АППАРАТНАЯ КАМЕРА ТЕПЛОВОЗА
HARDWARE CHAMBER OF THE LOCOMOTIVE

Изобретение относится к электрооборудованию транспорта и может быть использовано для установки и монтажа электрической аппаратуры коммутации, измерения, управления, контроля и другой аппаратуры тепловоза, в частности в аппаратной камере, выполненной в виде шкафа.
Для передачи мощности от первичного источника энергии - дизельного двигателя тепловоза на его ведущие колёса (колёсные пары) используется электрическая передача, основными элементами которой являются генератор в составе дизель-генераторной энергетической установки, преобразующий механическую мощность в электрическую, тяговые электродвигатели колесных пар, осуществляющие обратное преобразование электрической энергии генератора в механическую энергию движения тепловоза и электрическая аппаратура коммутации цепей. Электрическая аппаратура в составе аппаратной камеры тепловоза осуществляет коммутацию электрических цепей дизель-генераторной энергетической установки тепловоза, всех силовых исполнительных механизмов тепловоза, включая тяговые электродвигатели колесных пар, а также вспомогательного оборудования. Кроме этого электрическая аппаратура в составе аппаратной камеры тепловоза обеспечивает функции контроля, автоматики, сигнализации, управления, защиты, освещения и пр.
Из документа RU 165047 U1 27.09.2016 известна аппаратная камера тепловоза выполненная на стальном каркасе в форме правильного параллелепипеда, в виде шкафа, в верхней части каркаса установлены монтажные кольца, в нижней - выполнены крепежные отверстия, снаружи каркас закрывается съемными панелями и дверьми, а внутри устанавливается силовое и низковольтное электрооборудование тепловоза, при этом часть электрического оборудования, представляющая собой элементы контроля и управления, размещается на наружных панелях аппаратной камеры.
Однако данная конструкция выполнена полностью закрытой съемными панелями и дверьми, что не всегда обеспечивает удобный и быстрый доступ к оборудованию. Кроме того, монтажные кольца выполнены не съемными и установлены только в верхней части камеры, что может создавать сложности при транспортировке и монтаже аппаратной камеры. Силовая рамы известной камеры монтируется непосредственно своей нижней плоской частью к полу тепловоза, что может создавать трудности в случае имеющихся неровностей монтажного места или установленного на полу дополнительного оборудования.
Вследствие такой конструкции, оборудование в известной камере размещено не самым удобным образом.
Таким образом, задачей изобретения является создание аппаратной камеры тепловоза, обеспечивающей упрощение ее транспортировки и монтажа, удобство и быстроту доступа к внутреннему оборудованию, размещенному наиболее удобным образом.
Задача решается предложенной аппаратной камерой тепловоза, выполненной на раме металлического каркаса в виде открытого шкафа в форме правильного параллелепипеда с выступами, установленным вертикально на четырёх опорных стойках. В верхней и боковых частях рамы каркаса смонтированы закладные приварные резьбовые втулки для установки съёмных рым-болтов, а в нижней к стойкам приварены опорные площадки для крепления аппаратной камеры к раме тепловоза с помощью сварки. В задней части шкафа каркас имеет выступающий за его габарит отсек закрываемый съёмными дверцами. В передней части шкафа имеется вход в аппаратное помещение справа от которого находится, вертикально расположенная малая стенка каркаса. При этом внутри аппаратного помещения размещено все тяжёлое и крупное силовое электрооборудование, включающее выключатель аккумуляторной батареи, установленный справа внутри аппаратного помещения. Группа автоматических выключателей, установленная в верхней части малой стенки на съёмном откидном на петлях кронштейне и предназначенная для включения, выключения и защиты цепей управления тепловоза от перегрузок и коротких замыканий. Группа плавких предохранителей, расположенная слева от выключателя аккумуляторной батареи. Поездные электромагнитные контакторы, установленные в ряд слева на внутренней стенке каркаса и закрепленные болтами на приварной панели, которые коммутируют тяговый генератор с тяговыми электродвигателями колёсных пар тележек тепловоза. Реверсор, установленный справа на внутренней стенке каркаса и закрепленный шестью болтами через закладные резьбовые втулки на металлической опорной площадке, приваренной к монтажной рамке. При этом реверсор представляет собой переключатель кулачкового типа с электромеханическим приводом, предназначенный для изменения направления движения тепловоза. Два электромагнитных контактора шунтировки поля, закрепленные в ряд над реверсором в верхней части. Ленточные резисторы, установленные в верхней задней части аппаратной камеры.
