Лекция "Назначение, конструкция, принцип действия главного контроллера", группа 111
план-конспект занятия

Лекция “Назначение, конструкция, принцип действия главного контроллера”

        Главный контроллер предназначен для переключения под нагрузкой ступеней вторичной обмотки тягового трансформатора с целью изменения напряжения на тяговых двигателях.

Технические данные:

Номинальное напряжение изоляции 3100 В

Номинальное напряжение между разомкнутыми контактами:

контакторов с дугогашением 260 В

контакторов без дугогашения 1100 В

Номинальное напряжение цепей управления 50 В

Номинальный ток силовых контакторов 1300 А

Номинальный ток контакторов цепей управления 30 А

Номинальная мощность:

приводного двигателя 500 Вт

нагревателя смазки 130 Вт

Число фиксированных позиций 33

Собственное время переключения 25 с

Номинальное давление воздуха для дугогашения 0,5 МПа (5 кгс/см')

        Главный контроллер (рис. 83) имеет четыре кулачковых контактора с дугогашением 5, 30 кулачковых контакторов без дугогашения 6, кулачковые валы, привод 3, электромагнитные вентили 4 и блокировочные устройства 1 и 2, рукоятку 8 для ручного проворачивания. Все детали и узлы контроллера монтируются на каркасе 7, состоящем из трех рам и четырех изолированных реек.

        Контактор с дугогашением (рис. 84) представляет собой отдельно собранный и отрегулированный аппарат. Все детали контактора расположены между двумя изоляционными боковинами 5. Контакто-держатель 8 несет на себе дугогасительную катушку 9, дугогаситель-ные контакты 11 и накладку основного контакта.

Рис. 83, Главный контроллер ЭК.Г-8Ж

        Подвижной контактный рычаг 6 связан с рычагом 4 через ось с резиновой .втулкой 16. Втулка служит для смягчения удара при замыкании контактов и улучшения коммутации основных контактов.

        Дугогасительный подвижной контакт 11с рычагом 12 вращается на оси независимо от основного контакта.

        Отвод тока от подвижного контакта осуществляется через гибкий шунт 3 из медного провода. Основной подвижной контакт соединенс дугогасительным контактом также гибким шунтом 14.

        Подвижная контактная система зафиксирована от смещения в горизонтальном положении на оси 18 стопорным винтом 19.

        Контактор устанавливается на двух изолированных круглых рейках и крепится с помощью хомута 1 и прижима 17.

        Дугогасительная камера 10 состоит из двух стенок, выполненных из дугостойкой прессмассы, и снабжена деионной решеткой из медных и стальных пластин. Дуга, возникающая на дугогасительных контактах, выдувается в камеру магнитным полем дугогасительной катушки. В целях ускорения восстановления электрической прочности дугового промежутка и уменьшения износа дугогасительных контактов в контакторе применен поддув сжатым воздухом, подача которого производится по воздушному каналу в верхнем кронштейне от электромагнитных Вентилей, расположенных на передней раме контроллера.

Рнс. 84. Кулачковый контактор с дугогашеиием

Рис. 85. Кулачковый контактор без дугогашения

        Для повышения электродинамической устойчивости контактор имеет электромагнитный компенсатор, состоящий из якоря 7 и ярма 15. Якорь укреплен на держателе неподвижного контакта. При прохождении тока по контактному рычагу в ярме и якоре создается магнитный поток, под действием которого ярмо притягивается к якорю, компенсируя силы электродинамического отброса контактов.

        В качестве контактных накладок применены следующие металлокерамическиекомпозиции: для основных контактов- КМК-А10М (серебро 85 %, окись кадмия 15 %) размером 1бХ 16 X 2,5 мм; для дугогасительных контактов - КМК-Б21 (медь 27 %, никель 3 %, вольфрам 70 %) размером 20 X 25 X 8 мм.

        Контактное нажатие дугогасительных контактов можно регулировать пружиной 13.

        Кинематическая схема контактора выбрана так, что в замкнутом положении основные и дугогасительные контакты включены параллельно. При этом почти весь ток проходит по основным контактам. Дугогасительные контакты имеют провал, который определяется раствором основных контактов в момент касания дугогасительных. Ограничение провала происходит по заплечикам рычага 12, которыми он опирается на щеки рычага 4.

        При отключении контактора сначала размыкаются основные контакты. До выбора провала весь ток кратковременно проходит через дугогасительные контакты и разрывается ими.

        При включении контактора процесс происходит в обратном порядке: сначала замыкаются дугогасительные контакты, а затем - основные.

        Таким образом, размыкание и замыкание основных контактов происходит без тока.

        Контактор включается пружиной 2, отключается - профилем кулачковой шайбы 20.

