Напряжение усиления и ослабления возбуждения ТЭД

РАБОТА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ CXEМЫ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116У

ОГЛАВЛЕНИЕ

Тема	Стр
Особенности электрической схемы 2ТЭ116У от серийного 2ТЭ116
Основные сведения
Пуск дизеля
Работа дизеля на холостом ходу
Остановка дизеля
Питание эктродвигателей собственных нужд
Управление электродвигателем компрессора
Приведение тепловоза в движение
Управление ослаблением возбуждения
Основные параметры электропередачи
Подсистема поосного регулирования касательной силы тяги
Взаимодействие U6 (УОИ) с электронным регулятором дизеля
Электрический реостатный тормоз
Защиты дизеля по температуре воды и масла
Электронное реле «земли»
Обеспечение системой защит электрической схемы тепловоза
Повышение давления в картере дизеля
Обрыв тормозной магистрали
Пожарная сигнализация
Защита дизеля по давлению масла

Особенности электрической схемы 2ТЭ116У от серийного 2ТЭ116. Особенностями электрической схемы нового тепловоза являются:

электропередача, обеспечивающая мощность 3600 л.с.;

поосное регулирование силы тяги;

безбалластная схема электрического тормоза;

электронный регулятор дизеля;

микропроцессорная система управления;

система диагностики электрического и механического оборудования;

цифровое управление ведомой секцией;

применение сертифицированного оборудования российского производства:

► дизель-генератор 18-9ДГ;

► тяговый выпрямитель М-ТПП-3600ДЛ;

► микропроцессорная система управления МСУ-ТП,

► электронный регулятор частоты вращения ЭРЧМ30Т3-10,

► система безопасности КЛУБ-У и ТСКБМ-50,

► радиостанция РВС-1,

Электрическая передача с поосным регулированием силы тяги. В целях получения лучших тяговых показателей – увеличения реализуемого коэффициента тяги в широком диапазоне изменения условий по сцеплению колесо-рельс на тепловозе 2ТЭ116У выбрана схема тяговой передачи, позволяющая индивидуальное регулирование подводимой мощности к каждому из шести тяговых электродвигателей, т.е. система поосного регулирования силы тяги.

Наряду с увеличением реализуемого коэффициента тяги на 12-15% можно ожидать увеличение и таких показателей, как:

уменьшение износа бандажей колесных пар;

уменьшение расхода песка;

улучшение качества переходных процессов в тяговом приводе в режимах боксования и, как следствие, уменьшение расхода топлива.

Многофункциональная микропроцессорная система управления, регулирования и диагностики МСУ-ТП. Включает в себя устройство обработки информации, дисплейный модуль и датчики. Система МСУ-ТП предназначена для управления и регулирования режимами работы основного и вспомогательного оборудования тепловоза, а также выполнения функции бортового диагностического устройства.

Стопроцентное резервирование микропроцессорной системы управления обеспечивает значительную живучесть работы тепловоза.

За счет непрерывной записи на внешние дополнительные устройства обеспечивается возможность получения объективной оценки событий, возникающих в процессе поездки, а также накопление данных для статической обработки полученной информации.

Применение МСУ-ТП позволяет снизить количество релейно-контактной аппаратуры, осуществлять диагностику оборудования, упрощает процесс наладки тепловоза и снижает эксплуатационные расходы.

Электронный регулятор дизеля ЭРЧМ30Т3-10. Регулятор предназначен для автоматического поддержания заданной частоты вращения, регулирования отбора мощности и защиты дизеля в различных режимах работы.

Системы КЛУБ-У, ТСКБМ-50, САУТ-ЦМ. Функциональные модули КЛУБ-У, ТСКБМ-50, САУТ-ЦМ объединены в систему КУРС-Б с помощью локальной вычислительной сети CAN, которая позволяет бесконфликтно увеличивать или уменьшать в необходимых пределах количество этих модулей.

КЛУБ-У предназначен для повышения безопасности движения поездов в поездной и маневровой работе на участках железных дорог, оборудованных путевыми устройствами АЛСН, системой координатного регулирования движения поездов на базе цифрового радиоканала, а также автоматизации процесса расшифровки результатов записи параметров движения поездов. Для автоматического определения координаты локомотива используется спутниковый навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС.

Телемеханическая система ТСКБМ-50 предназначена для контроля и индикации уровня бодрствования машиниста, а также приведения в действие механизма экстренного торможения при снижении уровня бодрствования ниже критического. Получение информации о физиологическом состоянии машиниста осуществляется с помощью электронного браслета, надеваемого на руку машиниста.

Радиостанция РВС-1. Радиостанция РВС-1 отличается от других радиостанций повышенной помехоустойчивостью. Помехоустойчивость достигается за счет того, что весь обмен сигналами между пультом и приемопередатчиком ведется в цифровом виде.

Основные сведения. Принципиальная электрическая схема тепловоза 2ТЭ116У условно разделена на отдельные цепи: силовые; вспомогательного оборудования; питания и управления электрическими аппаратами; управления движением тепловоза и защиты; подключения датчиков давления, тока и напряжения, температурного измерителя и датчиков частоты вращения; запуска дизеля.

