ЭЛЕКТРОВОЗ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к защите электрических тяговых двигателей электровоза от бросков токов и напряжений.
Известен электровоз грузовой магистральный ВЛ15 (см. Кужим М.Ф., Савичев Н.В. «Электровоз ВЛ15. Справочник для локомотивных и ремонтных бригад», Санкт-Петербург, «Астерион», 2003, с. 112-115, вкладки 4, 5). Известный электровоз является двухсекционным двенадцатиосным постоянного тока с идентичными секциями. В якорную цепь для каждой пары электрических двигателей для исключения бросков токов включены по индуктивному шунту ИШ-063. От бросков напряжений, таких как грозовые и коммутационные перенапряжения, защита производится разрядниками вентильными коммутационными унифицированными РВКУ-3,3А-01, предназначенными для защиты всего электрооборудования электровоза и установленными по одной единице на крыше каждой секции электровоза. Вокруг каждого разрядника расположено ограждение, препятствующее падению с крыши осколков в случае возможного взрыва при перенапряжении разрядника.
Недостатком известного электровоза с данной системой защиты тяговых электродвигателей является низкая индивидуальная защищенность тяговых электродвигателей при хорошей защите их общей силовой цепи.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является грузовой магистральный электровоз 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 1, с. 32-55, 78-82). Известный электровоз состоит из двух идентичных секций. Каждая секция имеет две двухосные тележки с тяговыми электродвигателями и высоковольтные камеры. В высоковольтных камерах расположены блоки электрических аппаратов, обеспечивающие управление питанием тяговыми электрическими двигателями, а также два сглаживающих реактора в силовых цепях тяговых электродвигателей каждой тележки. На крыше каждой секции электровоза размещено по ограничителю перенапряжений нелинейному ОПН-3,3 ЭМ УХЛ1. Реактор является статическим электромагнитным устройством, предназначенным для использования его индуктивности с целью предотвращения бросков тока в цепях тяговых электродвигателей при нестационарных процессах: отрывов токоприемника от контактной сети, частичное снятие нагрузки с тяговых подстанций, короткое замыкание и так далее. Ограничители перенапряжения ОПН-3,3 ЭМ УХЛ1 предназначены для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений изоляции электрооборудования электровоза в целом и тяговых электродвигателей в частности и представляют собой защитные аппараты, содержащие последовательно-параллельно соединенные оксидно-цинковые варисторы, заключенные в фарфоровые герметизированные покрышки. Защитное действие данных ограничителей перенапряжения обусловлено тем, что при появлении опасного для оборудования перенапряжения вследствие высокой нелинейности варисторов через ограничители протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого оборудования. Ограничители напряжения снабжены предохранительным устройством, обеспечивающим взрывобезопасность аппарата и не требующим установки специального защитного ограждения.
Недостатком известного электровоза является низкая индивидуальная защищенность тяговых электродвигателей при хорошей защите общей силовой цепи тяговых двигателей от бросков токов и коммутационных перенапряжений, что влечет снижение показателей по надежности и безотказности электровоза.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленной полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности и безотказности электровоза.
Технический результат достигается тем, что в электровозе, состоящем из двух и более идентичных секций, каждая из которых содержит кузов, тележки с коллекторными тяговыми электродвигателями, силовые линии питания тяговых электродвигателей, блоки электрических аппаратов, обеспечивающие управление питанием тяговых электродвигателей, и систему защиты тяговых электродвигателей от бросков тока и напряжения, включающей сглаживающие реакторы и ограничители грозовых перенапряжений, цепи питания тяговых электродвигателей дополнительно оснащены ограничителями коммутационных перенапряжений. При этом ограничители коммутационных перенапряжений включены параллельно цепям питания якорей тяговых электродвигателей, размещены в блоках электрических аппаратов и каждый ограничитель коммутационных перенапряжений предназначен для электрических тяговых двигателей одной из тележек.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - изображен электровоз, общий вид;
на фиг. 2 - изображен вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - изображена выноска Б на фиг. 1;
на фиг. 4 - изображена схема подключения ограничителя коммутационных перенапряжений.