        Контактор кулачковый без дугогашения (рис. 85) имеет только основные контакты с накладками КМК-АЮМ и предназначен для размыкания электрической цепи без тока.

        От контактора с дугогашением он отличается тем, что не имеет дугогасительных контактов и дугогасительной системы. Все его детали и узлы, за исключением контактодержателя 1, подвижного контактного рычага 5 и пружины 4, такие же, как у контактора с дугогашением. Подвижной контакт представляет собой контактную шину 2, укрепленную на промежуточном рычаге 3.

        Контактное нажатие не регулируется. Включение контактора также производится пружиной, а отключение - профилем кулачковой шайбы.

        Блокировочные устройства контроллера представляют собой групповые многопозиционные переключатели с малоамперными кулачковыми контакторами цепей управления.

        Контактор цепей управления КЭ-20 (рис. 86) представляет собой кулачковый выключатель рычажного типа.

        Держатель неподвижного контакта 6 укреплен на изоляторе 7 из прессованного волокнита. Держатель выполнен в виде болта с головкой, на которой припаяна серебряная накладка 8. Второй конец держателя с гайками, шайбами и фиксирующей скобой является выводным зажимом.

        С другой стороны изолятора с помощью шпильки 1 укреплена стойка 16 подвижного рычага 13. Рычаг, штампованный из листовой стали, имеет коробчатое сечение; он укреплен на стойке с помощью оси 12. В хвостовой части рычага на оси 14 установлен ролик 15. В качестве ролика применен закрытый шарикоподшипник.

        В средней части подвижной рычаг имеет отверстие для прохода стержня 4, включающей пружины 5. В передней части у рычага выполнен отгиб для создания упора держателя подвижного контакта при включении контакта.

        К одному концу держателя 10 подвижного контакта припаян круглый серебряный контакт 9, к другому приклепан наконечник гибкого шунта 1/. При этом одна из заклепок имеет увеличенную по высоте головку, цилиндрическая часть которой входит в отверстие рычага. Этим создается опорная площадка для держателя подвижного контакта и исключается его,смещение в процессе работы контактора.         Второй наконечник шунта укреплен на выводной шпильке 1 между стойкой 16 и гайкой 17.

                Включающая пружина 5 расположена между дном углубления в изоляторе и держателем 3 пружины. В средней части изолятора 7 запрессована гайка 2 с резьбой для крепления контактора на рейке.

        В исходном положении контакты контактора замкнуты. В момент, когда кулачковая шайба вала блокировки своей рабочей поверхностью находит на ролик, рычаг под действием усилия шайбы преодолевает усилие включающей пружины и начинает поворачиваться относительно оси 12 по часовой стрелке до соприкосновения своим упором с держателем подвижного контакта.         Происходит выбор провала контакта, а при последующем вращении рычага контакты размыкаются и расходятся, образуя раствор контактов. При сходе кулачковой шайбы с ролика рычаг под действием включающей пружины поворачивается в обратном направлении, вызывая соприкосновение контактов, а затем их притирание и полное замыкание.

Рис. 86. Контактор цепей управления КЭ-20

Рис. 87. Кинематическая схема главного контроллера: '

1 - редуктор; 2 - вал червячного колеса; 3 - диск указателя фиксации; 4 - вал блокировки привода; 5 - первьііі мальтийский крест; 6 - шестерня-поводок; 7 - второй мальтийский крест; « - вал контакторов с дугогашением; 9 - вал контакторов переключения ступеней; 10 - вал контакторов переключения обмоток; 11 - концевой упор; 12 - промежуточный редуктор; 13 - сельсин-датчик; 14 - вал главной блокировки; 15 - диск указателя позиций; 16 - предохранительная муфта; 17 - приводной двигатель; 18 - вал ручного привода

        Кинематическая схема главного контроллера показана на рис. 87. Вращение от приводного двигателя 17 через предохранительную муфту 16 передается червяку. При этом двигатель, установленный на редукторе 1, вращает шестерню муфты через промежуточное зубчатое колесо, которое расположено на валу 18 ручного привода. От вала червячного колеса 2 вращение передается по двум направлениям:

через механизм первого шести пазового мальтийского креста 5 с дзухцевочным поводком 6 и понижающую зубчатую передачу на вал 8 контакторов с дугогашением;

через понижающую зубчатую передачу, механизм второго шести-пазового креста 7 с одноцевочным поводком и понижающую зубчатую передачу на кулачковые валы 9 и 10 редуктора 12.

        Передача вращения от вала 9 к валу 10 осуществляется через промежуточный открытый редуктор, расположенный на средней раме н состоящий из двух пар зубчатых колес.

