книги / Рудничный транспорт

На 8-й позиции замыкается контактор 3. Все пусковые сопротив­ ления будут зашунтированы и оба двигателя соединены между собой параллельно. Из одиннадцати позиций главного барабана контрол­ лера КВС-201 шесть пусковых (1-я, 2-я, 3-я, 4-я, б-я, 7-я), две хо­ довые (5-я, 8-я) и три переходные (хх, х2, х3). На ходовой 5-й позиции двигатели соединены между собой последовательно, поэтому на каж­ дый из двигателей приходится только половина линейного напряже­ ния. На ходовой 8-й позиции двигатели соединены между собой параллельно, и на каждый двигатель подается полное линейное на­ пряжение.

Рис. 127. Принципиальная схема перекрестно­ петлевого соединения тяговых двигателей при реостатном торможении:

а — тяговый режим; б — тормозной режим

Ходовыми положениями считаются такие, на которых электровоз может длительно работать.

Реверсирование тяговых двигателей осуществляется реверсивным барабаном путем изменения направления тока в обмотке возбуждения. Это достигается переключением реверсивного барабана в положение «Назад». При этом замыкаются контакты 2Р, 4Р, ЗР, 7Р и 9Р.

Для перехода на тормозной режим главный барабан имеет шесть тормозных положений. Реостатное торможение осуществляется при перекрестно-петлевой схеме соединения обмоток возбуждения дви­ гателей (рис. 127). Для перехода на тормозной режим необходимо рукоятку главного барабана поставить в нулевое положение, а затем постепенно поворачивать ее в направлении, обратном направлению поворота рукоятки при пуске двигателей. При этом линейный кон­

тактор ЛК будет разомкнут, т. е. двигатели будут отключены от сети, а к точкам а и б будет подключено сопротивление Л. При таком включении сопротивления R ток якоря 1Хпервого двигателя прохо­ дит через обмотку возбуждения второго двигателя, а ток / 2 якоря второго двигателя — через обмотку возбуждения первого двига­ теля.

Путь прохождения тока при тормозном режиме следующий см. рис. 126. При установке рукоятки главного барабана на 1-й тормоз­ ной позиции и рукоятки реверсивного барабана на позиции «Вперед» главным барабаном замыкаются контакты 1, 5, 7, Тх и Т2 и ток идет по следующей цепи: контакт Я Я 1 — обмотка якоря первого дви­ гателя — контакт Я х — контакт 6Р реверсивного барабана — пе­ ремычка 10 — контактор 5 главного барабана — контакт 1 — кон­ такт КК2 — обмотка возбуждения второго двигателя — контакт К 2— контакт ЗР — контакт Я Я 2 — обмотка якоря второго двигателя — контакт Я 2 — рама электровоза — контакт 7 главного барабана — перемычка 12 — контакт ЮР — контакт К х — обмотка возбуждения первого двигателя — контакт КК Х — контакт 8Р — контакт Я Я Х— обмотка якоря первого двигателя.

При этом в цепь двигателей параллельно с ними включены четыре ступени пусковых сопротивлений, соединенных последовательно: Р х — Р 2, Р 2 — Р 3, Р 3 — Р4 и РА— Ръ. Включение сопротивлений в цепь генераторов (двигателей) на 1-й позиции осуществляется через контакторы главного барабана Т г, Т 2 и 1.

На 2-й тормозной позиции замыкается контактор 3 и шунтируются две ступени сопротивления Р 2 — Р 3.

На 3-й тормозной позиции замыкается контактор 2 и шунти­ руются две ступени сопротивлений Р х — Р 2, Р 2 — Р 3.

На 4-й тормозной позиции замыкается контактор 4 и размы­ каются контакторы 1 и 3. При этом выводится из цепи ступень со­ противления Р х — Р 2 и обеспечивается параллельное включение ступеней Р 2 — Р 3 и Р3 — Р4 и последовательное их соединение со ступенью Р4 — Ръ.

На 5-й тормозной позиции при замыкании контактора 1 вклю­ чаются параллельно между собой сопротивления Р х — Р 2, Р 2 — Р3 и Р3 — Р4 и последовательно с ними ступень Р4 — Рь.

На 6-й тормозной позиции замыкается контактор 3, который шунтирует сопротивления Р х — Р 2, Р 2 — Р 3 и Р 3 — РА. Остается включенным только четвертая ступень сопротивления Р4 — Рь.

