Комплект электрооборудования асинхронного тягового привода.

В состав КАТП входят:

- оборудование, размещённое в КТИ, за исключением оборудования 3-го и 4-го отсеков;

- четыре асинхронных тяговых электродвигателя;

- тормозной резистор (фото 27);

- дроссель сетевого фильтра (фото 28).

1. Оборудование контейнера тягового инвертора. Предназначено для преобразования напряжения постоянного тока из контактной сети в трёхфазное напряжение переменного тока для работы тяговых электродвигателей и электродвигателей вентиляторов тормозного резистора и модуля силового инвертора, для защиты силовой цепи и оборудования от перегрузок, токов коротких замыканий и повышенного напряжения в КС.

2. Асинхронные тяговые электродвигатели. Предназначены для преобразования электрической энергии в механическую энергию, для создания на валу ротора вращающего момента, а также для преобразования механической энергии в электрическую энергию, для создания на валу ротора тормозного момента.

Устройство электродвигателя(смотри рисунок). Электродвигатель состоит из двух основных частей: неподвижной части статора и вращающейся - ротора, разделённые друг от друга воздушным зазором.

Статор состоит из литой стальной станины (1), внутри которой крепится сердечник (2), набранный из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для уменьшения вредного действия вихревых токов, возникающих в стали сердечника. Листы имеют пазы, в которые уложены проводники обмотки (3). Элементами обмотки являются секции, объединяющиеся в катушки. Катушки разбиты на три группы. В группе катушки соединяются, образуя фазу обмотки. Фазы обмоток соединяются друг с другом по схеме "звезда". Сопротивление изоляции обмотки относительно корпуса должно быть не менее 10 МОм. Сердечник установлен в станине.

Ротор состоит из сердечника (5), набранного из листов электротехнической стали, короткозамкнутой обмотки и стального вала (22). Проводниками обмотки ротора служат медные или алюминиевые стержни (4), замкнутые с торцов накоротко двумя кольцами (7). Кольца и стержни припаиваются друг к другу.

Вал вращается в однорядных подшипниках качения. Передний подшипник роликовый (13), задний - шариковый (14). На наружной обойме подшипников имеется токоизолирующее покрытие, исключающее электрическую связь вала со статором.

На вал ротора устанавливаются: со стороны роликового подшипника вентилятор (10), а со стороны шарикового - зубчатое колесо (21), предназначенное для импульсного датчика частоты вращения, который устанавливается в корпус (20).

Подшипники находятся в литых стальных щитах (8 и 9), которые винтами крепятся к статору, щиты закрываются крышками (15 и 16).

Для прохождения охлаждающего воздуха в станине и подшипниковых щитах имеются окна (11), закрытые металлической сеткой (12). На станине имеется коробка выводов (17) с тремя отверстиями для вывода питающих проводов.

Принцип работы электродвигателя. Проходящий по проводникам обмотки статора трёхфазный переменный ток создаёт вокруг проводников вращающееся магнитное поле. Силовые линии магнитного поля пересекают проводники обмотки ротора и в них наводится ЭДС индукции. В результате в обмотках ротора возникает индукционный ток, создающий магнитное поле ротора. Силовые линии этого поля пересекают проводники обмотки статора. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к возникновению электромагнитной силы, под действием которой, на валу ротора создаётся вращающий момент, направленный в сторону вращения поля статора.

Скорость вращения ротора всегда отстаёт от скорости поля статора. Разность скоростей называется скольжением и выражается в процентах. Номинальное скольжение, не менее 1.5%.

Чтобы изменить направление вращения ротора необходимо изменить направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора. А для этого надо изменить чередование фаз трёхфазного тока.

3. Тормозной резистор. Крепится к раме кузова вагона с помощью 6 болтов и 12 гаек М12 в первой секции. Предназначен для преобразования электрической энергии, вырабатываемой тяговыми электродвигателями в режиме реостатного торможения, в тепловую энергию, с её последующим охлаждением и рассеиванием.

Фото 27. Тормозной резистор.

4. Дроссель сетевого фильтра. Подвешен к раме кузова вагона с помощью 8 болтов и 16 гаек М16 во второй секции перед третьей тележкой.