Техническим результатом, предложенной аппаратной камеры, является повышение удобства ее транспортировки, монтажа, а также повышение быстроты и удобства доступа к внутреннему оборудованию при эксплуатации аппаратной камеры тепловоза.
Краткое описание чертежей.
Фиг. 1 - Вид аппаратной камеры тепловоза сзади;
Фиг. 2 - Вид аппаратной камеры тепловоза спереди и слева;
Фиг. 3 - Вид аппаратной камеры тепловоза спереди;
Фиг. 4 - Вид аппаратной камеры тепловоза сверху.
Аппаратная камера тепловоза представляет собой стальной окрашенный шкаф в форме правильного параллелепипеда, с выступами, открытым доступом внутрь и съёмными элементами закрытия, выполненном на рамном металлическом каркасе имеющим четыре вертикальные стойки крепления к раме тепловоза. При этом часть приборов, размещена в выступах на задней поверхности аппаратной камеры, закрываемых дверцами.
Данная аппаратная камера тепловоза характеризуется высокой ремонтопригодностью и удобством технического обслуживания, которые обеспечиваются возможностью замены любого оборудования аппаратной камеры без применения специального инструмента и приспособлений.
Особенностью конструкции предложенной аппаратной камеры тепловоза является обеспечение удобства сборки, электромонтажа, обслуживания и ремонта оборудования благодаря возможности доступа к большей части электрооборудования изнутри камеры. Причем свободное внутреннее пространство достаточно большое по объему для удобного доступа техника ремонтной бригады к внутреннему оборудованию аппаратной камеры. К остальному электрооборудованию обеспечивается доступ снаружи. Для этого в конструкции предусмотрен выступающий за габарит каркаса отсек, закрываемый съёмными дверцами.
Конструкция аппаратной камеры позволила разместить оборудование во внутреннем пространстве таким образом, что стало возможным применить при электромонтаже аппаратной камеры жгут электропроводов не силового монтажа, изготовленный вне камеры. Обычно внутренний электромонтаж выполняют внутри камеры по месту. Применение «съемного» жгута значительно снизило трудоемкость электромонтажных работ, а также снизило общее время на изготовление аппаратной камеры.
Предложенная аппаратная камера тепловоза (фиг. 1-4) представляет собой конструкцию в виде каркаса (1) состоящего из несущей стальной сварной рамы (2) изготовленной из профильных труб квадратного сечения с закладными приварными резьбовыми втулками (3) для крепления рым-болтов (4) и технологических приспособлений (например, грузоподъёмной траверсы и опорной рамы) необходимых для перемещения и транспортировки изделия. К раме (2) каркаса (1) крепятся установочные металлические конструктивные элементы (5): кронштейны, панели, рамки, уголки, швеллера, электромонтажные прутки, а также стальные сварные стенки и панели закрытия. Конструкция каркаса (1) обеспечивает несколько транспортных положений устройства как в сборе, так и полуфабриката за счёт плоской передней части силовой рамы (2) каркаса, а также наличия дополнительных точек (3) крепления съёмных рым-болтов (4). Нижняя часть силовой рамы (2) представляет собой стойки (8), к которым снизу приварены опорные площадки площадки для крепления аппаратной камеры к раме тепловоза с помощью сварки. В задней части шкафа каркас (1) имеет выступающий за его габарит отсек закрываемый съёмными дверцами (9). Боковые стороны каркаса закрыты панелями коробчатой формы с плоским основанием. В передней части шкафа имеется вход в аппаратное помещение справа от которого находится, вертикально расположенная малая стенка каркаса, представляющая собой гнутую сварную металлическую конструкцию.
