Силовые цепи трамвая ЛМ-68

    В силовые цепи входят: токоприемник Т, радиореактор РР, автоматический выключатель АВ-1, грозоразрядник РВ, линейные индивидуальные контакторы ЛК1-ЛК4, комплекты пуско-тормозных реостатов, шунтирующих резисторов, четыре тяговых электродвигателя 1-4, катушки последовательного возбуждения С11-С21, С12-С22, С13-С23 и С14-С24 и независимого возбуждения Ш11-Ш21, Ш12-Ш22, Ш13-Ш23, Ш14-Ш24 (начало обмоток катушек последовательного возбуждения двигателя 1 обозначено С11, конец - С21, двигателя 2 - соответственно С12 и С22 и т.д.; начало обмоток катушек независимого возбуждения двигателя 1 обозначено Ш11, конец - Ш21 и т.д.); групповой реостатный контроллер с кулачковыми элементами РК1-РК22, из которых восемь (РК1-РК8) служат для выведения ступеней пусковых реостатов, восемь (РК9-РК-16) для выведения ступеней тормозных реостатов и шесть (РК17-РК22) для ослабления возбуждения двигателей; реостатный индивидуальный контактор Р; три индивидуальных контактора Ш, Ш1 и Ш2 в цепи независимых обмоток возбуждения двигателей; двухполюсный индивидуальный контактор ТБ; два тормозных индивидуальных контактора Т1 и Т2; реверсор с восемью кулачковыми элементами Л6-Я11; Л6-Я23; Я11-Л7; Л7-Я23; Л11-Я22; Я22-Л12; Л11-Я14; Л12-Я14; реле ускорения и торможения РУТ с двумя силовыми катушками; реле перегрузки с двумя силовыми катушками РП1-3; РП2-4; реле минимального тока РМТ; два контакта отключателя двигателей ОМ; индуктивные шунты ИШ1-3 и ИШ2-4; реле напряжения с добавочным резистором РН; два измерительных шунта 75ШС-500А с амперметрами А1 и А2; предохранитель в цепях независимых обмоток возбуждения 1П (10А).

    Схема предусматривает одноступенчатый пуск четырех тяговых электродвигателей. На ходовом режиме двигатели соединены постоянно в 2 группы последовательно. Группы двигателей между собой соединены параллельно. В тормозном режиме каждая группа двигателей замыкается на свои реостаты. Последнее исключает возникновение уравнительных токов при отклонениях в характеристиках двигателей и боксовании колесных пар. Независимая обмотка возбуждения при этом получает питание от контактной сети через стабилизирующие резисторы Ш23-С11 и Ш24-С12. При тормозном режиме питание независимой обмотки от контактной сети приводит к противокомпаудной характеристике двигателя.
    В каждой группе двигателей включены для защиты от перегрузок токовые реле РП1-3 и РП2-4. Двигатели ДК-259Г имеют, как уже было сказано, низколежащую характеристику, что позволяет уже при скорости 16 км/ч полностью вывести пусковые реостаты. Последнее очень важно, так как получается экономия электроэнергии за счет уменьшения потерь в пусковых реостатах и более простая схема (одноступенчатый пуск вместо двухступенчатого). Пуск вагона ЛМ-68 осуществляется постепенным выведением (уменьшением значения сопротивления) пусковых реостатов. Двигатели выходят на режим работы с полным возбуждением при обеих включенных обмотках возбуждения. Затем скорость увеличивают за счет ослабления возбуждения отключением независимых обмоток возбуждения и дальнейшего ослабления возбуждения на 27, 45 и 57% подключением резистора параллельно последовательной обмотке возбуждения.
    Реостатный контроллер ЭКГ-33Б имеет 17 позиций, из них: 12 пусковых реостатных, 13-я безреостатная при полном возбуждении, 14-я ходовая с ослаблением возбуждения при отключенной независимой обмотке возбуждения и 100% возбуждения от последовательных обмоток возбуждения, 15-я с ослаблением возбуждения за счет включения резистора параллельно последовательным катушкам возбуждения до 73% основного значения, 16-я соответственно до 55% и 17-я ходовая при наибольшем ослаблении возбуждения до 43%. Для электрического торможения контроллер имеет 8 тормозных позиций.
    Маневровый режим. В положении М рукоятки контроллера водителя включены токоприемник, радиореактор, автоматический выключатель, линейные контакторы ЛК1, ЛК2, ЛК3, ЛК4 и ЛК3, пусковые реостаты Р2-Р11 сопротивлением 3,136 Ом,, тяговые электродвигатели, контактор Ш, резистор в цепи независимых обмоток возбуждения двигателей Р32-Р33 (84 Ом), реле напряжения РН, контакты реверсора, шунтовые и силовые контакты обоих отключателей групп двигателей ОМ, кулачковый элемент РК6 группового реостатного контроллера ЭКГ-33Б, силовые катушки реле ускорения и торможения РУТ, измерительные шунты амперметров А1 и А2, реле перегрузки РП1-3 и РП2-4, реле минимального тока РМТ, стабилизирующие резисторы и заземляющие устройства ЗУ.
    При включении линейного контактора ЛК1 автоматически растормаживаются пневматические тормоза, вагон трогается с места и движется со скоростью 10-15 км/ч. Длительная езда на маневровом режиме не рекомендуется.
    Токопрохождение в обмотках последовательного возбуждения. Силовой ток проходит по следующим цепям: токоприемник Т, радиореактор РР, автоматический выключатель АВ-1, контакты контакторов ЛК4 и ЛК1, контакт кулачкового контактора реостатного контроллера РК6, пусковые реостаты Р2-Р11, после чего разветвляется на две параллельные цепи.
    Первая цепь: силовые контакты отключателя двигателей ОМ - контактор ЛК2 - реле РП1-3 - кулачковый элемент реверсора Л6-Я11 - якоря и катушки дополнительных полюсов двигателей 1 и 3 - кулачковый элемент реверсора Я23-Л7 - катушка РУТ - измерительный шунт амперметра А1 - последовательные обмотки возбуждения двигателей 1 и 3 и заземляющее устройство.
    Вторая цепь:силовые контакты отключателя двигателя ОМ - реле перегрузки РП2-4 - кулачковый элемент реверсора Л11-Я12 - якоря и катушки дополнительных полюсов двигателей 2 и 4 - кулачковый элемент реверсора Я14-Л12 - катушка РУТ - катушка реле РМТ - измерительный шунт амперметра А2 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 2 и 4 - индивидуальный контактор ЛК3 и заземляющее устройство.
    Токопрохождение в независимых обмотках. Ток в независимых обмотках проходит по следующим цепям: токоприемник Т - радиореактор РР - автоматический выключатель АВ-1 - предохранитель 1П - контакт контактора Ш - резистор Р32-Р33, после чего разветвляется на две параллельные цепи.
    Первая цепь: шунтовые контакты отключателя двигателей ОМ - катушки независимого возбуждения двигателей 1 и 3 - стабилизирующие резисторы Ш23-С11 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 1 и 3 и ЗУ.
    Вторая цепь: шунтовые контакты отключателя двигателей ОМ - катушки независимого возбуждения двигателей 2 и 4 - стабилизирующие резисторы Ш24-С12 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 2 и 4 - контакт контактора ЛК3 и заземляющее устройство. В положении М ускорение поезд не получает и движется с постоянной скоростью.
    Положение Х1. В положении Х1 рукоятки контроллера водителя силовые цепи собираются аналогично маневровому. При этом реле РУТ имеет наименьшую уставку (ток отпадания) около 100А, что соответствует ускорению при пуске 0,5-0,6 м/с² и тяговые двигатели выводятся на режим работы по автоматической характеристике. Пуск и езда при положении Х1 осуществляются при плохом коээфициенте сцепления колесных пар вагона с рельсами. Пусковые реостаты начинают выводиться (закорачиваться) со 2-й позиции реостатного контроллера. Из таблицы видна последовательность замыкания кулачковых контакторов реостатного контроллера и индивидуальных контакторов Ш и Р. Сопротивление пускового реостата уменьшается с 3,136 Ом на 1-й позиции контроллера до 0,06 Ом на 12-й позиции. На 13-й позиции реостат полностью выводится и двигатели переходят на режим работы по автоматической характеристике с наибольшим возбуждением, создаваемым последовательными и независимыми обмотками возбуждения. На 13-й позиции включены контакторы реостатного контроллера РК4-РК8 и РК21, а также контакторы ЛК1-ЛК4, Р и Ш. Включаемый контактор Р шунтирует пусковые реостаты своими блок-контактами, выключает катушку контактора Ш и, следовательно, отключаются от контактной сети независимые обмотки возбуждения тяговых двигателей. 14-я позиция является первой фиксированной ходовой позицией с полным возбуждением последовательных катушек. (Пусковые реостаты и независимые обмотки возбуждения тяговых электродвигателей выведены). Эта позиция используется для движения на малых скоростях.
    Положение Х2. Силовые цепи собираются аналогично положению Х1. Пусковые реостаты выводятся замыканием контактов кулачковых контакторов реостатного контроллера под контролем РУТ. Ток отпадания реле увеличивается до 160А, что соответствует ускорению при пуске 1 м/с². После выведения пусковых реостатов, тяговые двигатели также работают на автоматической характеристике с полным возбуждением последовательных обмоток и отключенными независимыми обмотками.
    Положение Х3.Тяговые двигатели работают на автоматической характеристике с ослаблением возбуждения последовательных обмоток. Ослабление возбуждения осуществляется с помощью резисторов и индуктивных шунтов ИШ-11А (на схеме ИШ1-3 и ИШ2-4). Катушки ИШ1-3 соединены последовательно с резисторами Р24-Р27 и включены параллельно последовательным обмоткам возбуждения двигателей 1-3 (С11-С23), катушки ИШ2-4 соответственно с резисторами Р28-Р31 параллельно обмоткам двигателей 2-4 (С12-С24). Ослабление возбуждения осуществляют включением на 15-й позиции реостатного контроллера кулачковых контакторов РК19 и РК22, что подключает параллельно обмоткам возбуждения С11-С23 цепь из катушек индуктивного шунта ИШ1-3 и резисторов Р24-Р27, а к обмоткам возбуждения С12-С24 - цепь из ИШ1-4 и резисторов Р28-Р31. Возбуждение ослабляется при этом до 73% полного. На 16-й позиции дополнительно включаются контакторы РК18 и РК21. Выведение реостатов Р25-Р24 и Р29-Р28 (по 0,117 Ом)увеличивает ослабление возбуждения до 55% основного. На 17-й позиции дополнительно включаются контакторы РК17 и РК20. Выведение реостатов Р26-Р25 и Р30-Р29 (по 0,0766 Ом) увеличивает ослабление возбуждения до 43% основного. Реостаты Р27-Р26 и Р31-Р30 сопротивлением по 0,0464 Ом остаются включенными. Ток отпадания реле РУТ определяется током силовых катушек и равен 190-210 А.

    Электрическое торможение вагона начинает осуществляться при постановке рукоятки контроллера водителя на одно из тормозных положений, при этом переход на тормозной режим происходит внезависимости от положения в данный момент реостатного контроллера РК. Если к моменту начала электрического торможения реостатный контроллер находился на позициях 3-9, то контакторы КТ1 и КТ2 не включаются. Благодаря этому при возврате реостатного контроллера на 1-ю позицию тормозное сопротивление мало изменяется. Возврат реостатного контроллера с позиций 3-9 на позицию 1 осуществляется серводвигателем, получающим питание по цепи возврата.
    Положение 1Т. На этом положении при замыкании контакторов Т1 и Т2 собираются две самостоятельные тормозные цепи. В каждую цепь включен резистор с наибольшим значением сопротивления 2,55 Ом. Реостатный контроллер остается на позиции 1.
    В первой цепи тормозной ток проходит через якоря и катушки дополнительных полюсов тяговых двигателей 1 и 3, кулачковый элемент реверсора Л6-Я11, катушку реле РП1-3, индивидуальный контактор Т1, пуско-тормозные реостаты Р12-С11, измерительный шунт амперметра А1, силовую катушку РУТ и кулачковый элемент реверсора Л7-Я23.
    Во второй цепи тормозной ток проходит через якоря и катушки дополнительных полюсов двигателей 2 и 4, кулачковый элемент реверсора Л11-Я22, катушку РП2-4, индивидуальный контактор Т2, пуско-тормозные реостаты Р18-С12, измерительный шунт амперметра А2, катушку РМТ, силовую катушку РУТ и кулачковый элемент реверсора Л12-Я14.
    Из схемы видно, что в тормозном режиме последовательные катушки возбуждения двигателей не включаются в цепь якорей. Двигатели переходят в генераторный режим с независимым возбуждением и питанием независимых обмоток возбуждения двигателей от контактной сети через стабилизирующие резисторы Ш23-С11, Ш24-С12 и обмотки последовательного возбуждения. Обмотки независимого возбуждения защищены разрядными резисторами R13 и R14 сопротивлением по 400 Ом. Последовательно с цепями Ш11-Ш23 и Ш12-Ш24 к контактам Ш1 и Ш2 включены регулируемые ступенями дополнительные резисторы Р33, Р34 (21 Ом) и Р34, Р32 (63 Ом). В положении 1Т контакторы Ш1 и Ш2 разомкнуты, следовательно, включен резистор Р33-Р32 сопротивлением 84 Ом. При этом тормозной эффект получается наименьшим с замедлением 0,4-0,6 м/с². Изменяя ток возбуждения независимых катушек тяговых двигателей, получаем различные тормозные характеристики. Тормозную позицию 1Т характеризуют кривые: тормозное усилие и скорость в зависимости от тормозного тока В_I (1_т) и U_I (1_т). Торможение производится с замедлением 0,4 м/с².
    Положение 2Т. Так как реостатный контроллер не вращается, сопротивление тормозных реостатов остается равным 2,55 Ом и схем соответствует положению 1Т. Однако для увеличения тормозного эффекта усиливается возбуждение замыканием контакта контактора Ш1 и выведением реостата Р34-Р32 (63 Ом). Тормозное положение 2Т характеризуют кривые В_II (1_т) и U_II (1_т) Торможение производится с замедлением 0,6 м/с².
    Положение 3Т. На этом положении для еще большего повышения тормозного эффекта с замедлением 0,8 м/с² осуществляют дальнейшее усиление возбуждения независимых обмоток возбуждения тяговых двигателей путем замыкания контакта контактора Ш2 и выведения реостата Р33-Р34 (21 Ом). Тормозное положение 3Т характеризуют кривые В_III (1_т) и U_III (1_т). Сопротивление тормозных реостатов отстается равным 2,55 Ом. Как уже было сказано, тормозные положения 1Т, 2Т и 3Т используют при необходимости уменьшения скорости движения вагона и для подтормаживания при спуске на уклонах.
    Положение 4Т. Вагон (поезд) автоматически затормаживается при движении (под контролем РУТ) реостатного контроллера от 1-й до 8-й позиции. Регулирование тормозного усилия происходит при этом за счет изменения значения тормозного сопротивления. Из таблицы видно, какие контакты срабатывают по позициям и какие значения имеют включенные в цепь сопротивления. В тормозном режиме участвуют контакторы РК8-РК15. Сопротивление тормозных реостатов в цепи каждой группы двигателей уменьшается от 2,55 до 0,65 Ом. Наибольшее замедление на положении 4Т равно 1,2 м/с². Тормозное положение 4Т характеризуют кривые В_IV (1_т) и U_IV (1_т). При истощении электрического тормоза на позиции 4Т при снижении тока якоря двигателей до 100А выключается реле минимального тока РМТ и приводится в действие пневматический тормоз. Под воздействием электрического (электродинамического) и пневматического тормозов вагон останавливается.
    Положение ТР. При необходимости экстренной остановки поездаводитель ставит рукоятку контроллера в положение ТР, замедление при этом 4 м/c². В положении ТР процесс торможения аналогичен процессу в положении 4Т и отличается тем, что дополнительно включается рельсовый электромагнитный тормоз. Последний питается от линейного генератора и аккумуляторной батареи.