Работая совместно с конденсаторами сетевого фильтра дроссель представляет ёмкостно-индуктивный LC-фильтр, который защищает тяговое оборудование от скачков напряжения в КС, а также защищает контактную сеть в режиме рекуперативного торможения от перенапряжений, возникающих при коммутации аппаратуры тягового привода.

Фото 28. Дроссель сетевого фильтра.
Тема №3 "Составные части вагонов"

1. Аппаратный отсек (фото 29, 30). В аппаратном отсеке размещены: WI-FI адаптер, АНСУ, БУСМ, блок видеокамеры, вентиляторы, панель диодов, ИСТ и ДПС АСОТП "Игла", БКЦУ, БСТ (начиная с десятого состава 4-й модификации, на вагонах 81-740.4 данный блок отсутствует), датчик СОС (также устанавливается только на вагонах 4-й модификации), панель с ЦБКИ АСОТП "Игла" и блоком управления кондиционером кабины, шкаф, БП радиостанции "Motorola", ПВЗ, панель с разъёмами и амперметром, ПЦБК и ЛБК АСОТП "Игла", блок контактора датчика обогрева стекла, БСН и стойка.

Фото 29. Оборудование аппаратного отсека. Потолочная зона:

1 - WI-FI адаптер; 2 - антенно-согласующее устройство; 3 - блок управления связью; 4 - панель диодов; 5 - исполнительное средство тушения; 6 - датчик пожарной сигнализации.

Фото 30. Оборудование аппаратного отсека:

1 - БКЦУ; 2 - панель с ЦБКИ и блоком управления кондиционером кабины; 3 - шкаф;

4 - блок питания радиостанции "Motorola"; 5 - ПВЗ; 6 - панель амперметра и разъёмов; 7 - ЛБК; 8 - блок контактора датчика обогрева стекла; 9 - БСН; 10 - стойка.

В шкафу размещены автоматические выключатели ППЗ, выключатели ПМВ, выключатель батареи, выключатель дешифратора, выключатель "БЛОКИРОВКА НЕИСПРАВНЫХ БАРСОВ", ТВУ, панель резисторов, МОАК (вагоны 4-й модификации). Шкаф защищён системой АСОТП "Игла".

На боковой стенке шкафа расположены выключатель "БЛОКИРОВКА ОАК" (вагоны 81-740.4) и панели разъёмов.

Фото 31. Шкаф аппаратного отсека.
Фото 32. Пульт машиниста вспомогательный:

1 - выключатель; 2 - выключатель батареи; 3 - выключатель "БЛОКИРОВКА НЕИСПРАВНЫХ БАРСОВ"; 4 - панель с резисторами; 5 - тонально вызывное устройство.

Фото 33. Модуль определения активной кабины.

Фото 34. Стойка аппаратного отсека:

1 - блок головной связи (инвертор кондиционера кабины); 2, 3 - блоки питания фар;

4 - блок питания видеонаблюдения; 5 - автоматический гребнесмазыватель;

6 - регистратор параметров движения; 7 - блок тормоза безопасности; 8 - блок инжектора радиомодема; 9 - измеритель скорости головной; 10, 11 - субблоки АРС;

12 - переходное устройство БАРС; 13 - переходное устройство БУП; 14 - блок управления поездом; 15 - блок регистрации видео.

2. Шкафы поста управления. Предназначены для размещения оборудования.

Фото 35. Пост управления промежуточным вагоном.

В левом шкафу размещаются: ПВЗ, панель приборов и разъёмов, выключатель батареи, пневмоцилиндр блокировки торцевой двери, ПЦБК, ЛБК. Шкаф защищён системой АСОТП "Игла".

В правом шкафу расположены: МПУ, панель вольтметра, кран управления и реле давления крана машиниста, разобщительные краны напорной и тормозной магистралей, педаль сигнала, типа "тайфун".