В связи с тем, что графическое изображение фигур заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Заявленную полезную модель осуществляют следующим образом. В каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза размещают по два сглаживающих реактора 2.1 и 2.2. Реактор 2.1 обслуживает тяговые электродвигатели 3.1 и 3.2, размещенные в тележке 4.1, а реактор 2.2 - тяговые электродвигатели 3.3 и 3.4, размещенные в тележке 4.2. При этом реакторы включают последовательно в силовую линию питания своей пары тяговых электродвигателей. Для обеспечения управления питанием тяговых электродвигателей для каждой тележки 4.1 и 4.2 в каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза, устанавливают блоки аппаратов 5.1 и 5.2. Блок аппаратов 5.1 предназначен для тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2 тележки 4.1, а блок аппаратов 5.2 - для тяговых электродвигателей 3.3 и 3.4 тележки 4.2. На крыше каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза параллельно силовой цепи после токоприемника 6 устанавливают нелинейный ограничитель перенапряжения 7. На блоках аппаратов 5.1 и 5.2 с помощью шин 8.1 и 8.2 и крепежа 9.1 и 9.2 параллельно цепям питания якорей тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4, соответственно, включают ограничители коммутационных перенапряжений 10. На фиг. 4 представлена схема подключения ограничителя коммутационных перенапряжений к тяговым электродвигателям тележки электровоза. На схеме ограничитель коммутационных перенапряжений обозначен FV1, тяговые электродвигатели M1 и М2. Реверсор QP1 обеспечивает реверсирование двигателей для изменения направления движения электровоза.
В электровозе система защиты тяговых электродвигателей от бросков токов и напряжений работает следующим образом. Реакторы 2.1 и 2.2 защищают от бросков тока в цепи тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4, соответственно, при нестационарных процессах: отрыв токоприемника от контактной сети, частичное снятие нагрузки с тяговых подстанций, короткое замыкание и так далее. Реакторы состоят из магнитопроводов и двух катушек, соединенных между собой параллельно. Реакторы представляют собой накопители электромагнитной энергии, являются инерционным звеном в электрической цепи, ограничивая переменную составляющую тока. Нелинейные ограничители напряжений 7, расположенные на крышах секций 1.1 и 1.2 электровоза ограничивают грозовые перенапряжения всего электрооборудования электровоза, а также коммутационные перенапряжения электрооборудования, в том числе всей силовой цепи тяговых электродвигателей, кроме индивидуальной защиты тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4. Функцию защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих вследствие выключения и включения электрических цепей под нагрузкой, для тяговых электродвигателей выполняют дополнительные ограничители перенапряжений 10, расположенные для тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2 на блоке аппаратов 5.1, а для тяговых электродвигателей 3.3 и 3.4 - на блоке аппаратов 5.2. Расположение ограничителей перенапряжения 10 на блоках аппаратов 5.1 и 5.2 выполнено с целью использования узлового принципа сборки. Данное расположение также снижает требования к ограничителю перенапряжения по климатическим и механическим внешним воздействующим факторам, снижая стоимость изделия. Ограничитель перенапряжения 10 состоит из последовательно соединенных металлооксидных резисторов, размещенных внутри трекингостойкого полимерного корпуса. В нормальном эксплуатационном режиме ток через ограничитель перенапряжения 10 носит емкостной характер и составляет десятые доли миллиампера. При возникновении перенапряжения в цепи питания якорей тяговых электродвигателей сопротивление в ограничителе перенапряжений 10 резко падает до единиц Ом, варисторы ограничителя перенапряжения переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание коммутационных перенапряжений до уровня, безопасного для изоляции защищаемых тяговых электродвигателей, поглощая энергию импульса перенапряжения и преобразуя в тепловую энергию и затем рассеивая в окружающую среду. После прохождения волны перенапряжения ограничитель перенапряжения 10 вновь переходит в непроводящее состояние.