Конструкция и монтаж электрооборудования пассажирских вагонов

1

Эксплуатация пёссажирских вагонов характерна тем, что периоды работы вагонов зависят от интенсивности пассажиропотоков. Поэтому вагоны интенсивно работают в летний период, а в зимний, в связи со снижением потока пассажиров, часть вагонов становится в отстой. Однако часто бывает необходимым быстро ввести в эксплуатааию вагоны, находящиеся в отстое. При эксплуатации вагонов в составе поезда работа их электрооборудования носит периодический характер, периоды движения перемежаются со сравнительно длинными стоянками в пунктах смены локомотивных бригад, отиепки прицепных вагонов и в пунктах формирования и оборота. Поэтому весьма важно, чтобы электрооборудование обладало высокой готовностью к действию и могло бы быстро восстанавливать свою работоспособность йосле возникновения тех или иных отказов.
Электрические машины, аппараты и приборы должны быть установлены на вагоне так, чтобы облегчить их обслуживание, проверку, монтаж, демонтаж и ремонт в пути следования и на кратковременных стоянках. для этого -электрооборудование стремятся размещать в легдоступных для ремонта местах; в шкафах и нишах со съемными передними и задними крышками, на откидных панелях и щитах, в специальных ящиках и съемных контейнерах, устанавливаемых под вагоном. Элементы электрооборудования, имеющие большую массу (особенно подвагонное), должны располагаться так, чтобы при периодических ремонтах их можно было заменять- механизированными средствами. При монтаже электрическую аппаратуру и радиоаппаратуру в последнее время стремятся выполнять в виде легко сменяемых блоков, имею- щих iдтепсельные разъемы. При отказе элементов элекгрооборудования, размещенных в этих блоках, производят быструю замену дефектного блока, что сокращает время восстановления и гарантирует установленный период безотказной его работы.
для ускорения обнаружения неисправностей в разветвленной электрической сети вагона и обеспечения ее ремонта сеть разделяют на отдельные участки путем установки распаечных коробок. В некоторых вагонах для быстрой проверки исправности генератора и аккумуляторной батареи устанавливают специальные контрольные зажимы для отсоединения этих элементов от сети вагона и подключения к ним контрольно-измерительных приборов.
Конструкция электрооборудования и его монтаж должны соответствовать действующим в СССР правилам и нормам техники безОпасности и противопожарной безопасности. Электрооборудование
9

2

2.1.1 Привод постоянного тока.

В электромагнитном приводе используется сила притяжения якоря к сердечнику электромагнита или сила втягивания якоря в катушку соленоида. Широкое распространение в электрических аппаратах получил электромагнитный привод с магнитной системой клапанного типа (рис. 1, а). Он состоит из П-образного сердечника 1 с катушкой 2 и поворотного якоря 3, который соединен с подвижным контактом 4 аппарата. Свойства электромагнитного привода характеризуются зависимостью, его тягового усилия от положения якоря. Эту зависимость называют тяговой характеристикой привода (рис. 1, б). В рассматриваемом приводе при полностью разомкнутых контактах воздушный зазор х между якорем и сердечником относительно велик и магнитное сопротивление магнитной системы будет наибольшим. Поэтому магнитный поток Ф в воздушном зазоре электромагнита и тяговое усилие Fбудут наименьшими. Однако приправильно рассчитанном приводе оно должно обеспечить притяжение якоря к сердечнику. По мере приближения якоря ксердечнику и уменьшения воздушного зазора магнитный поток в зазоре увеличивается и соответственно возрастает тяговое усилие.
Тяговое усилие F, создаваемое приводом, должно быть достаточным для преодоления силы сопротивления F_пр, подвижной системы аппарата. К ним относятся сила Р, создаваемая возвратной пружиной (которая для простоты принята постоянной), силатяжести G (подвижной системы) и контактное нажатие Q.

При движении якоря и уменьшении воздушного зазора х до момента соприкосновения контактов привод должен преодолевать только сопротивление F_пр, обусловленное массой подвижной системы и действием возвратной пружины (участок ab). Далее усилие возрастает скачком на величину начального нажатия контактов (участок bc) и растет по мере дальнейшего их перемещения (участок cd).

Если ток в катушке привода обеспечивает получение тяговой характеристики, то равновесие сил, действующих из якорь, может быть в точке А и якорь притянется к сердечнику при воздушном зазоре х₁ при меньшем токе в катушке, т. е. при тяговой характеристике 2, равновесие сил наступает в точке Б и якорь может притянуться к сердечнику только при снижении зазора до х₂. При размыкании электрической цепи катушки привода подвижная система возвращается в исходное положение под действием пружины и силы тяжести. При малых значениях воздушного зазора и возвращающих усилий якорь может удерживаться в притянутом положении остаточным магнитным потоком. Это явление устраняется путем установки между якорем и сердечником немагнитной прокладки, фиксирующей некоторый наименьший воздушный зазор, и регулировкой возвратной пружины.

Процесс срабатывания электромагнита при подаче напряжения на его катушку можно разделить на две стадии. В первой стадии в течение времени t₁ (рис. 1, в) происходит нарастание тока i в катушке электромагнита и магнитного потока Ф до таких значений, при которых тяговое усилие F становится равным силе сопротивления F_праппарата, в этой стадии якорь находится в опущенном состоянии, воздушный зазор максимален, магнитный поток невелик, а магнитная система электромагнита не насыщена и индуктивность его катушки примерно постоянна.

Во второй стадии в течение времени t₂ продолжается движение якоря от начального положения до его остановки. В этой стадии тяговое усилие F,как правило, превышают F_пр, воздушный зазор уменьшается от начального значения х_нач до конечного х_кон, что приводит к уменьшению магнитного сопротивления магнитной системы электромагнита, возрастанию индуктивности его катушки и уменьшению тока i. После остановки якоря продолжается переходный процесс возрастания тока iв катушке до установившегося значенияI_уст.

Вследствие уменьшения тока i во второй стадии зависимость F от изменения воздушного зазора в процессе движения якоря, называемая динамической тяговой характеристикой, находится ниже статической характеристики, соответствующей установившемуся току в катушке электромагнита.

Электромагнитные приводы аппаратов характеризуются током (или напряжением) срабатывания и возврата. Током (напряжением) срабатывания называется наименьшее значение тока (напряжения), при котором обеспечивается четкое и надежное срабатывание аппарата. Для аппаратов, применяемых в электрооборудовании вагонов, напряжение срабатывания составляет 75% номинального напряжения. Если постепенно плавно снижать ток в катушке, то при определенном его значении аппарат отключится. Наибольшее значение тока (напряжения), при котором аппарат уже отключается, называется током (напряжением) возврата. Ток возврата I_в(напряжение U_в) всегда меньше тока срабатывания I_ср(напряжения U_ср), так как при включении подвижной системы аппарата необходимо преодолеть силы трения, а также повышенные воздушные зазоры между якорем и сердечником электромагнитной системы.