Панель вагонной защиты. Предназначена для размещения на ней органов управления в виде 33 или 28 (на вагонах 4-й модификации) автоматических выключателей типа ВА21-29 расположенных в три ряда по одиннадцать выключателей в каждом (на вагонах 81-740.4/741.4 в третьем ряду устанавливаются 6 выключателей). Выключатели предназначены для подачи/снятии электропитания, а также для защиты от перегрузок и токов коротких замыканий следующих электрических цепей:

- SF2 - БУВ;

- SF4, 5 - БУТП по основной и резервной цепям;

- SF7 - ИПП;

- SF8 - БПЗ;

- SF11 - БВКА;

- SF12, 13, 14 - 537, 538, 539 и 540 провода;

- SF16 - БНТ;

- SF17 - БЭС;

- SF18 - осушитель;

- SF19, 20 - БМСО;

- SF21 - МПУ;

- SF28 - ЗК, БВ, ЛК, БУТП, ИПК, ПР, БПВ-ПТЕТ, датчик температуры МСИ;

- SF29 - В6;

- SF32, 33 - 549, 550 провода и других электроцепей.

На вагонах 81-740 панель крепится болтами к боковой стенке АППО, а на вагонах 81-741 - к стенке левого шкафа поста управления.

Панель состоит из корпуса, к которому винтами крепятся передняя крышка (маска) и задняя крышка. К задней крышке крепятся выключатели. К нижней стенке винтами крепится панель разъёмов. К разъёмам подведены жгуты проводов. Провода крепятся к контактам выключателей винтами. Также к контактам некоторых выключателей крепятся шины.

В корпусе панели также установлены 4 резистора типа ПЭВ (проволочные, эмалированные, водостойкие) и 8 диодов.

Фото 36. Панель вагонной защиты.
Тема №4 "Контейнер тягового инвертора"

Контейнер тягового инвертора входит в состав комплекта электрооборудования асинхронного тягового привода. Контейнер подвешен к раме кузова вагона 12 болтами и 24 гайками М16 за первой тележкой и предназначен для размещения в нём силового оборудования и аппаратов управления.

КТИ состоит из корпуса, представляющего собой металлическую сварную конструкцию, состоящую из нескольких секций. Секции разделены на 10 отсеков (пять отсеков с левой стороны вагона, четыре - с правой и один - центральный). Отсеки закрыты крышками, которые крепятся болтами М8.

Фото 37. Левая сторона контейнера тягового инвертора.

Фото 38. Правая сторона контейнера тягового инвертора.

1-й отсек - отсек контакторов. В нём размещены линейный и зарядный контакторы, а также блок предохранителя с расположенным в нём трубчатым предохранителем типа ПП29, на 31.5 ампер, который защищает цепи блока питания вентиляторов от бросков тока в КС.

Фото 39. Отсек контакторов:

1 - линейный контактор; 2 - зарядный контактор; 3 - блок предохранителя.

С наружной стороны отсека размещены четыре зарядных резистора. Величина каждого резистора 56 Ом. Номинальное сопротивление всех резисторов - 14 Ом. Резисторы закреплены в двух алюминиевых кронштейнах. Кронштейны имеют две клеммы к которым подводятся провода со стороны 1-го отсека. Кронштейны закреплены на электроизоляционной стеклотекстолитовой панели. Панель болтами крепится к стенке корпуса. Резисторы закрываются защитным кожухом, имеющим отверстия для естественного охлаждения резисторов. Кожух крепится к стенке корпуса болтами.

Фото 40. Панель с зарядными резисторами.

2-й отсек - отсек дифференциальной защиты. В нём размещены два датчика тока.

Фото 41. Отсек дифференциальной защиты.

3-й отсек - отсек вторичного электропитания. Содержит источник питания контейнера, который крепится болтами к кронштейнам нижней стенки корпуса и панель реле, которая закреплена болтами на задней стенке корпуса. ИПК имеет шпильку для заземляющего провода.

Фото 42. Отсек вторичного электропитания:

1 - источник питания контейнера; 2 - панель реле.

4-й отсек - отсек блока управления тяговым приводом. В нём размещёны БУТП и выключатель питания "24 вольт", расположенный на боковой стенке корпуса.

Фото 43. Отсек блока управления тяговым приводом.

Фото 44. Выключатель "24 вольт" отсека БУТП.

5-й отсек - отсек датчиков. В нём размещаются два датчика тока и два датчика напряжения. В отсеке также размещены шины для подсоединения силовых проводов питания тяговых электродвигателей.

Для доступа к шинам, датчикам и ввода проводов в боковых стенках корпуса имеются два люка, закрывающиеся крышками. Крышки крепятся болтами. Верхняя крышка имеет кабельные вводы. На нижней крышке нанесены предупредительный знак и надпись. Крышка отсека закреплена болтами.

