RU169941U1 - Электровоз переменного тока - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в тормозной системе и для привода электропневматических контакторов на электрическом подвижном составе при модернизации электровозов ВЛ80Т и ВЛ80Т. Технический результат - повышение надежности функционирования мотор-компрессора. Крутящий момент от вала асинронного электровигаеля 2 через эластичную тороидальную муфту 3 поступает на пневматичесий поршневой компрессор и сжатый воздух через гибкий трубопровод, выполненный из резиноподобного матриала с металлической оплеткой поступает в тормозную систему электровоза. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в тормозной системе и для привода электропневматических контакторов на электрическом подвижном составе (ЭПС) при модернизации электровозов ВЛ80Т и ВЛ80Т.

В отрасли железнодорожного транспорта способы модернизации оборудования известны, например способ модернизации сливного прибора железнодорожной цистерны для нефтепродуктов (патент Украины на полезную модель 52878, F16K 27/00, опубл. 10.09.2010) /1/, способ модернизации упора передней розетки хребтовой балки железнодорожного транспортного средства (патент Украины на полезную модель 67254, F28F 9/00, опубл. 10.02.2012)/2/, способ модернизации электропривода стрелочного (патент Российской Федерации на изобретение 2325296, B61L 5/06, опубл. 27.05.2008) /3/, способ модернизации колесно-моторных блоков магистральных и маневровых локомотивов с моторно-осевыми подшипниками скольжения с целью использования в них моторно-осевых подшипников качения. (RU 2545240 (13) С1, МПК: В61С 9/50 (2006.01), B60S 5/00 (2006.01), опубликовано 27.03.2015) /4/.

Однако эти способы и устройства не касаются модернизации блока мотор-компрессора электровозов ВЛ80Т и ВЛ80С.

Мотор-компрессоры характеризуют по номинальной подаче воздуха, давлением нагнетания, потребляемой мощностью, напряжению и роду (постоянный или переменный) тока питания, КПД, мощности а также типом двигателя. Электродвигатели мотор-компрессоров как правило двух типов:

- постоянного тока с последовательным возбуждением применяется на ЭПС постоянного, асинхронный переменного тока применяется на ЭПС переменного тока.

Значительное отличие у мотор-компрессоров, применяемых на локомотивах связано со спецификой их работы. Так на электровозе один-два компрессора должны снабжать воздухом систему со значительным объемом (ввиду высокой длины поезда), поэтому данные мотор-компрессоры характеризует высокая производительность и мощность. Например, на электровозе ЧС8 применены компрессоры K3-Lok2 производительностью 2,9 м³/мин и мощностью 25 кВт. Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к компрессору используются различные передаточные механизмы.

Известна конструкция блока мотор-компрессор с трехпоршневым компресором КТ-6Эл, который содержит закрепленные на жесткой раме компрессор, выход которого соединен с двумя втулочно-пальцевыми муфтами через понижающий редуктор с валом асинхронного электродвигателя. (Руководство «Электровоз ВЛ80» Руководство по эксплуатации. Коллектив авторов ВэлНИИ по руководством Н.М. Васько. Глава VII Пневматическое оборудование, п. 4 Компрессор КТ-6Эл, стр. 211-213. рис. 303, 305, стр. 280-281, Издательство «Транспорт» г. Москва 1982 г.) /5/, принимаемый за прототип настоящей полезной модели.

При установке на электровозе двух мотор-компрессоров крутящий момент от вала асинхронного электродвигателя через первую втулочно-пальцевую муфту передается на понижающий редуктор через вторую втулочно-пальцевую муфту передается на вал каждого компрессора, сжатый воздух от которого поступает на пневматическую систему электровоза.

Пульт управления расположен в кабине машиниста.

Электрическая схема питания электродвигателя содержит фазорасщепитель трехфазного напряжения, подключенный через электомагнитные контакторы включения/отключения и через тепловое реле защиты от перегрузок со статорными обмотками электродвигателя, причем две фазы подключены к конденсатору для облегчения запуска электродвигателя.

Электрическая схема обогрева вспомогательного оборудования и системы смазки компрессора содержит понижающий трансформатор на 50 В, первичная обмотка которого через предохранитель на 6 А подключена к фазам Φ1, Ф2 фазорасщепителя, а вторичная обмотка через выключатели к электронагревателям «Обогрев крана», «Обогрев контроллера», и «Электроплитка» соответственно.

Пневматический трубопровод выполнен в виде стальной трубы.

Однако известная конструкция мотор-компрессора имеет недостаточно высокую надежность и и требует больших трудозатрат при ремонте, что обусловлено использованием трехпоршневого компрессора и понижающего редуктора с двумя втулочно-пальцевыми муфтами. Во время запуска асинхронного двигателя создается начальный крутящий момент, который при передаче на редуктор создает повышенную нагрузку на втулочно-пальцевую муфту, что может привести к разрушению редуктора и втулочно-пальцевой муфты, что снижает надежность тормозной системы.

