Электромагнитные гидрораспределители

Гидрораспределители служат для управления потоком рабочей жидкости между участками и агрегатами гидросистемы. При помощи гидрораспределителей производится включение рабочего и холостого хода, реверсирование, фиксирование гидродвигателей в заданном положении.

По типу подвижного элемента распределители подразделяются на золотниковые, клапанные и крановые. В железнодорожно-строительных машинах в основном применяются золотниковые распределители.

По числу подсоединенных каналов различают двух-, трех- и многоходовые распределительные устройства.

Двухходовые (напор, рабочий отвод) служат для подачи или перекрытия потока жидкости; трехходовые (напор, рабочий отвод, слив) – для управления гидродвигателем одностороннего действия; четырехходовые (напор, два рабочих отвода, слив) – для управления реверсивными гидродвигателями.

По числу рабочих позиций (фиксированных положений) распределители подразделяются на двухпозиционные (одно рабочее, одно нейтральное), трехпозиционные (два рабочих, одно нейтральное), четырехпозиционные (два рабочих, одно нейтральное, одно плавающее). Золотник распределителя может иметь и большее количество позиций.

По способу управления различают распределители с ручным управлением и дистанционным (электрическим, гидравлическим, пневматическим, смешанным). Наиболее распространенными в гидросистемах ССПС являются распределители с электрическим и электрогидравлическим (смешанным) управлением.

Гидрораспределители с электрическим управлением применяются при небольших расходах рабочей жидкости, когда не требуется больших усилий для перемещения золотника. При расходах рабочей жидкости свыше 40 л/мин применяются гидрораспределители с электрогидравлическим (смешанным) управлением. Их применение в этих случаях обусловлено тем, что требуется большое усилие для перемещения и удержания золотника в определенном положении. Поэтому основной золотник перемещается и удерживается рабочей жидкостью, поступающей через вспомогательный золотник с электроуправлением.

-43-

Электромагнитный гидрораспределитель состоит из двух электромагнитов 3, корпуса электромагнитного золотника 1, корпуса гидравлического золотника 7, двух золотников 6, 8, возвратных пружин 5, 9 и регулировочного винта 10. В корпусе 7 гидравлического золотника выполнены каналы, которые подключаются: (А) и (В) к гидравлическому цилиндру, (Р) к напорной гидравлической магистрали, (Т ) к сливной магистрали.

Электромагнитный подъемник – главный рабочий орган электробалластера. Он предназначен для подъема, сдвига и перекоса рельсо-шпальной решетки и удержания ее в поднятом положении во время движения машины. Для захвата рельсов он снабжен четырьмя электромагнитами, по два на каждую рельсовую нить. Грузоподъемность каждого электромагнита 75 кН. Электромагниты подвешены к траверсе посредством серьги и валика. Такая подвеска дает возможность каждому электромагниту поворачиваться в вертикальной и горизонтальной плоскостях вокруг горизонтальной и вертикальной осей валика и серьги. Траверса также шарнирно подвешена к поперечной балке при помощи валика и вилки. Шарнирная подвеска магнитов и траверсы позволяет электромагнитам самоустанавливаться по изогнутым поверхностям поднятых рельсовых нитей и вписываться в кривые участки пути. Электромагнит состоит из стального литого корпуса-ярма, на сердечники которого установлено пять катушек. К сердечникам ярма привинчены полюсные решетки. При подъемке пути электромагниты, удерживая поднятые рельсовые нити, катятся по ним на роликах (по два на каждый электромагнит). Ролик магнита предохраняет полюсные решетки от износа и облегчает передвижение электробалластера. Зазор между полюсными решетками и головкой рельса должен быть не более 1 мм. Величина зазора регулируется роликом, для чего его ось опирается на корпус магнита через эксцентриковые втулки (эксцентриситет составляет 3 мм), закрепленные на оси при помощи шпонок.

Все катушки электромагнита соединены последовательно и подключены к источнику постоянного тока напряжением 220В. Ток, проходящий по катушкам электромагнита создает электромагнитное поле, при помощи которого обеспечивается притягивание рельсовых нитей путевой решетки к полюсам сердечника магнита. Подъемная сила ЭМП зависит от магнитного потока, площади соприкосновения полюсов магнита.

При отключении ЭМП на его катушке возникает кратковременное перенапряжение. Это явление связано с тем, что отключение источника питания влечет за собой резкое уменьшение магнитного потока. При этом в катушке магнита, которая находится в магнитном поле, наводится э.д.с. самоиндукции. Направление э.д.с. самоиндукции таково, что она противодействует изменению тока в катушке. Ее значение тем больше, чем больше индуктивность электромагнита и скорость изменения тока.