В отличие от ранее выпускавшихся тепловозов 2ТЭ116 на локомотиве новой модификации применено электронное оборудование, позволяющее исключить промежуточные реле включения исполнительных аппаратов и реле времени. Во всех режимах работы тепловоза обеспечивается бесконтактное управление электрической схемой.

Особенность построения электрической схемы локомотива с индексом У — постоянное присутствие положительного напряжения на электрических аппаратах управления (катушек контакторов, вентилей, реле). Срабатывание аппаратов происходит при управляющем воздействии отрицательного напряжения по команде от МСУ-ТП.

Схемы на различных листах чертежа имеют общие точки, соответствующие условным разрывам проводов. Изображение провода в месте условного разрыва заканчивается адресным указанием в скобках, например, 635, 636 L5/U31, что означает — продолжение провода 635, 636 следует искать на листе 5 (подсоединение к U31).

Контакты аппаратов с ручным управлением показаны в отключенном состоянии. Положение контактов реверсивного переключателя соответствует направлению движения вперед, а тормозного переключателя — режиму тяги. Контакты остальных аппаратов показаны при отключенном напряжении питания. Изображения на схеме катушек и контактов конкретного аппарата имеют одинаковые буквенно-цифровые обозначения, присвоенные ему.

Обозначение клеммно-контактного соединения, например, ХТ17:12, состоит из обозначения клемной рейки (17) и порядкового номера клеммы (12) при отсчете слева направо или сверху вниз, в соответствии с маркировкой на изделии. Обозначение штепсельного соединения, например Х9:11, содержит номер штепсельного разъема (Х9) и порядковый номер контакта штепсельного соединения (11).

Чтобы облегчить поиск элементов электрооборудования на электрической схеме, при ее описании рядом с обозначением элемента указаны номера проводов и номер листа чертежа. Например: тормозной переключатель QS3 (L01), контакт реле (775, 781, L02).

Монтаж электрической схемы выполнен по двухпроводной системе. Простые цепи непосредственного включения электрических машин, аппаратов, приборов не рассматриваются.

Пуск дизеля. Предусмотрены два варианта пуска: с помощью системы МСУ-ТП и ручной (без указанной системы). Для автоматического пуска дизеля на каждой секции необходимо:

►включить рубильник QS1 аккумуляторной батареи GB1;

►установить рубильник возбуждения QS4 в положение «Рабочее»;

►включить автоматы:

►SF2 («Пожарная сигнализация»);

►SF6 («МСУ-ТП»);

►SF7 («Дисплей»);

►SF8 («Дизель»);

►SF9 («Возбуждение»);

►SF10 («Возбудитель»);

►SF11 («Охлаждение дизеля»);

►SF12 («Генератор 110 В»);

►SF13 («Компрессор»);

►SF14 («Топливный насос»);

►SF21 («Управление общее»);

►QF8 («Масляный насос»);

►QF10 («Компрессор»);

►включить переключатель SA8 («Управление») с помощью ключа;

►рукоятку контроллера машиниста U45 перевести на нулевую позицию;

вывести из рабочего зацепления валоповоротное устройство A1-SQ;

►вставить и перевести в рабочее положение ручку блокировочного устройства тормоза SQ1, включающего контактом реле К 18 (признак ведущей секции);

►нажать кратковременно кнопку SB9 («Пуск 1») или SB10 («Пуск 2»).

На вход устройства обработки информации (УОИ) U6 подается +110 В по цепи: автомат SF6 → провода 804, 805, 806 → U4 (U5) → 811 → Х19:4 - 813 → VD10 → 821 → ХТ9:5 → 823 → ХТ15:9-23 → 1029 → ХТ1:21-22 → 2248 → Х13:14 →SB9 «Пуск 1» → Х13:15 → 2230 → ХТ1:8 → 2236 → ХТ15:56 → 2237 → Х24:23 → контакт реле К8 → Х24:24 → 2238 → ХТ18:1 → 2239 → Х7:14 (U6).

Устройство U6 создает цепи питания катушек контакторов топливного и масляного насосов КМ 19, КМ 18:

Д SF9 → 801 → ХТ17:1 -8 - 2266 → катушка контактора КМ19 → 2267 → ХТ18:2 → 2268 → Х24:25 → контакт реле К8 → Х24:26 →2269 → ХТ18:3 → 2270 → Х9:19 (U6);

Д SF9 → 801 →ХТ17:1-8 → 2286 → катушка контактора КМ18 → 2287 → ХТ18:5 →2288 → Х24:27 → контакт реле К8 → Х24:28 → 2289 → ХТ18:27 → 2290 → Х9:18 (U6).

Через главные контакты КМ 19 контактора КТН подается питание на электродвигатель топливоподкачивающего насоса М21: автомат SF14 → 735 → главные контакты КМ 19 → 736 →обмотки электродвигателя М21 → 738 →общий «минус». Топливоподкачивающий насос подает топливо из бака в топливные коллекторы насосам высокого давления. Замыкание вспомогательного контакта по цепи: ХТ15:9-23 → 2315 → вспомо­гательный контакт КМ19 → 2344 → ХТ18:43 →2345 → X5:20(U6) информирует устройство U6 о начале прокачки топлива.

