей смазкой.
Каретки. Изношенные детали каретки (см. рис. 7.2) с трещинами и
сорванной резьбой заменяют. Ослабшую латунную втулку оси пере-
прессовывают на новую. Пружины должны быть исправными, с оди-
наковыми характеристиками и одной длины, а также обеспечивать
начальное и конечное нажатие полоза токоприемника в соответствии
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
429
с заданными параметрами. Каретка должна перемещаться легко, без
заеданий, ее ход по вертикали должен составлять 50 мм.
Полозы. В зависимости от состояния полозы ремонтируют или за-
меняют. Каркасы полозов (см. рис. 7.3) выправляют на специальной
оправке по шаблону. Трещины и прожоги заваривают электросваркой
(постоянным током) или газовой сваркой с последующей зачисткой
швов. Для получения соответствующих конфигураций и размеров по-
лозов делают угловые вырезы в отбортовке склонов с последующей
заваркой швов заподлицо с основным металлом. Угол наклона концов
полозов должен соответствовать чертежному размеру.
При предельном износе или повреждениях накладок в каркас по-
лоза устанавливают новые накладки, которые крепят новыми латун-
ными винтами. Винты должны быть утоплены на глубину 2,5 мм при
толщине накладок 6 мм и на глубину 1,5 мм при толщине накладок
5 мм для того, чтобы их головки не выступали над контактной поверх-
ностью. Если винты будут чрезмерно утоплены, то это приведет к
уменьшению рабочей поверхности накладок и повышенному их из-
носу. Под крепящие оцинкованные гаики устанавливают пружинные
шайбы. В местах стыков накладок плоскости их должны быть на од-
ном уровне, без каких-либо выступов и острых кромок. Зазор между
накладками не должен превышать 1 мм.
Угольные вставки в условиях эксплуатации должны иметь не более
одной поперечной трещины на вставку, скол — не более 50% ширины
(15 мм), расстояние от рабочей поверхности вставки до верхней кромки
каркаса — не менее 2 мм, предельную толщину вставки — не менее 10 мм.
Прожоги и углубления на вставках запиливают напильником под
угол 20°. Зазор между угольными вставками в стыках не должен пре-
вышать 0,8 мм. Стыки вставок одна с другой и с металлическими пла-
стинами рогов запиливают.
Поверхности каркаса, на которые устанавливают угольные встав-
ки, покрывают медью или оловом.
При работе с угольными вставками во избежание появления скры-
тых трещин следует избегать сильных ударов.
Нажатие полозов на контактный провод должно соответствовать
техническим данным. Превышение нажатия указывает на повышен-
ное трение в рычагах или шарнирах (особенно верхнего узла), вызван-
ное перекосом в рамах или шарнирах или отсутствием смазочного ма-
териала. При необходимости нажатие регулируют изменением натя-
жения пружин.
Пневматический привод. При наличии задиров и рисок на внутрен-
них поверхностях цилиндра, а также конусности и овальности произ-
водят шлифовку. В случае выработки внутреннего диаметра более
430
Глава 14
нормы цилиндр восстанавливают хромированием или заменяют. Ат-
мосферные отверстия в крышках цилиндров прочищают. Изношен-
ные сверх допустимых норм направляющие втулки и валики направ-
ляющих штоков поршней заменяют. Разработанные отверстия для
штоков в поршнях восстанавливают наплавкой с последующей обра-
боткой. Кожаные уплотнения поршней при необходимости заменяют
новыми; в случае доброкачественности старых — прожировывают. Ре-
зиновые манжеты с порезами, гофрами и другими дефектами, приво-
дящими к утечке воздуха, заменяют, годные промывают и насухо вы-
тирают.
После сборки проверяют герметичность поршня давлением
6 кгс/см2. На швах и соединениях воздухопроводящих деталей, по-
крытых мыльным раствором, не должно образовываться пузырей воз-
духа. Если все же пузыри образовались, то они должны удерживаться
в течение не менее 10 с.
Воздухопроводные трубы на основании токоприемника продувают
и проверяют состояние их резьбы. Трубы, имеющие поперечные тре-
щины, вмятины и поврежденную резьбу, заменяют, имеющие про-
дольные трещины — заваривают с последующей зачисткой и провер-
кой на плотность. Крепление труб к основанию должно быть плот-
ным, не иметь качки.
Контрольные вопросы
1.	Назовите возможные неисправности токоприемников в процессе
эксплуатации.
2.	Что является причиной чрезмерного нажатия полоза на контакт-
ный провод? Как регулируют нажатие полоза?
3.	Перечислите возможные неисправности поршня пневматического
привода и как их устраняют?
4.	Каким образом проверяют герметичность поршня цилиндра?
14.3.	РЕМОНТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КОНТАКТОРОВ
Электропневматические контакторы. В процессе эксплуатации в ре-
зультате частых включений и отключений, значительного контактно-
го нажатия, необходимого д ля надежного токопрохождения в высоко-
вольтной электрической цепи, высокой температуры нагрева контак-
тов возникают следующие неисправности контактора: износ, выгора-
ние и оплавление контактных поверхностей; износ деталей подвиж-
ной системы; выгорание и уменьшение толщины стенок и перегоро-
док дугогасительных камер; обгорание изоляторов, изоляционных
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
431
стержней, стоек, дугогасительных рогов; износ деталей пневматиче-
ского привода; износ клапанов и седла электропневматического вен-
тиля; обрыв жил гибких медных шунтов, излом пружин и пр.
Ремонт ряда элементов контакторов (контакты, дугогасительные
устройства, электропневматические вентили, пневматический при-
вод и др.) рассмотрен в параграфе 14.1. Ниже приведены особенности
ремонта некоторых узлов контакторов и технические требования,
предъявляемые к отремонтированным контакторам.
Блокировочные устройства. Блокировочные колодки 77 (см.
рис. 7.11), не имеющие сколов, трещин и отслоения текстолита, с
выработкой до 1 мм зачищают шлифовальной бумагой или напиль-
ником. При большем износе можно использовать фибровую вставку,
укрепленную на колодке заклепками. Медные сегменты толщиной
менее 3.5 мм, а также блокировочные пальцы с толщиной рабочей
части менее 1 мм заменяют (восстановление наплавкой запрещает-
ся). В рабочем положении блокировочной колодки пальцы должны
заходить на медные сегменты не менее чем на 3 мм от края сегмен-
тов. Линия соприкосновения контактной части пальца и сегмента
должна составлять не менее 80% ширины пальца. Перед постанов-
кой на колодку пальцы предварительно проверяют на предмет со-
хранения ими пружинных свойств. Головки винтов, крепящих сег-
менты к колодке, должны быть утоплены в тело сегмента и в рабо-
чем положении аппарата не должны находиться под контактной по-
верхностью пальцев.
После ремонта и сборки электропневматические контакторы про-
веряют на соответствие техническим требованиям:
•	включение контакторов при давлении воздуха 3,5 кгс/см2 должно
быть четким, без рывков, с плотным притиранием контактов;
•	утечка воздуха из пневматического цилиндра 21 не должна превышать
значение, установленное стандартом. Допустимой считается утечка,
при которой пленка мыльного раствора на отверстии цилиндра дер-
жится, не разрываясь, не менее 10 с (при закрытом другом отверстии);
•	смещение контактов 6, 13 относител ьно друг друга не должно быть
более 1 мм;	;
•	раствор, провал и нажатие контактов должны соответствовать тех-
ническим данным контакторов;
•	все подвижные части контакторов должны перемещаться свобод-
но, без заедания. Между подвижными частями контакторов и ду-
гогасительной камерой II должен быть зазор не менее 1 мм;
•	контакторы, имеющие сдвоенную контактную систему (ПК-306,
ПКУ-2), должны иметь строго одновременный момент размыка-
ния контактов;
432
Глава 14
•	витки дугогасительной катушки 8 не должны касаться друг друга и
дугогасительного рога 10.
♦	дугогасительные камеры должны свободно сниматься, устанавли-
ваться на место и иметь исправные запирающие устройства.
Электромагнитные контакторы. Наиболее характерными их неис-
правностями являются: обрыв и межвитковое замыкание включаю-
щих катушек; ослабление крепления и распайка кабельных наконеч-
ников; износ и обрыв шунтов; неправильное направление выдувания
электрической дуги (у контакторов КМВ); задевание подвижных час-
тей о стенки дугогасительных камер и пр.