Путем уменьшения суммарного сопротивления при вращении рукоятки главного барабана от 1-й тормозной позиции до 6-й уве­ личивается ток нагрузки генераторов, а следовательно, и тормозной момент.

Электрическое торможение возможно при обычной остановке поезда (период замедления) и при движении электровоза под уклон, когда тяговые двигатели вращаются от ведущих осей и начинают работать как генераторы. Живая сила поезда расходуется на вы­ работку электрической энергии. Практически реостатное торможе­

ние возможно при скорости движения не ниже 3 км/ч. Полностью остановить электровоз с помощью реостатного торможения нельзя,

(рис. 128) предназначен для откатки вагонеток с полезным ископае­ мым и породой и для перевозки людских составов по главным отка­ точным выработкам угольных и рудных шахт, не опасных по газу или пыли. Рама электровоза жесткой конструкции, состоит из бо­ ковых стальных листов толщиной 100 мм. Стальные буфера соеди­ нены с боковинами болтами. Редуктор двухступенчатый с переда­ точным отношением 14,75. На электровозе установлены тяговые дви­ гатели ЭТ-47. Управление тяговыми двигателями осуществляется контроллером МТ-26А. Схема пневматической системы электровоза

угля и породы по главным откаточным выработкам угольных шахт, опасных по газу или пыли. Электровозы выпускаются с аккумуля­ торной батареей, состоящей из элементов ТЖН-350. В отличие от ранее выпускаемого электровоза 8АРП, этот электровоз имеет двухступенчатый редуктор с косым разъемом для облегчения за­ мены колесной пары. Рама электровоза имеет безбалансовую под­ веску на четырех спиральных пружинах. Пусковые сопротивления расположены за боковой стенкой кабины машиниста, благодаря чему уменьшена длина электровоза. Управление электровоза одно­ постовое. В кабине машиниста, расположенной на одном конце электровоза, размещены силовой контроллер кулачкового типа, маховик ручного колодочного тормоза, рукоятки песочной системы, выключатель освещения, силовое штепсельное соединение и ножной ударный звонок.

Электрическая схема электровоза АМ-8 предусматривает три режима работы: пуск и езду при последовательном соединении тяговых двигателей; пуск и езду при параллельном соединении двигателей; выбег.

Режим езды выполняется с помощью контроллера ГР-6А и пуско­ вых сопротивлений ЯСВ-15А. При переводе главной рукоятки контроллера с нулевой позиции на 1-ю кулачковый контактор замыкается и включает оба двигателя последовательно с полностью включенными пусковыми сопротивлениями. На последующих по­ зициях постепенно шунтируются пусковые сопротивления, и на 4-й позиции они полностью выводятся. 4-я позиция является хо­ довой при последовательно соединенных двигателях. На 5-й пози­ ции двигатели соединены параллельно с частично включенными пусковыми сопротивлениями. На 7-й позиции пусковые сопроти­ вления полностью выведены. Эта позиция является ходовой при параллельно соединительных двигателях.

с малым грузопотоком, доставки леса, откатки породы по вентиля­ ционным и подготовительным выработкам шахт, не опасных по газу и пыли.

А к к у м у л я т о р н ы й э л е к т р о в о з 4,5АРП-5 предна­ значен для откатки вагонеток с углем и породой по промежуточным выработкам, откатки породы и доставки леса по вентиляционным выработкам и для маневровых работ в шахтах, опасных по газу или пыли. Тележка электровоза — двухосная, с рамой наружного типа. Безбалансирная подвеска рамы выполнена на четырех спи­ ральных рессорах. С торцов рамы расположены литые буферы, которые крепятся к ней четырьмя болтами и опираются на резино­ вые прокладки, смягчающие удар. На электровозе устанавлива­ ются два быстроходных тяговых двигателя ЭДР-7 мощностью 6 кет каждый. Редуктор электровоза трехступенчатый с передаточным числом 30, 31.

Пуск, регулирование скорости и выключение электродвигате­ лей осуществляется контроллером ГР-9А-1. Все электрооборудо­ вание имеет взрывобезопасное исполнение, а батарейный ящик — исполнение повышенной надежности. В батарейном ящике смонти­ рована батарея 66ТЖН-300. Если на выработках, где работает электровоз, нет зарядных камер, то батареи к нему доставляются на специальных тележках. Последняя представляет собой двух­ осную платформу, на которой установлен стол с домкратами, слу­ жащими для регулирования положения батареи при спуске по наклонным выработкам с углом наклона до 25°.

