Какое назначение и принцип работы реле боксования
Перейти к содержимому

Какое назначение и принцип работы реле боксования

  • автор:

Электропоезд ЭТ2М, ЭР2Т, ЭТ2 | Реле боксования

Устройства, выполненные на основе реле боксования, предназначены для защиты тяговых двигателей от повреждения при электрических перегрузках, возникающих при пробуксовке колесных пар во время трогания и разгона поезда и их юзе при торможении. Устройства защиты от буксования и юза (обозначение на электрической схеме Э1-ЭЗ) выполнены на основе герконо-вых реле. Выводы устройств Э1-ЭЗ подключены к диагонали моста, образованного двумя соседними обмотками якорей двигателей и двумя одинаковыми высокоомными резисторами. При нормальной работе двигателей и отсутствии буксования или юза колесных пар напряжения на соседних коллекторах (как и на резисторах) равны и мост находится в равновесии, т.е. напряжение на выводах 00-02 отсутствует. После начала буксования потенциал точки моста между соседними двигателями (вывод 00) изменится — он может стать больше или меньше потенциала точки между резисторами (вывод 02) в зависимости от того, какой двигатель буксует.

Когда разность потенциалов выводов 00 и 02 достигнет примерно 50-60 В, сработает более чувствительное герко-новое реле РБ 1 — первая ступень устройства Э1-ЭЗ, что вызовет необходимые переключения в схеме управления. Когда напряжение превысит указанное значение, включится герконовое реле РРБ1 разносного боксования — вторая ступень устройства. При этом через реле-повторитель ПРРБ отключается линейный контактор ЛК или тормозной контактор Т.

Стабилитроны ПП1-ПП8 в устройствах Э1 -ЭЗ предназначены для повышения коэффициента возврата (коэффициент возврата — это величина отношения силы тока отключения к силе тока включения реле) реле РБ1, поскольку оно должно не только четко включаться, но и отключаться. Стабилитрон ПШ0 служит для ограничения макси-

1 — каркас; 2 — катушка; 3 — трубка типа ТКР; 4 — выводы; 5 — клин; 6 — геркон КЭМ-1: 7 — маркировочные трубки

мального напряжения на герконовом реле РБ1.

Как указывалось, полярность проводов 00 и 02 может меняться в зависимости от того, какой именно двигатель боксует. Для катушек реле РБ1 и РРБ1 полярность не имеет значения, для срабатывания стабилитронов требуется пропускать ток через них только в одном направлении. Для этого служит выпрямительный мост ПП9.

Устройства Э1-ЭЗ при срабатывании подают сигналы в схему управления через соответствующие повторители. В качестве реле боксования и реле разносного боксования (РБ1 и РРБ1) на электропоездах используют герконовое реле 1Р.008. Оно состоит из каркаса 1 (рис. 4.14), катушки 2, изолированной эпоксидным компаундом. В полости каркаса расположен геркон 6 с припаянными выводами. При подаче напряжения на катушку 2 происходит замыкание геркона 6, контакты которого воздействуют на реле-повторитель. После снятия напряжения с катушки контакты геркона размыкаются. Напряжение отключения РБ (54 ± 3) В, сила тока срабатывания реле РРБ (16 ± 0,5) мА. Если сила тока срабатывания реле не соответствует заданной, необходимо установить геркон в такое положение относительно катушки, при котором она будет соответствовать уставке. В этом положении геркон следует зафиксировать пластмассовыми клиньями 5.

Если напряжение отключения реле не соответствует уставке, его регулируют, закорачивая последовательно по одному стабилитрону, начиная с ПП1. Величина добавочных резисторов реле боксования R18-R21, R51, R52 должна быть равна (25 ± 0,5) кОм.

РЕЛЕ БОКСОВАНИЯ

Тема : Назначение и принцип работы реле боксования. Классификация систем защиты от боксования колёсных пар. Структурная схема действия реле боксования. Принципиальная схема включения катушек реле боксования.