Кроме того, мотор-компрессор КТ-6Эл производства АО «Полтавский турбомеханический завод» (Украина) снят с производства и не имеет сертификата федерального бюджетного учреждения «регистр сертификации на федеральном железнодорожном транспорте (ФБУ «РС ФЖТ»). Ранее мотор-компрессор КТ-6Эл устанавливался на электровозах ВЛ80С и ВЛ80Т.

Кроме того, при длительном отстое электровоза при низкой температуре не обеспечивается необходимый обогрев масла в системе смазки компрессора электронагревателем мощностью 200 Вт, из-за этого машинисту приходится прокучивать вручную вал электродвигателя перед запуском мотор-компрессора. Повышение мощности электронагревателя невозможно от электрической схемы обогрева напряжением 50 В.

Электрическая схема питания электродвигателя не устраняет скачки напряжения в контактной сети железной дороги и при изменении нагрузки при включении вспомогательных машин, что приводит к потере мощности и изменению скорости вращения вала.

Пневматический трубопровод передачи сжатого воздуха к тормозной системе электровоза выполнен из металлической трубы, которая при сильных вибрациях порядка 5g не обеспечивает через соединительные фланцы герметичного соединения.

Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности функционирования мотор-компрессора и упрощение ремонта при модернизации парка электровозов ВЛ80Т и ВЛ80С за счет устранения указанных выше недостатков:

- замены в качестве передаточного механизма механического редуктора на эластичную резинокоровую тороидальную муфту;

- замены трехступенчатого компрессора КТ-6Эл на двухступнчатый поршневой компрессор ВУ3,5/10-1450;

- повышения мощности электронагревателя масла в системе смазки компрессора;

- уменьшения в электрической схеме питания электродвигателя скачков напряжения от контактной сети железной дороги и от изменений нагрузки при включении вспомогательных машин;

- обеспечения герметичного соединения фланцев пневматического трубопровода с выходом компрессора и входом тормозной системы.

Указанный технический результат достигается тем, что мотор-компрессор электровоза переменного тока содержит асинхронный электродвигатель, подключенный к электрической схеме питания, включающей фазорасщепитель трехфазного напряжения, подключенный через электомагнитные контакторы включения/отключения и через тепловое реле защиты от перегрузок со статорными обмотками электродвигателя, причем две фазы подключены к конденсатору, электрическую схему питания вспомогательного оборудования, вал электродвигателя соединен с передаточным механизмом с входом поршневого компрессора, выход которого соединен трубопроводом сжатого воздуха с системой торможения электровоза, а в картере компрессора установлен электронагреватель системы смазки, соединенный с электрической схемой питания электронагревателя.

Согласно полезной модели, в качестве передаточного механизма использована эластичная резинокордовая тороидальная муфта, а в качестве компрессора использован двухступенчатый поршневой компрессор, в электрическую схему питания электродвигателя включен параллельно первому второй конденсатор, электрическая схема питания электронагревателя масла компрессора выполнена автономно от схемы обогрева вспомогательного оборудования электровоза и содержит понижающий трансформатор на 220 В, между первичной обмоткой которого и первой статорной обмоткой электродвигателя включен рубильник, расположенный на щитке пульта управления машиниста, к вторичной обмотке этого трансформатора подключен мощный электронагреватель, а трубопровод сжатого воздуха выполнен гибким из резиноподобого материала и снабжен металлической оплеткой.

В предпочтительном варианте выполнения:

- емкость второго конденсатора схемы питания электродвигателя составляет 243 мкФ;

- мощность электронагревателя масла системы смазки компрессора составляет 1 кВт.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами чертежей.

Фиг. 1 - мотор-компрессор электровоза переменного тока.

Фиг. 2 - электрическая схема питания асинхронного электродвигателя мотор-компрессора - прототипа.

Фиг. 3 - электрическая схема питания асинхронного электродвигателя заявляемого мотор-компрессора электровоза переменного тока.

Фиг. 4 - электрическая схема обогрева системы смазки компрессора и вспомогательного оборудования мотор-компрессора - прототипа.

Фиг. 5 - электрическая схема обогрева вспомогателного оборудования и системы смазки компрессора заявляемой полезной модели.

Мотор-комрессор электровоза переменного тока содержит (фиг. 1) установленные на раме 1 асинхронный электродвигатель 2, подключенный к электрической схеме питания (фиг. 3), вал которого соединен через тороидальную эластичную муфту 3, снабженную резинокордовой оболочкой Н-343 с пневматическим поршневым компрессором 4 марки ВУ3,5/10-1450, который используется на локомативах ЭП1, 2ЭС5К, ЭП1О с различными передаточными механизами. В картере компрессора 4 через люк 5 установлен электронагреватель, подключенный к электрической схеме обогрева системы смазки компрессора. Выход комрессора 4 соединен с тормозной системой электровоза гибким пневматическим трубопроводом 6, выполненным из резиноподобного материала с металлической оплеткой.