Технология ремонта деталей и узлов электромагнитных контакто-
ров аналогична процессу ремонта электропневматических контакто-
ров, так как они имеют однотипные (кроме приводов) детали. Ремонт
узлов и деталей, общих для всех электрических аппаратов, приведен в
параграфе 14.1.
У контакторов КМВ-104 проверяют степень намагниченности по-
стоянных магнитов, а при сборке следят за правильностью их уста-
новки. Ошибка в установке полюсов приведет к неправильному на-
правлению выдувания дуги — вовнутрь контактора. Северный полюс
(окрашен в синий цвет) постоянного магнита контактора КМВ-104
должен находиться с правой стороны, если установить контактор ду-
гогасительной камерой вверх и смотреть на него со стороны подвиж-
ного контакта.
Неправильное выдувание дуги у контактора КМВ-105 указывает
на неправильную намотку дугогасительной катушки.
Контрольные вопросы
1.	Назовите основные неисправности электропневматических кон-
такторов и причины их возникновения.
2.	Перечислите технические требования, предъявляемые к отремон-
тированным электропневматическим контакторам.
3.	В каких контакторах и с какой целью следят за правильностью ус-
тановки постоянных магнитов?
14.4. РЕМОНТ ГРУППОВЫХ КОНТАКТОРОВ
В процессе эксплуатации могут возникнуть следующие неисправно-
сти групповых контакторов: нарушение правильности производимых
аппаратом переключений; выработка и нарушение профиля кулачко-
вых шайб; заедание кулачкового вала при переключении с одной по-
зиции на другую; выработка и оплавление ситовых и блокировочных
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
433
контактов; выгорание и трещины стенок дугогасительных камер;
утечка воздуха в пневматическом приводе и воздухопроводе; повреж-
дение изоляции; обрыв жил шунтов; трещины в рамах аппаратов; из-
нос и перекос зубчатой передачи и др.
Ремонт ряда элементов групповых контакторов (контакты, дугога-
сительные устройства, электропневматические вентили, пневматиче-
ский привод и др.) рассмотрены в параграфе 14.1. Ниже приведены
особенности ремонта некоторых узлов и порядок проверки группо-
вых контакторов после их сборки.
Рамы групповых контакторов в местах обнаружения трещин раз-
делывают и заваривают. Сварочные швы запиливают. Отверстия с раз-
работанной или сорванной резьбой заваривают, а затем рассверлива-
ют и нарезают новую резьбу. Разработанные отверстия под подшип-
ники кулачковых валов наплавляют с последующей расточкой и за-
прессовкой втулок. Места с погнутостями и вмятинами подогревают
газовой горелкой и выправляют.
У многопозиционного электропневматического привода (см.
рис. 7.19) профиль звезды проверяют специальным шаблоном; изно-
шенные места наплавляют с последующей механической обработкой
до чертежных размеров и цементацией поверхности. Радиальный за-
зор роликов штока не должен бьпъ выше допустимого.
Контакторные кулачковые элементы (см. параграф 7.7, рис. 7.17) в
процессе эксплуатации имеют износ контактов, роликов, поврежде-
ние изоляторов, выработку в отверстиях изоляторов и рычагов, износ
осей и валиков, трещины, сколы, прожоги дугогасительных камер.
Изоляторы (основания) с подгарами зачищают стеклянной бума-
гой, шлифуют и покрывают лаком. Изоляторы с отколами, трещина-
ми и прожогами заменяют. В случаях выработки отверстий выше нор-
мы производят ремонт. Для этого отверстие в изоляторе развертыва-
ют, а затем запрессовывают металлическую или капроновую втулку,
внутренний диаметр которой соответствует чертежному размеру от-
верстия в изоляторе.
Износ рычага подвижного контакта определяют наложением про-
фильного шаблона и восстанавливают наплавкой латунью до необхо-
димого профиля. Изношенные оси заменяют. Контролируют состоя-
ние резьбы в гнездах (армировках). При необходимости восстанавли-
вают резьбу метчиком и запиливают посадочную поверхность изоля-
тора напильником.
Кулачковые валы разбирают в тех случаях, когда необходимо сме-
нить кулачковые шайбы с трещинами, сколами, расслоениями, с диа-
метром меньше допустимого или с профилем, не обеспечивающим
включение и выключение контакторных элементов в соответствии с
434
Глава 14
диаграммой их замыкания (разверткой). Разбирают кулачковые валы
также при необходимости регулирования расстояния между кулачко-
выми шайбами с помощью прокладок.
Подшипники валов при наличии шелушения колец и шариков, а
также радиального зазора более допустимого заменяют. Изношенные
шейки валов или мест под посадку шариковых подшипников, имею-
щие диаметр менее допустимого, восстанавливают хромированием.
При замене кулачковых шайб на них вырубают профиль по специ-
альному шаблону с небольшим запасом. Окончательную обработку
профиля выполняют после сборки аппарата при подгонке диаграммы
замыканий. Между кулачковыми шайбами для получения точных
размеров устанавливают электроизоляционные прокладки.
При сборке следят, чтобы ролики контакторных элементов не име-
ли смещения относительно центра кулачковой шайбы, чтобы не было
заедания подвижного рычага при включении и отключении контак-
тора.
После сборки групповых контакторов регулируют работу контак-
торных элементов в соответствии с диаграммой замыкания. Для это-
го на конец кулачкового вала устанавливают диск, разбитый на граду-
сы (лимб), а на раме — стрелку указателя, совмещая ее с нулевой от-
меткой лимба. Вал поворачивают вручную с помощью рукоятки, на-
детой на его квадратный конец. При каждом повороте вала фиксиру-
ют угол его поворота по лимбу, сверяя с углом для данной позиции по
диаграмме замыкания. Отклонение от диаграммы более 2% не допус-
кается. Подгонку под диаграмму замыкания выполняют подпилива-
нием кулачковых шайб.
На каждом фиксированном положении контакторные элементы
должны быть полностью включены или выключены и иметь раствор,
провал и нажатие контактов, соответствующие нормам. Ролики
включенных контакторных элементов / (рис. 14.1) на фиксированной
позиции кулачкового вала силового контроллера КСП не должны ка-
саться поверхности кулачковых шайб и находиться от их склонов на
расстоянии не менее 1 мм, а ролики 2 отключенных контакторных
элементов не приближаться к склону ближе 3 мм.
Рис. 14.1. Расположение роликов вклю-
ченного и отключенного контакторных эле-
ментов на фиксированных позициях груп-
пового переключателя
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
435
Время хронометрического вращения кулачкового вала группового
контактора от первой до последней позиции определяют при номи-
нальном давлении сжатого воздуха и номинальном напряжении цепи
управления. Оно должно соответствовать техническим требованиям.
Контрольные вопросы
I.	Назовите основные неисправности групповых контакторов, воз-
никающие в процессе их эксплуатации.
2.	Перечислите износы и повреждения кулачковых контакторных
элементов и способы их устранения.
3.	В каких случаях разбирают кулачковые валы?
4.	В чем сущность регулировки работы групповых контакторов в со-
ответствии с диаграммой замыкания контактов?
14.5. РЕМОНТ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ
Быстродействующие выключатели (БВ). В процессе эксплуатации могут
возникать следующие неисправности БВ: трещины и изломы деталей;
задевание подвижных рычагов и контактов о стенки дугогасительных
камер; износ шарнирных соединений; оплавление контактов и дугога-
сительных рогов; ожоги изоляционных деталей; загрязнение мест со-
прикосновения полюсов якоря и магнитопровода; замыкание шины
размагничивающего витка на корпус; замыкание шины дугогаситель-
ной катушки на сердечник магнитопровода; подгорание одного из двух
силовых контактов из-за неодновременного их отключения; утечка сжа-
того воздуха через вентиль или цилиндр пневматического привода и пр.
Ремонт контактов, шунтов, электропневматических вентилей, ка-
тушек, дугогасительных устройств, пневматических приводов и дру-
гих элементов БВ, которые являются общими для многих электриче-
ских аппаратов, рассмотрен в параграфе 14.1. Ниже приведены осо-
бенности ремонта некоторых их узлов и деталей.