Внутри аппаратного помещения размещено электрооборудование, представляющее разнообразные электротехнические изделия (6): групповые переключатели, контакторы, резисторы, адаптеры (конвертеры) сигналов, различные реле управления, рубильники, автоматические выключатели, измерительные шунты, электропневматические вентиля, блоки аварийного возбуждения, резервного питания, кремниевых выпрямителей, измерения тока и напряжения в цепях, предохранители, аппаратура контроля противопожарного состояния и работы устройства в целом (пожарные извещатели и аэрозольные генераторы пожаротушения), а также элементы коммутации такие как клеммные колодки, разъемы и др. Цепи питания и управления электрооборудования аппаратной камеры выполнены схемотехнически с изолированной нейтралью. Это обеспечивает повышенную надёжность т.к. замыкание на корпус в одном месте не приводит к нарушению работы электрических аппаратов.  Установленные в аппаратной камере электрические аппараты соединены между собой кабелями и проводами различного сечения. Электромонтаж оборудования состоит из силовых цепей, передающих основную часть электрической энергии и вспомогательных цепей (цепей управления и питания). Силовые цепи выполнены с помощью изолированных кабелей различного сечения и подключены при помощи наконечников и переходных шин, при этом часть оборудования собрано в силовую цепь при помощи шинного монтажа. Весь не силовой электромонтаж собран в единый съёмный гибкий жгут проводов благодаря рациональному размещению электрической аппаратуры внутри аппаратной камеры. Это позволяет существенно упростить технологию воспроизводства, при серийном изготовлении устройства и последующем ремонте. Почти все цепи для внешнего подключения аппаратной камеры в составе тепловоза сведены на одну съёмную панель c разъёмами (7) расположенную напротив входа в аппаратное помещение, таким образом, обеспечивается простота конструкции и удобное подключение устройства в локомотиве.
Оборудование силовых и вспомогательных цепей размещено таким образом, что общая компоновка устройства обеспечивает максимальное использование рабочего пространства, минимальное количество используемых проводников (проводов) и удобное расположение электрических аппаратов позволяющее наиболее эффективно осуществлять сборку, монтаж устройства на тепловозе и техническое обслуживание в период эксплуатации.
В соответствии с функциональной электрической схемой устройства электрооборудование аппаратной камеры сгруппировано и размещено по назначению и электрическим связям следующим образом.
Всё тяжёлое и крупное силовое электрооборудование размещено внутри аппаратного помещения, что обеспечивает нормальную устойчивость конструкции за счёт приемлемого расположения центра тяжести устройства в сборе.
Внутри аппаратного помещения справа установлен выключатель (рубильник) аккумуляторной батареи (РБ), который включает и отключает электропитание цепей аппаратной камеры. В верхней части малой стенки на съёмном откидном на петлях кронштейне установлена группа автоматических выключателей, предназначенных для включения, выключения и защиты цепей управления тепловоза от перегрузок и коротких замыканий. Эти аппараты необходимо включить для запуска дизельного двигателя и начала работы тепловоза. Слева от (РБ) расположена группа плавких предохранителей, которые также защищающих электрические цепи от перегрузок и коротких замыканий. Слева на внутренней стенке каркаса на приварной панели болтами крепятся установленные в ряд поездные электромагнитные контакторы, которые коммутируют тяговый генератор с тяговыми электродвигателями колёсных пар тележек тепловоза. Два контактора (П1) и (П2) управляют работой шестью тяговыми электродвигателями (две параллельные группы по три в каждом). Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей подключаются контактами главной цепи реверсора  (Р).  Справа на внутренней стенке каркаса к приварной рамке через закладные резьбовые втулки шестью болтами закреплён реверсор (Р), представляющий собой переключатель кулачкового типа с электромеханическим приводом (собственным редуктором и приводным электродвигателем), предназначенный для изменения направления движения тепловоза. При изменении положения контактных групп реверсора его замкнутые контакты размыкаются, а разомкнутые контакты замыкаются. В этом случае обмотки возбуждения электродвигателей будут обтекаться током в противоположном направлении. Изменение направления тока в обмотках возбуждения вызывает изменение направления вращения якорей электродвигателей, и, соответственно, направление движения тепловоза. Реверсор имеет металлическую опорную площадку, приваренную к монтажной рамке для безопасных работ по установке и демонтажу аппарата. Для обеспечения работы тягового генератора в рабочем интервале токов нагрузки на тепловозе предусмотрены две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей, что позволяет использовать полную мощность дизельного двигателя на определённых режимах движения. Над реверсором в верхней части в ряд закреплены два электромагнитных контактора шунтировки поля (Ш1) и (Ш2) отвечающие за каждую ступень. Применение основной группы контакторов с электромагнитным приводом взамен электропневматического даёт преимущество в отсутствии сложного пневматического оборудования, простоте и надёжности конструкции самих приборов, а также увеличенном свободном рабочем пространстве внутри аппаратного помещения за счёт отсутствия воздушных трубопроводов с элементами крепления. В верхней (потолочной) задней части аппаратной камеры установлены ленточные резисторы.