Система УСТА на тепловозах ЧМЭЗ

Система УСТА на тепловозах ЧМЭЗ
Микропроцессорная система на тепловозах ЧМЭЗ, модернизированных по проекту 27.Т.
149.00.00.000, конструктивно состоит из следующих основных узлов: блока регулирования
УСТА;
- двух измерительных преобразователей ПН1 (ЭП2716) для измерения напряжения тягового
генератора и тока якорей третьей группы тяговых двигателей;
- программного обеспечения, установленного в блоке регулирования.
Блок регулирования и преобразователи ПН1 (ЭП2716) размещены в аппаратной камере.
Принципиальная схема подключения системы УСТА к электрической схеме тепловоза ЧМЭЗ в
упрощенном виде представлена на рис. 2. Блок регулирования получает питание от
аккумуляторной батареи через замыкающие контакты реле РУ4. Напряжение питания подается на
внешний разъем ХР1 через контакты АО (-115 В) и СО (+115 В).
Блок регулирования системы УСТА вырабатывает напряжение для питания преобразователей
ПН1 (ЭП2716), которое выведено на внешний разъем ХР1 данного блока — контакты В6 (+15 В) и
В7 (-15 В). Чтобы определить режим работы тепловоза, в блок поступают дискретные сигналы:
признака включения контактора возбуждения KB; с контроллера машиниста КМ2-7, КМЗ, КМ4 и
КМ5; с тумблеров отключателей моторов ОМ1 — ОМЗ; признака включения реле боксования РБ.
Дискретные сигналы подключены к контактам A3 — А5, В1, В2, С1, СЗ внешнего разъема ХР1
блока регулирования. Сигналы напряжения тягового генератора и тока третьей группы ТЭД
поступают на входы преобразователей ПН1 (ЭП2716), которые гальванически развязывают и
преобразуют входное напряжение в пропорциональный стандартный токовый сигнал.
Пропорциональные токовые сигналы с выходов ПН1 (ЭП2716) подаются на контакты разъема XS1
— АЗ,А4(ДТ1), ВЗ, В4 (ДН1).
Блок регулирования УСТА управляет включением контакторов ослабления возбуждения тяговых
двигателей КШ1 — КШ6. Управление электрическими аппаратами осуществляется с помощью
тран-зисторных ключей подачей напряжения +115 В от бортовой сети тепловоза. Все каналы по
цепям управления и внутренним цепям блока регулирования гальванически развязаны друг от
друга.
Регулирование напряжения тягового генератора обеспечивается изменением тока независимой
обмотки возбуждения возбудителя силовыми транзисторными ключами ШИМ1 или ШИМ2 блока
регули-рования. Канал регулирования гальванически развязан по цепям управления и от
внутренних цепей блока. Плюсовой вывод независимой обмотки возбуждения возбудителя
подключен через замыкающий контакт КВ2 и замкнутые контакты аварийного переключателя
ПША к внешнему разъему ХР2 на контакты ВЗ, В4, В7 и С7 или на контакты В1, В2 и В6, Сб.
Таким образом, обмотка возбуждения возбудителя стоит в цепи истока силового ключа ШИМ1
или ШИМ2. Стоки этих ключей (контакты С1 — С4, А4 — А7 внешнего разъема ХР2)
подключаются при сборке тяговой схемы на плюсовую шину бортовой сети тепловоза. К разъему
ХР2 на контакты А1, А2 и В5, С5 подключены резисторы R303 и R302, образующие с диодами на
платах ШИМ защитные RD-цепочки транзисторных ключей ШИМ1 и ШИМ2 соответственно. Для
согласования задания мощности тягового генератора с параметрами дизеля в блок регулирования
1
УСТА введен сигнал о частоте вращения коленчатого вала дизеля (внешний разъем ХР1, контакты
А9, С9).
Защиту от боксования колесных пар система УСТА осуществляет по признаку включения реле
боксования РБ. В случае замыкания контакта РБ сигнал +115 В подается на дискретный вход
блока регулирования ХР1 — контакт СЗ (провод 305). Система с темпом от 1 до 10 В/с, в
зависимости от длительности включенного состояния РБ, снижает напряжение тягового
генератора до исчезновения признака РБ (прекращения боксования), после чего плавно
восстанавливает его до уровня заданной мощности.
При отключении любой из групп тяговых двигателей разрывается цепь питания дискретного входа
признака отключателей ОМ1 — ОМЗ. Система УСТА ограничивает задание мощности тягового
генератора на 6 — 8-й позициях уровнем мощности 5-й позиции контроллера машиниста.
Тепловозные характеристики. Задание мощности тягового генератора рассчитывается и
поддерживается системой УСТА в соответствии с фактической частотой вращения коленчатого
вала дизеля или в соответствии с позицией контроллера машиниста (при отсутствии сигнала с
датчика частоты вращения). Темп набора мощности программно ограничен величиной 40 кВт/с.
В табл. 2 и 3 приведены тепловозные характеристики, реализуемые системой УСТА на тепловозах
ЧМЭЗ с дизелем K6S310DR и дизелем 8ЧН26/26 (дизель-генератор 4-36ДГ) соответственно. В
таблицах, кроме того, приведены значения ограничения напряжения тягового генератора и тока
якорей тяговых двигателей, а также параметры включения/отключения контакторов КШ1 — КШ6
Методы проверки исправности системы УСТА и электрической схемы тепловоза. За десять лет
внедрения и эксплуатации системы УСТА на различных типах локомотивов опробованы и
применяются различные методы проверки ее работоспособности, а также электрической схемы
тепловоза ЧМЭЗ.