Рычаги подвижных контактов (см. рис. 9 4, 9.5). Трещины в пла-
стинах контактного рычага разделывают и заваривают газовой свар-
кой. Втулки с ослабленной посадкой или износом отверстий, превы-
шающим допустимые размеры, заменяют, при этом устанавливают
новые оси. При выработке рабочей части рычагов более 7 мм их на-
плавляют и обрабатывают в соответствии с шаблоном. Подвижной
контакт должен прочно сидеть в пазу рычага.
Контакты. Размыкание обоих главных контактов при отключе-
нии выключателя должно происходить строго одновременно, разница
в нажатии контактов должна быть не более 0,2 кгс/см2.
436
Глава 14
Магнитопровод удерживающей катушки не должен иметь ослабле-
ния и расслоений пластин. Ослабленные стягивающие шпильки под-
клепывают. Регулировочные винты не должны иметь сорванной или
забитой резьбы, дефектных шлицевых вырезов. Контактные поверх-
ности якоря и полюсов магнитопровода должны быть пришабрены с
обеспечением прилегания не менее установленного техническими
требованиями. Надежность соприкосновения якоря и полюсов маг-
нита проверяют снижением напряжения на удерживающей катушке
до 19 В. При этом выключатели отключаться не должны.
Размагничивающий виток должен быть надежно приварен к вывод-
ным шинам. При необходимости место соединения приваривают ме-
дью. Дефектную изоляцию заменяют новой.
Дугогасителъные рога очищают и восстанавливают до чертежных
размеров наплавкой. Контактные зажимы дугогасительных рогов и
ножей камеры зачищают от окислов мелкой стеклянной бумагой, по-
сле чего промывают бензином и протирают чистой салфеткой. Пере-
кос ножей относительно контактных пластин не допускается.
Погнутые пластины деионных решеток выправляют и укрепляют.
Главные воздушные выключатели (см. рис. 9.8.9.9). В процессе экс-
плуатации могут возникать следующие их неисправности и поврежде-
ния: износ дугогасительных контактов и оплавление киритовых на-
кладок; износ цилиндров дугогасительных камер; износ и оплавление
ножей и контактных пластин разъединителей; обгорание изоляторов
воздухопроводов; износ и нарушение хода клапанов и пр.
Воздушный резервуар вываривают в щелочной ванне, промывают в го-
рячей воде и подвергают гидравлическим испытаниям давлением
15 кгс/см2 в соответствии с инструкцией и правилами надзора за воздуш -
ными резервуарами подвижного состава железных дорог. Внутреннюю по-
верхность резервуаров очищают и покры вают антикоррозионной краской.
Изоляторы воздухопроводов очищают от копоти и грязи чистыми
салфетками, смоченными в бензине. При обнаружении на них сколов
или поврежденной глазури на поверхности более 10% пути возможно-
го перекрытия электрической дугой заменяют.
Годные изоляторы испытывают гидравлическим давлением
70 кгс/см2 в течение 1 мин. Давление поднимают и опускают плавно.
Перед установкой изолятора под фланец поворотного вала подкла-
дывают резиновую прокладку. Затяжку крепления фарфоровых изо-
ляторов осуществляют только предельным ключом с моментом
2 кгс м путем многократного обхода гаек по окружности их располо-
жения, не допуская поворота их за один обход более чем на 60°. Запре-
щается окончательную затяжку изоляторов производить простыми
ключами.
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
437
В дугогасительных камерах цилиндры с выработкой внутреннего
диаметра сверх допустимой нормы восстанавливают хромированием
или заменяют. Дугогасительные контакты с выработкой и оплавлени-
ем киритовой накладки восстановлению не подлежат.
Ножи и неподвижные контакты со следами оплавления зачищают.
Регулируют нажатие ножа на неподвижный контакт. Оно должно
быть в пределах 9—10 кгс/см2. Пружина, создающая нажатие ножей на
неподвижный контакт, должна быть сжата до длины 14— 15 мм при от-
ключенном разъединителе. Контактная поверхность ножей должна
быть не менее 80%.
Ножи разъединителя и неподвижные контакты с износом более
допустимого наплавляют.
Клапаны не должны допускать утечки сжатого воздуха при давле-
нии 10 кгс/см- втечение 3 мин. При наличии утечки их притирают па-
стой ГОИ. Овальность и конусность внутренних поверхностей втулок
не должны превышать 0,03 мм. Небольшие риски на рабочей поверх-
ности втулок устраняют шлифовкой. При износе свыше допустимого
втулки заменяют новыми.
Поворотные валы с выработкой сверх допустимых норм заменяют
или наваривают с последующей механической обработкой.
По окончании ремонта и сборки главного выключателя проверяют
его работу, регулируют угол поворота вала разъединителя из положе-
ния «Включено» в положение «Отключено».
Разрядники. В процессе эксплуатации могут наблюдаться следую-
щие неисправности и повреждения разрядников: трещины и сколы в
фарфоровом кожухе и его армировке; излом и ослабление затяжки
контактных болтов, крепящих кабельные наконечники; износ резь-
бовых соединений; трещины в силуминовых (РЭВ-25) или чугунных
(РМВУ-3,3) фланцах и цементном шве; износ и повреждение искро-
вых промежутков; пробой вилитовых дисков; сдвиг предохранитель-
ного клапана с фиксированного положения и пр.
Разрядники, не имеющие заметных повреждений, подвергают
электрическим испытаниям: проверяют токи проводимости и про-
бивное напряжение. Неудовлетворяющие установленным нормам
разрядники ремонтируют.
Фарфоровый кожух и армировка, имеющие сквозные трещины,
сколы фарфора, излом фланца и другие неисправности, вызывающие
нарушение герметичности разрядника, ремонту не подлежат.
Нарушение эмалевого покрытия фланца и мелкие трещины в це-
ментном шве не представляют большой опасности. Поврежденное
место зачищают стеклянным полотном и покрывают влагостойкой
изоляционной эмалью. Трещины в цементном шве между кожухом
438
Спава 14
(изолятором) и металлическим фланцем заделывают влагостойким
покрытием —лаковой шпатлевкой с последующим покрытием элекл -
роизоля пион ной эмалью.
Резиновые уплотнения при утрате эластичности, появлении над-
рывов и трещин заменяют.
Вилитовые диски с нарушенным слоем обмагки восстанавливают
специальным составом с последующей сушкой при температуре
70—80 С в течение 8—12 ч. Диски со следами пробоя или смешенным
от фиксированного положения клапаном заменяют.
Искровые промежутки, не имеющие повреждений, протирают от
копоти и влаги, восстанавливают их крепление, после чего сушат на
воздухе в течение 10 ч.
Электроды с сильными подгарами и оплавлениями и шунтирую-
щие резисторы с трещинами и поврежденными выводами заменяют.
Незначительные оплавления электродов зачищают мелкой стеклян-
ной бумагой и полируют.
Магниты при наличии повреждений на их шлифованной поверх-
ности размагничивают, шлифуют и затем вновь намагничивают с по-
мощью электромагнитов.
Полярность магнита проверяют с помощью магнитной стрелки.
Стрелка, поднесенная к торцу и боковой поверхности магнита, долж-
на устанавливаться перпендикулярно его поверхности и не менять
своего положения при вращении магнита (рис. 14.2).
С помощью специальной измерительной катушки проверяют ин-
дукцию магнитного поля. Если она окажется ниже допустимой, маг-
ниты подмагничивают.
У регистратора количества срабатываний стенки корпуса и детали
очищают от нагара, удаляют остатки сгоревших плавких вставок и на-
тягивают десять новых из нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм.
Плавкие предохранители
(см. рис. 9.1, 9.2). Основны-
ми их неисправностями яв-
ляются: перегорание плав-
кой вставки; плохой кон-
такт между зажимами и кол-
пачками; трещины фарфо-
ровых и стеклянных патро-
нов, прогар фибровых па-
тронов; оплавление колпач-
ков; несрабатывание указа-
теля сигнализатора; утечка
кварцевого песка и пр.
