скачать Федеральное агентство железнодорожного транспорта АмИЖТ - филиал ДВГУПС в г. Свободном Факультет СПО - Свободненский техникум железнодорожного транспорта ![]() ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности: 190304 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОД- ВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Специализации УСТРОЙСТВА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АП- ^ СТАВА Свободный 2009 ОДОБРЕНО предметной (цикловой) комиссией специальности 190304 "Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог" Методические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине: "Электрические аппараты и цепи электроподвижного состава" для специальности 190304. Начальник учебно-методического отдела ^ Автор: Е.П.Сидоров - преподаватель Свободненского техникума железнодорожного транспорта. Рецензент: С. И. Кабалык - начальник отдела подвижного состава Свободненского отделения Забайкальской Железной Дороги. ^ Программа дисциплины "Электрические аппараты и цепи электроподвижного состава" предусматривает изучение устройства и действия электрооборудования ЭПС основных серий. Дисциплина относится к специальному циклу дисциплин специализации 190304.01 в структуре основной профессиональной образовательной программы. Для ознакомления с достижениями отечественной и зарубежной науки и техники в области совершенствования ЭПС рекомендуется систематически следить за материалами, помещенными в журналах "Железнодорожный транспорт", "Локомотив" изучать все новое, прогрессивное в области данной дисциплины. Материал изучается на базе дисциплин: "Электротехника", "Электрические машины подвижного состава", "Электропривод и преобразователи подвижного состава". Программой дисциплины предусматривается изучение основ работы электромеханического и электронного оборудования ЭПС, особенностей конструкции тяговых электрических аппаратов, принципов построения электрических схем, а также работы электрических цепей ЭПС. В результате изучения дисциплины в соответствии с Государственными требованиями студент должен знать: - характеристики электрооборудования ЭПС; - основы теории работы тяговых электроаппаратов, их конструкцию и принцип действия; - возможные отклонения в режимах работы электрооборудования, функции аппаратов защиты и их принцип действия; - принцип построения электрических цепей ЭПС и алгоритм их работы; - работу электрических цепей конкретных серий подвижного состава; должен уметь: - устанавливать отличительные особенности конструкций силовых цепей и цепей управления; - оценивать общее состояние электроаппаратов, проводить их простейшую регулировку; - читать принципиальные и монтажные схемы; - анализировать работу силовых цепей; - сравнивать работу силовых цепей и цепей управления. Дисциплина изучается на IV и V курсах. На IV курсе выполняется контрольная работа № 1 и лабораторные работы в объеме 20 часов и сдается экзамен. На V курсе выполняется контрольная работа № 2, лабораторные работы в объеме 12 часов и сдается экзамен. При выполнении контрольных работ необходимо уделять основное внимание физической сущности процессов, пояснять ответы рисунками и схемами. Графическую часть надо выполнять четко и достаточно крупно с использованием чертежных принадлежностей. Наиболее сложные рисунки допускается приводить в виде ксерокопий рисунков из литературы, при этом не надо забывать о сопровождении рисунков спецификацией, т.е. расшифровать все части детали, узла, схемы, диаграммы и т.д. При решении задач сначала записывается формула в общем виде, далее в нее подставляются значения входящих величин и в конце расчета указывается размерность. Расчеты производить в международной системе единиц СИ. Прежде чем приступить к выполнению контрольной работы, необходимо внимательно ознакомиться с методическими указаниями, помещенными после каждого задания на контрольную работу. В конце каждой контрольной работы не забывайте указывать дату завершения работы, использованную литературу, ставить подпись. После второго и третьего контрольного задания приведены перечни вопросов для самопроверки при подготовке к экзамену. В конце брошюры указан рекомендованный список литературы. ^ Введение Роль дисциплины в подготовке техника локомотивного хозяйства, ее связь с другими специальными