Цепь питания обмоток масляного насоса: автомат QF8 → 712 → главные контакты КМ18 → 714 → обмотки электродвигателя М18 →716 → общий «минус». Вспомогательным контактом по цепи: ХТ15:9-23 → 2315 →вспомогательный контакт КМ18 → 2354 → ХТ18:42 → 2355 → X5:19(U6) информирует устройство U6 о начале прокачки масла в системе дизеля.

На экране дисплейного модуля U7 в «Основном кадре» появляется режим «Прокачка» и идет обратный отсчет времени от 60 до 0 с. Через 30 с после начала прокачки устройство U6 подает электронному регулятору дизеля U9 сигнал на выдвижение реек ТНВД на подачу топлива, а также контролирует:

►состояние контакторов КМ 18 и КМ19 во времени с точностью ±0,5 с;

►давление топлива по сигналу датчика ВРЗ;

►давление масла по сигналу датчика ВР1.

Если через 30 с прокачки давление топлива на входе ТНВД менее 0,5 кгс/см², то запуск блокируется и выдается аварийное сообщение.

При давлении масла в системе дизеля не менее 0,3 кгс/см² (0,03 МПа) через контакт датчика давления A1-SP3 получает питание катушка реле К10 от автомата SF8 по цепи: автомат SF8

→ 2200 →ХТ15:45-47 → 2353 → ХТ24:3 → 7 → замыкающий контакт датчика давления А1-SP3 → 6 → ХТ24:8 → 2370 → ХТ18:37 → 2377 → Х23:5 → катушка реле К10 → «минус» на панели реле.

Реле К10 вспомогательным контактом информирует устройство U6 о создании предпускового давления масла: ХТ15:9-23 → 1051 → Х23:15 → вспомогательный контакт К10 →Х23:11 → 2234 →ХТ14:10 → 2376 → Х6:14 U6.

Устройство U6 включает контактор соединения батарей КМ20, контактор запуска стартера КМ21 и выдает задание в электронный регулятор дизеля U9 на поддержание частоты вращения вала дизеля 350 об/мин:

►SF9 → 801 → ХТ17:1-8 → 2316 →катушка контактора КМ20 → 2317 → ХТ13:17 → 2318 →Х24:18 → размыкающий контакт реле ручного пуска К7 → Х24:19 → 2319 → ХТ18:30 → 2320 →X10:10 U6;

►SF9 → 801 → ХТ17:1-8 → 2316, 2326 → катушка контактора КМ21 → 2327 → Х24:15 → размыкающий контакт реле К7 → Х24:16 → 2328 → ХТ18:31 → 2329 → Х9:17 U6.

Контактор КМ20 главным контактом (653, 94 → Х4) соединяет параллельно (по «плюсу») аккумуляторные батареи GB1 двух секций через межтепловозное соединение Х4, а вспо­могательным (2315, 2313 → вспомогательный контакт КМ20 → 2365 → Х18:44 → 2364 → Х5:29 U6) сигнализирует о соеди­нении в устройство U6.

Контактор КМ21 подключает к аккумуляторным батареям статер-генератор G3, работающий как сериесный электродвигатель:

«плюс» GB1 → 651 → замкнутый контакт рубильника QS1 → 652 → замкнутые контакты КМ20, КМ21 → шунт RS13 → 654 → G3 → 670 → замкнутый контакт рубильника QS1 →650 → «минус» GB1.

Вспомогательными контактами КМ21 подается сигнал U6 о начале прокрутки коленчатого вала дизеля (2315, 2313, 2314 → вспомогательный контакт КМ21 →2325 → ХТ18:45 → 2333 →Х5:18 U6) и подготавливается цепь питания реле окончания пуска (2386 → вспомогательный контакт КМ21 → 2387). Стартер-генератор начинает раскручивать коленчатый вал дизеля. На экране ДМ в «Основном кадре» появляется режим «Прокрутка», и идет обратный отсчет времени от 12 до 0 с.

УОИ контролирует частоту вращения коленчатого вала (по информации от электронного регулятора ЭРД), состояние реле-повторителя датчика защиты дизеля по давлению масла К11 и время прокрутки. Режим прокрутки прекращается, когда частота вращения вала достигает более 260 об/мин, и замыкается контакт датчика давления масла A1-SP1 0,05 МПа (0,5 кгс/см²) в цепи катушки реле К11: SF8 → провод 2200 → ХТ15:45-47 → 2353 → ХТ24:1 → провод 2 → замыкающий контакт датчика давления А1-SP1 → провод 1 → ХТ24:6 → 2378 → ХТ18:38 → 2386 → замкнутый контакт КМ21 → 2387 → Х23:4 →катушка реле К11 → «минус» на панели реле.