Рис. 14.2. Положения стрелки при
проверке магнита разрядника (а — пра-
вильное, б — неправильное)
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
439
Таблица 14.1
Параметры плавкой вставки
Номинальный ток, А	Диаметр, мм	Число жил	Номинальный ток, А	Диаметр, мм	Число жил
6	0,21	1	25	0,53	1
10	0,29	1	30	0,35	2
15	0,35	1	45	0,25	3
20	0,41	1	45	0,81	1
Высоковольтные предохранители ПКЭ-4. Патроны, имеющие хотя
бы незначительные трещины или нарушения армировки, дальнейше-
му ремонту не подлежат.
После осмотра отпаивают крышки патрона и высыпают песок.
Вынимают шамотный сердечник. Очищают и обслуживают торцы
колпачков. Протирают внутри и снаружи фарфоровую или стеклян-
ную трубку (патрон) и еще раз убеждаются в отсутствии трещин. Для
изготовления плавких вставок используют проволоку в строгом соот-
ветствии с паспортными данными предохранителя. Ступени проволоки
плотно скручивают. На стыках проволок разного диаметра напаивают
оловянный шарик так, чтобы захватить проволоку и часть скрутки.
Новые плавкие вставки наматывают на очищенный от шлаков ша-
мотный сердечник. Плавкий элемент осторожно устанавливают в па-
трон. Протягивают указательную проволоку внутри сердечника и
припаивают ее к колпачку. Запаивают крышку, перевертывают патрон
на 180° и засыпают патрон тонкой струей чистого просушенного пес-
ка вровень с наружным торцом колпачка. Припаивают крышку' к кол-
пачку.
Предохранители ПР-2. Треснувшие или прожженные фибровые
патроны, сгоревшие плавкие вставки, колпачки и втулки патронов с
поврежденной резьбой заменяют. Колпачки с оплавлениями зачища-
ют личным напильником.
Сгоревшие цинковые пластины заменяют новыми. В порядке ис-
ключения плавкую вставку выполняют из медной калиброванной
проволоки соответствующего диаметра (табл. 14.1).
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные неисправности быстродействующих вы-
ключателей и способы их устранения.
440
Глава 14
2.	Назовите неисправности главных воздушных выключателей. Как
их устраняют?
3.	Какие неисправности и повреждения характерны для разрядников
и как их устраняют?
4.	В чем заключается ремонт высоковольтных и низковольтных плав-
ких предохранителей?
14.6.	РЕМОНТ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ
Контроллеры машиниста. Основными неисправностями контроллеров
машиниста (см. рис. 8.1—8.3) являются: износ кулачковых шайб и
контакторных элементов; ослабление посадки н-а валу кулачковых
шайб; заедания роликов контакторных элементов; нарушение работы
механизма блокировки валов и пр.
Кулачковые валы, если обнаружено ослабление посадки кулачко-
вых шайб, износ шайб по диаметру более допустимого или несоответ-
ствие профиля шайб диаграмме замыкания контакторов, разбирают.
На главном и реверсивных валах замеряют диаметр шеек под под-
шипники. Вал с биением более 0,5 мм протачивают на токарном стан-
ке. Дефектные шейки валов наплавляют с последующей механиче-
ской обработкой. Восстанавливают дефектный квадрат реверсивного
вала под установку рукоятки.
Кулачковые шайбы с износом по диаметру более допустимого, а
также с нарушением профиля заменяют.
Кулачковые валы в любом фиксированном положении не должны
иметь свободного хода по окружности кулачковых шайб более 2,5 мм.
В пределах свободного хода контакты контакторных элементов не
должны перемещаться, а на фиксированных позициях должны быть
полностью включены или выключены.
Контакторные элементы. Контакты с оплавлениями и подгарами за-
чищают мелкой стеклянной бумагой. Изоляторы с трещинами, сколами
и ослаблением в запрессовке армированной втулки заменяют. Ролики,
имеющие износ по диаметру или износ отверстия, заменяют. Проверяют
шаблонами толщину и раствор контактов — они должны быть в пределах
норм. Малый раствор обычно устраняют постановкой прокладок тол ши-
ной до 3 мм между рейкой и изолятором элемента. Если отрегулировать
раствор таким образом не удается, контакторный элемент заменяют. Для
уменьшения слишком большого раствора удаляют прокладку, если она
имеется, или устанавливают контакты большей толщины.
Нажатие контактов на всех позициях, когда контакторные элемен-
ты включены, должно соответствовать установленным нормам. При
разомкнутых контактах пружины не должны быть полностью сжаты.
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
441
В собранном виде контакторный элемент должен работать без за-
еданий в шарнирах, а ролик свободно вращаться на своей оси.
Износ рабочих поверхностей деталей механической блокировки
рукояток контроллера машиниста проверяют контурным шаблоном
и в случае необходимости восстанавливают наплавкой с последую-
щей механической обработкой. Действие механической блокировки
должно обеспечивать перемещение реверсивной рукоятки только
при нахождении главной рукоятки (маховика) в нулевом положе-
нии, а главной — только при нахождении реверсивной рукоятки в
одном из ходовых положений. Реверсивная рукоятка должна сни-
маться только в том случае, если главная рукоятка находится в нуле-
вом положении.
Проверяют надежность работы механизма блокировки безопасно-
сти. При ходовых положениях реверсивной рукоятки и нажатой глав-
ной рукоятке контакты механизма безопасности должны быть замк-
нуты. При ходовых положениях реверсивной рукоятки и ненажатой
главной рукоятке в любом положении последней контакты блокиров-
ки должны быть разомкнуты. Пружина кнопки главной рукоятки
должна соответствовать техническим данным.
Проверяют разделку и целость проводов, подходящих к зажимам
контроллера. При отсутствии или нарушении маркировки проводов
ее восстанавливают. Проверяют крепление и при необходимости на-
дежно затягивают штепсельные разъемы.
Клапаны токоприемников. В процессе эксплуатации могут возник-
нуть следующие их неисправности: износ рабочих поверхностей ци-
линдров и поршней; засорение воздухопроводящих каналов; утечка
воздуха через клапаны и вентили и пр.
Клапаны (см. рис. 8.4) притирают по седлам, а при большой выработ-
ке сначала фрезеруют. Неисправные электропневматические вентили и
цилиндры ремонтируют по технологии, описанной в параграфе 14.1.
Поршневые кольца, неплотно прилегающие к стенкам цилиндра,
заменяют. Проверяют состояние пробок и при наличии утечки их
притирают. Шток поршня с сорванной резьбой, уплотнения штоков и
ролики с износом выше допустимого заменяют.
. Профиль звезд проверяют по шаблону, изношенные поверхности
наплавляют и обрабатывают в соответствии с чертежными разме-
рами.
Проверяют пружины редукционных клапанов — имеющие трещи-
ны, изломы, деформированные или утратившие упругость, заменяют.
Кожаные манжеты пропитывают жиром. Резиновые кольца про-
мывают горячей водой. Кольца, имеющие трещины, надрывы или по-
терявшие эластичность, заменяют.
442
Глава 14
Изношенные хвостовики пробок под реверсивную рукоятку вос-
станавливают наплавкой с последующей механической обработкой
до чертежных размеров.
После сборки проверяют поворот крана от руки с помощью ревер-
сивной рукоятки. Смещение отверстий в пробке и корпусе крана
должно быть не более 1 мм. Регулируют клапаны совместно с токо-
приемниками, которые должны быть исправными и иметь нормаль-
ные характеристики. В ходе регулировки добиваются резкого отрыва
токоприемника от контактного провода и плавного подхода к опорам.
На подъем клапан регулируют дроссельным винтом, изменяющим
размеры отверстия для поступления сжатого воздуха в цилиндр токо-
приемника, а на опускание — регулировочным винтом, изменяющим
нажатие пружины редукционного клапана.
Регулятор давления. При наличии трещин в основании регулятор
(см. рис. 8.14) заменяют новым также, как и кожух. При обнаружении
сорванной резьбы в стоиках механизма включения—выключения их
бракуют. Регулировочный винт не должен иметь трещин, сколов и со-
рванной резьбы. В противном случае его заменяю!'. Направляющую
при наличии трещин бракуют.
Контакты зачищают шлифовальной бумагой, а при износе выше
норм заменяют. Гибкие шунты заменяют при обрыве жил более 3%.
Пружины с видимыми механическими повреждениями заменяют,
а при отсутствии таковых восстанавливают до чертежных размеров.