дисциплинами. Классификация электрических аппаратов, условия их работы на ЭПС, требования, предъявляемые к ним в соответствии с ГОСТом 9219-75 Раздел 1 Электрические аппараты и приборы Тема 1.1 Основы теории электрических аппаратов Кинематика подвижных контактных соединений, раствор и провал. Принцип работы перекатывающихся контактов. Полезная и вредная роль электрической дуги, способы ее гашения. Разновидности дугогасительных камер тяговых электроаппаратов. Кинематические схемы контактных соединений. Особенности элементов цепей с большими или малыми токами, с высоким или пониженным напряжением. ^ - устройство и принцип работы перекатывающихся контактов; способы гашения дуги; устройство элементов дугогасительных устройств. ^ - отличать особенности элементов цепей с большими токами от элементов цепей с малыми токами, с высоким и пониженным напряжением. Тема 1.2 Коммутационные аппараты силовых цепей Назначение, устройство, характеристики и принцип действия индивидуальных, электропневматических и электромагнитных контакторов (ПК и МК). Реверсоры. Назначение, конструкции, характеристики и принцип действия групповых двухпозиционных и многопозиционных переключателей. Функции, выполненные двухпозиционными и многопозиционными аппаратами на электроподвижном составе. Устройство и работа электропневматических вентилей включающего и выключающего типов. Типы приводов групповых аппаратов. Схема управления приводом Решетова. Следящая и шаговая схемы управления пневмодвигательным приводом. Схема управления сервомотором ЭКГ-8ж. ^ - устройство и принцип действия коммутационных аппаратов силовых цепей различного назначения; Студент должен уметь: - находить в силовых схемах электроподвижного состава контакты реверсоров, тормозных переключателей и других групповых аппаратов; - оценивать общее состояние и снимать развертки аппаратов; - по внешнему виду аппарата определять, предназначен ли он для размыкания цепи под током; - отличать аппараты, работающие в цепях тяговых двигателей, от аппаратов, работающих во вспомогательных цепях. Тема 1.3 Токоприемники Виды токосъема, области их применения. Принцип действия токоприемника. Легкие и тяжелые токоприемники, применение на ЭПС. Статические характеристики токоприемника. Приведенная масса и ее влияние на качество токосъема. Особенности конструкции токоприемников для высокоскоростного подвижного состава. Схемы управления токоприемниками различных серий ЭПС. Меры, обеспечивающие защиту локомотивной бригады от попадания под высокое напряжение. ^ - принцип действия токоприемника, назначение его элементов; - работу схем управления токоприемниками 2-3-х серий ЭПС; - область применения токоприемников легкого и тяжелого типов. ^ - снимать статическую характеристику токоприемника, оценивать его общее состояние; - проводить простейшую регулировку статического нажатия; - находить опускающие и подъемные пружины; - определять конструктивные отличия различных типов токоприемников. Тема 1.4 Аппараты защиты электрооборудования Возможные отклонения в режиме работы электрических цепей. Аппараты непосредственной защиты и защитные реле. Принцип работы и конструкция быстродействующих выключателей (БВ) с электромагнитным и механическим удерживающими устройствами. Конструктивные особенности БВ, повышающие их быстродействие. Схемы управления БВ. Быстродействующие контакторы. Конструкция и работа главного выключателя. Реле напряжения и перегрузки (назначение, конструкция, работа в схемах). Дифференциальная защита ЭПС. Реле заземления и реле пробоя выпрямителей. Противобоксовочная релейная защита ЭПС. Работа электронного датчика боксования грузового электровоза постоянного тока, его преимущества перед релейными схемами защиты. Защита от перенапряжений. Способы защиты полупроводниковых приборов в статических преобразователях ЭПС, ^ - функции аппаратов защиты, их конструкцию и принцип действия. Студент должен уметь: - находить в схемах ЭПС катушки и контакты защитных реле; - производить простейшую регулировку БВ и защитных реле. Тема 1.5 Параметрические аппараты Реакторы. Конструкция воздушных реакторов и реакторов с ферромагнитным сердечником. Назначение и работа индуктивного шунта, переходного и сглаживающего реакторов. Другие функции реакторов в силовых цепях ЭПС. Типы конденсаторов и их применение в