Реле К11 при включении становится на самопитание через контакт датчика А1-SP1 и подает сигнал в устройство обработки информации о рабочем давлении масла в системе дизеля ХТ15:9-23 → 1051 → Х23:15 → вспомогательный контакт К11 →Х23:28 → 2244 → ХТ14:25 →2379 → Х6:15 U6. Устройство U6 в этом случае отключает контакторы КМ 18 (КТН), КМ 19 (КМН), КМ20 (КСБ), КМ21 (КД), т.е. разбирает схему пуска.

Если в течение 12с прокрутки не замыкается контакт датчика давления масла А1-SP1, то УОИ прекращает запуск дизеля и выдает аварийное сообщение «Давление масла ниже нормы РДМ4 (A1-SP1)».

Через 4 с после отключения контакторов пуска дизеля УОИ включает контактор регулятора напряжения КМ22 (КРН) и вентиль отключения ряда топливных насосов Y14 (ВТН):

►SF9 → 801 → ХТ17:1-8 → 2338 → катушка контактора КМ22 →2339 → ХТ18:32 → 2340 → Х24:10 → размыкающий контакт реле ручного пуска К7 → Х24:9 → 2346 → ХТ18:33 → 2347 → Х9:16 U6;

►SF9 → 801 → ХТ17:1-8 → 2350 → катушка ВТН → 2356 → ХТ18:34 → 2357 → Х24:12 → размыкающий контакт реле ручного пуска К7 →Х24:13 → 2358 → ХТ18:35 → 2359 → Х9:25 U6.

В результате дизель после пуска работает на восьми топливных насосах; контактор КМ22 (КРН) главными контактами подключает обмотку возбуждения стартер-генератора G3 и регулятор напряжения U10: SF12 → 693 → замыкающиеся контакты КМ22 свободных от работы

обмотка возбуждения стартер-генератора G3 → 696 → ХТ13:12 → 697 → регулятор напряжения U10 →700 → «минус».

Вспомогательные контакты сигнализируют в устройство УОИ о начале зарядки аккумуляторной батареи (ХТ5:9-23 → 1283 → ХТ12:52 →1282 → замыкающий контакт КМ22 → 1282 → ХТ12:52 → 1281 → Х5:10 U6), готовят цепь реле датчика компрессора К2 (L02 752 → замыкающий контакт КМ22 → 753).

Стартер-генератор переходит в генераторный режим, вырабатывает напряжение 110 В постоянного тока для питания цепей управления, освещения, заряда аккумуляторной батареи, вспомогательных цепей.

Регулятор напряжения U10 обеспечивает поддержание напряжения бортовой сети в пределах 85 — 110 В в зависимости от величины тока заряда батареи. При токе заряда менее 60 А напряжение бортовой сети поддерживается на уровне 110 В.

Если через 3 с зарядного тока нет, напряжение бортовой сети менее 106 В, то на экране ДМ появляется аварийное сообщение «Нет заряда аккумуляторной батареи». При этом контактор КМ22 (КРН) не отключается. При забросе напряжения бортовой сети более 150 В устройство U6 отключает контактор КМ22 (КРН), на экране ДМ появляется аварийное сообщение «Заброс напряжения бортовой сети».

Цепь заряда аккумуляторной батареи: плюсовой зажим стартер-генератора → 691, 656 → QF9 → 657 → диод зарядки батареи U2-V1, установленный в БВК 1012 → 658 → ХТ20 → 663 → резистор зарядки батареи R35 → 662 → шунт RS12 → 661, 652 → плюсовой контакт рубильника QS1 → 651 → GB1 → 650 → минусовой контакт рубильника QS1 → 670 → минусовой зажим G3.

При включенном ключе SA8 «Управление» и замкнутых контактах SQ1 — SQ9 дверных блокировок электрошкафа холодильника, высоковольтной камеры, выпрямительной установки U1, выпрямителя U2 устройством U6 подключается цепь питания катушек контакторов возбуждения возбудителя КМ10 и возбуждения тягового генератора КМ11:

SF9 → 801 → ХТ17:1-8 → 945 → катушка контактора КМ 10 → 944 → ХТ16:44 → 943 → Х9:12 U6;

SF9 →801 → ХТ17:1-8 → 948 →катушка контактора КМ11 → 947 → ХТ16:45 → 946 → Х9:13 U6.

Контактор КМ 10 главным контактом замыкает цепь питания обмотки возбуждения возбудителя G2: SF10 → 11 → главный контакт КМ 10 → 12 →резисторы цепей возбуждения возбудителя R32, R33, R34 → 21 →шунт RS10 → 32 → обмотка возбуждения возбудителя G2 → 42 → общий «минус». Вспомогательным контактом (ХТ15:9-23 → 1273 → замыкающий контакт КМ 10 → 1272 → ХТ12:50 → 1271 → Х5:15 U6) подает сигнал в УОИ.

Контактор КМ11 главным контактом замыкает цепь питания обмотки возбуждения тягового генератора G1 от управляемого выпрямителя U2: зажим «плюс» выпрямителя U2 →29 → главный контакт КМ11 → 30 → шунт RS11 → провод 36 → обмотка возбуждения генератора G1 → 40 → зажим «минус» U2. Вспомогательным контактом (ХТ15:9-23 → провода 1276 → замыкающий контакт КМ11 → 1275 → ХТ12:51 → 1274 → Х5:12 U6) информирует устройство U6.