Резиновую диафрагму, имеющую трещины, расслоения, потеряв-
шую эластичность, заменяют.
При сборке регулятора устраняют заедания и грение в механизме,
а также утечку воздуха. Включение и выключение контактов должно
происходить мгновенно. Аппарат регулируют в соответствии с его
техническими характеристиками.
Контрольные вопросы
1.	Какие неисправности характерны для контроллеров машиниста и
как их устраняют?
2.	Как проверяют надежность работы механизма блокировки безо-
пасности контроллера машиниста?
3.	Назовите основные неисправности клапана токоприемника и спо-
собы их устранения.
4.	С какой целью и каким образом выполняют регулировку клапанов
токоприемников?
5.	Перечислите дефекты в деталях регулятора давления, подлежащих
замене.
Ремонт электрических аппаратов и электрическом проводки
443
14.7.	РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Характерными неисправностями щелочных аккумуляторных батарей
(см. рис. 8.28) являются: понижение емкости; понижение уровня
электролита и изменение его плотности; высокая температура элект-
рол ита; короткие замыкания в аккумуляторах; повышенное газовыдс-
ление; механические повреждения и пр.
Понижение емкости происходит вследствие накопления в электро-
лите углекислых солей (карбонатов), которые уменьшают содержание
шелочи в электролите. Интенсивному накоплению карбонатов спо-
собствует высокая наружная температура, плохое крепление пробок,
отсутствие в электролите добавок едкого лития и вазелинового масла.
Высокая температура электролита приводит к размягчению ак-
тивной массы пластин, ее сползанию с решеток и потере емкости ак-
кумуляторов. Зачастую высокая температура электролита является
следствием неправильно выбранного режима заряда батарей.
Короткие замыкания в аккумуляторах возникают из-за отложения
шлама, образующегося при вымывании активной массы из пластин,
или образования на пластинах и сепараторах тонкой металлической
пленки. Пленка появляется в результате растворения железной актив-
ной массы пластин при высокой температуре электролита (50—60 С)
и осаждения этой массы при последующем понижении температуры.
Металлизация сепараторов превращает их в проводники электриче-
ского тока и приводит к повышенному саморазряду и даже короткому
замыканию аккумуляторов.
Наружные короткие замыкания возникают в результате наруше-
ния изоляции батареи из-за перетирания резиновых чехлов, изоляции
силовых кабелей и из-за отложения солей.
Повышенное газовыделение может быть следствием загрязнения
электролита, нагрева аккумуляторов при сильном понижении уровня
электролита. Загрязнение электролита вредными примесями может
происходить при случайном попадании в аккумуляторы металличе-
ских предметов и при доливке электролита недистиллированной во-
дой. Понижение уровня электролита может быть вызвано течью в
корпусе аккумулятора
Механические повреждения, прежде всего повреждения резиновых
изоляционных чехлов, приводят к утечке тока и коротким замыкани-
ям, а неисправности пробок вызывают скопление в аккумуляторе газов
и, как следствие, выпучивание стенок корпуса, а иногда и его разрыв.
Поступившую для ремонта батарею разряжают, после чего снима-
ют перемычки между аккумуляторами. Специальными приспособле-
ниями снимают резиновые чехлы, сливают электролит. Отработан-
ныи электролит при содержании в нем карбонатов до 70 г/л подверга-
ется регенерации — очистке от карбонатов.
Целостность чехлов проверяют сжатым воздухом давлением
1 кгс/см2 подслоем воды в течение 1 мин или водой подтем же давле-
нием. Поврежденные места зачищают напильником или металличе-
ской щеткой и обезжиривают бензином. На обработанное место на-
носят клеи специального состава и выдерживают 20 мин. Из стекло-
ткани вырезают две заплатки площадью, перекрывающей поврежден-
ное место на 25—30 мм, пропитывают их клеем. Затем укладывают
пропитанную заплатку, промазывают клеем и укладывают вторую за-
платку. Через 20 мин на вторую заплатку наносят клеи с добавлением
1—2% сажи и выдерживают чехлы в течение 24—36 ч при температуре
20 °C.
На автоматической установке моют снаружи и внутри корпусы ак-
кумуляторов. Корпусы, имеющие пробои, вмятоеги более 2 мм, глу-
бокие следы коррозии и выпучивания, бракуют.
Перемычки с трещинами или уменьшенной более чем на 15% кон-
тактной поверхностью заменяют, погнутые выправляют. Вентильные
отверстия в пробках прочищают.
Трещины в ящике заваривают или ставят накладки. Крышку плот-
но подгоняют и устраняют неисправность запоров.
Электролит готовят заранее, чтобы к моменту заливки он успел от-
стояться до полного осветления и охладиться до температуры 30 С.
Заливают электролит в специальном помещении после ремонта акку-
муляторов и установки в резиновые чехлы. Уровень электролита опре-
деляют стеклянной трубкой. Не раньше чем через 2 ч замеряют арео-
мегром плотность электролига, которая летом должна быть 1,19—
1,21 г/см3, зимой — от 1,25 до 1,27 г/см3. Если плотность электролита
выше нормированных значений, его разбавляют дистиллированной
водой, если ниже — добавляют электролит повышенной плотности
(1,41 г/см3).
Залитые свежим электролитом аккумуляторы соединяют в бата-
рею перемычками и устанавливают на специальный стенд для прове-
дения тренировочных зарядно-разрядных циклов, после чего батарею
заряжают соответствующим зарядным током в течение 12 ч. Заряжен-
ную батарею отключают, ввертывают пробки и протирают крышки
аккумуляторов.
Контрольные вопросы
1.	Назовите основные неисправности щелочных аккумуляторных ба-
тарей, их причины и последствия.
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
445
2.	Как ремонтируют поврежденные резиновые чехлы аккумулятор-
ных батарей?
3.	Каким образом определяют плотность электролита? Каковы ее
значения для зимних и летних режимов работы?
4.	Какими способами получают необходимую плотность электролита?
14.8.	РЕМОНТ ФЕХРАЛЕВЫХ РЕЗИСТОРОВ,
ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ И ИНДУКТИВНЫХ ШУНТОВ
Резисторы КФ. В процессе эксплуатации у фехралевых резисторов
(см. рис. 7.24) возникают обрывы фехралевой ленты, излом держате-
лей элементов, трещины в изоляторах, протирание миканитовых тру-
бок стяжных шпилек, перекрытие электрической дугой подвесных
(опорных) изоляторов и пр.
После очистки в дробеструйной камере осматривают фехралевые
спирали (ленты), проверяют качество пайки выводов, замеряют сече-
ние фехралевой ленты. Имеющие трещины или не более одного обры-
ва спирали соединяют латунью с помощью газовой сварки внахлестку
с перекрытием не менее 10 мм, после чего зачищают напильником до
металлического блеска. Спирали со следами чрезмерного нагрева или
оплавления, с двумя и более обрывами, заниженными более допускае-
мых норм сечениями заменяют новыми. Погнутые витки спирали вы-
равнивают, предварительно нагрев до температуры 600—700 °C.
Миканитовые трубки с местной протертостью более 1/3 толщины
восстанавливают. Для этого поврежденную часть вырезают и сращи-
вают концы трубки, разделывая их на конус. Трубки со значительным
расслоением изоляции, а также с толщиной менее чертежного значе-
ния заменяют.
Трещины и места оплавления на соединительных шинах заварива-
ют, а концы шин облуживают.
Боковые стойки, имеющие трещины и разработанные отверстия,
ремонтируют электродуговой сваркой с последующей механической
обработкой до чертежных размеров. При необходимости, для увели-
чения жесткости в узлах стоек приваривают усиливающие угольники.
Фарфоровые изоляторы с повреждением глазури более 10% пути
возможного перекрытия электрической дугой заменяют.
После сборки проверяют сопротивление резисторов, которое
должно соответствовать данным чертежа. Завышенное сопротивле-
ние может быть следствием ослабления электрического контакта ме-
жду элементами, а заниженное — замыкания фехралевых лент сосед-
них элементов. В некоторых случаях допускается регулировка сопро-
тивления путем сваривания крайних витков латунной проволокой.

[лава 14
Электрические печи и калориферы. Основными неисправностями
электропечей и калориферов являются обрыв спиралей нагреватель-
ных элементов, ослабление крепления контактных соединении, про-
бои на корпус элемента, обрыв шины заземления.