Следовательно, чем быстрее уменьшается ток при отключении, тем выше перенапряжение на катушке.

-44-

Оно в 15-18 раз превышает номинальное напряжение питающей сети. В результате таких высоких напряжений катушка может быстро выйти из строя. Чтобы избежать этого, параллельно катушкам подключают разрядный резистор, который ограничивает перенапряжение. Разрядное сопротивление обычно выбирается в 6-8 раз больше сопротивления обмотки ЭМП. В этом случае перенапряжение на обмотке снижается до 400-600В.

Питание ЭМП

Большинство машин, снабженных ЭМП, питаются от источников переменного тока. В связи с этим для питания ЭМП необходимо использовать двигатель-генераторную установку или статический выпрямитель.

Двигатель-генераторная установка обычно состоит из генератора постоянного тока параллельного возбуждения, асинхронного короткозамкнутого электродвигателя трехфазного переменного тока, регулятора возбуждения генератора, магнитного пускателя или пакетного выключателя для пуска асинхронного электродвигателя.

В последнее время двигатель-генераторная установка вытесняется более надежными в эксплуатации и экономичными статическими выпрямителями. Трехфазный статический выпрямитель, на машинах ЭЛБ, ВПО-3000. В каждую фазу включены по два вентиля Д1-Д2, Д3-Д4, Д5-Д6, при чем катоды вентилей Д2, Д4, Д6 электрически связаны между собой и общий вывод их выполняет функцию положительного полюса для внешней цепи. Анода Д1, Д3, Д5 присоединены к сети переменного трехфазного тока. Отрицательным полюсом для внешней цепи является нулевой провод «0». Вентили каждой фазы (Д1-Д2, Д3-Д4, Д5-Д6) на индуктивную нагрузку работают поочередно. В результате перекрытия фаз переход проводимости от одной группы вентилей к другой происходит не при нулевом, а при сравнительно небольшом значении тока. Через каждый вентиль ток течет в течение 1/3 периода.

-45-

Ток в ЭМП все время имеет одно и то же направление, пульсируя в течение одного периода переменного напряжения питающей сети три раза, что является признаком трехфазного режима выпрямления.

Для равномерного распределения обратного напряжения на последовательно включенных вентилях параллельно им подключены резисторы R4-R9. Сопротивления, включенные на входе в каждую фазу выпрямителя R1-R3 снижают напряжение на выходе выпрямителя при включенных ЭМП до 220-230В.

Цепочки R10 C1, R11 C2, R12 C3, R13 C4, R14 C5 и R15 C6, обеспечивают равномерное распределение обратного напряжения на вентилях в переходных процессах работы выпрямителя.

Управление ЭМП

Для управления ЭМП используют магнитный контроллер. Магнитный контроллер состоит из двух частей. Нижняя часть представляет собой пылезащищенный шкаф, в котором на изоляционной панели расположены аппаратура управления и защиты. В верхней части размещен разрядный резистор, смонтированный на крышке шкафа и закрытый съемным брызгозащищенным металлическим кожухом. В качестве выключателя ВУ может быть использован выключатель ВУ-220-Е, командоконтроллер ВУ-501 или пакетный выключатель ПВ-10.

При включении выключателя (ВУ) протекает ток с плюса источника напряжения, через предохранители (1П, 2П), замкнувшиеся контакты (ВУ) на катушку контактора включения (В), предохранитель (1П) на минус источника напряжения. Контактор (В) замыкает свои силовые контакты. Ток с плюса источник проходит через предохранитель (1П), замкнувшиеся контакты (В) обмотка ЭМП, замкнувшийся контакт (В), предохранитель (1П) на минус источника напряжения. ЭМП притягивает рельсовые нити рельсо-шпальной решетки.

При выключении выключателя (ВУ), контактор (В) отключается. В витках обмотки ЭМП возникает э.д.с самоиндукции, которая проходит через разрядный резистор (Р2-Р3, Р4-Р1). В точках 6 и 7 создается разность потенциалов 150-200В, контактор (Н) включается, замыкаются его контакты.

Ток с плюса источника напряжения проходит через предохранитель (1П), замкнувшийся контакт (Н), разрядный резистор (Р2-Р3), обмотка ЭМП, разрядный резистор (Р1-Р4), замкнувшийся контакт (Н), предохранитель (1П) на минус источника напряжения. Протекающий в обратном направлении ток в ЭМП производит его размагничивание и снижает э.д.с. самоиндукции. Разность потенциалов в точках 6 и 7 снижается, как только она снизится до 10-15В контактор (Н) выключится, его контакты разомкнуться и обесточат обмотку ЭМП. Блокировочный контакт (В) включенный в цепь катушки контактора (Н) предотвращает одновременную работу контакторов (В и Н) при включении ЭМП.