Первичную проверку при приемке тепловоза локомотивной бригадой и проведении ТО-2 без
применения
дополнительных
контрольных
устройств
выполняют
в
следующей
последовательности: О запускают дизель. По загоранию светодиода-индикатора на плате питания
убеждаются, что блок регулирования получил питание, а по миганию 1 раз в секунду нижнего
светодиода на плате АЦП блока УСТА-4 или «Работа» на плате процессора УСТА-5, что
управляющая программа инициализировалась (заработала);
в включают тумблеры ОМ1 — ОМЗ, а затем АЛСН. Затормаживают тепловоз и набирают 1-ю
позицию КМ. По значению тока на килоамперметре убеждаются, что обеспечивается ограничение
тока тягового генератора на 1-й позиции КМ. Контроллер машиниста переводят на нулевую
позицию. Таким образом проверяют исправность канала измерения тока;
в отключают тумблеры ОМ1 — ОМЗ и включают АЛСН. Устанавливают контроллер машиниста
на 1-ю позицию и после включения контактора KB быстро набирают 4-ю позицию КМ. Через
5 — 6 с, когда напряжение тягового генератора достигает величины U0TC 4-й позиции,
фиксируют срабатывание контакторов КШ1, КШЗ и КШ5. Затем через 10 — 15 с (программной
задержки от звонковой работы) фиксируют включение контакторов КШ2, КШ4 и КШ6. Переводят
контроллер машиниста на позицию ниже 2-й и фиксируют одновременное отключение
контакторов КШ1 — КШ6. Таким образом контролируют исправность каналов измерения
напряжения и управления КШ.
а% большинстве депо, в которых эксплуатируют тепловозы В с системой УСТА, имеются
переносные отладочные пульты 27.Т. 111.00.00.000 и стационарные комплекты проверочной
2
аппаратуры (КПА). Переносной пульт подключают к блоку регулирования УСТА. Он не требует
дополнительного питания, позволяет контролировать исправность всех узлов системы УСТА и
схемы подключения. Может применяться при обслуживании ТО-2 и реостатных испытаниях, а
также в поездной работе.
Стационарный комплект КПА используют для углубленного диагностирования блока
регулирования УСТА, демонтированного с тепловоза. Опыт показывает, что отказы чаще
происходят в системах дизеля и электрической схеме, чем в системе УСТА. Поэтому случаются
неоправданные отключения системы, перевод локомотива на аварийный режим возбуждения и
даже его вывод из эксплуатации.
Типовые неисправности тепловоза ЧМЭЗ с системой УСТА, их причины и методы устранения.
Перечень приведен в табл. 4. Принятые сокращения, условные обозначения, термины
соответствуют принципиальной электрической схеме 27.Т.149.00.00.000ЭЗ тепловоза ЧМЭЗ. При
выходе из строя системы УСТА на аварийную схему переходят в следующей последовательности:



контроллер машиниста устанавливают на нулевую позицию;
выключают тумблер на модуле БП блока УСТА;
переводят аварийный переключатель ПША в положение «Аварийное».
В этой статье не приводятся неисправности дизеля, топливной, масляной, водяной систем
тепловоза. Они указаны в документации на дизель-генератор, а также в Инструкции по
техническому обслуживанию и ремонту тепловоза. Поиск неисправностей в электрической схеме
тепловоза и блоке регулирования системы УСТА можно, кроме того, выполнять, используя
персональный компьютер с соответствующей программой.
Тепловозные характеристики, реализуемые системой УСТА на тепловозах ЧМЭЗ с дизелем K6S310DR
Частота вращения
Мощность генератора
Мощность генератора
Напряжение вкл./выкл.
Ограничение
коленчатого вала
при табличном задании
от частоты вращения контакторов КШ1 — КШ6, напряжения тягового
пкм
дизеля, об/мин
от позиции КМ Рген, кВт
вала дизеля Роб, кВт
Ur on/Ur vn, B
генератора Uотс, В
0
350
0
0
1
2
3
4
5
6
7
380
420
460
510
560
660
750
45
45
105
184
265
366
466
668
850
105
184
265
366
466
668
850
/125
/175
287/205
341/244
397/284
451/322
507/362
100
220
200
280
328
390
454
516
580
700
860
900
940
980
Тепловозные характеристики, реализуемые системой УСТА на тепловозе ЧМЭЗ с дизелем 8ЧН26/26 (дизель-генератором 4-36ДГ)
Частота вращения
Мощность генератора
Мощность генератора
Напряжение вкл./выкл.
Ограничение
коленчатого вала
при задании от позиции
от частоты вращения контакторов КШ1 — КШ6, напряжения тягового
ПКМ
дизеля, об/мин
КМ Ргв„, кВт
вала дизеля Роб, кВт
генератора Uотс, В
Ur on/Ur vn, B
0
350
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
364
429
493
557
622
686
750
74
112
125
170
254
363
495
650
850
122
203
345
465
605
740
845
/125
/175
287/205
341/244
397/284
451/322
507/362
Ограничение
тока тягового
двигателя l0TC, А
Ограничение
тока тягового
двигателя Iотс, А
100
220
200
280
328
390
454
516
580
700
860
900
940
980
3
Рис. 2. Схема подключения системы УСТА к электрическим цепям тепловоза ЧМЭЗ с дизелем K6S310DR по проекту
модернизации 276.Т. 149.00.00. ООО
4