Цель дидактическая: обучить студентов, давая им систему теоретических знаний, а также практических умений и навыков;

развивать мыслительные способности, их устную и письменную речь, память, воображение, навыки самоорганизации;

содействовать воспитанию нравственных или эстетических убеждений, чувств, волевых и социально-значимых качеств

1 Как машинист может прекратить начавшееся боксование?

2 На чём основан принцип работы реле боксования?

3 Роль тахометрического блока при угрозе боксования;

4 Какова роль МР-5 В регуляторе числа оборотов;

5 Роль реле РУ-2 при срабатывании РП-3 в случае глубокого боксования, или превышении допустимой конструкционной скорости.;

6 Роль блокировок РВ-2 в цепи ВШ;

7 Роль блокировок РУ-11, РУ-17 и РУ18 в цепи селективного узла;

Учебный материал: Описание схемы, Схема тепловоза 2ТЭ116, учебник, Глава учебника в формате Word.

РЕЛЕ БОКСОВАНИЯ

Боксование колесных пар тепловоза представляет собой крайне вредное явление. При боксовании резко снижается сила тяги локомотива, повышается износ бандажей колесных пар и рельсов, возникает искрение щеток тяговых электродвигателей и подгар их коллекторов. Якорь тягового электродвигателя боксующей колесной пары может разрушиться от действия чрезмерных центробежных сил.Естественно, что не следует допускать боксования колесных пар. Если же оно и возникло, то должно быть прекращено в кратчайший срок. Как устранить боксование, если оно началось? Для этого нужно на короткое время быстро уменьшить ток тяговых электродвигателей. При этом уменьшится сила, с которой двигатели вращают колесные пары тепловоза, боксование прекратится. Дальше нужно, не теряя времени, вновь увеличить ток и тяговое усилие тепловоза, чтобы не снижать скорости движения поезда.
Тепловозы снабжают реле боксования, которые, управляя переключениями в электрической схеме, стремятся прекратить боксование колесных пар. На каждой секции тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В устанавливают по три реле боксования. На современных тепловозах их объединяют в блок боксования (рис. 210) и закрывают защитной крышкой. Каждое реле боксования «следит» за частотой вращения одной из трех групп тяговых электродвигателей.

Рис. 210. Блок реле боксования

Реле боксования состоит из ярма, электромагнитной катушки, поворачивающегося вокруг своей оси якоря с двумя подвижными контактами в его верхней части. Нижний конец якоря оттягивается пружиной, при этом замыкается подвижный контакт с неподвижным задним контактом.
На нижнем же конце якоря укреплен плунжер против сердечника катушки. При боксовании колесной пары по катушке проходит ток, ее сердечник намагничивается и притягивает плунжер. Якорь поворачивается, преодолевая натяжение пружины, подвижный контакт отходит от заднего неподвижного и замыкается с передним неподвижным контактом. В цепях управления тепловозом происходят переключения, приводящие к снижению возбуждения тягового генератора и силы тока в тяговых двигателях для прекращения боксования. Кроме того, замыкается цепь сигнального зуммера, оповещающего о боксовании.
Посмотрим, как включена катушка реле боксования и почему в ней при боксовании появляется ток?
На тепловозе ТЭЗ параллельно двум тяговым электродвигателям каждой группы, соединенным последовательно, включены два одинаковых резистора СРБ (рис. 211, а).

Рис. 211. Схемы включения катушки реле боксования:
а — на тепловозе ТЭ3 при устойчивой работе тяговых двигателей; б — при боксовании первого электродвигателя на тепловозе ТЭ3; в — на тепловозе 2ТЭ10В