Печи и калориферы (см. рис. 8.17, 8.18) после продувки сжатым
воздухом разбирают, извлекают нагревательные элементы вместе с
изоляторами, отсоединяют контакты.
Нагревательные элементы с обрывом нихромовой спирали, погну-
тыми трубками или вмятинами на них заменяют.
Фарфоровые изоляторы промывают теплой водой и протирают.
Изоляторы с трещинами и сколами заменяют, небольшие сколы за-
крашивают термостойкой эмалью.
Выводные соединения (перемычки) с трещинами, надрывами и
оплавлениями заменяют.
Кожуха и крышки, имеющие погнутости и вмятины, выправляют
и окрашивают электроизоляционным лаком. Для обеспечения надеж-
ного заземления поверхности ножек кожуха, соприкасающихся с ме-
таллом пола, зачищают и облуживают припоем.
При сборке печей и калориферов контролируют надежность креп-
ления всех соединений. У собранных аппаратов измеряют активное
сопротивление элементов и сопротивление изоляции как в холодном,
так и в горячем (рабочем) состоянии.
Индуктивные шунты. Неисправностями индуктивных шунтов (см.
рис. 7.25) являются; повреждение наружного слоя изоляции, межвит-
ковыс замыкания обмоток катушек, излом кабельных наконечников,
ослабление затяжки стягивающих шпилек и др.
Индуктивные шунты продувают сжатым воздухом и разбирают.
Осматривают наружную изоляцию, выводные кабели, кабельные на-
конечники. Катушки испытывают на межвитковые замыкания. В экс-
плуатации межвитковые замыкания в катушках шунтов приводят к не-
равномерному распределению нагрузки между двигателями, срабатыва-
нию защиты во время их работы при ослабленном возбуждении, усиле-
нию искрения на коллекторах и возникновению на них кругового огня.
Катушки индуктивных шунтов ремонтируют так же, как и катуш-
ки полюсов двигателей. Для удаления поврежденной изоляции ка-
тушку помещают в печь и обжигают.
Выводные кабели с прожогами или обрывом более 10% жил пере-
паивают. Поврежденную изоляцию кабеля удаляют и накладывают
новую.
У собранного индуктивного шунта проверяют прочность затяжки
стягивающих шпилек и болтов, активное сопротивление и сопротив-
ление изоляции обмоток.
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
447
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные неисправности фехралевых резисторов и
способы их устранения.
2.	Что является причинами завышенного или заниженного сопроти-
вления резисторов?
3.	Назовите характерные неисправности электрических печей и
электрокалориферов. Как их устраняют?
4.	Каким образом обеспечивают надежность заземления кожухов пе-
чей и калориферов?
5.	Перечислите основные неисправности индуктивных шунтов и
способы их устранения.
6.	К каким последствиям в эксплуатации приводят межвитковые за-
мыкания катушек индуктивных шунтов?
14.9.	МОНТАЖ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДКИ
Монтаж. Для монтажа электрооборудования и аппаратов на вагонах
электропоездов используют специальные кабели и провода повышен-
ной гибкости с усиленной изоляцией. Токопроводящие жилы кабелей
и проводов свивают из медных проволок диаметром от 0,30 до 0.67 мм
общей площадью сечения от 1,5 до 350 мм2. Для защиты проводов от
механических повреждений и грязи на вагонах прокладывают желоба
и цельнотянутые металлические трубы (кондуиты). Желоба закрыва-
ют крышками, которые крепят болтами и гайками с пружинящими
шайбами. Трубы соединяют фитингами с метрической резьбой, кре-
пят оцинкованными скобами и болтами. Трубы, подходящие к элект-
рическим аппаратам, должны иметь уплотнительные гайки с резино-
выми втулками, для предотвращения попадания в них влаги.
Провода нарезают определенной длины и сечения согласно специ-
фикации вагонных проводов и снабжают временной маркировкой.
Один конец каждого провода оконцовывают — зачищают изоляцию и
напаивают или опрессовывают наконечник, который подбирают в со-
ответствии с площадью сечения провода.
После напайки или опрессовки наконечников оголенные части
проводов изолируют, прокрашивают электроизоляционным лаком и
заменяют временные маркировки постоянными в соответствии с
монтажной схемой.
Заготовленные провода укладывают в желоба, протягивают через
трубы (кондуиты) или укладывают на каркасе. Внутреннюю поверх-
ность желобов окрашивают асфальтовым лаком. Скобы в желобах
обычно располагают на расстоянии 500 мм друг от друга, что позволя-
448
Глава 14
ет укладывать в них провода без провисания и сильного натяга. Про-
вода располагают в скобах равными рядами без перекрещивания. В
местах крепления проводов скобами устанавливают прокладки из
электрокартона. Ширина прокладок должна быть на 3—5 см больше
ширины скобы. Затем желоба закрывают крышками, которые крепят
болтами. Все концы проводов, выходящие из желобов под вагоном
(кроме выводов к пусковым резисторам), защищают брезентовыми
чехлами, пропитанными водонепроницаемым составом.
Трубы крепят к полу и стенкам кузова скобами. Приваривать тру-
бы запрещается, поэтому к полу / (рис. 14.3) приваривают скобы 4 на
расстоянии друг от друга не более 1300 мм, а к ним с помощью план-
ки 5 и двух болтов 6 с гайками 3 и пружинящими шайбами 2 крепят
трубы 7. На концах всех труб, выходящих из-под пола кузова, а также
оканчивающихся под кузовом, ставят герметичные уплотнения. На
горизонтальных участках трубы прокладывают с небольшим уклоном,
чтобы в них не скапливалась конденсационная влага. Концы труб,
расположенных на крыше вагона, должны оканчиваться изгибом, об-
ращенным книзу, и иметь гайки с уплотнительными втулками. Трубы
закрепляют так, чтобы они не касались движущихся частей вагонов.
После прокладки труб в них затягивают провода с помощью сталь-
ной проволоки. Для уменьшения трения о стенки трубы провод
обильно натирают тальком. Чтобы провод не перетирался о края тру-
бы, на ее концы ставят резиновые втулки. Прокладывать провода вы-
соковольтных и низковольтных цепей в одной трубе запрещено.
Каркас прутковой конструкции перед укладкой на нем пучков
проводов очищают от ржавчины и заусенцев, окрашивают асфальто-
вым лаком, обматывают киперной или тафтяной лентой и прокраши-
вают изоляционным лаком. Пучок укрепляют на каркасе киперной
лентой шириной 25 мм с сильным натягом, снимая поочередно вре-
менные стяжки. Затем пучок проводов окрашивают снаружи жидким
стеклом, просушивают и покрывают серой электроэмалью. Места из-
Рис. 14.3. Схема крепления
кондуитов
гибов усиливают наложением пя-
ти витков киперной ленты на ла-
ке. Минимальный радиус изгиба
должен превышать двойное значе-
ние наружного диамегра провода.
Окончательную разделку про-
водов с пайкой вторых наконеч-
ников выполняют после установ-
ки на вагонах электрических аппа-
ратов. Длина подходящего к аппа-
рату провода должна быть доста-
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
449
точной, чтобы в случае пор-
чи конца провода на длине
50 мм можно было бы пере-
паять наконечник и вновь
подключиться к аппарату.
При электрическом мон-
таже каждого аппарата про-
вода, подключаемые к нему,
разбивают на пучки соглас-
но монтажной схеме. Пучки
скрепляют друг с другом
бандажами из шпагата, под
которыми прокладывают
изоляционную ленту. Про-
Рис. 14.4. Схемы крепления одного (а) и
двух (б) проводов на зажиме прибора:
1 — наконечник; 2 — пружинная шайба; 3 —
простая шайба; 4—дистанционная шайба
вода прикрепляют к стенкам
ящиков аппарата специаль-
ными скобами так. чтобы они не мешали работе аппарата, а возника-
ющая при разрыве цепи контактами электрическая дуга не поврежда-
ла изоляцию проводов.