Фото 45. Отсек датчиков:

1 - датчик тока; 2 - датчик напряжения; 3 - силовые шины.

Фото 46. Крышки для доступа к отсеку датчиков и для ввода силовых проводов тяговых электродвигателей.

6-й отсек - отсек модуля силового инвертора. В нём размещаются модуль силового инвертора и два конденсатора сетевого фильтра.

С наружной стороны отсека болтами крепится фланец выходного сопла кожуха вентилятора МСИ.

7-й отсек - отсек блока питания вентиляторов. В нём размещается БПВ-ПТЕТ. Радиатор блока одновременно служит крышкой отсека и крепится болтами. На радиаторе расположен болт для провода заземления.

Фото 47. Отсеки модуля силового инвертора и блока питания вентиляторов:

1 - модуль силового инвертора; 2 - конденсатор сетевого фильтра; 3 - БПВ-ПТЕТ.

Фото 48. Вентилятор модуля силового инвертора.

8-й отсек - отсек промежуточного дросселя. Содержит промежуточный дроссель и датчик напряжения. Датчик напряжения имеет болт заземления.

Фото 49. Отсек промежуточного дросселя:

1 - промежуточный дроссель; 2 - датчик напряжения; 3 - силовые шины.

9-й отсек - отсек выключателя быстродействующего. В нём расположен БВ. Выключатель заземлён.

С наружной стороны отсека размещены восемь разрядных резисторов. Величина каждого резистора 2.2 кОм. Номинальное сопротивление всех резисторов - 1100 Ом. Каждый резистор закреплён в металлокерамическом держателе. Держатели закреплены на электроизоляционной стеклотекстолитовой панели. Панель болтами крепится к стенке корпуса. Резисторы закрываются защитным кожухом, имеющим отверстия для естественного охлаждения резисторов. Кожух болтами крепится к стенке корпуса. Провода подводятся к клеммам резисторов со стороны 9-го отсека.

Фото 50. Отсек быстродействующего выключателя.

Фото 51. Панель с разрядными резисторами.

Между зарядными и разрядными резисторами в боковой стенке корпуса имеются люки, закрывающиеся крышками. Крышки закреплены болтами. На крышках расположены кабельные вводы для проводов питания дросселя сетевого фильтра, тормозного реостата, а также силового провода от БРУ.

Фото 52. Боковая стенка корпуса КТИ:

1 - сборка с зарядными резисторами; 2 - сборка с разрядными резисторами; 3 - ввод силового провода от блока БРУ; 4 - вводы силовых проводов от тормозного реостата и дросселя сетевого фильтра.

10-й отсек - центральный отсек. В нём расположен варистор. На кронштейнах через изоляторы закреплены силовые шины, к которым подводятся наконечники силовых проводов. Варистор имеет заземление.

Доступ в отсек обеспечивается через люк, расположенный в днище корпуса. Люк закрывается крышкой, которая крепится болтами.

Фото 53. Центральный отсек:

1 - варистор; 2 - изолятор; 3 - силовая шина; 4 - наконечник силового провода.

Тема №5 "Вспомогательное электрооборудование"

В состав комплекта вспомогательного оборудования входят: выключатель конечный ножной, ВБ, БКЦУ, УТ, СВ, БС, БСДТ, БРУ, ИПП (ДИП), БК, БВКА (ИПП-МК) и БОР.

1. Выключатель конечный ножной. Смотри тему №1 данной главы.

2. Выключатель батареи. На вагонах 81-740 устанавливается на корпусе ПМВ, а на вагонах 81-741 - в левом шкафу поста управления. В качестве ВБ применяются переключатели типа ПКП-25 или Апатор 4G.

Фото 54. Выключатель батареи типа ПКП-25.

Фото 55. Выключатель батареи типа АПАТОР 4G.

Выключатель предназначен для подачи напряжения 62 вольта с положительных электродов аккумуляторов на низковольтные потребители бортовой сети при отсутствии напряжения в КС.

3. Блок коммутации цепей управления. Крепится 4 винтами М6 к стенке АППО над панелью вагонной защиты. Предназначен для бесконтактного переключения цепей питания и управления низковольтных потребителей в зависимости от положения основного и резервного ПНД (КРО, КРР).

Фото 56. Блок коммутации цепей управления.