Тяговый генератор вырабатывает напряжение переменного трехфазного тока для питания асинхронных электродвигателей вентиляторов холодильной камеры, охлаждения передней, задней тележек и выпрямителя.

Устройство U6 обеспечивает блокировку запуска дизеля с выдачей сообщений на ДМ в следующих случаях:

►при отключенном автомате пожарной сигнализации SF2 или появлении сигнала «Пожар» от блока пожарной сигнализации;

►если контроллер машиниста не установлен на нулевую позицию;

►отсутствие сигнала с блокировки валоповоротного устройства А1-SQ;

►если давление топлива на входе в ТНВД через 30 с прокачки менее 0,5 кгс/см²;

►при отсутствии сигнала от промежуточного реле датчика A1-SP3 (предпускового давления масла) по окончании прокачки.

Для подготовки к пуску дизеля второй секции на ней необходимо выполнить все действия, проводимые при пуске дизеля первой секции. Пуск дизеля второй секции осуществляется только с ведущей секции тепловоза нажатием кнопки SB10 «Пуск 2».

Чтобы осуществить пуск дизеля без системы МСУ-ТП, необходимо, кроме предварительных операций, которые уже были изложены, дополнительно включить тумблер SA14 («Дизель ручной пуск»), замыкающий цепь питания реле К7 и К8 от автомата SF8 («Дизель»). Реле К7, срабатывая, одними контактами отключает катушки контакторов КМ20, КМ21, КМ22 и вентиля Y14 от устройства U6, а другими — готовит цепи подключения этих аппаратов к «минусу».

Реле К8, срабатывая, одними контактами отключает кнопку SB9, катушки контакторов КМ19, КМ18 от устройства U6, другим контактом — готовит цепь катушки реле К20, а третьим — цепь катушки Y13 вентиля аварийной остановки дизеля от автомата SF8. Затем включают тумблеры SA15 («Насос топливный»), подающий питание на катушку контактора КМ19, а также тумблер SA16 («Насос масляный»), который собирает цепь питания на катушку контактора КМ 18 через вспомогательный контакт контактора КМ22 (2298, 2299). Контакторы КМ 19 и КМ18 главными контактами запитывают электродвигатели топливоподкачивающего насоса от автомата SF14 и маслопрокачивающего от автомата QF8.

При давлении масла не менее 0,03 МПа (0,3 кгс/см²), когда выполняется прокачка контактом датчика давления A1-SP3 (2353, 2370), запитывается катушка реле К10 от автомата SF8. Реле К9, К8 и К10, сработав, контактами (2306, 2307) готовят цепь катушки реле К20 от автомата SF8. После прокачки масла (в течение не менее 60 с) необходимо нажать кнопку SB9 («Пуск 1») и удерживать до конца пуска (не более 12 с). В этом случае через контакты кнопки SB9, реле К9, К8 и К10 подается питание на катушку реле К20, которое контактами (2330, 2336, 2337) подает питание на катушки контакторов КМ20 и КМ21 от автомата SF8.

Контакторы КМ20 и КМ21 главными контактами подключают стартер-генератор к аккумуляторным батареям. Начинается раскрутка коленчатого вала дизеля так, как уже было изложено. Следует отметить, что если пуск дизеля выполняют без системы МСУ-ТП, то он возможен только со своей секции, т.е. нажатием кнопки SB9.

При раскрутке коленчатого вала электронный регулятор U9 следит за частотой его вращения. Когда частота вращения достигает 32 об/мин, регулятор U9 подает команду на выдвижение реек топливных насосов на пусковую подачу. После достижения 250 об/мин электронный регулятор заданным темпом выводит дизель на частоту вращения коленчатого вала 350 об/мин и поддерживает ее на этом уровне.

Когда давление масла в системе дизеля станет более 0,05 МПа (0,5 кгс/см²), контактом датчика A1-SP1 (2353, 2378) задействуется катушка реле К11: SF8 → провод 2200 → ХТ15:45-47 → 2353 → ХТ24:1 → провод 2 → замыкающий контакт датчика давления A1-SP1 → провод 1 → ХТ24:6 → 2378 → ХТ18:38 → 2386 → замкнутый контакт КМ21 → 2387 → Х23:4 → катушка реле К11 → «минус» на панели реле.

Реле К11 при включении одним вспомогательным контактом становится на самопитание, вторым (2357) подает питание на катушку вентиля отключения ряда топливных насосов Y14, третьим (2348) готовит цепь питания контактора КМ22, а четвертым контактом (2204, 2213) подает сигнал на вход ДВХ9 (Работа/Стоп) электронного регулятора U9 через контакты реле К12. Если кнопку пуска SB9 отпустить, то отключаются реле К20, контакторы КМ20 и КМ21, а после установки в нерабочее положение тумблеров SA15 «Топливный насос» и SA16 «Масляный насос» отключаются также контакторы КМ 19 и КМ 18, т.е. цепь пуска дизеля разбирается.