Один конец катушки реле боксования РБ подсоединяется между тяговыми электродвигателями в точке b, другой — между двумя резисторами СРБ в точке с. Напряжение, подведенное к точкам a и d, где соединяются цепи тяговых двигателей и резисторов реле боксования, падает двумя равными частями на каждом из двигателей и на каждом из резисторов. Электрические потенциалы точек подключения зажимов катушки реле боксования будут одинаковы, и по катушке реле ток не проходит.
Положение изменяется, когда одна из колесных пар начинает боксовать. Например, боксует первая колесная пара. Якорь тягового электродвигателя I вращается с повышенной частотой. ЭДС. первого двигателя увеличивается, следовательно, возрастает и падение напряжения на нем. На электродвигателе 6 падение напряжения уменьшается, так как сумма падений напряжений на обоих двигателях остается равной напряжению генератора. Поэтому электрический потенциал точки Ь понижается. Цепь тока через резисторы СРБ остается прежней, электрический потенциал точки с практически не изменился. Таким образом, возникает разность электрических потенциалов точек подключения зажимов катушки реле боксования. Через катушку потечет ток от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким потенциалом, как показано на рис. 211, б.
При срабатывании реле боксования на тепловозе ТЭЗ его размыкающий блокировочный контакт (подвижный и задний неподвижный контакты) разрывает электрическую цепь катушки контактора возбуждения возбудителя. Контактор отключается, возбуждение возбудителя и, следовательно, тягового генератора резко уменьшается. Ток в силовой цепи снижается, что способствует прекращению боксования.
После прекращения боксования электрические потенциалы точек подключения катушки реле выравниваются, ток в катушке исчезает, реле отключается. Его размыкающий блокировочный контакт восстанавливает цепь катушки контактора возбуждения возбудителя. Контактор включается, возбудитель и генератор тепловоза получают полное возбуждение.
Замыкающий блокировочный контакт реле (подвижный и передний неподвижный контакты) управляет цепью питания звукового сигнала боксования.
Благодаря алюминиевому якорю реле боксования имеет незамкнутую магнитную систему. При срабатывании реле общий воздушный зазор в магнитной системе и, следовательно, магнитный поток в ней изменяются незначительно. Кроме того, торец плунжера имеет латунный диск, предупреждающий «прилипание» плунжера к сердечнику, т. е. удержание его силой остаточного магнетизма. Благодаря этим мерам для отпадания якоря реле достаточно небольшого уменьшения тока в катушке. Поэтому снижение боксования колесных пар приводит к быстрому отключению реле и восстановлению мощности генератора и силы тяги локомотива.
Условия боксования после уменьшения возбуждения генератора могут сохраниться. Это приведет к повторным срабатываниям реле. Машинист должен принять меры для прекращения боксования. Следует перевести рукоятку контроллера на более низкие позиции и подать под колеса песок.
На тепловозах 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В мощностью 2010 кВт (3000 л. с.) в секции применена параллельная схема включения всех тяговых электродвигателей. В этом случае зажимы катушки каждого реле боксования присоединяются к минусовым выводам якорей двух тяговых электродвигателей попарно: первое реле к 1 и 4 двигателям, второе реле ко 2 и 5 двигателям, третье реле к 3 и 6 двигателям.
При боксовании одной из двух колесных пар в связи с уменьшением тока и падения напряжения на обмотках главных и добавочных полюсов двигателя этой колесной пары по сравнению с двигателем небоксующей колесной пары образуется разность потенциалов точек подключения катушки реле, и по ней проходит ток, вызывающий срабатывание реле (рис. 211, в). Сработавшее реле боксования включает два реле управления, обеспечивающие необходимые переключения в цепях возбуждения для снижения мощности тягового генератора приблизительно на 85—90%. Одновременно реле управления включает зуммер боксования. После прекращения боксования электрическая схема тепловоза производит автоматическое ступенчатое повышение мощности генератора. При этом уменьшается возможность повторного боксования колесных пар, исключаются неблагоприятные для тяговых электрических машин резкие колебания мощности. Кроме того, постепенное нагружение дизеля с высоким газотурбинным наддувом снижает дымность выпускных газов, предупреждает перегрев деталей.

На тепловозах ТЭМ2, 2М62, 2ТЭ10Л размыкающие контакты реле боксования включены в цепь катушки контактора ВВ. При срабатывании реле боксования эти контакты разрывают цепь катушки контактора ВВ. Выключение контактора ВВ уменьшает ток обмотки возбуждения и мощность тягового генератора, что способствует прекращению боксования и отпусканию реле. Вновь включается контактор ВВ, увеличивая возбуждение и мощность до исходного уровня.