4. Токоотвод. Крепится с помощью 4 болтов М12 к упорной (крепительной) крышке букс 1, 3 и 5-й колёсной пары с правой стороны вагона и 2, 4 и 6-й - с левой. Предназначен для отвода тока в землю через ось колёсной пары.

Фото 57. Токоотвод типа УТ-02.

5. Соединительная муфта. На вагоне установлены четыре муфты, которые крепятся 4 болтами и 4 гайками М8 к кронштейнам, приваренным к раме кузова. 1-я муфта расположена с левой стороны над редуктором первой колёсной пары, 2-я - с правой стороны над редуктором второй колёсной пары, 3-я и 4-я - крепятся к раме второй тележки.

Предназначены для соединения силовых проводов, идущих от рельсовых токоприёмников, к силовой цепи вагона.

Фото 58. Вторая соединительная муфта.

Фото 59. Третья и четвёртая соединительные муфты.

6. Блок соединительный. На вагоне установлены три блока. Все блоки крепятся к раме кузова вагона с помощью 4 болтов и 8 гаек М10: БС1 - с правой стороны вагона над 2-й колёсной парой; БС-2 - с правой стороны перед 2-й тележкой; БС-3 - с левой стороны над 5-й колёсной парой.

Блоки предназначены для соединения цепей управления, вспомогательных цепей, цепей автоматики и радиооповещения вагона с устройствами токоотводов.

Фото 60. Блок соединительный.

7. Блок соединительный с датчиками тока. Подвешен к раме кузова вагона с помощью 4 болтов и 8 гаек М10 с левой стороны вагона за КТИ. Блок предназначен для соединения силовых проводов, идущих от рельсовых токоприёмников, и дальнейшей передачи напряжения КС в БРУ.

Фото 61. Блок соединительный с датчиком тока.

8. Блок распределительного устройства. Подвешен к кронштейнам, приваренным к раме кузова вагона, с помощью 4 болтов и 4 гаек М12 в первой секции с левой стороны за КТИ.

Оборудование блока предназначено для ручного включения/отключения силовой цепи вагона к/от контактной сети, заземления силовой цепи, а также для защиты от перегрузок и токов коротких замыканий в следующих электрических цепях:

- FU1, 500 ампер, - силовая цепь;

- FU2, 63 ампера, - высоковольтные вспомогательные цепи;

- FU3, 31.5 ампер, - цепи компрессорного агрегата;

- FU4, 20 ампер, - ИПП-6;

- FU5, 20 ампер, - ИПП-10 (ИПП-16);

- FU6, 20 ампер, - резерв;

- FU7, 8, 40 ампер каждый, - блок контакторов отопления системы СОВС и инверторы системы СКВО.

Фото 62. Блок распределительного устройства.

Фото 63. Расположение предохранителей в БРУ.

9. ИПП (ДИП). Смотри тему №2 Конспекта.

10. Блок контактора. Подвешен к раме кузова вагона с помощью 2 болтов и 4 гаек М10 рядом с ДИП, ИПП-6/10/16. Оборудование блока предназначено для подачи на источник напряжения контактной сети, а также для его защиты от скачков напряжения в ней.

Фото 64.Блок контактора.

11. Блок вспомогательной контакторной аппаратуры. Крепится к раме кузова вагона с помощью 4 болтов и 8 гаек М12 во второй секции с правой стороны перед аккумуляторным ящиком.

Оборудование блока предназначено для включения/отключения компрессорного агрегата, защиты компрессорного агрегата от перегрева, выведении информации о величине тока в цепи мотор компрессора в столбец "МК" подэкрана "ТОКИ НАПРЯЖЕНИЯ", а также для подачи напряжения БС в цепь аварийного инвертора системы СКВО.

Фото 65. Блок вспомогательной контакторной аппаратуры.

12. Блок ограничивающих резисторов. Крепится к раме кузова вагона 4 болтами и 8 гайками М12 во второй секции перед дросселем сетевого фильтра, между компрессорным агрегатом и аккумуляторным ящиком.

Предназначен для размещения в нём резисторов, ограничивающих величину тока в цепи компрессорного агрегата (16.8 Ом) и первичной цепи ИПП/ДИП (3.36 Ом).

Фото 66. Блок ограничивающих резисторов.