Электрическая схема электровоза 4,5АРП-5 такая же, как у элек­ тровоза АМ-8.

На базе электровоза 4,5АРП-2 создан взрывобезопасный а к к у ­ м у л я т о р н ы й э л е к т р о в о з 5АРВ, предназначенный для работы в вентиляционных выработках шахт, опасных по газу или пыли. В конструктивном отношении электровозы отличаются только исполнением батарейного ящика, который сделан взрывобезопасным.

Ящик представляет собой сварную конструкцию, выполненную из листовой стали. Внутренняя полость ящика покрыта электро­ изоляционным материалом. На передней стенке ящика располо­ жены автомат АВР-2123 со встроенным счетчиком ампер-часов и прибор контроля водорода внутри ящика ПКВ-2. От повреждения прибор защищен кожухом. Верхняя часть ящика соединяется с кры­ шкой с помощью клинового затвора. На крышке имеется пакетная защита, предназначенная для разгрузки ящика от внутреннего давления в случае взрыва и для вентиляции надэлементного про­ странства батареи с целью удаления гремучей смеси. От механи­ ческих повреждений боковые пакеты защищены жалюзями.

Пакетная защита представляет собой набор тонких пластин, зазор между которыми не должен превышать 0,5 мм. Живое сече­ ние пластин составляет 120 мм2 на 1 м'3 внутреннего свободного объема батарейного ящика. Пластины периодически промываются от пыли. Крышка батарейного ящика и автомат АВР сблокированы

таким образом, что при включенном автомате нельзя сдвинуть крышку, и наоборот, нальзя включить автомат при сдвинутой крышке. Для окисления водорода, выделяющегося из аккумуляторов при различных режимах работы батареи, в ящике под крышкой уста­

В батарейном ящике электровоза 5АРВ устанавливается акку­ муляторная батарея 66ТЖНУ-250П с пластмассовым корпусом. Аккумуляторы имеют увеличенный объем свободного электролита

О~ 50гц

Рис. 130. Высокочастотный электровоз:

а — принципиальная схема работы; б — общий вид

над верхним краем пластин, обеспечивающий работу батареи в те­ чение 8 —10 циклов без доливки. Максимальный уровень электро­ лита над верхним краем пластин — 80 мм, минимальный — 15—20 мм.

Высокочастотные электровозы. Принцип их действия заключа­ ется в том, что энергия с тяговой подстанции к тяговым двигателям передается без электрического контакта методом электромагнитной индукции.

На рис. 130 показаны принципиальная схема и общий вид высо­ кочастотного рудничного электровоза. На тяговой подстанции установлен однофазный высокочастотный генератор 1, который питает тяговую сеть 3. Тяговая сеть представляет собой два высо­ кочастотных линейных кабеля, образующих замкнутый контур. Индуктивность кабелей компенсируется конденсаторами 7. Линей­ ные кабели подвешены к кровле выработки с перекрещиваниями,

необходима для снижения напряжения и тока, наводимых на рель­ сах, кабелях и других металлических предметах.

Энергоприемник 2 состоит из стального ферритового сердечника и нескольких витков кабеля. Энергоприемник помещается на рас­ стоянии 200—300 мм от кабеля. Таким образом, тяговый кабель является первичной обмоткой трансформатора, а энергоприемник — вторичной. Индуктируемый в энергоприемнике ток выпрямляется в выпрямителе 4 и поступает к тяговым двигателям 5. При отсут­ ствии полезной нагрузки по линии проходит небольшой ток, опре­ деляемый потерями в сети. По мере возрастания нагрузки потре­ бляемый электровозом 6 ток в генераторе увеличивается.

Преимуществом высокочастотного электровоза является отсут­ ствие аккумуляторов, а также искрения у энергоприемника, благо­ даря чему он может применяться на шахтах, опасных по газу или пыли. Недостатком является сильный нагрев линейных кабелей.

§6. Теория движения поезда

1.Основное уравнение движения поезда. На поезд при его движении действуют разнообразные по величине и направлению силы, которые делятся на активные и реактивные. Активные, или движущие, силы стремятся привести поезд в движение и действуют

внаправлении движения. Эти силы могут быть приведены к одной

результирующей движущей силе, которая называется силой тяги и обозначается F.