электрических цепях ЭПС. Резисторы, конструкция и применение. ^ - функции параметрических аппаратов, их конструкции и принцип действия. Студент должен уметь: - находить в схемах ЭПС сглаживающие и переходные реакторы, индуктивные шунты, фильтры радиопомех: - определять сопротивление резистора по его маркировке. Тема 1.6 Аппараты управления Контроллеры машиниста (конструктивные особенности, блокировки рукояток). Кнопочные выключатели управления и переключатели. Промежуточные контроллеры электровозов. ^ - конструкцию и принцип действия аппаратов управления. Студент должен уметь: - оценивать общее состояние аппаратов управления, пользоваться ими в процессе эксплуатации. Тема 1.7 Аппараты автоматизации процессов управления Реле ускорения (РУ) электропоездов. Вибрационные и электронные регуляторы напряжения в цепях управления. Реле рекуперации, реле оборотов, реле времени. Пневматические выключатели и их работа в схемах управления (замещение электрического тормоза пневматическим). Двухступенчатый пуск вспомогательных машин. Функциональное назначение электронных блоков автоматики различных типов ЭПС. ^ - назначение и принцип действия РУ, вибрационного и электронного регулятора напряжения; назначение электронных блоков автоматики и их влияние на работу электрооборудования. ^ - производить регулировку регулятора напряжения на стенде; оценивать работоспособность аппаратов автоматики. Тема 1.8 Аппараты личной безопасности, безопасности управления поездом, вспомогательные аппараты. Устройство и работа защитного вентиля. Реле блокировки лестниц и его работа в цепях управления электропоездом. Работа схем аппаратов защиты обслуживающего персонала от попадания под вагоны напряжения на электровозах. Типы и функциональное назначение приборов безопасности движения, их взаимодействие с цепями управления ЭПС. ^ - устройство и работу защитного вентиля; - типы и функциональное назначение приборов безопасности движения. Тема 1.9 Измерительные приборы и аппараты сигнализации Устройство и схемы включения измерительных приборов на ЭПС. Назначение основных сигнальных ламп и действие локомотивной бригады при их загорании. Устройство и принцип действия блинкерного реле. ^ - схемы включения измерительных приборов. Тема 1.10 Монтажные материалы Провода и кабели. Расчет сечения провода по токовой нагрузке. Виды наконечников. Клеммные рейки и разъемные соединения. Изоляторы. ^ - назначение и виды материалов и изоляторов. Раздел 2 Электрические цепи электроподвижного состава Тема 2.1 Принципы управления тяговыми двигателями постоянного тока Способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока. Реостатный пуск. Расчет ступеней пускового реостата, Схемы соединения пусковых резисторов. Ослабление поля. Перегруппировка. Способы перегруппировки, их сравнение. Применение различных способов перегруппировки на ЭПС. Способы переключения ступеней обмоток трансформатора. Импульсное и фазовое регулирование, достоинства и недостатки. Способы регулирования тормозной силы. Система питания вспомогательных машин. Расчет величины шунтирующего резистора по заданному коэффициенту ослабления поля. Определение пути тока тяговых двигателей на конкретной позиции с помощью разверток. ^ - способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока; - способы перегруппировки; способы регулирования напряжения на тяговых двигателях. Тема 2.2 Общие сведения об электрических цепях Принцип прямого и косвенного управления. Высоковольтные цепи и цепи управления. Однопроводные и двухпроводные схемы. Принцип задания алгоритма переключения аппаратов с помощью электрических блокировок. Правила сбора схемы на минимальное напряжение и в тормозной режим. ^ - принцип прямого и косвенного управления; - алгоритм сбора схемы на минимальное напряжение и в тормозной режим. Тема 2.3 Цепи электропоездов постоянного тока Работа силовой схемы электропоезда постоянного тока. Работа цепей управления: подъем токоприемника, запуск вспомогательных машин, сбор схемы на минимальное напряжение; работа цепей управления при автоматическом и ручном наборе позиций; работа аппаратов защиты. Назначение блокировок в цепях управления. Причины простейших неисправностей в электрических цепях электропоездов. ^ - действие схем силовых, вспомогательных и цепей управления электропоезда - постоянного тока в различных режимах. Студент должен уметь: - пояснять действия электрических цепей в основных режимах. Тема 2.4 Электрические цепи электровозов постоянного тока Работа силовой схемы грузового электровоза постоянного тока (цепь 1-ой позиции, перегруппировки, работа схемы в тормозном режиме, работа схемы при отключении группы тяговых двигателей). Работа цепей управления: подъем токоприемника, запуск вспомогательных машин, сбор схемы на минимальное напряжение, работа цепей управления при наборе и сбросе позиций (прямые и обратные переходы), работа цепей управления в тормозном режиме, работа аппаратов защиты. Работа силовой схемы пассажирского электровоза постоянного тока (цепь 1-ой позиции, перегруппировки, работа схемы в тормозном режиме, включая работу статического возбудителя). Работа цепей управления (подъем токоприемника, запуск вспомогательных машин, сбор схемы на минимальное напряжение, работа цепей управления при наборе и сбросе позиций, работа аппаратов защиты). ^ - действие схем силовых, вспомогательных и цепей управления грузового и пассажирского электровозов постоянного тока в различных режимах. ^ - пояснять действия электрических цепей в основных режимах, прогнозировать возможные причины простейших неисправностей в электрических цепях. Тема 2.5 Цепи электропоездов переменного тока Работа силовой схемы электропоезда переменного тока с вентильным переходом. Контуры токов в силовой схеме электропоезда. Напряжение холостого хода выпрямительной установки. ^ - принцип работы с вентильным переходом. Студент должен уметь: - рассчитывать среднее значение напряжения холостого хода на выходе выпрямительной установки. Тема 2.6 Цепи электровозов переменного тока Работа силовой схемы электровоза переменного тока с контактным регулированием (принцип регулирования по полупериодам, переход с позиции на позицию, работа схемы в тормозном режиме). Характеристика системы вспомогательных машин, ее сравнение с системой питания вспомогательных машин ЭПС постоянного тока. Работа цепей управления (подъем токоприемника, запуск вспомогательных машин, сбор схемы на минимальное напряжение, работа цепей управления при наборе и сбросе позиций, работа аппаратов защиты). Работа силовой схемы пассажирского электровоза переменного тока (принцип регулирования напряжения при переключении первичной обмотки трансформатора). Принцип работы управляемого выпрямителя и однофазного зависимого инвертора. Работа силовой схемы электровоза с зонно-фазовым регулированием в режимах тяги и рекуперативного торможения. ^ - действие схем силовых, вспомогательных и цепей управления грузового электровоза переменного тока в различных режимах; - принцип работы ВИП в режимах тяги и рекуперации; преимущества и недостатки системы асинхронных вспомогательных машин. ^ - пояснять действия электрических цепей в основных режимах; - находить контуры токов в силовых схемах для различных позиций (ВЛ80С) и зон регулирования (ВЛ85). Тема 2.7 Электроподвижной состав двойного питания Принцип работы силовых электрических цепей электровозов двойного питания ВЛ82M. Его сравнение со специализированным электроподвижным составом постоянного и переменного тока. Принцип построения схем многосистемных электровозов и электропоездов за рубежом. ^ - область применения электроподвижного состава двойного питания; принцип работы силовой схемы электровоза ВЛ82M. Тема 2.8 Принцип работы электроподвижного состава с бесколлекторными тяговыми двигателями Преимущества и недостатки бесколлекторных тяговых двигателей. Способы регулирования частоты вращения асинхронных и вентильных тяговых двигателей. Сравнение асинхронного и вентильного тяговых приводов. Принцип работы автономного инвертора тока (АИТ) и автономного инвертора напряжения (АИН). Элементная база современных статических преобразователей ведущих зарубежных фирм. Определение типа преобразователя по схеме входного фильтра. Построение диаграммы токов и напряжений простейших АИН и АИТ. ^ - преимущества и недостатки бесколлекторных тяговых двигателей; - способы регулирования частоты вращения асинхронных и вентильных тяговых двигателей; - принцип работы АИТ и АИН. ^ Задание на контрольную работу составлено в 50 вариантах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами шифра студента по табл. 1. ^
|