        Кулачковыми шайбами вала 8 размыкаются контакторы с дугогашением, шайбами вала 9 - контакторы переключения ступеней и шайбами вала 10 - контакторы переключения обмоток трансформатора.

        На позиции мальтийские кресты находятся в фиксированном положении 1 (рис. 88). Переход с одной позиции на другую совершается за 1,5 оборота (540°) червячного колеса и может быть условно разделен на три такта: первый такт- поворот червячного колеса на 180°, первого креста 5 (см. рис. 87) -- на 60°, вала 8 - на 30" и одноцевочно-го поводка - на 120° (положение 1/); второй такт - то же, что и пер-вый, дополнительно при этом происходит поворот креста 7 на 60° ивала 9 -на 18э (положение 1//); третий такт аналогичен первому (положение IV).

        Кинематическая схема и диаграммы коммутационных положений (рис. 89. й 90) выполнены так, что при первом такте вал 8 (см.. рис. 87), поворачиваясь На 30°, размыкает один из дугогасительных контакторов; при втором такте валы 9 и 10 поворачиваются на 18 и 9Э соответственно и происходит переключение ступеней или обмоток трансформатора; в третьем такте эти валы неподвижны, а на валу 8 происходит замыкание контактора с дугогашением, разомкнутого в первом такте. Описанные операции соответствуют переходу с одной позиции на другую и одинаковы для всех переходов.

        Для ограничения угла поворота валов служит механический упор 11, который позволяет валу 9 поворачиваться на 684°, а валам 10 и 14 - на 342°. Вал дугогасительных контакторов упора не имеет.

        От вала 2 червячного колеса через наружную зубчатую передачу передается вращение валу 4 блокировки привода. Вал главной блокировки приводится во вращение от вала 9. С ним связан зубчатой передачей сельсин-датчик 13 указателя позиций, предназначенный для передачи положений главного контроллера в кабину машиниста. На валу главной блокировки установлен указатель позиций 15 в виде диска с номерами позиций. Он предназначен для контроля положения аппарата при ручном проворачивании от рукоятки 8 (см. рис. 83).

        Второй такой же указатель позиций для наблюдения за положением аппарата из коридора расположен на конце вала контакторов переключения обмоток со-стороны, противоположной приводу. На валу червячного колеса имеется диск указателя фиксации позиций 3 (См; рис. 87).

        Для повышения работоспособности в зимних условиях аппарат снабжен электрическим нагревателем смазки, установленным в расточку корпуса редуктора под червячным колесом.

        Устройство вала контакторов переключения обмоток (ПО) показано на рис. 91. Вал 7 представляет собой стальную трубу с приваренными фланцами, па которых сделаны проточки для установки вала в подшипники. На:трубе в пазу укреплены винтами шпонки 5.

Рис. 88 Положения мальтийских механизмов при переключении: 1 - механизм первого креста; 2 -механизм второго креста; а, б - цевки поводка

        Кулачковые Шайбы 7 изготовлены из прессмассы АГ-4 с Готовым рабочим профилем и десятью шпоночными пазами, расположенными равномерно через 36°. Каждая шайба сопрягается со шпонкой вала определенным пазом. Для усиления крепления в два паза шайбы, противоположные шпонке, установлены клинья 10.

        Резиновые кольца 6 служат для повышения поверхностной прочности изоляции и Защищают боковые поверхности шайб от загрязнения.

        Весь комплект кулачковых шайб, регулировочные шайбы и дистанционная шайба 4 с одной стороны упираются во фланец вала, а с другой стороны стягиваются при помощи гайки 9. Фиксация гайки от отворачивания производится шайбой 8, внутренний ус которой входит в паз крайней кулачковой шайбы, а наружная кромка отгибается на грань гайки.

        Для настройки в соответствии с диаграммой коммутационных положений шестерня 3 связана с валом эксцентриком 2.

        Устройство вала контакторов переключения ступеней (ПС) и вала дугогасительных контакторов показано на рис 92. Вал дугогасительных контакторов опирается на подшипники 12, расположенные' на продолжении вала 2 контакторов ПС, и вращается независимо от него. На трубчатом валу 11 смонтированы шестерни 7, кулачковые шайбы 8, шпонка 10, резиновое кольцо 9 и гайка 13.

Рис. 92. Валдугогасительных контакторов и контакторов переключения ступеней

        Вал для контакторов ПС состоит непосредственно из вала 2, кулачковой шайбы 5, стопорной шайбы 14 и шестерни 15.

        Для настройки в соответствии с диаграммой коммутационных положений шестерня 4, сидящая свободно на хвостовике сектора, связана с валом 2 через регулировочный сектор 5, закрепленный на валу штифтом 3 и болтами 1.Между сектором регулировочным 5 и шестерней 7 установлена прокладка 6.