Источником силы тяги на рудничных электровозах являются тяговые двигатели, которые через редуктор передают тяговое уси­ лие на колеса. Реактивные силы возникают при движении поезда

ипрепятствуют этому движению. Сумма всех этих сил, приведенных

кодной результирующей силе, называется сопротивлением дви­

жению и обозначается 2 W . Сопротивление движению — величина непостоянная и зависит от многих факторов: от состояния профиля пути, веса поезда и его скорости, состояния подвижного состава. При движении поезда под уклон на него будет действовать соста­ вляющая сила тяжести, стремящаяся заставить поезд двигаться вниз по наклонному пути. Эта сила также будет относиться к силам сопротивления.

Масса поезда движется поступательно. Наряду с этим колесные пары, якори двигателей, зубчатые колеса редуктора имеют еще и вращательное движение. С учетом этого приведенная масса поезда больше его физической массы и при весах локомотива Р и состава Q

где у = 0,075 — коэффициент инерции вращающихся масс, учи­ тывающий влияние вращающихся масс на повышение инерции поезда;

# = 9,81 м/сек2.

4^- — приращение скорости, м/сек2.

a t

Уравнение движения поезда выражает математическую зави­ симость между силами (статическими и динамическими), действу­ ющими на поезд, и ускорением в его поступательном движении.

зуется тремя основными режимами: тягой, выбегом и торможением. В период тяги тяговые двигатели электровоза получают электри­ ческую энергию от сети и преобразуют ее в механическую работу. Механическая работа затрачивается на повышение скорости дви­ жения поезда (поезду сообщается кинетическая энергия) и на прео­ доление сопротивления движению, которое зависит от трения колес

о рельсы, трения в подшипниках, подъемов пути и др.

При выбеге тяговые двигатели отключены от сети и скорость электровоза снижается, так как кинетическая энергия поезда рас­ ходуется на преодоление сопротивления движению. На крутых уклонах скорость поезда при выбеге может возрастать, потому что работа сил сопротивлений, имеющих направление, одинаковое с направлением движения, превращается в кинетическую энергию поезда.

При торможении для снижения скорости и остановки поезда искусственно увеличиваются силы, противодействующие движению.

Для приведения поезда в движение и для поддержания этого движения к нему должна быть приложена извне движущая сила. Поезд соприкасается с неподвижным рельсовым путем только в точках а (рис. 131) касания ободов колес с рельсами, поэтому считается, что в этих точках и приложена сила, движущая поезд, которая называется силой тяги на ободе колес.

На рудничных электровозах источником силы тяги являются тяговые двигатели. Вращающий момент, развиваемый тяговым двигателем, с помощью механической передачи передается колесной каре.

Для качения колесной пары без скольжения необходимо, чтобы точка колеса, соприкасающаяся с рельсом в данный момент, была бы по отношению к рельсу неподвижной. Это условие может быть выполнено при наличии некоторой силы, удерживающей точку касания колеса в неподвижном состоянии. Такой силой является горизонтальная сила трения Рх, возникающая в результате давления колес на рельсы в точке а. Сила Рх является внешней по отношению к поезду и обеспечивает качение колеса по рельсам и, следовательно, поступательное движение поезда.

С увеличением силы тяги F на ободе колеса вследствие возра­ стания момента вращения возрастает горизонтальная сила трения Рх между колесом и рельсом. Однако увеличение силы трения с уве­

где фк — коэффициент трения между бандажом колеса и рельсом; Р0 — давление на ведущую ось, равное сцепному весу локомо­

тива; 1000 — коэффициент перевода (Рх выражается в кГ, а Р 0 - в Т).

Вследствие неравенства диаметров колес электровоза и деформи­ рования поверхности бандажей всегда имеется проскальзывание отдельных колес, поэтому величина фк будет меньше коэффициента сцепления.

Выражение 1000 фкР0 называется силой сцепления. Коэффи­ циент сцепления фк показывает, какая часть давления Р0 реализу­ ется в виде силы сцепления. Для нормального движения колеса по рельсу необходимо, чтобы

т. е. для реализации силы тяги необходимо, чтобы она была меньше силы сцепления. Величина фк при мокрых и грязных рельсах умень­ шается, а при применении песка — увеличивается.

Для реализации силы тяги всех ведущих осей электровоза необ­ ходимо, чтобы