Вследствие большой индуктивности обмоток возбудителя и тягового генератора периодическое выключение возбуждения возбудителя не вызывает резкого снижения силы тяги тепловоза, а лишь ее уменьшение. Замыкающие контакты реле боксования создают цепь питания звукового сигнала, предупреждающего машиниста о возникшем боксовании колесных пар. Другие контакты дополнительно включают сигнальную лампу на пульте машиниста.

На тепловозах 2ТЭ116 и ТЭП70 реле боксования включается на выход схемы сравнения, которая состоит из диодов, включенных в 12 плеч. Плечи схемы сравнения подсоединены к минусовым щеткодержателям тяговых электродвигателей через вспомогательные контакты поездных контакторов П1. П6.

При отсутствии боксования и приблизительно одинаковых токах в цепи электродвигателей ток на выходе схемы сравнения и в катушке реле боксования равен нулю. При возникновении боксования от одной до пяти колесных пар в схеме сравнения появляется уравнительный ток, который вызывает срабатывание реле боксования.

На тепловозах 2ТЭ10М и 2ТЭ116 используется схема с тремя реле боксования. В начальный период боксования срабатывает реле РБ1, при более сильном боксовании — реле РБ2, а при боксовании в режиме ослабленного возбуждения — реле РБ3. Последовательно с катушкой реле РБ1 включен резистор СРБ1, последовательно с катушкой реле РБ2 — резисторы СРБ2 и СРБ3, а в цепь реле РБ3 — блокировочный контакт РУ16, которое получает питание при включении реле переходов.

На всех локомотивах предпочтительно прекращать боксование автоматическим снижением силы тяги только боксующего двигателя или двигателей данной параллельной цепи, как это выполнено в системе поосного регулирования силы тяги.

КОМПЛЕКСНАЯ ПРОТИВОБОКСОВОЧНАЯ СИСТЕМА

На тепловозе 2ТЭ116 для защиты от боксования колесных пар применена схема измерения тока групп тяговых двигателей- с помощью четырех трансформаторов ТПТ1 — ТПТ4 с выделением максимального сигнала, который подается в селективный узел и обеспечивает динамическую жесткую характеристику тягового генератора. Жесткая динамическая характеристика позволяет задержать рост напряжения Г при некотором снижении его мощности, что бывает достаточно для прекращения боксования.

При неблагоприятных условиях в работу вступает устройство обнаружения боксования и релейная защита. Устройство обнаружения боксования колесных пар тепловоза основано не принципе сравнения токов нагрузки каждого из шести ТЭД.

В качестве сигналов используются величины падения напряжения на обмотках главных и дополнительных полюсов каждого ТЭД которые поступают на диодный мост блока сравнения БДС, где выделяются наибольший и наименьший из них. Разность потенциалов этих сигналов определяет величину тока через реле боксования РБ1 (796, 794) и РБ2 (798, 799), которые включены на выход моста блока БДС (794; 795).

Реле боксования настроены таким образом, что первым включается РБ1, при более глубоком боксовании — РБ2. Для защиты от боксования при ослабленном магнитном поле тяговых двигателей контактом реле РУ16 (793, 792) на выход моста блока БДС подключается реле боксования повышенной чувствительности — РБЗ (792, 797).

При включении реле РБ1 получает питание реле РУ17, которое своими контактами (1774, 1543) включает электромагнит МР5 «ОРЧОМ» (568; 1203) и вводит в селективный узел, дополнительный резистор ССУ2.5 (484, 472), ограничивающий напряжение главного генератора, что способствует прекращению боксования. Электромагнит МР5 выводит индуктивный датчик ИД ОРЧОМ на минимальный упор, что вызывает снижение мощности генератора.

Кроме того; реле РУ17 включает реле РВ2 (1466, 1458), которое исключает возможность срабатывания контакторов ослабления магнитного поля ВШ1, ВШ2. При более глубоком боксовании следом за реле РБ1 включается реле РБ2. При включении реле РБ2 получают питание реле РУН (1423), РВ4 (1428, 1497), звуковой сигнал боксоваиия СБ.