После напайки второго наконечника провод укрепляют на зажи-
мах аппарата болтом с пружинящей шайбой или винтом. К одному за-
жиму аппарата не следует подключать более двух наконечников сило-
вой цепи, причем между ними должна быть установлена дистанцион-
ная шайба (рис. 14.4). В цепях управления в зависимости от площади
сечения проводов возможна установка до четырех наконечников в
один зажим. Провода с аппаратами соединяют только на их зажимах
и рейках с зажимами. Отпайку проводов можно производить только к
лампам освещения и сигнальным лампам.
Провода, подсоединенные к плафонам освещения, калориферам,
а также проходящие вблизи сильно нагревающихся аппаратов, про-
кладывают в электроизоляционных трубках из кремнийорганической
резины или обматывают асбестовой лентой с последующим покрыти-
ем теплостойкой эмалью.
Провода вводят в электрические аппараты через вводные деревян-
ные клицы или специально предусмотренные отверстия в кожухах ап-
паратов.
Продолжительность монтажа проводов значительно сокращается,
если его проводят на специальных стендах. В желоба стенда заклады-
вают провода, увязывая их в пучок, и напаивают наконечники. Смон-
тированная в цехе электрическая цепь переносится затем на вагон.
После окончания монтажа электрооборудования проверяют цело-
стность проводов и измеряют сопротивление изоляции. Сопротивле-
450
Глава 14
ние изоляции силовых проводов тяговых двигателей и вспомогатель-
ных машин измеряют мегаомметром на напряжение 2500 В. а низко-
вольтной цепи управления — мегаомметром на 500—1000 В.
Для проверки электрической прочности изоляции все цепи элект-
рической проводки вместе с собранной аппаратурой испытывают в
течение 1 мин на пробой под напряжением, соответствующим устано-
вленным нормам. Нормы сопротивления изоляции и электрической
прочности проводов приводятся в Правилах ремонта электропоездов.
И, наконец, проверяют правильность монтажа всех цепей и рабо-
ту аппаратов сначала под низким напряжением, а затем под полным
напряжением контактной сети. Испытания проводят в сборочном це-
ху на специальном стенде, оборудованном канавой и контактным
проводом.
Ремонт. Характерными неисправностями электрической проводки
как высоковольтных, так и низковольтных цепей являются обрыв
проводов, нарушение контактов в соединениях, короткие замыкания,
износ и повреждение изоляции и пр.
Обрыв провода в электрической цепи определяют с помощью конт-
рольных приборов (лампы, звонка). В этом случае используют посто-
ронний источник электрической энергии постоянного или перемен-
ного тока низкого напряжения, например, низковольтную электро-
сеть, батарею аккумуляторов или сухих элементов.
Для уточнения места повреждения проверяемую цепь разбивают
на участки. Сначала находят место обрыва в плюсовой части цепи
(рис. 14.5. а). Для этого один провод лампы (звонка) подсоединяют к
минусовому зажиму, а другим касаются всех точек соединений плюсо-
вой цепи. Если при касании в точке 1 лампа горит, а в точке 2 не го-
рит, значит имеется обрыв провода на участке 1—2.
Места обрыва провода в минусовой части электрической цепи
(рис. 14.5, б) находят в обратном порядке. Если в точке 3 лампа не го-
“	Катушка аппарата —н	 б jTL	О—1 ^О-  — ff	—^0 Ы	" 4 Рис. 14.5. Схемы определения обры- ва проводов	рит, а в точке 4 горит, значит об- рыв на участке 3—4. Описанный метод прозвонки с помощью лампы не применим в тех случаях, когда в проверяе- мые цепи включены большие электрические сопротивления, так как они ограничивают силу тока, проходящего через лампу, и накал ее нити будет незамет- ным. Для прозвонки таких це- пей используют мегаомметр.
Ремонт электрических аппаратов и электрической проводки
451
Рис. 14.6. Схема опре-
деления места короткого
смыкания
Короткое за мыкание вызывается соединением с заземленными ча-
стями токоведущих деталей, которые нормально изолированы ог зем-
ли, или соединением плюсовых и минусовых проводов. Место замы-
кания проводов определяют по схеме рис. 14.6. На проверяемый уча-
сток цепи полают напряжение. Один провод лампы подсоединяют к
минусовому зажиму, а другим касаются зачищенного места корпуса.
Загорание лампы указывает на замыкание провода в плюсовой части
цепи. Замыкание в минусовой части проверяют в обратном порядке.
При восстановлении изоляции проводов провода с поврежденной оп-
леткой изолируют по всему дефектному участку двумя слоями изоля-
ционной ленты с последующей окраской покровным лаком. Провода
с поврежденной до жил изоляцией ремонтируют только в тех случаях,
когда длина поврежденного участка не превышает I00 мм. В против-
ном случае провода заменяют новыми.
Края поврежденной изоляции срезают на конус длиной 20—25 мм
с обеих сторон (рис. 14.7) осторожно, чтобы не повредить жилы /.
Плотно, без морщин накладывают в полуперекрышу последовательно
от одного края вырезанной части к другому прорезиненную ленту 3 до
толщины основной изоляции провода 2, промазывая каждый слой
клеящим лаком. Сверху наматывают в полуперекрышу два слоя изо-
ляционной ленты из лакоткани 4 так, чтобы слои перекрывали ис-
правную изоляцию на 5—10 мм.
Соединение проводов осуществляют при обрыве и обнаружении на-
тянутых проводов с помощью горячей пайки. Провода должны быть
той же марки и той же площади сечения. Жилы очищенных от изоля-
ции соединяемых проводов на расстоянии 2/3 длины от оголенной ча-
сти провода закрепляют прово-
лочным бандажом, распускают
веером, отгибают, как показано
на рис. 14.8, и зачищают. При
соединении проводов жилы од-
ного провода должны нахо-
диться между жилами другого.
Затем пряди каждого провода
закручивают по часовой стрел-
ке вокруг нераспущенной ого-
ленной части другого провода.
Проволочный бандаж по мере
Рис. 14.7. Схема восстановления изо-
ляции проводов
452
Глава 14
Рис. 14.8. Схемы соединения проводов
закручивания жил отодвигают, а затем снимают. Скрутку обжимают
пассатижами, пропаивают припоем, покрывают изоляционной лен-
той не менее двух слоев в полуперекрышу и окрашивают изоляцион-
ным лаком.
При напайке наконечников конец провода под установку наконеч-
ника освобождают от изоляции. Длина оголенного провода должна
быть такой, чтобы после установки на него наконечника расстояние
между срезом изоляции и торцом наконечника было около 15 мм.
Внутреннюю поверхность наконечника и оголенные жилы провода
промазывают флюсом и облуживают. Затем вставляют жилы провода
в наконечник до упора и заливают припоем. В качестве флюса приме-
няют канифоль, растворенную в этиловом спирте или ректификате в
соотношении 1:3.
Для концевой заделки провода небольшой плошали сечения ого-
ленную жилу вставляют в пластинчатый наконечник, обжимают его и
погружают во флюс, а затем в ванну с расплавленным припоем и вы-
держивают в течение 5—15 с.
Контрольные вопросы
1.	Каков порядок прокладки электропроводки в желобах и трубах?
2.	Как осушествляют монтаж проводки к электроаппаратам?
3.	Каковы особенности прокладки электропроводов вблизи нагрева-
ющихся аппаратов?
4.	Перечислите характерные неисправности электропроводки. Как
осушествляют восстановление изоляции и наращивание электри-
ческих проводов?
5.	Как определяют обрыв проводов электрической цепи?
6.	Как определить место короткого замыкания в электрической це-
пи?
Оглавление
От издательства............................L................... 3
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ,
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И
ЭЛЕКТРОПОЕЗДАХ ............................................... 4
1.1.	Электрическая тяга на железнодорожном транспорте........ 4
1.2.	Электроснабжение электрифицированных железных дорог .... 6
1.3.	Общие сведения об электропоездах ...................... 11
Глава 2. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ .......................... 17
2.1.	Устройство кузова вагона............................... 17
2.2.	Оборудование кузова ................................... 20
2.3.	Освещение, вентиляция и отопление кузова............... 26
2.4	Тележки ............................................... 31
2.5.	Колесные пары ......................................... 37
2.6.	Буксовые узлы.......................................... 45
2.7.	Рессорное подвешивание кузова.........................  48
2.8.	Тяговая передача. Подвешивание тягового двигателя и редуктора .... 58
2.9.	Ударно-сцепные устройства и упругие переходные площадки . 66
2.10.	Рычажно-тормозная передача............................... 70
Глава 3. ТЯГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ..................................... 77
3.1.	Общие сведения........................................... 77
3.2.	Устройство тягового двигателя............................ 78
3.3.	Принцип работы тягового двигателя ....................... 86
3.4.	Пуск тягового двигателя.................................. 93
3.5.	Регулирование частоты вращения якоря .................... 96
36.	Изменение направления вращения якоря .................... 99
3.7.	Электрическое торможение.............................. 100
Глава 4. ТЯГОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ, РЕАКТОРЫ, ДРОССЕЛИ............ 105
4.1.	Общие сведения о трансформаторах...................... 105
4.2.	Основные узлы тяговых трансформаторов................. 107
4.3.	Трансформаторы ОЦР-1000/25 и ОДЦЭР-1600/25 ........... 109
4.4.	Реакторы и дроссели................................... 114
4.5.	Магнитные усилители................................... 117
Глава 5. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЕНТИЛИ
И ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ.................................. 121
5.1.	Общие сведения о полупроводниках ..................... 121
5.2.	Полупроводниковые вентили ............................ 123
5.3.	Схемы выпрямления переменного тока.................... 130
5.4.	Выпрямительные установки............................... 135
Глава 6 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.............................. 141
6.1.	Общие сведения......................................... 141
6.2.	Преобразователи напряжения............................. 141
6.3.	Мотор-компрессоры и мотор-вентиляторы................. 149
6.4.	Масляный мотор-насос .................................. 155
454
Оглавление
Глава 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ	.. 158
7.1.	Общие сведения............................................ 158
7.2.	Токоприемники...........................................   159
7.3.	Главные разъединители ........	164
7.4.	Индивидуальные контакторы. Общие сведения ................ 166
7.5.	Электро! тнсвматическис контакторы........................ 172
7.6.	Электро магнитные контакторы.............................. 180
7.7.	Групповые контакторы. Общие сведения...................... 184
7.8.	Реостатные контроллеры.................................... 191
7.9.	Реверсивные и тормозные переключатели..................... 195
7.10.	Резисторы и индуктивные шунты............................. 198
7.11.	Заземляющие усгройства ................................... 201
Глава 8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
И ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ	  204
8.1.	Контроллеры машиниста	    204
8.2.	Клапан токоприемника ...................................   209
8.3.	Элскгропневматичсскис вентили ............................ 211
8.4.	Низковольтные контакторы.................................. 214
8.5.	Выключатели и переключатели............................... 217
8.6.	Регулятор давления .	.	........................ 223
8.7.	Терморегулятор и тер.моконтакторы ........................ 224
8.8.	Электрообогреватели .	............................... 228
8.9.	Междуваг онные соединительные устройства.................. 231
8.10.	Измерительные приборы....................................  235
8.11.	Аккумуляторные батареи.................................... 244
Глава 9. АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ........................................ 247
9.1.	Общие сведения............................................ 247
9.2.	Плавкие предохранители ................................... 247
9.3	Автоматические выключатели................................ 251
9.4.	Быстродействующие выключатели............................. 254
9.5	Высоковольтный воздушный выключатель ..................... 261
9.6.	Быстродействующие контакторы ............................. 265
9.7.	Помехоподавляюшие устройства.............................. 268
9.8.	Разрядники................................................ 270
9.9.	Реле ..................................................... 273
Глава Ю. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ..................... 286
10	I. Общие сведения об электрических схемах ........................ 286
10	2. Особенности силовых цепей электропоездов постоянного тока . . . 287
10.3.	Силовые цепи электропоездов постоянного тока, нс оборудованных
системой электрического торможения.............................. 289
10.4.	Силовые цепи электропоездов постоянного тока с электрическим
торможением...................................................   299
10.5.	Особенности силовых цепей элекгропоездов переменного тока. 315
10.6.	Силовые цепи моторных вагонов элекгропоездов переменного тока . 319
10	7. Цепи управления. Общие сведения........................... 328
10.8.	Питание низковольтных цепей электропоездов постоянного тока .... 331
10.9.	Схема управле] итя силовыми цепями электропоездов постоянного
тока без электрического торможения...........................    335
10.10.	Схема управления силовыми цепями электропоездов постоянного
тока с электрическим торможением...............................  344
10.11.	Питание низковольтных цепей электропоездов переменного тока ... 357
10 12. Схемы управления силовыми цепями электропоездов
переменного тока .......................................... 358
Оглавление
455
Глава 11 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ
И РЕМОНТЕ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ .................................... 368
11.1.	Структура локомотивного хозяйства и депо .............. 368
11.2.	Планово-предупредительная система обслуживания и ремонта
элекгропоездов................................................ 369
11.3.	Износи и повреждения .............  .	.........  376
11.4.	Способы восстановления и повышения долговечности деталей ... 379
11.5.	Методы неразрушающего контроля качества деталей........ 382
Глава 12. РЕМОНТ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ	386
12.1	Общие сведения.......................................   386
12.2.	Ремонт типовых деталей и узлов ........................ 387
12	3.	Ремонт рам тележек..............................     389
12	4.	Ремонт колесных пар...............................   390
12.5.	Ремонт буксовых узлов ................................. 393
12.6.	Ремонт тяговой передачи .............................   396
12.7.	Ремонт рессорного подвешивания......................... 397
12.8.	Ремонт автосцепных устройств........................... 401
12.9	Ремонт кузова .......................................   403
12.10.	Смазывание оборудования .............................   405
Глава 13. РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН. ТЯГОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ И ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВОК............................................ 408
13.1.	Общие сведения......................................... 408
13.2.	Ремонт остовов, статоров и полюсов..................... 409
13.3.	Ремонт якорей и роторов................................ 411
13.4.	Ремонт щеточного аппарата ............................. 415
13.5.	Ремонт тяговых трансформаторов......................... 419
13.6.	Ремонт выпрямительных установок........................ 422
Глава 14. РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДКИ..................................... 424
14.1	Ремонт обших узлов электрических аппаратов .	..	424
14.2.	Ремонт токоприемников.................................. 428
14.3.	Ремонт индивидуальных контакторов.......................430
14.4.	Ремонт групповых контакторов.................. ........	432
14.5.	Ремонт аппаратов защиты ..............................  435
14.6	Ремонт аппаратов управления ........................... 440
14.7	Ремонт аккумуляторных батарей ......................... 443
14.8.	Ремонт фехралевых резисторов, элекгрообогревазелей и
индуктивных шунтов..................................... 445
14.9	Монтаж и ремонт электрической проводки ................ 447
Учебное издание
Добровольская Эльза Михайловна
УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
Редактор НА. Голованова
Художник И. А. Слюсарев
Дизайнер И.М. Кадченко
Корректор В. Т. Агеева
Компьютерный дизайн и верстка С.Н. Лаврентьева
ИД №04284 от 15.03.2001
Подписано к печати 15.08.2005. Формат 60x90/16. Гарнитура NewtonC
Печать офсетная. Печ. л. 28.5 Тираж 2000 экз. Тип. заказ № 4947
Издательско-книготорговый центр «Академкнига»
117997, Москва, Профсоюзная ул.. 90
По вопросам поставок обращаться в отдел реализации ИКЦ «Академкнига»
Тел./факс: (095) 334- 73-18 e-mail: bookreal@maik.ru, web-site: http: // www.akaclemkniga.com
Книги ИКЦ «Академкнига» можно приобрести через агентство «Почта-Сервис».
Заказы направлять по адресу: 125413г Москва, А/Я 5. тел.: 453-30-60, 450-60-13, факс: 453-60-13,
e-mail: agentstvops@list.ni Агентство «Почта-Сервис».
Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных
диапозитивов во ФГУП И ПК «Ульяновский Дом печати»
432980, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14
ДОБРОВОЛЬСКАЯ Эльза Михайловна -
лауреат премии мэрии Москвы в области
образования, победитель Всероссийского
конкурса учебно-методической продук-
ции, победитель региональных и город-
ских конкурсов "Учитель года" в системе
профессионального образования, являет-
ся автором учебников, учебных пособий,
учебных планов и программ по дисципли-
нам "Электропоезда железных дорог",
"Электропоезда метрополитена" и др.,
имеет многолетний опыт преподавания.