Питание на катушку контактора КМ22 поступает по цепи: SF9 → 801 - ХТ17:1-8 → 2338 → катушка контактора КМ22 → 2339 →ХТ18:32 → 2340 → Х24:10 → замыкающий контакт реле ручного пуска К7 → замкнутый вспомогательный контакт реле К11 →Х23:8 → 2348 → замкнутый контакт КМ21 → 2347 → общий «минус». Контактор КМ22 главными контактами подает питание на обмотку возбуждения стартер-генератора и регулятор напряжения U10. В результате дизель работает на восьми топливных насосах; стартер-генератор и тяговый генератор переходят в генераторный режим. Пуск дизеля ведомой секции осуществляется аналогично.

Работа дизеля на холостом ходу. После пуска дизель работает на нулевой позиции контроллера. Стартер-генератор вырабатывает поддерживаемое регулятором U10 напряжение 110 В постоянного тока для питания электрических цепей управления, освещения, вспомогательных цепей, электродвигателя компрессора, заряда аккумуляторной батареи GB1. Тяговый генератор вырабатывает переменное напряжение трехфазного тока для питания мотор-вентиляторов холодильной камеры, электродвигателей вентиляторов охлаждения выпрямителя, передней и задней тележек.

Изменение частоты вращения вала дизеля на холостом ходу осуществляется переводом рукоятки контроллера по позициям при включенном ключе SA8 «Управление». В этом случае сигнал от контроллера U45 поступает в устройство U6, где обрабатывается и передается в электронный регулятор дизеля U9. При рассогласовании сигналов в электронном регуляторе его блок управления подает свой сигнал на поворотный магнит исполнительного устройства YA1. Последнее изменяет выход реек топливных насосов до совпадения фактической частоты вращения с заданной контроллером и устройством U6.

Остановка дизеля. Для остановки дизеля с помощью устройства U6 необходимо нажать кнопку SB11 («Стоп 1»). В этом случае снимается сигнал с входа Х7:10 U6. Устройство U6 подает по каналу связи сигнал в электронный регулятор дизеля U9, который перемещает рейки топливных насосов в положе­ние нулевой подачи топлива.

После остановки дизеля устройство U6 включает электродвигатель маслопрокачивающего насоса: автомат QF8 → 712 → главные контакты КМ18 → 714 → обмотки электродвигателя М18 →716 на общий «минус». Вспомогательным контактом КМ 18 (КМ 18 → 2354 → 2355 →Х5:19) устройство U6 информируется о начале прокачки масла в системе дизеля, по истече­нии которой отключает контактор КМ 18.

Для остановки дизеля без устройства U6 достаточно нажать кнопку SB11 («Стоп 1»). В этом случае прекращается подача сигнала на вход ДВХ9 электронного регулятора U9, который переводит рейки топливных насосов в положение нулевой подачи топлива. Когда дизель остановится, необходимо включить переключатель SA16 «Масляный насос», подключающий катушку контактора КМ 18 через вспомогательный контакт контактора КМ22 от автомата SF8. После прокачки масла в течение 60 — 70 с необходимо отключить тумблер SA16.

При аварийной ситуации экстренная остановка дизеля может быть осуществлена кратковременным нажатием кнопки SB13 на пульте манометров. В этом случае от автомата SF8 подается питание на вентиль Y13, выводящий рейки топливных насосов дизеля в положение нулевой подачи топлива и приводящий в действие воздушную «захлопку» дизеля.

Питание эктродвигателей собственных нужд. Асинхронные электродвигатели мотор-вентиляторов выпрямительной установки М17, охлаждения передней и задней тележек M15 и М16, холодильника М11 — М14 получают питание от тягового генератора через главные контакты автоматов QF7, QF5, QF6, QF1 — QF4, соответственно, и контакторов КМ14 — КМ17 (М11 — М14).

Электродвигатели постоянного тока: топливоподкачивающего насоса М21, вентилятора кузова М20, калорифера М22 получают питание от аккумуляторной батареи GB1 или стартер-генератора G3; М18 привода маслопрокачивающего насоса — от аккумуляторной батареи, М19 привода компрессора — от стартер-генератора.

Управление электродвигателем компрессора. Для работы компрессора должны быть включены автоматы SF13 и QF10 на каждой секции, переключатель SA17 «Реле компрессора» — на одной из секций. Пуск электродвигателя компрессора М19 возможен только при работающем дизель-генераторе и при включенном контакторе КМ22 (КРН). Замыкающий вспомогательный контакт КМ22 между проводами 752 и 753 подает +110 В на катушку реле датчика компрессора К2.

Когда давление воздуха в питательной магистрали снижается до 0,75 МПа (7,5 кгс/см²), срабатывает датчик реле давления SP4 (РДК) и своим контактом подает -110 В на катушку реле К2. Одновременно -110 В по межсекционному соединению (ХТ13:32 → 1-32 → Х1:32) поступает на катушку реле К2 второй секции тепловоза.

Реле К2 замыкающим контактом (786, 778, L02) включает реле времени КТ1 и готовит цепь питания катушки контактора КМ23. Реле времени КТ1 контактом (775, 776, L02) подает питание на катушку контактора КМ23.

Контактор КМ23 становится на самопитание своим вспомогательным контактом (774, 777, L02). Цепь питания обмоток электродвигателя компрессора: QF10 → 717 →RS14 → главный контакт контактора КМ23 →721 → пусковой резистор R36 → 722 → 723 → обмотки электродвигателя компрессора М19 → 724 →общий «минус».

Пусковой резистор R36 ограничивает пусковой ток и облегчает пуск электродвигателя. Катушка разгрузочного вентиля Y5 включена размыкающимися контактами КМ24 (765, 768). Вспомогательный размыкающий контакт контактора КМ23 (785, 786) отключает реле времени КТ1, которое контактом (781, 782) через 1,5 — 2 с подает +110 В на катушку контактора КМ24.

Контактор КМ24 главным контактом шунтирует пусковой резистор R36, а вспомогательным — размыкает цепь разгрузочного вентиля Y5. В результате компрессор переходит в рабочий режим. Когда давление воздуха в питательной магистрали достигает 0,9 МПа (9 кгс/см²), контакт SP4 размыкает цепь питания реле К2. При этом отключаются контакторы КМ23 и КМ24, электродвигатель останавливается и схема возвращается в исходное положение. Разгрузочный вентиль Y5 включается через размыкающиеся контакты контактора КМ24 (765, 768).

Замыкание вспомогательных контактов контактора КМ23 (1305 → 1304 → ХТ12:57 → 1303 → Х5:28 U6) и КМ24 (1313 → 1312 → ХТ14:32 → 1311 → X5:26U6) информирует УОИ о состоя­нии этих аппаратов, а дискретный сигнал от вспомогательного контакта КМ24 (А89, А82) поступает также в устройство КЛУБ-У.

Приведение тепловоза в движение. Для обеспечения работы тепловоза в тяговом режиме необходимо включить автоматы SF1 «Радиостанция», SF3 «Питание КЛУБ», SF4 «ТСКБМ», SF5 «КЛУБ ТСКБМ», QF1 — QF6 (питание электродвигателей вентиляторов холодильника, передней и задней тележки, выпрямительной установки), тумблеры SA1 — SA6 «ОМ1 — ОМ6» на каждой секции. Ключом УБТ выбирают ведущую секцию тепловоза. Наличие замкнутых блокировок УБТ в обеих секциях является запрещенной комбинацией. Устройство U6 не разрешит управление ни с одного пульта и выдаст аварийное сообщение на ДМ.

Включают тумблер SA7 «Движение» и SA9 «Автостоп». Переводят тумблер «Тяга — Тормоз» на контроллере машиниста в положение «Тяга». Переключают тумблер реверсирования движения на контроллере машиниста в положение «Вперед» или «Назад». Переводят рукоятку контроллера машиниста на первую тяговую позицию.

Устройство U6 отключает контакторы КВВ (КМ 10) и КВГ (КМ11), выдает управляющий сигнал на катушку реверсора и контролирует процесс его переключения. Если реверсор не переключился, УОИ снимает управляющий сигнал с его катушки и выдает на ДМ аварийное сообщение. При переключении реверсора устройство U6 выдает управляющий сигнал на тормозной переключатель ТП (тяга) QS3 и контролирует процесс его переключения.

Устройство U6 контролирует состояние вспомогательных контактов автоматов: QF5 — QF7 (электродвигатели вентиляторов охлаждения ТЭД передней и задней тележки, охлаждения выпрямительной установки), контактов дверных блокировок SQ3, SQ6 — SQ9 высоковольтной камеры, SQ2 шкафа холодильной камеры, QS1, QS2 выпрямительной установки. В случае нарушения блокировок устройство U6 прекращает процесс сборки схемы и выдает на ДМ аварийное сообщение.

Устройство U6 включает катушки поездных контакторов КМ1 — КМ6, контролируя их включение и подключая тем самым тяговые двигатели М1 — М6 к управляемому шестиканальному выпрямителю U1. Если отключить какие-либо тумблеры SA1 — SA6 (ОМ1 — ОМ6), то питание на электропневматические контакторы КМ1 — КМ6 подаваться не будет. Когда схема полностью собирается, устройство U6 подает питание на обмотки контакторов КМ 10 и КМ11.

Устройство U6 управляет работой блока кремниевых выпрямителей U2, регулируя возбуждение тягового генератора. Напряжение от него через выпрямитель U1 подается на тяговые двигатели М1 — М6, которые приводят во вращение колесные пары. Тепловоз начинает движение. На ДМ отображается цифра «1» в зоне позиции контроллера, а в зоне режимов — надпись «Тяга». Если давление воздуха в тормозной магистрали ниже 5 кгс/см², то схема собираться не будет, на ДМ будет выдано аварийное сообщение.