Реле РУ11 вводит в селективный узел дополнительный резистор ССБ1 (699, 700), который еще больше ограничивает величину напряжения тягового генератора. Посредством контактов реле РУ11 включается сигнальная лампа «Сброс нагрузки» боксующей секции (1317, 1763 или 1768).

Реле РВ4 (692, 691) вводит в селективный узел дополнительный резистор ССБ2 (692, 693), что вызывает дополнительное снижение мощности тягового генераторе. По мере восстановления сцепления колес с рельсами уровни напряжения и мощности тягового генератора тоже восстанавливаются. При. этом мощность повышается постепенно как; за счет замедления отпадания рале РВ4, так и за счёт плавного догружения дизеля индуктивным датчиком ИД. Разблокируется цепь питания контакторов ВШ1, ВШ2.

Действие защиты от боксования при срабатывании реле БРЗ на ослабленном поле аналогично рале РБ2.

При аварийном возбуждении тягового генератора защита от боксования сводится к отключению контактами реле РУ17 (1618, 1619) катушки КАВ (1619, 1623). Это вызывает снижение уровня мощности тягового генератора.

Действие описанной противобоксовониой системы эффективно при боксовании в том случае, когда хотя бы одна колесная пара из шести сохраняет нормальное сцепление с рельсами. При боксовании всех колесных пар, а также при превышении конструкционной скорости тепловоза, срабатывает дифференциальное реле РПЗ (651, 652), которое, воздействуя на реле РУ2, обеспечивает сброс нагрузки тягового генератора. Реле РПЗ включается в схему аналогично реле перехода на ослабленное поле РП1, РП2.

Для предотвращения возможного боксования при трогании и разгоне поезда, а также при ухудшении сцепления колес с рельсами тумблером ТОБ «Ограничение боксования» (1277, 1278) включается реле РУ18, которое вводит своим контактом в селективный узел дополнительный резистор ССУ2.5 (484, 482). Последний, как отмечалось, ограничивает рост напряжения тягового генератора. Для обеспечения полного использования мощности дизеля при скорости 20 — 25 км/ч тумблер ТОБ необходимо отключить.

Учебник Тепловозы основы теории и конструкция – 2-е изд., испр. под редакцией доктора техн. наук В.Д.Кузьмича-М. «Транспорт»,1991г.: 353 с. Стр.269-284. Схема и её описание тепловоза 2ТЭ116.Прилагается глава учебника в формате Word.

Обратная связь: выполненные задания, вопросы отправляем в комментариях или личные сообщения преподавателю или на электронную почту колледжа dktidistanc@mail.ru

Реле боксования РБ-4М

Назначение и технические данные. Реле боксования РБ-4М (рис. 122) предназначено для сигнализации о боксовании колесных пар электровоза и автоматической подачи песка. Его технические данные следующие:

Номинальное напряжение силовой цепи . . . 3000 В

Номинальное напряжение контактов …. 50 »

Номинальный ток контактов…… 5 А

Сопротивление катушки при температуре 20° С . 2900 Ом Наименьшая разность напряжений, при которой реле срабатывает (ток 0,007-0,0075 А) . . 20,3-21,75 В

Ток отпадания якоря…….. 0,0045-0,00525 А

Число контактов (замыкающих) ….. 1

Разрыв контактов….. , 0,7-1,0 мм

Провал контактов……… 0,7-1,0 »

Напряжение переменного тока частотой 50 Гц для испытания изоляции в течение 1 мин:

силовой цепи……… 9500 В

цепи управления…….« 1500 »

Реле бохсозания РВ-4М

Рис. 122. Реле бохсозания РВ-4М: 1 — блокировочные контакты; 2 — плавка іполяционная; S — якорь; 4 — катуші-v 5-ярмо; 5- пружина рєгулировочнтііЇ 7 — панель

Схема включення реле РБ-4М

Рис. 123. Схема включення реле РБ-4М:

Р.чо(! — добавочный резистор; Р — катущ. на реле: 1, 11 — якоря тяговых двигателей

Принцип действия и регулировка реле. При боксованни колесной пары напряжение на якоре двигателя, связанного с боксующей колесной парой, возрастает. При этом нарушается равновесие моста (рис. 123) и по катушке течет ток, магнитный поток от которого создает усилие, достаточное для преодоления натяжения пружины и притягивания якоря реле. С прекращением боксоваиия колесной пары якорь реле отпадает. В результате того, что катушка реле боксоваиия включена в мост из полупроводниковых элементов, ток в ней протекает в одном и том же направлении независимо от того, какая в данный момент боксует колесная пара (например, связанная с двигателем 1 или 1/). При этом отсутствует перемаг-ничнвание магнитопровода реле, благодаря чему повышается его чувствительность.

Интересно почитать: Электровоз ВЛ 10 — Форсунка песочницы

При регулировке реле, изменяя натяжение пружины, добиваются притяжения якоря к сердечнику при токе 0,007-0,0075 А, который соответствует напряжению на катушке 20,3-21,75 В при работе реле в цепи электровоза. Разрыв и провал контактов реле проверяют при пуске электровоза в эксплуатацию, техническом обслуживании ТО-3 и текущих ремонтах.

Начиная с электровоза ВЛЮ-1121 выпуска НЭВЗ н электровоза ВЛЮ-1740 выпуска ТЭВЗ применена усовершенствованная противобоксовочная защита (УПБЗ) с датчиком боксоваиия ДБ-018 взамен реле РБ-4М.

Назначение, цепи включения и работа реле боксования тепловоза ЧМЭ-3.

Назначение, цепи включения и работа реле заземления тепловоза ЧМЭ-3.

Назначение, цепи включения и работа реле боксования тепловоза ЧМЭ-3.

Катушки реле РБ1 и РБ2 через замыкающие контакты КП13, КП23 и КПЗЗ поездных контакторов. Подключены к началам обмоток возбуждения тяговых двигателей, т. е. к точкам с одинаковым потенциалом при равенстве токов по ветвям электродвигателей. При этом ток по катушкам реле РБ1 и РБ2 не протекает.

При боксовании какой-либо колесной пары резко возрастает частота вращения соответствующего якоря двигателя. Протекающий по этой ветви ток уменьшится. Вследствие возросшей противо-э.д.с., возникшая в результате боксования. Разность потенциалов приводит к протеканию тока по катушке реле РБ1 (РБ2).

Включившись, реле РБ1 (РБ2) своим размыкающим контактом РБ11 (РБ21) разрывает цепь питания катушки реле РУ5. Замыкающие контакты РУ51 и РУ54 этого реле размыкают цепь питания обмотки параллельного возбуждения возбудителя. Вследствие чего возбуждение возбудителя, а значит, и возбуждение тягового генератора уменьшается. В результате снижается ток в силовой цепи, что вызывает уменьшение силы тяги тепловоза.

Одновременно размыкающий контакт РУ53 замыкает цепь питания катушки реле РСМД2. Т.е. якорь сервомотора СМД начинает вращаться в сторону сокращения подачи топлива. Частота вращения коленчатого вала дизеля . уменьшается. Что также приводит к уменьшению тока в силовой цепи и, следовательно, к снижению силы тяги.

Уменьшение частоты вращения коленчатого вала происходит до тех пор, пока сила тяги не уменьшится до такого значения. При котором восстанавливается сцепление колес с рельсами.

Замыкающий контакт РБ12 (РБ22) между проводами 202 и 305 включает сигнальную лампу ЛСБ («Боксование»). Замыкающий контакт РБ13 (РБ23) между проводами 301 и 119— звуковой сигнал (зуммер) ЗС.

При отключении какой-либо группы тяговых двигателей замыкающий контакт соответствующего поездного контактора не допускает ложного срабатывания реле боксования, отсоединяя катушку реле РБ1 (РБ2) от обесточенной ветви.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *