Типовые неисправности тепловоза тэ10м с системой уста, их причины и методы устранения. Устройство токовое согласующее уст, измерительные приборы, кипиа
Система УСТА на тепловозе ТЭМ2
Системой УСТА тепловозы ТЭМ2 начали оснащать в 2002 г. при проведении капитального ремонта на Уссурийском ЛРЗ. В настоящее время на сети дорог России в эксплуатации находится более 100 секций тепловозов ТЭМ2К, оборудованных этой системой.
Назначение системы УСТА . Унифицированная система управления электропередачей и электроприводом тепловоза осуществляет регулирование и управление электропередачей тепловоза в режимах тяги и электрического тормоза. На тепловозах ТЭМ2К система УСТА выполняет следующие функции: регулирование мощности тягового генератора (ТГ) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля в соответствии с установленной нагрузочной характеристикой ди-зел ь- генератора;
Обеспечение гиперболических внешних характеристик ТГ при фиксированной частоте вращения коленчатого вала дизеля (заданной позиции контроллера машиниста);
Регулирование и обеспечение расчетных характеристик электрического тормоза;
Автоматическое снижение и ограничение мощности ТГ при отключении части тяговых двигателей;
Управление работой контакторов ослабления возбуждения тяговых двигателей (Ш) в режиме тяги по заданным параметрам прямого и обратного переходов. Напряжение включения контакторов ослабления возбуждения - 7/8U0tc-Минимальное время между включениями контакторов LU1, ШЗ и LU2, LU4- 10 с;
Защита тягового генератора от внешних токов короткого замыкания, заброса его тока свыше 1900 А или напряжения более 860 В;
Защита тепловоза от боксования и юза; ограничение по току и напряжению ТГ для каждой позиции; поддержание бортового напряжения 75 ± 1 В.
В случае выхода из строя системы УСТА при переключении тумблера ТАР на режим «Аварийный» вступает в работу штатная схема возбуждения вспомогательного и тягового генераторов. Блок регулирования обеспечивает:
Прием от схемы тепловоза дискретных сигналов (от блокировок, органов управления) по 16 каналам с уровнем напряжения 75 В при входном сопротивлении каждого канала не менее 10 кОм;
Прием от измерительных преобразователей (ЭП2716) аналоговых токовых сигналов по 15 каналам с уровнем от 0 до плюс 5 мА при входном сопротивлении каждого канала 402 Ом;
Прием и обработку сигнала о положении индуктивного датчика (в схеме ТЭМ2К не используется);
Формирование питания индуктивного датчика гидромеханического регулятора дизеля (в схеме ТЭМ2К не используется);
Прием частотных сигналов по двум независимым каналам (от датчиков частоты вращения, скорости и др.);
Выдачу сигналов управления по 10 каналам (от контакторов, реле, электропневматических вентилей) с параметрами: напряжение 75 В, ток до 1 А по каждому каналу, нагрузка - активно-индуктивная;
Программное регулирование тока в активно-индуктивной нагрузке в пределах от 0 до 20 А по двум каналам (управление возбуждением тягового и вспомогательного генераторов);
Связь с отладочным оборудованием и другими устройствами по последовательному каналу RS-232 через разъем ХРЗ на плате процессора;
формирование напряжения постоянного тока 15 ± 0,5 В током до 2 А для питания датчиков ЭП2716.
Питание блок регулирования получает от бортовой сети тепловоза напряжением 75 В постоянного тока. Блок обрабатывает поступающие в него входные сигналы из схемы тепловоза и выдает управляющие воздействия в электрическую схему тепловоза согласно алгоритму управления.
Дискретные сигналы (сигналы от органов управления: тумблеров, электрических аппаратов, контроллера машиниста и др.), частотный сигнал с датчика частоты вращения коленчатого вала дизеля поступают в блок регулирования через разъем ХР1. Внешние дискретные сигналы гальванически развязаны от внутренних цепей блока регулирования. Опрос дискретных каналов осуществляется программно через каждые 0,1 с.
Датчики тока и напряжения. Замеряют электрические параметры электропередачи (аналоговые сигналы) преобразователями напряжения типа ЭП2716. Они предназначены для преобразования входного напряжения в пропорциональный токовый сигнал. Значение тока на выходе ЭП2716 (UBb,xl. иВых2) при номинальном входном напряжении на нагрузочном сопротивлении 1000 Ом составляет 5 мА.
Преобразователь имеет четыре гальванически связанные между собой входа. Номинальные значения входных напряжений по первому входу - 75 мВ (измерение тока с тепловозных шунтов), по второму - 150 В, по третьему - 1000 В и по четвертому входу - 1500 В.
Преобразователь осуществляет гальваническое разделение входного и выходного сигналов, имеет линейную зависимость выходного тока от входного напряжения. Питание преобразователи получают от блока УСТА. Опрос аналоговых каналов ведется программно через каждые 0,01 с.
Состав системы УСТА. Она содержит электронный блок регулирования УСТА (1 шт.), измерительный преобразователь тока и напряжения типа ЭП2716 (6 шт.), датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля ДЧВ типа ВКАС21 -31-Р-2-250-ИНД-3B-S4-BT (1 шт.). Для функционирования системы в электрической схеме тепловоза дополнительно устанавливаются: электроизмерительные шунты ША5 и ША6 типа 75ШСМ-1000-0,5 (2 шт.), резистор СШВ шунтировки ключей ШИМ типа ПС-50124 (1 шт.), реле аварийной работы РАР типа РПУ-ЗМ-116Т (1 шт.).
Схема подключения системы УСТА к электрическим цепям тепловоза ТЭМ2К. Схема приведена на рис. 1. После окончания пуска (появления питания +75 В на зажиме 1/6) подается питание +75 В на внешний разъем ХР1: ВО блока регулирования. При этом -75 В поступает на контакт АО того же разъема. Дискретные сигналы КМ и КВ, П1 и П2, ТЭТ и КЭТ, ОМ1 и ОМ2, а также сигнал с датчика ДЧВ приходят на разъем ХР1.
С этого разъема питание подается на преобразователи напряжения ДТ1... ДТ4, ДН1, ДН2 и на ДЧВ (+15 В, -15 В). Аналоговые сигналы с датчиков ДТ1... ДТ4, ДН1 и ДН2 приходят на разъем XS1.
Для включения контакторов LU1, ШЗ и LU2, LU4 используются первый и второй выходные ключи, реле тормоза РТ - шестой выходной ключ и замещения тормоза ВЗТ - четвертый. «Минус» 75 В подается на контакт В5 разъема XS2.
С выходных ключей (истоков транзисторов) напряжение +75 В подается: на катушки контакторов LU1, ШЗ и LU2,
LU4 - с контактов С1 и С2 разъема XS2, на катушку реле тормоза РТ - с контакта С6 разъема XS2 и на катушку ВЗТ - с контакта С4 разъема XS2.
Когда контактор В В срабатывает, напряжение +75 В подается на контакты С1, С2, СЗ и С4 разъема ХР2, а также на сток силового транзистора канала регулирования ШИМ1. Обмотка возбуждения возбудителя подключается к истоку силового транзистора ШИМ1 через контакты В1, В2, В6 и С6 разъема ХР2. После пуска дизеля напряжение +75 В подается на контакты А4, А5, А6 и А7 разъема ХР2 и на сток силового транзистора канала регулирования ШИМ2. Обмотка возбуждения вспомогательного генератора подключается к истоку силового транзистора ШИМ2 через контакты В1, В4, В7 и С7 разъема ХР2.
Работа и размещение системы УСТА. Питание измерительных преобразователей напряжением 15 В осуществляется УСТА через разъем ХР1: В6, В7. При этом все преобразователи подключаются параллельно источнику питания. Сигналы, полученные преобразователями тока и напряжения ДТ1... ДТ4, ДН1 и ДН2 из электрической схемы, преобразовываются в аналоговые с токовым сигналом от 0 до 5 мА и подаются на разъем XS1 блока УСТА.
Для разряда э.д.с. самоиндукции активно-индуктивной нагрузки в каждом канале платы выходных ключей введены разрядные диоды. Регулируется тяговая электропередача и поддерживается напряжение бортовой сети изменением величины тока возбуждения возбудителя тягового и вспомогательного генераторов.
В блоке имеются два канала регулирования ШИМ1 и ШИМ2. Обмотки возбуждения электрических машин объединяются по минусовой шине. Плюсовые выводы обмоток возбуждения подключаются к внешнему разъему ХР2 блока регулирования. Схема подключения обмотки возбуждения управляемых электрических машин также показана на рис. 1. Резистор СШВ включается в цепь диодов, предназначенных для разряда э.д.с. самоиндукции обмоток возбуждения (активно-индуктивной нагрузки), в плате управления ШИМ. Для каждого канала регулирования предусмотрен отдельный плюсовый вход.
Регулирование тока в обмотках возбуждения электрических машин осуществляется подачей на обмотки сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Частота импульсной последовательности составляет 100 Гц и задается программно. УСТА управляет шириной импульсов, тем самым регулируя ток, протекающий через обмотки возбуждения.
Блок регулирования системы УСТА, преобразователи напряжения и тока размещены на левой стенке ВВК. Реле РАР установлено на стенке ВВК со стороны дизельного помещения. Резистор СШВ расположен рядом со штатной панелью СВВ и СВГ. Шунты ША5 и ША6 контроля тока в параллельных ветвях
тяговых двигателей размещены на минусовой шине поездных контакторов П1 и П2.
Переход на аварийный режим. При выходе из строя блока УСТА переходят на аварийный режим работы электрической схемы. Для этого на нулевой позиции контроллера машиниста переводят тумблер ТАР в положение «Аварийная работа», а также выключают питание блока УСТА отключением тумблера на ее плате «Питание». При этом получает питание катушка реле аварийной работы РАР.
Возбуждение вспомогательного генератора и подзарядка аккумуляторной батареи. В основном режиме напряжение бортовой сети в пределах (75 ± 1 В) поддерживает система УСТА. Обмотка возбуждения ВГ подключена к выходу транзисторного силового ключа системы (ХР2: ВЗ, В4, В7, С7). Вход транзисторного ключа УСТА (ХР2: А4, А5, А6, А7) получает питание после запуска дизеля от зажима 1/6 через размыкающий контакт РАР.5. Сигнал обратной связи по напряжению вырабатывает измерительный преобразователь ДН2, на вход которого подается напряжение вспомогательного генератора ВГ.
Сигнал обратной связи по току заряда батареи вырабатывает измерительный преобразователь ДТ4, подключенный к шунту ША1. В аварийном режиме регулирование напряжения вспомогательного генератора и заряд аккумуляторной батареи осуществляются регулятором напряжения БРН-ЗВ. Переключение цепей при переходе на аварийную работу выполняется контактами РАР.1, РАР.2, РАР.4 и РАР.5.
Возбуждение возбудителя тягового генератора. Возбуждение возбудителя в основном режиме регулируется УСТА. Контактор ВВ своим силовым контактом ВВ.1 подает питание через размыкающий контакт РАР.6 на транзисторный силовой ключ ШИМ1 (ХР2: С1, С2, СЗ, С4). Независимая (в основном режиме) обмотка возбуждения возбудителя получает питание от транзисторного силового ключа ШИМ1 через шунт LUA3, минуя резисторы СВВ и СВГ.
Для возможности работы тепловоза в аварийном режиме подключение противокомпаундной обмотки возбудителя выполнено по штатной схеме ТЭМ2.
Сигналы обратной связи по току и напряжению главного генератора формируют измерительные преобразователи ДН1 (измерение напряжения главного генератора), ДТ1 (измерение тока 1 -й группы тяговых двигателей), ДТ2 (измерение тока 2-й группы тяговых двигателей) и ДТЗ (измерение суммы токов 1 -й и 2-й групп тяговых двигателей в тяговом режиме или суммарного тока обмоток возбуждения ТЭД в режиме электрического тормоза ЭТ).
Управление скоростью движения тепловоза, мощностью на валу тягового генератора и частотой вращения коленчатого вала дизеля. Увеличение скорости движения тепловоза осуществляется перемещением штурвала контроллера машиниста с 1-й позиции на последующие. Частота вращения вала дизеля измеряется датчиком ДЧВ и передается в блок УСТА (ХР1: А6, А8) для сравнения фактической и заданной частот. Когда фактическая частота вращения коленчатого вала дизеля по сравнению с заданной (дизель «давится») уменьшается, УСТА автоматически снижает нагрузку на тяговом генераторе.
В случае выхода из строя или отсутствия в схеме тепловоза датчика ДЧВ система сохраняет работоспособность, но при неисправном дизеле возможно снижение частоты вращения коленчатого вала по сравнению с заданной для каждой позиции. Для определения системой УСТА позиции контроллера и формирования заданных тяговых характеристик сигналы с контроллера машиниста поступают в блок на контакты разъема ХР1: А5, В1, В2, А4 и А1.
Управление ослаблением поля тяговых двигателей. Система УСТА включает и выключает контакторы ослабления поля LU1, LU2, ШЗ и LU4 в зависимости от позиции контроллера машиниста и напряжения тягового генератора. При этом управление указанными контакторами начинается с 3-й позиции контроллера машиниста (установлено программой управления УСТА).
Отключение тяговых двигателей. От отключателя ОМ на дискретные входы УСТА ХР1: С2, С1 поступает сигнал об отключении группы тяговых двигателей. Через вспомогательные замыкающие контакты П1 и П2 на дискретные входы системы ХР1: А2, СЗ поступает сигнал о включенном состоянии поездных контакторов. Сигнал с замыкающих контактов П1 и П2 обрабатывается УСТА только в режиме электрического торможения.
Защита от боксования осуществляется системой УСТА путем сравнения скорости нарастания или убывания токов двух групп двигателей через преобразователи тока ДТ1 и ДТ2. Программой работы системы УСТА предусмотрены три ступени защиты от боксования:
При рассогласовании темпа изменения токов двух групп в пределах 96... 116 А/с включается первая ступень. Напряжение тягового генератора снижается с темпом 1,5 В/с;
При рассогласовании темпа изменения токов двух групп в пределах 116... 156 А/с включается вторая ступень. Напряжение тягового генератора снижается с темпом 12,5 В/с;
При рассогласовании темпа изменения токов двух групп более 156 А/с включается третья ступень. Напряжение тягового генератора снижается с темпом 25 В/с.
Защита тягового генератора по максимальным величинам тока и напряжения осуществляется системой УСТА согласно заданной ей программе работы.
Аварийный режим возбуждения возбудителя и тягового генератора. Аварийный режим используется для кратковременной работы тепловоза или при движении его к месту ремонта. В аварийном режиме отсутствуют: управление ослаблением поля тяговых двигателей, управление электрическим тормозом, защиты по максимальным току и напряжению, а также от боксования.
Повышение мощности тягового генератора с увеличением позиций контроллера машиниста достигается путем уменьшения сопротивления (при этом используются штатные резисторы СВВ) в цепи обмотки возбуждения возбудителя и увеличения частоты вращения коленчатого вала дизеля.
Назначение электрического реостатного тормоза
. Он является дополнительным средством для остановочного торможения. Используется для торможения составов массой до 2000 т при выполнении всех видов маневровых работ на станционных путях с нулевым профилем и в подгорочном парке, а также для кратковременного регулирования торможения составов при вывозной работе без применения автотормозов на
уклонах до 5 %о в течение не более 90 с.
Основные технические характеристики электрического реостатного тормоза
Максимальная реализуемая мощность на валах ТЭД, кВт...............720
Количество тормозных позиций........................................... ...............4
Максимальное расчетное тормозное усилие, тс.............................26,7
Скоростной диапазон применения, км/ч..................................1,5 - 40
Максимальная длительность
Непрерывного торможения, мин............................................... .....................................1,5 - 2
Охлаждение блока тормозных резисторов.. естественная вентиляция
Длительный ток нагрузки на тормозной резистор, А.......................300
Ограничение тока якорей ТЭД, А................................................. .....800
Ограничение тока возбуждения ТЭД (одной группы), А...................750
Минимальный тормозной ток (переход на пневматику), А...............150
Давление в тормозных цилиндрах при замещении реостатного тормоза пневматическим, кгс/см2............................................... ...............1,6 - 1,8
Состав электрического реостатного тормоза. Он содержит следующее оборудование: блок тормозных резисторов БТР-2 (1 шт.), тормозные контакторы КТ1 и КТ2 типа МК6-10 УХЛЗ (2 шт.), контакторы возбуждения КВТ1 и КВТ2 типа МК6-10 УХЛЗ (2 шт.), реле тормоза РТ типа РПУ-3-114Т УХЛЗА (1 шт.), тумблер включения электрического тормоза ТЭТ тип ТВ1 -1 (1 шт.), кнопки электрического тормоза КЭТ1 и КЭТ2 типа КЕ-021 (2 шт.), амперметры тормозного тока АЗ и А4 типа М42300, 1кА-0-1кА-1,5 (2 шт.). Кроме того, в состав реостатного тормоза входят: вентиль замещения электрического тормоза ВЗТ типа ВВ-32 (1 шт.), тормозной датчик-реле давления РДТ типа ДЕМ-102-1-02-2 (1 шт.), редуктор давления № 348 (1 шт.), переключающий клапан ЗПК (1 шт.).
Работа электрической схемы тепловоза в режиме электрического тормоза. Внимание: из условия ограничения по предельному тормозному току БТР-2 использование электрического тормоза недопустимо при скоростях локомотива свыше 40 км/ч.
Для разрешения работы тепловоза в режиме электрического торможения необходимо включить тумблер ТЭТ «Электрический тормоз». При этом тумблер ТАР «Аварийная работа» должен находиться в положении, соответствующем основному режиму работы тепловоза. Для начала электрического торможения переводят контроллер машиниста в нулевую позицию. Затем на пульте машиниста нажимают кнопку КЭТ1 или кнопку КЭТ2 на пульте его помощника.
При установленном в положении «Вперед» или «Назад» контроллере машиниста подготавливается цепь питания контакторов КВ и ВВ. Блок УСТА, получив сигнал о нажатии кнопки КЭТ1 или КЭТ2 на разъем ХР1: В4, подает питание на катушку реле РТ. После срабатывания данного реле его замыкающие контакты собирают цепь катушек контакторов КТ1 и КТ2. Через замыкающие вспомогательные контакты КТ1 и КТ2, включенные последовательно, питание поступает на катушки контакторов КВТ1 и КВТ2.
В электрической схеме предусмотрены замыкающие вспомогательные контакты КВТ1.2 и КВТ2.2, КТ1.2 и КТ2.2 в цепях питания электромагнитов ВТ1, ВТ2, ВТЗ и ВТ4 (они на рис. 1 не показаны), которые блокируют их включение и обеспечивают работу дизеля на холостом ходу в любом положении рукоятки контроллера машиниста. Если, удерживая кнопку КЭТ1 или КЭТ2, повернуть контроллер машиниста в любую из восьми позиций, то кнопку можно отпустить - тормозная схема не разберется.
Силовая схема электрического тормоза работает следующим образом. Тяговые двигатели переводятся в режим генераторов с независимым возбуждением. Электрическая мощность, вырабатываемая их якорями, гасится на тормозных резисторах. Силовые контакты тормозных контакторов КТ1 и КТ2 подключают якори тяговых двигателей к блоку тормозных резисторов, в результате чего создается цепь для протекания тормозного тока.
Так как в тормозном режиме силовые контакты поездных контакторов П1 и П2 разомкнуты, протекание тормозного тока в цепи тягового генератора невозможно. Тяговый генератор в тормозном режиме через силовые контакты контакторов КВТ 1 и КВТ2 подключен на параллельно соединенные группы обмоток возбуждения электродвигателей.
Дополнительно в каждую группу обмоток возбуждения тяговых двигателей последовательно включены резисторы СШ1 и СШЗ первой ступени шунтировки их поля. Данные резисторы в тормозном режиме введены для ограничения тока возбуждения электродвигателей и повышения напряжения тягового генератора в тормозном режиме. Противокомпаунд-ная обмотка возбудителя в тормозном режиме также оказывается включенной в цепь обмоток возбуждения тяговых двигателей, ее размагничивающее действие учтено в программе работы блока УСТА.
Для возможности работы электрического тормоза в обоих направлениях движения тепловоза изменено подключение проводов от резисторов и контакторов шунтировки поля к выводам реверсора. (На рис.1 схема реверсирования не приведена, контакты реверсора показаны условно.)
Для регулирования тормозного тока, а, следовательно, тормозного усилия, системой УСТА предусмотрены четыре тормозные позиции (табл. 1). Регулирование тока в обмотках возбуждения, а, следовательно, и тормозного тока тяговых двигателей осуществляется УСТА с учетом позиции контроллера машиниста изменением тока в независимой обмотке возбуждения возбудителя транзисторным силовым ключом ШИМ1.
Величина тормозного тока при установке контроллера машиниста на пятую - восьмую позиции соответствует четвертой. Сигналы обратной связи по тормозному току и току возбуждения тяговых двигателей формируют измерительные преобразователи ДТ1 (измерение тока первой группы ТЭД), ДТ2 (измерение тока второй группы ТЭД) и ДТЗ (измерение суммарного тока обмоток возбуждения ТЭД).
По мере снижения скорости тепловоза и, соответственно, токов якорей первой и второй групп до значений, меньших 150 А, а также при достижении суммарного тока возбуждения тяговых двигателей величины 1500 А, система УСТА подает питание на вентиль замещения тормоза ВЗТ. После срабатывания этого вентиля в тормозные цилиндры начинает поступать воздух. При его давлении более 0,8 кгс/см2 контакт датчика-реле давления тормоза РДТ размыкается.
Давление воздуха в тормозных цилиндрах регулируется редуктором давления № 348 и настраивается на величину 1,6 - 1,8 кгс/см2. Размыкание контакта РДТ приводит к отключению контакторов КВ и ВВ. Это вызывает снятие возбуждения с тягового генератора. В результате снижаются тормозные токи обеих групп тяговых двигателей, что исключает одновременную работу электрического и пневматического тормозов тепловоза.
Полная разборка схемы электрического тормоза, т.е. выключение реле РТ, происходит при отпуске кнопок электрического тормоза или установке контроллера в нулевую позицию. При этом тормозные токи и суммарный ток возбуждения обеих групп тяговых двигателей снижаются до значений, меньших 220 А. Отпуск пневматических тормозов (выключение вентиля ВЗТ) осуществляется сразу при отпуске кнопок электрического тормоза или установке контроллера в нулевую позицию без выполнения условий по минимальным тормозным токам и суммарного тока возбуждения.
Системой УСТА и электрической схемой тепловоза предусмотрено включение вентиля замещения электрического тормоза ВЗТ и переход на пневматическое торможение при следующих условиях:
Через 3 с после нажатия кнопки электрического тормоза, если по какой-либо причине не включились контакторы возбуждения КВ и ВВ;
Когда нажимают кнопку электрического тормоза, а при этом в выключенном положении находится тумблер ТЭТ;
После нажатия кнопки электрического тормоза, если от-ключатель моторов ОМ находится в положении, соответствующем работе только одной из двух групп тяговых двигателей;
Если нажимают кнопку электрического тормоза, но по какой-либо причине хотя бы один из поездных контакторов остался во включенном состоянии;
Когда кнопка электрического тормоза была нажата при работе тепловоза в тяговом режиме;
Если продолжительность непрерывной работы электрического тормоза составила более 90 с, после чего для остывания тормозных резисторов принудительно запрещается его работа на 150 с;
Когда кнопку электрического тормоза нажимают ранее окончания времени (150 с), установленного программой УСТА на остывание тормозных резисторов;
Если по какой-либо причине в течение 1 с тормозной ток в любой из групп тяговых двигателей превысил 1000 А;
Когда по какой-либо причине в течение 1 с ток обмоток возбуждения двух групп ТЭД превысил 1800 А.
Защита от юза в режиме электрического тормоза осуществляется системой УСТА путем сравнения скорости нарастания или убывания токов двух групп двигателей через преобразователи тока ДТ 1 и ДТ2. При входе в режим юза система УСТА автоматически снижает ток возбуждения тягового генератора. Программой работы системы УСТА предусмотрены три ступени защиты от юза.
В случае рассогласования темпа изменения токов двух групп в пределах 96 - 116 А/с включается первая ступень. При этом ток возбуждения двух групп ТЭД снижается с темпом 1,5 А/с. Когда рассогласование темпа изменения токов двух групп составляет 116 - 156 А/с, включается вторая ступень, и ток возбуждения двух групп ТЭД снижается с темпом 12,5 А/с. Если рассогласование темпа изменения токов двух групп более 156 А/с, то включается третья ступень. При этом ток возбуждения двух групп ТЭД снижается с темпом 25 А/с.
(Окончание следует)
Инженеры Д.С. СПИРИДОНОВ, М.А. ЕГОРОВ, ОАО «ВНИКТИ», г. Коломна
Система УСТА на тепловозе 2ТЭ116
Окончание. Начало см. «Локомотив» №2 - 7, 2003 г.
3. После включения питания управляющая программа выполняется (светодиод на лицевой панели модуля АЦП мигает), но напряжение генератора отсутствует.
В этом случае надо в первую очередь убедиться в том, что схема возбуждения генератора собрана, т.е. включены контакторы ВВ и КВ, а также автоматический выключатель А1 «Возбудитель» Если схема собрана, то рекомендуется перевести рубильник АП в положение аварийного возбуждения (предварительно выключив автоматический выключатель А1 «Возбудитель») и проверить напряжение холостого хода генератора на аварийном возбуждении. Его наличие (180 - 200 В) будет свидетельствовать об исправности автоматического выключателя А1, возбудителя, предохранителя ПР1, управляемого выпрямителя и самого генератора. После этого, вернув рубильник АП в положение нормального возбуждения, можно приступать к поиску неисправности.
Поскольку управляющая программа выполняется, то реализуется и последовательность операций, отображаемая схемой алгоритма работы системы (см. рис. 13, «Локомотив» № 5, 2003 г.). Анализ выполняемых операций показывает, что отсутствие напряжения холостого хода генератора на нулевой позиции контроллера может объясняться только четырьмя возможными причинами:
УСТА «не видит» собранной схемы возбуждения генератора, т.е. включенного контактора КВ, поэтому «не считает» нужным увеличивать напряжение генератора;
Система ложно «видит» включенные реле РУ17 и (или) РУ11, т.е. получает ложную информацию о боксовании колесных пар вследствие чего уменьшает напряжение Ud до нуля, так как сигнал (сигналы) о включении реле РУ17 и (или) РУ11 не снимается;
Система «видит» включенный контактор КВ и «пытается» увеличить ток возбуждения возбудителя, однако это ей не удается;
Средства ввода аналоговых сигналов искажают информацию о напряжении генератора, вследствие чего измеренное напряжение генератора превосходит его заданное значение. Например, канал измерения напряжения генератора передает процессору информацию о том, что напряжение Ud равно 850 В (хотя в действительности оно равно нулю) Так как заданное напряжение холостого хода генератора на нулевой позиции контроллера составляет 70 В (см. таблицу, «Локомотив» № 3, 2003 г), система будет стараться уменьшить измеренное напряжение генератора, уменьшая угол открытия транзисторов ШИМ вплоть до нуля (поскольку измеренное значение напряжения на это уменьшение реагировать не будет).
Установить, какая из перечисленных причин неисправности случилась в действительности, удобнее всего с помощью диагностического пульта. Подключив его к разъему ХРЗ, включают питание системы и последовательно отображают на индикаторе прибора страницу дискретных входных сигналов (проверяя значение сигнала КВ), аналоговых входных сигналов (контролируя значение сигнала «Ud») и аналоговых выходных сигналов (проверяя значение сигнала «ШИМ1»).
Нулевое значение сигнала «КВ» свидетельствует о справедливости первой из перечисленных версий. Равенство нулю (или близкому к нему) сигнала «Ud» (при «КВ»=1) свидетельствует о правильной работе канала измерения напряжения В этом случае сигнал «ШИМ1», представляющий собой величину, пропорциональную ширине импульсов открытия транзисторов модуля ШИМ, будет иметь максимальную для нулевой позиции контроллера величину (2500 - 3000 условных единиц), т.е. неисправность принадлежит к третьей версии.
Если же значение сигнала «Ud» превосходит 70 В, сигнал «ШИМ1» будет иметь значение 20 условных единиц, что соответствует практически закрытому состоянию транзисторов ШИМ, т е справедлива четвертая версия. Установив характер неисправности, можно приступать к ее локализации - определению неисправного модуля системы или цепи электрической схемы тепловоза.
Как следует из схемы канала ввода дискретного сигнала (см рис. 10, «Локомотив» № 3, 2003 г.), он состоит из трех характерных участков, образованных цепями электрической схемы тепловоза, а также модулей ГР и ПР (внутренние соединения блока регулирования системы здесь и в дальнейшем из рассмотрения исключаются, так как случаи нарушения их целостности в эксплуатации практически не наблюдаются). Для проверки исправности схемы тепловоза необходимо убедиться в наличии напряжения на зажиме 10/10 реек зажимов правой ВВК и зажиме Р1 резистора RKB. Если напряжение в этих точках присутствует, велика вероятность того, что приходит напряжение +110 В на контакт Ь4 внешнего разъема ХР1. При необходимости можно убедиться в этом, отключив разъем от блока регулирования и замерив напряжение на его контактах Ь4 (+110 В) и аО (-110 В).
Когда напряжение на контактах Ь4 и аО обнаруживается, рекомендуется заменить модуль ГР на исправный. При появлении напряжения генератора можно считать, что причина неисправности - отказ девятого канала модуля ГР. Если же после замены модуля ГР устойчивая работа системы не восстановилась, то неисправность возникла из-за отказа микросхемы DD14 модуля ПР Необходимо заменить модуль процессора на исправный (при этом не забыв переставить микросхему центрального процессора АТ89С52(55) из сменяемого модуля в устанавливаемый) Аналогичным образом будут выполняться локализация и устранение неисправности любого из каналов ввода дискретных сигналов.
Если при просмотре дискретных входных сигналов с помощью переносного диагностического пульта будет выявлено равенство единице сигналов «РУ17» и (или) «РУ11», значит имеется вторая из приведенных выше причин отсутствия напряжения генератора. Неисправность в данном случае вызвана отказом каналов 5 и (или) 13 модуля ГР, контролирующих состояние реле РУ17 и РУ11. Порядок локализации и устранения этой неисправности аналогичен представленному выше для канала контроля положения контактора КВ.
Невозможность управления током возбуждения возбудителя обусловлена, как правило, двумя наиболее вероятными причинами: неисправностью модулей Упр ШИМ и ШИМ, а также нарушением внешней цепи обмотки возбуждения синхронного возбудителя. Поэтому, если в результате уже представленной проверки установлено, что угол открытия ШИМ1 максимален, а напряжение генератора отсутствует, то рекомендуется заменить модули Упр ШИМ и ШИМ на исправные
Внимание! Чтобы не допустить выхода из строя модулей Упр. ШИМ и ШИМ, настоятельно рекомендуется любые их замены выполнять только одновременно, так как в силу особенностей конструкции данных модулей выход из строя одного из них чаще всего влечет за собой повреждение и другого.
Если напряжение генератора не восстановилось, то необходимо последовательно заменить на исправные модули АЦП (где находится микросхема, формирующая сигнал управления модулем Упр. ШИМ) и ПР (где находится микросхема, формирующая частотный сигнал, необходимый для работы данного канала). Далее следует проверить внешние цепи питания обмотки возбуждения синхронного возбудителя, работающие в режиме нормального возбуждения.
Наконец, когда будет выявлен факт некорректной работы канала измерения напряжения, рекомендуется следующий порядок действий. Как следует из описания работы средств ввода аналоговых сигналов, схема прохождения аналогового входного сигнала «Ц^» может быть представлена следующим образом: выход ВУ о датчик напряжения ЭП2716 о вход нулевого канала модуля АЦП о микросхема модуля ПР В этой же последовательности и следует проводить проверку.
Прежде всего необходимо, сняв крышку датчика ДН, проверить напряжение на его входных зажимах «О» - «1000 В» и убедиться в том, что оно действительно равно нулю (конечно, на нулевой позиции контроллера при отсутствии напряжения генератора высокого напряжения на этих зажимах быть не может, однако сюда случайно может попадать напряжение стартер-генератора, которое превышает напряжение холостого хода тягового генератора, а также при обрыве внешних цепей датчика может присутствовать наведенное переменное напряжение помех, нарушающее его нормальную работу).
Чтобы полностью гарантировать отсутствие напряжения на входе датчика, можно даже отсоединить провода 5090 и 5091 от его входных зажимов и соединить эти зажимы (но не провода) перемычкой, попутно проверив целостность перемычки между зажимами «75 мВ» - «150 В», а также наличие напряжения питания +15 В на соответствующих зажимах датчика. Если значение сигнала «L/^» не изменится, значит, проблема не связана с входными цепями датчика напряжения.
Проверить работу самого датчика можно, соединив провода 5068 и 5069 на одном из зажимов, например «Вых 1». Когда при этом значение сигнала «1^/», контролируемое с помощью переносного диагностического пульта не изменяется, работа датчика не является причиной некорректной работы системы УСТА (датчики ЭП2716, используемые для измерения напряжения и тока, относятся к самым надежным узлам системы)
Для проверки модуля АЦП рекомендуется заменить его исправным. Если значение сигнала «Ud» стало соответствовать его действительному значению, можно сделать вывод о неисправности нулевого канала модуля АЦП В противном случае придется заменить модуль ПР на исправный. Если и в этом случае нормальная работа канала не восстанавливается, то причиной неисправности может быть нарушение нормальной работы модуля питания, в частности, его каналов 0...+15 В и 0 ..-15 В, которые питают цепи модулей АЦП и ПР. Изложенная последовательность действий позволяет локализовать подавляющее большинство неисправностей каналов ввода аналоговых сигналов, возникающих в эксплуатации.
4. После включения питания управляющая программа выполняется (светодиод на лицевой панели модуля АЦП мигает), напряжение генератора возрастает до 280 - 320 В. Такая величина напряжения соответствует полностью открытым транзисторам модуля ШИМ, поэтому чтобы избежать их повреждения, рекомендуется выключить автоматический выключатель А1 «Возбуждение» и дальнейшие проверки выполнять при обесточенной обмотке возбуждения возбудителя. Управляющая программа выполняется, поэтому вновь обратимся к схеме алгоритма работы системы на рис 13 (см. «Локомотив» № 5, 2003 г.). Ее анализ показывает, что столь высокое напряжение генератора на нулевой позиции контроллера может быть обусловлено тремя причинами. Две из них аналогичны рассмотренному выше случаю, когда напряжение генератора отсутствовало
Высокое напряжение, во-первых, может быть вызвано невозможностью уменьшить угол открытия транзисторов модуля ШИМ (т.е. система «осознает» необходимость уменьшения тока возбуждения возбудителя, но лишена возможности осуществить это уменьшение). Во-вторых, - неверной информацией о значении действительного напряжения генератора (т.е. из-за неисправности канала измерения напряжения его измеренное значение меньше напряжения холостого хода генератора, вследствие чего система до предела увеличивает угол открытия транзисторов модуля ШИМ, «стараясь» ликвидировать рассогласование).
Наконец, третья возможная причина также весьма близка к предыдущему случаю, так как тоже связана с неисправностью средств ввода дискретных сигналов, только других (по сравнению с предыдущим случаем) их каналов. Например, если дискретный сигнал, соответствующий четвертому каналу («МРЗ»), будет вследствие неисправности этого канала равен единице при отсутствии напряжения на катушке электромагнита МРЗ, то система воспримет текущую позицию контроллера (в действительности нулевую) как 9-ю, которой соответствует напряжение холостого хода 375 В. Именно его она и будет «стремиться» достичь увеличивая до предела угол открытия транзисторов ШИМ
Порядок локализации неисправности будет примерно таким же, как и в предыдущем случае. Подключив диагностический пульт, отображают на индикаторе страницу аналоговых выходных сигналов, на которую выведены значения углов открытия ШИМ1 и ШИМ2. Если значение угла открытия ШИМ1 равно 20-ти условным единицам, система потеряла управление транзисторами ШИМ. Наиболее вероятная причина неисправности в этом случае - отказ модулей Упр ШИМ и (или) ШИМ
Необходимо отметить, что в случае сквозного пробоя перехода «сток-исток» одного или нескольких транзисторов первого канала модуля ШИМ высокое напряжение холостого хода генератора будет присутствовать даже при выключенном питании системы. Рекомендуется заменить модули Упр. ШИМ и ШИМ на заведомо исправные. Если эта замена не дает результата, скорее всего неисправен таймер модуля АЦП, формирующий сигнал управления силовыми транзисторами модуля ШИМ, поэтому надо заменить модуль АЦП.
Если значение угла открытия транзисторов ШИМ1 велико (не менее 2500 условных единиц), то отображают страницу аналоговых входных сигналов и проверяют величину измеренного напряжения на выходе ВУ, т.е. значение сигнала "Ud". Когда оно существенно ниже действительного, необходимо изложенным выше порядком проверить все элементы канала измерения напряжения, делая, конечно, поправку на то, что характер неисправности в этом случае прямо противоположный - измеренное напряжение не завышается, как было ранее, а занижается. Поэтому необходимо проверять наличие фактического напряжения Ud на входных зажимах датчика а также напряжение на выходных зажимах, которое должно соответствовать входному в соотношении примерно 1/200.
Если напряжение Ud измеряется правильно, то, скорее всего, неверно определяется позиция контроллера из-за отказа одного или нескольких каналов ввода дискретных сигналов. Порядок локализации этой неисправности полностью аналогичен представленному выше, только внимание необходимо обращать на входы, с помощью которых определяется позиция контроллера, т.е. «МР1» - «МР4».
5. После перевода штурвала контроллера на 4-ю позицию напряжение на выходе ВУ увеличивается, но контакторы ВШ1 и (или) ВШ2 не включаются. Если алгоритм управления контакторами ослабления поля соответствует изложенному выше данная неисправность может вызываться тремя причинами:
Система «не видит» включенного тумблера «Управление переходами» из-за неисправности канала ввода соответствующего дискретного сигнала;
Вследствие неисправности каналов ввода соответствующих дискретных сигналов система «видит» включенное реле РУ17 и (или) РУ11, т.е. получает ложную информацию о боксовании колесных пар, во время которого, согласно алгоритму работы, изменять состояние контакторов ослабления поля нельзя;
Система выдает команды на включение контакторов ослабления поля, но они не доходят до этих контакторов из-за неисправности соответствующих каналов вывода дискретных управляющих сигналов.
Установить, какая из этих причин имеет место в каждом конкретном случае, совсем несложно с помощью диагностического пульта. Равенство нулю выходных сигналов «ОП1» и (или) «ОП2» свидетельствует о том, что УСТА «не считает нужным» включать контакторы ВШ1 или ВШ2 вследствие одной из двух первых причин. В устаревших версиях управляющей программы системы, где при формировании команд на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 учитывается их текущее состояние, определяемое по значению входных дискретных сигналов «ВШ1» и «ВШ2», причиной «нежелания» системы включать контакторы ослабления поля может быть ложный сигнал о включенном состоянии хотя бы одного из них (т.е. «ВШ1» = 1 и (или) «ВШ2» = 1). В любом случае неисправность связана с отказом одного или нескольких каналов модуля ГР. Порядок локализации таких отказов уже был представлен.
Если дискретные выходные сигналы «ОП1» и (или) «ОП2» равны единице, а контакторы не включаются, значит возникла неисправность каналов вывода дискретных управляющих сигналов УСТА либо цепей схемы тепловоза. Для проверки последних можно, вынув модуль «ВЫХ» из блока регулирования, установить перемычку вначале между зажимами 18/18 и 21/14, а затем переставить ее на зажим 21/15 (см. рис. 8, «Локомотив» № 3, 2003 г.). Включение контакторов ВШ1 и ВШ2 будет свидетельствовать об исправности внешних цепей. В этом случае рекомендуется заменить заведомо исправным модуль «ВЫХ».
Если это не приведет к срабатыванию контакторов ВШ1 и (или) ВШ2, то причиной неисправности является отказ микросхемы DD11 модуля ПР (см. рис. 12, «Локомотив» № 4, 2003 г.). Заменив его исправным (не забыв при этом переставить в последний микросхему центрального процессора из заменяемого модуля), можно считать отказ устраненным.
6. Характер изменения напряжения генератора не соответствует изменению положения штурвала контроллера (например, при непрерывном увеличении позиций напряжение на некоторых из них снижается). Неисправность связана с неправильным определением позиций контроллера. Непосредственными причинами ее могут быть: нарушение цепи питания отдельных электромагнитов регулятора МР1 - МР4 в контактах контроллера, вследствие чего комбинация включенных электромагнитов не соответствует положению кулачковых шайб контроллера;
Неисправность одного или нескольких каналов ввода дискретных сигналов, контролирующих состояние электромагнитов МР1 - МР4.
Первую причину можно установить, обратив внимание на изменение частоты вращения коленчатого вала дизеля (это можно сделать, не подключая диагностического пульта, на слух или по штатному тахометру). Если частота вращения коленчатого вала изменяется в соответствии с изменением позиции, то рекомендуется подключить пульт, чтобы убедиться в наличии неисправности каналов ввода дискретных сигналов и установить неисправный канал модуля ГР (это облегчит его последующий ремонт). Порядок дальнейших
действий по локализации и устранению неисправности каналов ввода дискретных сигналов был изложен выше.
7. При увеличении позиции контроллера в тяговом режиме (т.е. при включенных контакторах КВ и ВВ, а также реле РУ5) напряжение генератора на всех позициях примерно соответствует напряжению холостого хода Система не «видит» включенного реле РУ5, из-за чего «полагает», что генератор работает в режиме холостого хода и соответствующим образом регулирует его напряжение Неисправность, таким образом, вызвана отказом шестого канала модуля ГР. Локализуется и устраняется она уже известным порядком.
8. При наборе 11 - 15-й позиций контроллера напряжение генератора не остается на уровне 10-й, а увеличивается до 750 В. Неисправность связана с отсутствием у системы информации об отключении тумблеров ОМ1 - ОМ6 Эту информацию она получает от десятого канала ввода дискретных сигналов модуля ГР. Отказ этого канала и является непосредственной причиной неисправности Порядок действий по ее локализации аналогичен уже изложенному выше для других каналов.
9. При наборе 1-й позиции при включенных тумблерах ОМ1 - ОМ6 в «стоповом» режиме наблюдается резкое увеличение тока Id до 4000 - 5000 А (бросок тока) без его последующего снижения. Необходимо иметь ввиду, что кратковременное увеличение тока до 3000 - 3500 А с последующим быстрым снижением его до 1500 - 2700 А, имеющее место при быстрой сборке схемы возбуждения генератора в режиме тяги из-за инерционности обмотки возбуждения, не является признаком неисправности системы регулирования.
Если никаких неисправностей в ходе предыдущих проверок обнаружено не было или же все выявленные неисправности были успешно устранены, то наиболее вероятная причина такого броска тока - неправильное измерение тока Id первым каналом ввода аналоговых сигналов. Система не «видит» тока, поэтому значения измеренного тока Id ВУ и вычисленной мощности Рг генератора для нее будут равны нулю, вследствие чего ток возбуждения возбудителя будет увеличиваться до достижения предельного для данной позиции значения напряжения Ud-
Порядок локализации неисправности в приведенном случае аналогичен уже рассмотренному для канала измерения напряжения Ud- Однако при проверке внешних цепей датчика тока необходимо иметь в виду, что напряжение на его входных зажимах составляет всего 75 мВ при токе 6000 А. Поэтому измерить значение напряжения при токах 3000 - 4000 А с помощью обычного тестера очень затруднительно.
Можно использовать для этой цели милливольтметр М4200, применяемый в качестве штатного указателя тока на тепловозе 2ТЭ116. Поскольку держать тяговые двигатели под током в «стоповом» режиме в течение длительного времени нельзя, рекомендуется локализацию этой неисправности проводить при нагружении генератора на водяной реостат.
Д-р техн. наук А.В. ГРИЩЕНКО
,
профессор, заведующий кафедрой «Локомотивы» ПГУПСа (г. Санкт-Петербург) кандидаты технических наук В.В. ГРАЧЕВ
, доцент,
Ф.Ю. БАЗИЛЕВСКИЙ
научный сотрудник,
С.И. КИМ
, заведующий отделом ВНИКТИ (г. Коломна),
М.В. ФЕДОТОВ
, заведующий сектором
Можно попробовать перезагрузить УСТА. (на ТЭ10М,У,МК)Нужно выключить УСТА,а режимный переключатель АР поставить в нейтралку.Через 20 сек.включить УСТА и поставить АР в нормальное положение.Можно ещё зажать РУ15.
Памятка машинисту
по эксплуатации тепловозов ТЭ10, оборудованных системой УСТА.
Система УСТА представляет собой электронный блок регулирования УСТА и комплект электронных датчиков-преобразователей, позволяющих получать сигналы из схемы тепловоза и преобразовывать их для обработки процессором, входящим в состав электронного блока. Электронный блок системы УСТА и датчики расположены в правой высоковольтной камере.
На тепловозе ТЭ10 система УСТА:
- регулирует ток в независимой намагничивающей обмотке возбуждения возбудителя
(0-20А);
-обеспечивает постоянство мощности для каждой позиции контроллера машиниста (КМ) с учетом включения и отключения вспомогательных нагрузок;
-выполняет ограничение по току и напряжению главного генератора, а также защиту от боксования колесных пар;
- включает и отключает электрические аппараты: катушки контакторов ослабления возбуждения тяговых двигателей ВШ1 и ВШ2, реле защиты РВ5;
-автоматически ограничивает мощность тягового генератора (ТГ), соответствующую
10-й позиции контроллера машиниста, при отключении одного и более ТЭД;
- согласовывает эффективную мощность дизеля с потребляемой мощностью нагрузок в зависимости от оборотов коленчатого вала дизеля и положения индуктивного датчика.
Значения параметров внешней характеристики тягового генератора, формируемые системой УСТА, приведены в таблицах 1 и 2.
Включение блока регулирования УСТА
1. Поставить переключатель возбуждения в нейтральное положение.
2. Запустить дизель.
3. Включить блок питания УСТА (тумблер на передней панели платы питания блока).
При включении тумблера в положение ВКЛ. на передней панели платы питания (ПИТ) должен загореться светодиод, это говорит о том, что блок УСТА работает.
Если при первом включении тумблера светодиод не загорелся, то повторить включение через 20сек.
Предпоездная проверка системы УСТА
1. Отключить тумблеры отключения моторов ОМ1-ОМ6 на обеих секциях тепловоза.
2. Установить переключатель возбуждения в положение НОРМАЛЬНОЕ.
3. Установить тумблер «Управление переходами» в положение ОТКЛ.
4. Устанавливая контроллер машиниста в положение 1, 2, 3, 4, 8, 10, 11и проверить величину напряжения ТГ на каждой секции тепловоза, которая должно находиться в пределах:
- для 1-й позиции КМ U=100÷130В;
- для 2-й позиции КМ U=190÷215В;
- для 3-й позиции КМ U=220÷250В;
- для 4-й позиции КМ U=250÷290В;
- для 8-й позиции КМ U=460÷495В;
- для 10-й позиции КМ U=535÷550В;
- для 11-й позиции КМ U=535÷550В.
5. Установить контроллер машиниста в 3-е положение, включить тумблер «Управление переходами» в положение ВКЛ. Переключить контроллер машиниста в 4-е положение и проверить включение первой ступени ослабления поля и через 20-30 сек. включение второй ступени ослабления поля. Перевести КМ в нулевое положение.
ВНИМАНИЕ!
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПРОВЕРОК ПО ПУНКТУ 6 ПРИ ВЕЛИЧИНЕ ТОКА БОЛЕЕ 3000А НЕМЕДЛЕННО ПЕРЕВЕДИ КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА НА
0 – УЮ ПОЗИЦИЮ.
6. Включить тумблеры отключения моторов ОМ1-ОМ6, поставить тепловоз на тормоз.
Кратковременно установить контроллер машиниста в 1-е положение и проверить величину тока ТГ на каждой секции тепловоза, которая должна находиться в пределах 1100÷1600А.
После успешного прохождения предпоездной проверки системы УСТА тепловоз готов к поездной работе.
Работа в нормальном режиме возбуждения
Убедиться что:
1. Переключатель возбуждения в положение Нормальное.
2. Блок УСТА включен.
3. Тумблеры отключения моторов ОМ1-ОМ6 включены.
4. Автомат АВ20 «Подвозбудитель» включен.
Выключение блока регулирования УСТА
1. Выключить блок УСТА.
2. Заглушить дизель.
В случае несоответствия требований приведенных в п.4÷6 допускается кратковременная эксплуатация тепловоза в аварийном режиме возбуждения ТГ.
Переход на аварийный режим возбуждения (при неисправности системы УСТА):
При работающем дизеле:
1.Контроллер машиниста перевести в 0 - е положение.
2.Переключатель возбуждения неисправной секции тепловоза перевести в положение Аварийное.
3.Блок УСТА на неисправной секции тепловоза выключить.
4.Тумблер «Управление переходами» обеих секций тепловоза установить в положение ВЫКЛ.
Работа в аварийном режиме при неисправности системы УСТА на одной секции или на обеих секциях тепловоза разрешается не более 4-х часов.
Меры безопасности:
1.Вынимать и вставлять платы, а так же отключать и подключать разъемы допускается только при заглушенном дизеле и отключенной аккумуляторной батарее.
2.При проверке схемы тепловоза мегомметром необходимо отключить разъемы блока УСТА.
3. При пуске дизеля от постороннего источника блок УСТА должен быть выключен.
и методы устранения
НЕИСПРАВНОСТЬ
Вышел из строя модуль БП
Тяговая схема собирается. На аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Ток зарядки есть
Типовые неисправности тепловоза ТЭ10М с системой УСТА их причины
и методы устранения
Приведены основные типовые неисправности, которые могут встре¬чаться на тепловозе с системой УСТА, а также возможные причины появле¬ния неисправностей и методы их устранения. Перечень типовых неисправ¬ностей тепловоза с системой УСТА приведен в таблице 2.
Принятые сокращения, условные обозначения, термины соответству¬ют схеме электрической принципиальной 27.Т. 146.00.00.000 ЭЗ тепловоза 2ТЭ10М.
НЕИСПРАВНОСТЬ
Внешнее проявление ВЕРОЯТНАЯ ПРИЧИНА МЕТОД УСТРАНЕНИЯ
После запуска дизеля на рабочей схеме нет возбуждения, тяговая схема собирается, зарядка ак-кумуляторной батареи есть. Тумблер на модуле питания УСТА включен. Светодиоды на АЦП и модуле БН не светятся. Реле РУ16 сработало.
Блок питания УСТА не запус-кается.
Тумблер на модуле БП УСТА выключить, и с выдержкой вре¬мени не менее 10 с. включить, контролируя зажигание cветoдиодов на модулях БП, АЦП. если светодиоды не светятся, то -операцию повторять несколько раз.
Вышел из строя модуль БП
Заменить предохранитель на модуле БП; если он исправен, то заменить модуль БП.
Загрязнен замы¬кающий контакт реле РУ 16
На реле РУ16 зачистить замы- кающий контакт между прово-дами 5025/5027.
Нет цепи пита¬ния от аккуму¬ляторной бата¬реи к разъему ХР1:ВО блока УСТА.
Проверить наличие питания на | рейках: 1/4. Пр. 5027, з.к. РУ 16." Пр 5025
Тяговая схема не собирается на рабочей и ава¬рийной схеме. Ток зарядки есть
Неисправность цепей сборки тяговой схемы.
Поиск неисправности выпол¬нять, как в серийной- схеме Прозвонка цепей включения контакторов поездных. KB, BB, реле времени РВ-З и т.д.
Тяговая схема собирается. На аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Ток зарядки есть
Обрыв плюсовой цепи питания модуля ШИМ1.
Прозвонить OMметром цепь ме¬жду рейкой 1/4"(пp 404) и разъемом SP2: С1-С4 блока УСТА, См. схему электриче¬скую принципиальную 27.Т. 146 ОО.ПО.листЗ
Тяговая схема собирается. На аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Ток зарядки есть
Обрыв минусо¬вой цепи пита¬ния модуля ШИМ1
Прозвонить омметром цепь ме-жду разъемом $Р2:В1, В2, В6, С6 и рейкой 9/3 (Пр 1035) сч, схему электрическую 27.Т. 146 00 00 OOU")3f | листЗ
Тяговая схема собирается.|На аварийной схеме возбуждение есть. На рабочей схеме при переводе контроллера на 1позицию наблюдается бросок тока до 3000А, напряжение генератора при этом около 100-200В. Дизель «давится»
Неисправен модуль ШИМ1 блока УСТА
Неисправны силовые транзисторы VT1, VT2. Заменить неисправные транзнсюры VT1?VT2. Схема
ОЭЛ597.09.00.000-ОЭЗ блока УСТА.
Тяговоя схема собирается на рабочей и аварийной схеме. Ток зарядки есть. На аварийной схеме возбуждение есть. На рабочей схеме нет. На-пряжение генератора равно нулю на всех позициях конт- роллера
Цепь признака включения КВ, ВВ.
Прозвонить цепь между рейкой 1\4, контактом разъема ХР1: А3 блока УСТА. Если цепь не звонится, то проверить замыкающие контакты КВ и ВВ(прю5018;5028; 5028; 5029)
То же, но при этом цепь между рейкой 1/4 , разъ¬емом SР1: АЗ прозванивается
Модуль гальва¬нических развя¬зок блока УСТА
Не работает канал признака включения KB, BB неиспрв-ный канал определяется с по¬мощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных входов При неисправном канале на ин¬дикаторе постоянно отображается информация KB= 0. Неисправный канал переключить на резервный Выполняется в условиях депо высококвалифици¬рованными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической
ОЭП 597.04.00.000-01ЭЗ блока УСТА
Тяговая схема собирает¬ся На рабочей схеме при отключении одного из отключателей мото¬ров OMI-ОМ6. Нет ог¬раничения мощности генератора выше 10 позиции контроллера
Цепь признака отключателей моторов ОМ1-ЮМ6
Прозвонить омметром цепь ме¬жду рейками 5/13 и 1/4 Если цепь звонится, то неисправен один из тумблеров отключателей моторов OM1-OM6 Заменить неисправный тумблер.
Тo же, но при этом цепь между рейками 5/13 и 1/4 прозванивается.
Модуль гальва¬нических развя¬зок блока УСТА.
Не работает качал признака от¬ключения отключателя моторов ОМ1-ОМ6. Неисправный канал переключить на резервный Выполняется в условиях депо специалистами в соответствии с ТО и схемой
Подскажите,пожалуйста,в чём причина происхождения сброса нагрузки без загорания лампы "Сброс нагрузки" на любой позиции на нормальном возбуждении в схеме УСТА? И какой выход из положения,кроме как перейти на аварийное возбуждение?
УСТА - микропроцессорная система регулирования электропередачей и электроприводом
УСТА предназначена для:
регулирования тяговой электропередачи тепловозов в режиме тяги и электрического торможения с обеспечением параметров и защит, оговоренных техническими условиями на их поставку и другими нормативными документами;
упрощения схемы тепловоза с электрической передачей, сокращения номенклатуры электрических аппаратов и унификации электрических схем всех серий тепловозов.
УСТА представляет собой микропроцессорную систему управления с устройством связи с объектом в виде датчиков и измерительных преобразователей.
УСТА состоит из следующих основных узлов
:
блока регулирования УСТА;
преобразователей напряжения измерительных ПН-1 для измерения напряжения и тока главного генератора, напряжения блока диодов сравнения (БДС), тока независимой обмотки тягового генератора;
программного обеспечения 643.0021.2251.00001.
Блок регулирования УСТА и преобразователи напряжения измерительные установлены в правой высоковольтной камере. Принятые сокращения, условные обозначения, термины соответствуют схеме электрической принципиальной 27.Т.146.00.ОООЭО тепловоза 2ТЭ10М.
Ядром УСТА является блок регулирования, осуществляющий сбор информации от измерительных преобразователей и контактных аппаратов, ее обработку, анализ и выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства (обмотки возбуждения возбудителя, катушки контакторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей ВШ1, ВШ2 и реле управления РУ19) в соответствии с алгоритмами программного обеспечения.
Блок регулирования получает питание +75 В от бортовой сети тепловоза только после запуска последнего через замыкающий контакт РУ15 и вырабатывает напряжение питания для измерительных датчиков (ДТг, ДНг, ДТвг, ДМС) ЭП2716, которое выведено на внешний разъем ХР1 блока регулирования - контакты В6 (+15В), В7 (ОБЩ1).Блок регулирования УСТА также вырабатывает напряжение питания индуктивного датчика. Частота напряжения питания индуктивного датчика задается программно. Индуктивный датчик подключается к внешнему разъему ХР1 блока регулирования на контакты С8 (ИИД) и С7 (ОИД).
Для определения состояния схемы тепловоза в блок регулирования УСТА вводятся дискретные сигналы:
признак включения контакторов ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2;
признак включения контакторов КВ, ВВ;
признак включения блок- магнитов МР1, МР2, МРЗ, МР4;
признак включения тумблеров отключателей моторов ОМ1-ОМ6.
Дискретные сигналы приходят на контакты А1-А5, В1-В4 внешнего разъема ХР1 блока регулирования. Внешние дискретные сигналы гальванически развязаны от внутренних цепей блока регулирования.
Измерение напряжения и тока главного генератора, напряжения блока диодов сравнения (БДС) тока независимой обмотки тягового генератора осуществляется с помощью преобразователей напряжения измерительных ПН-1, которые гальванически развязывают и преобразуют входное напряжение в пропорциональный стандартный токовый сигнал. Пропорциональные токовые сигналы с выходов ПН-1 подаются на контакты внешнего разъема ХS1.
Блок регулирования УСТА управляет включением катушек контакторов ВШ1, ВШ2 и реле управления РУ19. Реле выполняет защитные функции, его размыкающие контакты разрывают цепь питания катушек контакторов КВ, ВВ (т.е. происходит сброс нагрузки). РУ19 включается при увеличении напряжения генератора выше 850 В или при увеличении тока генератора выше 7200 А.
Управление электрическими аппаратами осуществляется с помощью транзисторных ключей путем подачи на катушку напряжения +75 В от бортовой сети тепловоза.
Все каналы (10 каналов) по цепям управления и внутренним цепям блока регулирования гальванически развязаны друг от друга.
Регулирование тяговой электрической передачи осуществляется путем изменения тока возбуждения возбудителя. Канал регулирования развязан по цепям управления и от внутренних цепей блока регулирования. Вывод «Н2» обмотки возбуждения возбудителя подключен к минусовой шине на рейку 8/20 через аварийный переключатель АР(3), а вывод «Н1» - к внешнему разъему ХР2 на контакты В1, В2 и В6, С6. Таким образом, обмотка возбуждения возбудителя стоит в цепи истока силового ключа ШИМ1. Сток этого ключа подключен (контакты С1-С4 внешнего разъема ХР2) через аварийный переключатель и силовой контакт контактора ВВ на плюсовую шину бортовой сети тепловоза (рейка 1/1…4).
Электрическая принципиальная схема тепловоза входит в комплект эксплуатационной документации тепловоза и состоит из отдельных листов. Для лучшего понимания схема тепловоза условно разделена на несколько отдельных схем: управления, электропередачи, вспомогательных устройств, защиты и сигнализации, освещения.
Все электрические цепи изображены в обесточенном и отключенном состоянии.
Монтаж электрооборудования выполнен по двухпроводной схеме; "плюс" подается на элементы электрооборудования, а "минус" - на сборные устройства зажимов.
Пуск дизеля
Система УСТА не участвует в операциях по автоматическому пуску дизеля, поэтому схема подготовки цепей запуска и автоматического пуска дизеля серийная. Работа схемы пуска дизеля описана в техническом описании на тепловоз. Однако, в связи с тем, что на тепловозе установлен дизель-генератор 1 А-9ДГ исп. 3 и система УСТА, то в схему пуска дизеля внесены изменения.
Они заключаются в следующем:
1) Для исключения поворота коленвала дизеля без прокачки масла из штатной схемы исключается цепь: провод 372, размыкающий контакт КТН, провод 329.
2) Цепь питания ЭТ создается: замыкающим контактом РУ9 при работе дизеля, и контактом ДЗ при прокрутке вала дизеля. При плохой аккумуляторной батарее в момент прокрутки вала дизеля напряжение на ней понижается до 30 В, что приводит к задержке включения блок – магнита ЭТ. Для исключения этого недостатка в схему пуска дизеля введена цепь, позволяющая включать ЭТ после нажатия кнопки пуска дизеля "ПД": плюс, кнопка ПД "Запуск", провод 318, рейка 13/6, провод 323, рейка 2/17, провод 5108 с разделительным диодом ДЭТ2, рейка 5/8, провод 248, катушка ЭТ.
3) Для исключения протекания тока к кнопке ПД «Запуск» после включения Д3 и РУ9 на рейке 5\17 установлен разделительный диод ДЭТ1. Диоды ДЭТ1 и ДЭТ2 подключены встречно и соединяются проводом 5107.
4) В цепь пуска дизеля последовательно замыкающему контакту РДМ1 установлен замыкающий контакт реле давления воды (РДВ), который включается при достижении давления воды в системе охлаждения 0,5±0,05 кг\см2
5) Для исключения влияния больших токовых нагрузок на блок регулирования в момент прокрутки дизеля питание блока от бортовой сети тепловоза поступает только после окончания пуска дизеля. Для этого используется замыкающие контакты реле РУ15 по цепи рейка 1\1…4, провод 5035, замыкающий контакт, провод 5027, рейка 5\1, провод 5026, разъем ХР1 (В0). Катушка реле РУ15 получает питание после запуска дизеля через замыкающий контакт РУ9.
6) Введена схема включения автоматической прокачки масла после остановки дизеля продолжительностью 90 с. Катушка КМН получает питание по цепи: плюс, рейка 1/4, провод 5035(1098), размыкающий контакт реле РУ15, провод 5110(1047), замыкающий контакт реле РВ5, провода 5109, 345, катушка КМН. Выдержку времени 90 с на прокачку масла после останова дизеля задает реле времени РВ 1, по цепи: плюс, рейка 1/1 ...4, провод 5101, размыкающие контакты реле времени РВ1 (А4, А3) с выдержкой времени 90 с, провод 5102, замыкающий контакт реле РВ5, провод 5103, катушка реле РВ5. Катушка реле РВ5 получает питание после запуска дизеля через замыкающий контакт РУ9 по цепи: плюс, автомат А5 "Дизель", провод 314, рейка 5\15, провод 223, рейка 7\10, провод 440, замыкающий силовой контакт контактора КТН, провод 239, клемма К2 РДМ1, РДВ, клемма К1 провода 227, рейка 6\10, провод 228, замыкающий контакт РУ9, провод 1328, рейка 2/5, провод 5105, разделительный диод ДПМ, рейка 2\13, провода 5106, 5103, катушка реле РВ5, провод 5104, рейка 8\1,2(-).
Холостой ход дизеля
Частота вращения вала дизеля изменяется путем затяжки всережимной пружины объединенного регулятора дизеля переключением электромагнитов МР1-МР4. Электромагниты получают питание через контакты контроллера в соответствии с таблицей их замыкания по позициям.
1. Отключена цепь режима холостого хода дизеля. Для этого отключено питание от катушки реле РУ13, из цепи питания катушек блок - магнитов МР1 -МР4 исключены размыкающие контакты реле РУ13, с панели управления пульта машиниста сняты тумблеры включения холостого хода «ХД1» и «ХД2».
2. Реле РУ19, размыкающие контакты которого в режиме холостого хода размыкали цепь питания катушек контакторов КВ, ВВ и реле времени РВЗ, используется в системе УСТА и выполняет защитные функции, описанные ниже подразделах.
3. На дизель-генераторе 1А-9ДГ исп. 3 установлен вентиль ВП6 отключения ряда топливных насосов, который отключает с нулевой по седьмую позиции контроллера половину топливных насосов. Катушка вентиля ВП6 получает питание только после запуска дизеля по цепи: плюс, автомат А5 "Дизель", провод 314, рейка 5\15, провод 223, рейка 7\10, провод440, силовой контакт контактора КТН, провод 236, рейка 9\14, провод 918, размыкающие вспомогательные контакты контакторов Д1, ДЗ, провод 917, рейка 10\13, провод 744, размыкающий вспомогательный контакт контактора ВВ, провод 226, размыкающий контакт реле РУ13, провод 231, рейка 3/14, провод 232, клемма Д8 дизельной коробки, катушка ВП6. С восьмой позиции контроллера машиниста включаются все топливные насосы, для чего параллельно МР3 подключается катушка РУ13 по цепи: рейка 1\19, провод 273, катушка РУ13, провод 1184, рейка 8\10(-)
Тяговый режим
Работа схемы управления тяговым режимом и описание цепей включения питания на катушки (В и Н) электропневматического привода реверсора, контакторов КВ, ВВ, П1-П6, реле времени РВЗ изложено в техническом описании на тепловоз 2ТЭ10М.
Для определения состояния схемы управления тепловозом в блок регулирования УСТА вводятся дискретные сигналы. Информация о включении контакторов КВ, ВВ и, следовательно, о режиме тяги поступает на модуль дискретных входов при включении замыкающих вспомогательных контактов КВ, ВВ, через которые подается напряжение питания по цепи: плюс, рейка 1/1...4, провод 5029, замыкающий контакт ВВ, провод 5018, контакт АЗ внешнего разъема ХР1 блока регулирования УСТА.
При перемещении штурвала контроллера по промежуточным позициям информация о включении блок-магнитов МР1 -МР4 подается в блок регулирования УСТА. Электромагниты питаются от автомата А13 "Управление" через контакты блокировки тормоза БУ, контакты реверсивного механизма контроллера "Вперед" или "Назад" и контакты контроллера в соответствии с таблицей их замыкания по позициям:
8, провод 271, рейка 1/19, (провод 5022) на контакт В2 внешнего разъема ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провод 272) на катушку МРЗ;
9, провод 276, рейка 1/18, (провод 5021) на контакт В1 ХР1 блока регулирования УСТА, а также (провод 277) на катушку МР2;
10, провод 280, рейка 1/17, (провод 5020) на контакт А5 ХР1 блока УСТА, а также (провод 281) на катушку МР1;
2, провод 284, рейка 1/20, (провод 5023) на контакт ВЗ ХР1 блока УСТА, а также (провод 285) на катушку МР4.
Комбинационным переключением блок - магнитов МР1 -МР4 увеличивается или уменьшается затяжка всережимной пружины объединенного регулятора дизеля, что приводит к изменению частоты вращения вала дизеля и подачи топлива. Вследствие этого изменяется частота вращения якорей возбудителя и генератора, а, следовательно, изменяется напряжение и ток тягового генератора.
Темп набора мощности на первой позиции КМ не превышает 20 кВт\с, а на последующих позициях – не более 40 кВт\с.
Мощность тягового генератора вычисляется по формуле:
Pg = Pоб + (Uind – Uind*f)*ng
Где: Uind*f – фиксированное (минимальное) значение положение штока индуктивного датчика в кодовых единицах,
ng – позиция КМ
При отключении или выхода из строя индуктивного датчика работает регулятор фиксированной мощности. Мощность тягового генератора вычисляется по формуле:
Pg = Pоб (ng)
Регулирование мощности тяги
Электрическая передача (силовая цепь) тепловоза 2ТЭ10Мк выполнена по серийной схеме и состоит из: тягового генератора постоянного тока ГП-311Б, шести параллельно соединенных тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, возбудителя В-600, который конструктивно входит в состав двухмашинного агрегата А-706Б.
Тяговый генератор имеет независимое возбуждение. Обмотка возбуждения питается от возбудителя, в свою очередь имеющего намагничивающую Н1-Н2 и размагничивающую НЗ-Н4 обмотки. Первая из них подключена к истоку транзисторов УТ1, УТ2 силового ключа ШИМ1 по цепи: контакты В1,2,6, С6 разъема ХР2 блока УСТА, провода 5041, 5042, шунт 116, провод 468, обмотка Н1-Н2, провод 469, рейка 4/16, провод 449, АР(3), провод 434, рейка 8\20, провод439, минус. Питание на сток транзисторов УТ1, УТ2 силового ключа ШИМ1 подается через силовой замыкающий контакт контактора ВВ по цепи: плюс, рейка 1/1...4, провод 404, силовой замыкающий контакт ВВ, провод 405, замкнутый контакт 1 аварийного переключателя АР (нормальный режим), провода 5039, 5040, контакты С1-4 разъема ХР2 блока регулирования УСТА.
Для защиты силового ключа ШИМ1 от перенапряжений намагничивающая обмотка Н1-Н2 зашунтирована К-Д цепью. Конструктивно диод шунтировки размещен в модуле ключа ШИМ1, при этом катод диода подключен к истоку транзисторов УТ1, УТ2, а анод подключен к контактам А1,2 внешнего разъема ХР2 блока регулирования УСТА. Цепь включения К-Д цепи следующая: контакты А1, 2 разъема ХР2, провод 5043, сопротивление Rдоб3, провод 5047, рейка 8/1,2, минус.
Сопротивление Rдоб3 собрано на резисторах СВПВ и СОР и величина его должна составлять 3 – 5 Ома
Вторая, размагничивающая обмотка НЗ-Н4 возбудителя, включена в общую электрическую схему управления тепловозом при аварийном возбуждении, и питается постоянным для каждой позиции контроллера током по цепи: плюс, рейка 1/1 ...4, провод 404, силовой замыкающий контакт ВВ, провод 405, замыкающий контакт 2 аварийного переключателя АР (аварийный режим), провод 1135, сопротивление СВВ, провод 466, размагничивающая обмотка НЗ-Н4, провод 467, шунт 115, провод 460, контакт 4 переключателя АР, провод 434, рейка 8/20, провод 439, минус.
Ток в намагничивающей обмотке возбудителя Н1-Н2 регулируется системой автоматического регулирования возбуждения тягового генератора (нормальный режим), которая поддерживает постоянство мощности тягового генератора, заданной для данной позиции. Кроме того, системой регулирования обеспечивается ограничение максимальных тока и напряжения генератора.
Для осуществления обратной связи системы УСТА по частоте вращения вала дизеля в систему заведены сигналы со штатного датчика частоты вращения, расположенного на дизеле и от датчика ДТвг. Сигнал от датчика частоты вращения поступает по цепи: клемма К17, дизельной коробки «К», провод 5080, рейка 5\3, провод 5093, контакт А8, клемма К18, дизельной коробки «К», провод 5081, рейка 4\5, провод 5094, контакт А6 разъема ХР1 блока УСТА. Датчик ДТвг первичный сигнал получает от шунта 117 провод 5049, вывод 75 мВ ПН-1, вывод ОВ ПН-1, провод 5050, шунт 117.
Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей
По мере увеличения скорости тепловоза тяговый ток уменьшается, а напряжение увеличивается по гиперболической части внешней характеристики генератора так, что поддерживается постоянной мощность тягового генератора. При определенной скорости наступает ограничение по напряжению. Дальнейшее увеличение скорости вызывает уменьшение тока при постоянном напряжении, что приводит к уменьшению отбираемой мощности. Регулятор дизеля при этом уменьшает подачу топлива, мощность дизеля не будет использоваться полностью и дальнейшего возрастания скорости не будет или будет очень незначительным.
Для возврата генератора в зону полной мощности и расширения диапазона скоростей тепловоза применяется двухступенчатое ослабление возбуждения тяговых электродвигателей (параллельное подключение резисторов обмотки возбуждения).
Так как скорость локомотива мгновенно измениться не может, то сразу же после перехода на ослабленное поле неизменному режиму движения соответствует тяговый режим в нижней части внешней характеристики. Это позволяет вновь использовать гиперболическую часть внешней характеристики при увеличении скорости.
Подключение резисторов шунтировки СШ1 - СШ6 первой и второй ступеней ослабления возбуждения происходит автоматически с помощью групповых контакторов ВШ1 и ВШ2. Команда на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 вырабатывается управляющей программой блока регулирования УСТА
Формирование управляющего сигнала перехода на ослабленное возбуждение происходит по напряжению тягового генератора. Выдача команды на включение контакторов ВШ1 и ВШ2 осуществляется при напряжении генератора, равному 7/8 напряжения ограничения для данной позиции контроллера.
Катушки электропневматических вентилей контакторов ВШ1 и ВШ2 подключены к истоку транзисторов выходных ключей блока УСТА по цепи:
контакт С1 разъема ХS2, провод 5030, рейка 5/5, провод 264, катушка ВШ1, минус;
контакт С2 разъема ХS2, провод 5031, рейка 5/4, провод 263, катушка ВШ2, минус.
Для защиты от тока самоиндукции при отключении катушек ВШ параллельно каждой катушки установлен разрядный диод КД202Р.
Питание на сток транзисторов выходных ключей подается по цепи: контакт 7 контроллера, замыкающий с четвертой позиции, провод 259, тумблер ТУП, провод 260, рейка 11\5, провод 261, рейка 4/6, провод 5032, контакты А1, А2 разъемаХS2
Уменьшение скорости движения тепловоза с увеличением тока тягового генератора и снижением напряжения до величины 5/8 напряжения ограничения для данной позиции приводит к последовательному отключению контакторов ВШ2, ВШ1 и восстановлению возбуждения тяговых электродвигателей.
Информация о включении групповых контакторов ВШ1, ВШ2 поступает на модуль дискретных входов при включении вспомогательных замыкающих контактов ВШ1, ВШ2, через которые подается питание по цепи: рейка 7\11, провод 1066, замыкающий вспомогательный контакт ВШ1 (19, 20), провод 501, рейка 5\11, провод 5016. контакт А1 разъема ХР1; замыкающий вспомогательный контакт ВШ1 (19,), провод 1070, замыкающий вспомогательный контакт ВШ2 (19, 20), провод 737, рейка 5\7, 5017. контакт А2 разъема ХР1 блока УСТА.
Тумблер ТУП в цепи питания катушек групповых контакторов ВШ1 и ВШ2 служит аварийным отключателем в случае неисправности в цепях управления ослаблением возбуждения, возникшей при движении поезда.
Информация об отключении тумблера ТУП поступает на модуль дискретных входов по цепи: плюс, контакт 7 контроллера, который замыкается с 4 позиции, провод 259, тумблер ТУП, провод 260, рейка 11\5, провод 261, рейка 4\6. провод 5019, контакт А4 разъема ХР1 блока УСТА.
При отключении тумблера ТУП в блоке УСТА, формируется команда "запрет» включения выходных ключей, управляющих контакторами ВШ1 и ВШ2.
Аварийный режим возбуждения тягового генератора
При выходе из строя системы автоматического регулирования возбуждения тягового генератора (блока регулирования УСТА) переключением переключателя АР в положение "Аварийное" собирается аварийная схема возбуждения. При этом производятся следующие подключения:
1) Размыкается контакт 1 переключателя, в результате чего отключается питание на сток транзисторов VТ1, VТ2 силового ключа ШИМ1, и, следовательно, обесточивается намагничивающая обмотка Н1 -Н2 возбудителя.
2) Замыкаются контакты 2 и 4 переключателя, в результате чего подается напряжение питания на размагничивающую обмотку НЗ-Н4 возбудителя по цепи: плюс, рейка 1/4, провод 404, замыкающий силовой контакт контактора ВВ, провод 405, переключатель АР(2), провод 1135, сопротивление СВВ, провод 466, обмотка НЗ-Н4, провод 467, шунт 115, провод 460, переключатель АР(4), провод 434, рейка 8\20, провод 439, минус.
На каждой позиции контроллера в аварийном режиме возбудитель получает постоянное по величине возбуждение, а, следовательно, напряжение тягового генератора будет изменяться пропорционально частоте вращения вала дизеля и достигать максимального значения на пятнадцатой позиции.
Ограничение максимального тока при аварийном возбуждении отсутствует, поэтому машинисту необходимо контролировать величину тока по прибору на пульте. Для плавного трогания ступени резистора СВВ последовательно шунтируются контактами РУ8 (со второй позиции) и РУ10 (с четвертой позиции).
При боксовании колесных пар тепловоза и срабатывании РБ2 включаются РУ5, которое своим замыкающим контактом (провода 1851,1048) включает реле РУ17. РУ17 своим размыкающим контактом вводит часть сопротивления СВВ, уменьшая напряжение тягового генератора на данной позиции контроллера машиниста.
Аварийный режим при отключении тягового электродвигателя.
При отключении неисправного тягового электродвигателя соответствующим отключателем ОМ1-ОМ6 в цепях управления выполняются следующие операции (рассматриваются на примере отключения первого тягового электродвигатель):
1) разрывается цепь питания катушки поездного контактора П1;
2) шунтируется размыкающийся вспомогательный контакт поездного контактора П1 в цепи питания контакторов КВ и ВВ;
3) вводится в блок регулирования УСТА информация об отключении отключателя мотора ОМ1 по цепи: плюс, провод 421, последовательно соединенные размыкающие контакты отключателей моторов ОМ1-ОМ6, провод 427, рейка 5\13, провод 5024, контакт В4 внешнего разъема ХР1 блока УСТА.
При этом в блоке регулирования УСТА формируется сигнал, который устанавливает уровень мощности тягового генератора в зоне 990-1280 кВт при перемещении штурвала контроллера с 10 позиции и выше.
Поездной контактор П1 силовым контактом (провода 538, 01Ш25) отключает неисправный электродвигатель.
Вспомогательным замыкающим контактом (провода 1101.1314) отключает тяговый электродвигатель от блока БДС защиты от буксования.
Переключения в цепях при выходе из строя других тяговых электродвигателей аналогичны.
Сигнализация и защита электрооборудования
Защита тягового генератора от внешнего короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения.
Кроме указанных в техническом описании на тепловоз 2ТЭ10М защит и сигнализации, система УСТА дополнительно выполняет защиту тягового генератора от внешнего короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения. Для этого в схему управления тяговым режимом включено реле РУ19, которое в серийной схеме использовалось для включения холостого режима.
Катушка реле РУ19 подключена к истоку выходного ключа блока регулирования системы УСТА по цепи: контакт С4 внешнего блока регулирования УСТА, провод 5034, рейка 4/14, провод 1943, катушка реле РУ19, минус. Для защиты от тока самоиндукции при отключении реле параллельно катушки установлен разрядный диод.
При увеличении напряжения генератора свыше 850 В или при увеличении тока генератора свыше 7200 А в блоке регулирования УСТА формируется управляющий сигнал, который включает выходной ключ, подающий питание на реле РУ19, которое срабатывает и своим размыкающим контактом размыкает цепь питания катушки реле РУ2, контакт которого, в свою очередь, размыкает цепь питания катушек КВ и ВВ, а другим размыкающим контактом (провода 1051, 311) размыкает цепь питания катушки реле РВЗ. Таким образом, происходит сброс нагрузки с включением сигнальной лампы ЛН1.
Защита от боксования
Электрическая схема тепловоза предусматривает работу тягового генератора при отсутствии боксования по внешней характеристике, а в случае его возникновения по характеристикам с мало изменяющимся напряжением (жестким динамическим характеристикам по напряжению), препятствующим развитию боксования. Для получения таких характеристик применяется алгоритм корректировки возбуждения тягового генератора по сигналу с блока БДС. Вход блока БДС соединен с каждым тяговым электродвигателем через замыкающие вспомогательные контакты поездных контакторов: П1 (провода 1101,1314); П2 (провода 1112,1315); ПЗ (провода 1107,1316); П4 (провода 1122,1317); П5 (провода 1117,1318); П6 (провода 1127,1319).
В блоке БДС производится сравнение потенциалов, поступающих с обмоток возбуждения тяговых электродвигателей и выделение их максимальной разности.
На выход блока БДС подключен датчик напряжения ДМС (провода 5003, 5004), в котором сигнал максимальной разности преобразуется в нормализованный с уровнем ± 5 В (± 5 мА).
Кроме этого, на выход блока БДС включено реле боксования РБ2. При боксовании РБ2 срабатывает и через его замыкающий контакт подается питание на реле РУ5. Замыкающие контакты РУ5 подают напряжение на сигнальную сирену СБ и лампу ЛН1. Информация о срабатывании реле боксования РБ2 не поступает в блок регулирования УСТА.
При боксовании алгоритм корректировки возбуждения тягового генератора предусматривает два режима работы системы УСТА - статический, более грубый, и динамический, более точный.
Статический режим.
Из-за различий скоростных характеристик тяговых электродвигателей и износа бандажей колёсных пар даже при отсутствии боксования на выходе блока БДС выделяется опорный сигнал. Поэтому в статическом режиме задаются две установки, величина которых превышает опорный сигнал.
В случае возникновения боксования сигнал максимальной разности на выходе БДС увеличивается и, когда его значение становится больше значения первой установки, записанного в управляющей программе, в блоке регулирования УСТА формируется команда на поддержание напряжения генератора постоянным, что способствует прекращению боксования.
Если происходит дальнейшее боксование и величина сигнала максимальной разности становится больше величины второй установки, то в блоке регулирования УСТА формируется команда на медленное уменьшение напряжение генератора, что приводит к прекращению боксования.
Динамический режим.
В этом режиме в блоке регулирования формируются управляющие сигналы по скорости изменения сигнала максимальной разницы. При увеличении скорости изменения сигнала максимальной разницы и при превышении заданной установки в блоке регулирования УСТА формируется команда на поддержание напряжения генератора постоянным, что способствует прекращению боксования.
Если происходит дальнейшее боксование и скорость изменения сигнала максимальной разности продолжает увеличиваться, то в блоке регулирования УСТА формируется команда на медленное уменьшение напряжение генератора, что приводит к прекращению боксования.
После прекращения боксования система регулирования УСТА переходит на регулирование мощности тягового генератора по внешней характеристике.
Схема вентиляторов фильтров очистки воздуха.
Для очистки воздуха, поступающего в турбокомпрессор дизеля,применяются два фильтра циклонного типа. Конструкцией фильтра предусмотрен отвод загрязнений центробежным вентилятором наружу. Приводом вентилятора служит электродвигатель постоянного тока П-11. Вентиляторы должны включаться и работать весь период работы дизеля. Для автоматического включения и отключения вентиляторов на тепловозе смонтирована схема, которая состоит из: контактора КВФ типа МК1-20, двух автоматических выключателей А63, двух электродвигателей П-11.
Катушка контактора получает питания после включения РУ9 по цепи: замыкающий контакт РУ9, провод 1328, рейка 2\5, провод 5200, рейка 4\19, провод 5201, рейка 9\20, провод 5202, катушка КВФ, провод 503, рейка 9\3, минус.
Электродвигатель правого фильтра получает питание по цепи: плюс ВГ, провод 5208, автомат А21, провод 5209, силовой контакт контактора КВФ, провод 5210, рейка 4\20, провод 5211, П-11, провод 5212, рейка 6\20, провод 5213, минус ВБ.
Электродвигатель левого фильтра получает питание по цепи: плюс ВГ, провод 5204, автомат А20, провод 5205, силовой контакт контактора КВФ, провод 5206, П-11, провод 5207, минус ВБ.
Приведены основные типовые неисправности, которые могут встречаться на тепловозе с системой УСТА, а также возможные причины появления неисправностей и методы их устранения. Перечень типовых неисправностей тепловоза с системой УСТА приведен в таблице 3.
Принятые сокращения, условные обозначения, термины соответствуют схеме электрической принципиальной 27.Т. 146.00.00.000 ЭЗ тепловоза 2ТЭ10М.
При выходе из строя системы УСТА переход на аварийную схему выполняется в следующей последовательности:
2.3.1 Контроллер машиниста поставить на нулевую позицию.
2.3.2 Выключить тумблер на модуле БП блока УСТА.
2.3.3 Перевести аварийный переключатель «АР» в положение «Аварийное».
Таблица 3.
| Неисправность, внешнее проявление | Вероятная причина | Метод устранения |
| После запуска дизеля на рабочей схеме нет возбуждения, тяговая схема собирается, зарядка аккумуляторной батареи есть. Тумблер на модуле питания УСТА включен. Светодиоды на АЦП и модуле БП не светятся. Реле РУ16 сработало. | Блок питания УСТА не запускается. | Тумблер на модуле БП УСТА выключить и с выдержкой времени не менее 20 с. включить, контролируя зажигание светодиодов на модулях БП, АЦП, если светодиоды не светятся, то операцию повторить несколько раз. |
| То же | Вышел из строя модуль БП | Заменить предохранитель на модуле БП; если он исправен, то заменить модуль БП. |
| То же | Загрязнен замыкающий контакт реле РУ 16. | На реле РУ16 зачистить замыкающий контакт между проводами 5025, 5027. |
| То же | Нет цепи питания от аккумуляторной батареи к разъему ХР1:ВО блока УСТА. | Проверить наличие питания на рейках: 1/4, Пр. 5027, з.к. РУ 16, Пр 5025 |
| То же, но при этом реле РУ16не сработало | Сгорела катушка релеРУ16 | Заменить реле РУ 16 |
| Тяговая схема не собирается на рабочей и аварийной схеме. Ток зарядки есть. | Неисправность цепей сборки тяговой схемы. | Поиск неисправности выполнять, как в серийной схеме. Прозвонка цепей включения контакторов поездных, KB, BB, реле времени РВЗ и т.д. |
| Тяговая схема собирается. На аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Ток зарядки есть. | Обрыв плюсовой цепи питания модуля ШИМ1 | Прозвонить омметром цепь между рейкой 1/4 (Пр. 404) и разъемом ХР2: C1-J-C4 блока УСТА. См. схему электрическую принципиальную 27.Т.146.00.00.000ЭЗ, листЗ |
| Тяговая схема собирается. На | Обрыв | Прозвонить омметром цепь |
| Вероятная причина | Метод устранения | |
| аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Ток зарядки есть. | минусовой цепи питания модуля ШИМ1 | между разъемом ХР2:В1, В2, В6, С6 и рейкой 8/20 (Пр. 5046) см. схему электрическую принципиальную 27.Т.146.00.00.000ЭЗ, лист З |
| Тяговая схема собирается. На аварийной схеме возбуждение есть. На рабочей схеме при переводе контроллера на первую позицию наблюдается бросок тока до 3000 А, напряжение генератора при этом около 100ч-200В. Дизель «давится». | Неисправен модуль ШИМ1 блока УСТА | Неисправны силовые транзисторы VT1, VT2. Заменить неисправные транзисторы VT1.VT2. Схема электрическая принципиальная ОЭП597.09.00.000-01ЭЗ блока УСТА |
| Тяговая схема собирается на рабочей и аварийной схеме. Ток зарядки есть. На аварийной схеме возбуждение есть. На рабочей схеме нет. Напряжение генератора равно нулю на всех позициях контроллера. | Цепь признака включения KB, ВВ. | Прозвонить омметром цепь между рейкой 1/4, контактом разъема ХР1: A3 блока УСТА. Если цепь не звонится, то проверить замыкающие контакты контакторов KB, BB (Пр. 5018,5029). |
| То же, но при этом цепь между рейкой 1/4, разъемом ХР1:АЗ прозванивается. | Не работает канал признака включения KB, ВВ. Неисправный канал определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных входов. При неисправном канале на индикаторе постоянно отображается информация КВ=0. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП.597.04.00.000-01ЭЗ блока УСТА. | |
| Тяговая схема собирается. На рабочей схеме при | Цепь признака отключателей | Прозвонить омметром цепь между рейками 5/13 и 1/4. Если |
| Неисправность, внешее проявление | Вероятная причина | Метод устранения |
| отключении одного из отключателей моторов ОМ1-ЮМ6 нет ограничения мощности генератора выше 10 позиции контроллера. | моторов 0М1-0М6 | цепь звонится, то неисправен один из тумблеров отключателей моторов ОМ1-ЮМ6. Заменить неисправный тумблер. |
| То же, но при этом цепь между рейками 5/13 и 1/4 прозванивается. | Модуль гальванических развязок блока УСТА. | Не работает канал признака отключения отключателя моторов 0М1-ЮМ6. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП 597.04.00.000-01 ЭЗ блока УСТА. Неисправный канал определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных входов. Постоянно отображается информация ОМ=0. |
| Тяговая схема собирается. Под нагрузкой при увеличении позиции контроллера наблюдается понижение мощности генератора относительно заданной по ТУ для данной позиции. Частота вращения вала дизеля увеличивается в соответствии с ТУ. | Модуль гальванических развязок блока УСТА. | Не работает один из каналов признака включения электромагнитов МР1-МР4. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствия с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП 597.04.00.000-01ЭЗ блока УСТА. Неисправный канал определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных входов. При неисправном канале на индикаторе постоянно отображается информация: КМ 1-0, КМ2=0, КМЗ=0, КМ4=0. |
| Неисправность, внешее проявление | Вероятная причина | Метод устранения |
| Тяговая схема собирается. Тумблер ТУП включен. Под нагрузкой при установке позиции контроллера на четвертую и выше с уменьшением тока генератора контакторы ВШ1, ВШ2 не включаются даже при достижении напряжения ограничения. | Модуль гальванических развязок блока УСТА. | Не работает канал признака включения ТУП. Неисправность определяется с помощью переносного пульта, который устанавливается в режим просмотра дискретных входов. Постоянно отображается информация ТУП=0. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП 597.04.00.000-01ЭЗ блока УСТА. |
| Тяговая схема собирается. Тумблер ТУП включен. Под нагрузкой при установке позиции контроллера на четвертую и выше с уменьшением тока генератора контактор ВШ1 не включается. | Модуль гальванических развязок блока УСТА. | Не работает канал признака включения ВШ1. Неисправность определяется с помощью переносного пульта, который устанавливается в режим просмотра дискретных входов. На индикаторе постоянно отображается информация ВШ1 = 1. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП597.04.00.000-0133 блока УСТА. |
| То же | Не работает канал выходных ключей ВШ1. Неисправность определяется с помощью переносного пульта, который устанавливается в режим просмотра дискретных выходов. На индикаторе |
| Неисправность, внешее проявление | Вероятная причина | Метод устранения |
| постоянно отображается информация ОП1=0. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в уеловивиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП 597.03.00.000-0133 блока УСТА. | ||
| Тяговая схема собирается. Тумблер ТУП включен. Под нагрузкой при установке позиции контроллера на четвертую позицию и выше с уменьшением тока генератора контактор ВШ1 включается, а ВШ2 не включается. | Модуль гальванических развязок блока УСТА. | Не работает канал признака включения ВШ2. Неисправность определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных входов. На индикаторе постоянно отображается информация ВШ2=1. Неисправный канал переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП597.04.00.000-01ЭЗ блока УСТА. |
| То же | Модуль выходных ключей блока УСТА | Не работает канал выходных ключей ВШ2. Неисправность определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается режим просмотра дискретных выходов. На индикаторе постоянно отображается информация ОП2=0. Неисправный канал |
| Неисправность, внешее проявление | Вероятная причина | Метод устранения |
| переключить на резервный. Выполняется в условиях депо высококвалифицированными специалистами в соответствии с ТО и схемой электрической принципиальной ОЭП597.03.00.000-01ЭЗ блока УСТА. | ||
| Тяговая схема собирается. Под нагрузкой при установке позиции контроллера на четветрую и выше при включении тумблера ТУП сразу включается контактор ВШ1, независимо от величины тока генератора. | Неисправен силовой транзистор VT1 канала ВШ1. Неисправный транзистор VT1 канала ВШ1 заменить. См. схему электрическую принципиальную ОЭП597.03.00.000-01ЭЗ блока УСТА. | |
| Тяговая схема собирается. Под нагрузкой при установке позиции контроллера на четветрую и выше при включении тумблера ТУП сразу включается контактор ВШ2, независимо от величины тока генератора. | Модуль выходных ключей блока УСТА. | Неисправен силовой транзистор VT1 канала ВШ2. Неисправный транзистор VT1 канала ВШ2 заменить. См. схему электрическую принципиальную ОЭП597.03.00.000-01ЭЗ блока УСТА. |
| Тяговая схема собирается. На рабочей и аварийной схеме под нагрузкой возбуждение есть. Ток зарядки есть. На аварийной схеме ток генератора соответствует инструкции на реостатную настройку. На рабочей схеме мощность генератора завышена. Дизель «давится». | Обрыв цепей подключения датчиков тока или напряжения ДТг, ДНг к блоку УСТА. | Прозвонить цепи подключения датчиков тока и напряжения см. схему электрическую принципиальную 27.Т.146.00.00.000ЭЗ, лист 3. |
| То же | Датчики тока или напряжения генератора ДТг, ДНг | Неисправен датчик тока или напряжения генератора ДТг, ДНг. Неисправный датчик определяется с помощью переносного пульта, на котором устанавливается |
В этом дополнении не приводятся неисправности по дизелю, топливной, масляной, водяной системам тепловоза. Они указаны в документации на дизель-генератор и инструкции по техническому обслуживанию и ремонту тепловоза ТЭ10М2139.00.00.000ИО.