В зависимости от номера позиции контроллера устройство U6 передает по каналу связи «токовая петля» в блок управления регулятора U9 заданное значение частоты вращения вала дизеля. Электронный регулятор обеспечивает поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала дизеля и передает в устройство U6 данные, необходимые для регулирования электропередачи.

Кроме основного контроллера, для приведения тепловоза в движение при маневровых работах предусмотрена кнопка SB2 «Маневр». Она располагается на боковой стене кабины со стороны машиниста. При ее нажатии подается сигнал в устройство U6, аналогичный сигналу при установке контроллера на 1 -ю позицию. В этом случае дизель-генератор развивает мощность, соответствующую 1-й позиции контроллера.

Во время движения тепловоза в режиме «Тяга» устройство U6 обеспечивает:

►автоматическое управление групповыми контакторами КМ8 (KШ1), КМ9 (КШ2) ослабления возбуждения поля ТЭД;

►индивидуальное регулирование тягового усилия колесных пар в случае рассогласования по скорости вращения (защита по боксованию);

►поддержание постоянной мощности дизель-генератора на заданной позиции контроллера; уменьшение мощности тягового генератора пропорционально количеству отключенных тяговых двигателей;

►защиту тяговых двигателей от размотки бандажей при срыве шестерни;

►сброс нагрузки и разборку схемы при неправильном переключении реверсора во время движения, превышении температуры воды более 105 °С и масла 87 °С, а также при токе тягового генератора больше 7500 А;

►запрет сборки схемы (или сброс нагрузки) при давлении в тормозной магистрали меньше 5 кгс/см²;

►сброс нагрузки и разборку схемы при обрыве цепи одного из тяговых двигателей, срабатывании реле «земли» в силовых цепях, отсутствии сигналов с ЭПК (Y25), КЛУБ, экстренном торможении, обрыве тормозной магистрали.

Разборка тяговой схемы осуществляется в обратной последовательности:

►контроллер машиниста переводится на нулевую позицию;

►БВК 1012 (U2) закрываются тиристоры, чем снимается

►ток возбуждения с тягового генератора G1;

►выпрямителе М-ТПП3600Д (U1) закрываются тиристоры, чем снимается напряжение с ТЭД;

►отключается контактор КМ10 (КВВ), а затем — КМ11 (КВГ);

►делается задержка времени на снижение тока в цепях ТЭД до 150А, а затем отключаются контакторы КМ 1 — КМ6;

►включаются контакторы КМ10 (КВВ) и КМ11 (КВГ);

►питание с катушек реверсора и тормозного переключателя не снимается.

Тепловоз переведен в режим холостого хода.

Управление ослаблением возбуждения. В схеме тепловоза 2ТЭ116У предусмотрены две ступени ослабления возбуждения. Для этого предназначены два групповых контактора КМ8 и КМ9 (КШ1 и КШ2), а также резисторы шунтировки R25 — R30. УОИ обеспечивает управление контакторами КМ8 и КМ9 в зависимости от напряжения тягового генератора. Величины напряжения генератора, при котором происходит ослабление (U _{ТГ ОСЛ}) и усиление (U _{ТГ УСИЛ}) возбуждения, сведены в табл. 1.

Таблица 1

Напряжение усиления и ослабления возбуждения ТЭД

Позиция КМ

U ТГ ОСЛ, В

U ТГ УСИЛ, В

В устройство U6 введены программные задержки, которые обеспечивают управление контакторами с интервалом не менее 10 с. На время включения контакторов защита по боксованию отключается, чтобы исключить ложные срабатывания при неодновременном замыкании контактов группового контактора. На 1, 2 и 3-й позициях контроллера машиниста контакторы КМ8 и КМ9 всегда отключены.

Основные параметры электропередачи. В режиме «Тяга» устройство U6 задает внешние характеристики тягового генератора в соответствии с табл. 2.

Устройство получает измеренные значения выхода реек ТНВД, напряжения и токов на выходе выпрямителя U1, частоты вращения вала дизеля. По этим параметрам регулируется нагружение тягового генератора.

Рассчитывают заданную мощность из соотношения: Р_{ПОЛН..ЗАД} = Р_СЕЛ ⁺ dР_РЕЙКИ, где Р_СЕЛ — нижнее фиксированное значение мощности, задается программно, как функция второго порядка от частоты вращения вала дизеля (n), т.е. каждому значению n соответствует определенное значение заданной мощности.

Второе слагаемое dР_РЕЙКИ = К(I_ЗАД – I_ИЗМ), где К — константа, I_ЗАД — заданный в программе таблично для каждой позиции выход реек ТНВД для обеспечения нужного уровня мощности, I_ИЗМ — фактический выход реек.

УОИ, регулируя ток возбуждения тягового генератора, управляет напряжением на выходе выпрямительной установки, выводя его на заданный уровень. Заданное напряжение рассчитывается по соотношению: U_ЗАД ⁼ Р_{ПОЛН.ЗАД}/I_ВУ, где I_ВУ — измеренный ток на выходе выпрямительной установки. По разности заданного и измеренного напряжения изменяется и величина тока возбуждения.

Таблица 2