Электрическая схема питания асинхронного электродвигателя (фиг. 3) содержит фазорасщепитель трех фаз Φ1, Ф2, Ф3, подключенные через электромагнитные контакторы включения/отключения 7, 8 и через тепловые реле для защиты вспомогательных машин от перегрузок к статорным обмоткам C1, С2, С3 электродвигателя 2. Между фазами Ф1 и Ф2 включены параллельно коденсатор 9 емкостью 436 мкФ марки КС-0,5-19.02 и конденсатор 10 емкостью 243 мкФ марки КЭК1- Э5-38-3УЗ, который обеспечивает гальваническую развязку для защиты оборудования и человека от электрического тока.

Электрическая схема обогрева вспомогательного оборудования и системы смазки компрессора (фиг. 5) содержит понижающий трансформатор 11 на 50 В, первичная обмотка которого через предохранитель 12 на 6 А подключена к фазам Φ1, Ф2 фазорасщепителя, а вторичная обмотка - к выключателю «Резерв» 13 и через выключатели 14, 15, 16 к электронагревателям 17, 18, 19 «Обогрев крана, «Обогрев контроллера», и «Электроплитка» соответственно.

К фазам Φ1, Ф2 подключена через предохранитель 20 на 6 А автономная электрическая схема питания электронагревателя системы смазки компрессора, которая содержит понижающий трансформатор 20 на 220 В, первичная обмотка которого через предохранитель 21 и рубильник 22, расположенный на щитке пульта управления подключена к фазам Ф1, Ф2 фазорасщепителя, а вторичная обмотка через автоматический выключатель 23 к электронагревателю 24 мощностью 1 кВт.

Крутящий момент от вала асинронного электровигаеля 2 через эластичную тороидальную муфту 3 поступает на пневматичесий двухпоршневой компрессор 4 и сжатый воздух через гибкий трубопровод 6, выполненный из резиноподобного материала с металлической оплеткой поступает в тормозную систему электровоза. Использование в качестве понижающего механического редуктора в качестве передаточного механизма от вала электродвигателя к двухпоршневому компрессору 4 на эластичную резинокордовую тороидальную муфту повышает надежность работы мотор-компрессора.

Питание аинхронного электродвигателя (фиг. 3) осуществляется трехфазным напряжением от фазорасщепителя электровоза, которое поступает через электромагнитные контакторы включения/выключения 7, 8 и тепловые реле защиты от перегрузок на статорные обмотки С1, С2, С3 асинхронного электродвигателя 2. Конденсатор 9 емкостью 436 мкФ, включенный между линейной и генераторной фазами Φ1, Ф2, облегчает запуск и условия работы электродвигателя в результате улучшения симметрии трехфазной системы. Параллельное подключение второго конденсатора 12 емкостью 242 мкФ обеспечивает выравнивание напряжения между фазами Φ1, Ф2 при изменении напряжения в контактной сети железной дороги и при уменьшении нагрузок на вспомогательных машинах электровоза.

Питание обогрева системы смазки компрессора осуществляется следующим образом. Переменное напряжение 380 В поступает с двух фаз фазорасщепителя через предохранитель 21 на первичную обмотку понижающего трансформатора 21, со вторичной обмотки которого переменное напряжение 220 В поступает через автоматический выключатель 23 на электронагреватель 24 мощностью 1 кВт. Рубильник 22, подключенный к первичной обмотке трансформатора 20, вынесен на пульт управления для обеспечения ремонта и технического обслуживания мотор-компрессора.

В результате за счет перечисленных выше факторов достигается повышение надежности функцонирования мотор-компресора при установке компрессора ВУ 3,5/10-1450 в процессе модернизации парка электровозов ВЛ80С и ВЛ80Т, число которых составляет порядка 3000 единиц. Разработана конструкторская документация на заявляемый мотор-компресор переменного тока, подтверждающая его готовность к серийному использованию.

Источники информации:

1. Патент Украины на полезную модель 52878, F16K 27/00, опубл. 10.09.2010.

2. Патент Украины на полезную модель 67254, F28F 9/00, опубл. 10.02.2012.

3. RU 2325296, B61L 5/06, опубл. 27.05.2008.

4. RU 2545240 С1, МПК: В61С 9/50 (2006.01), B60S 5/00 (2006.01), опубл. 27.03.2015.

5. Руководство «Электровоз ВЛ80» Руководство по эксплуатации. Коллектив авторов ВэлНИИ по руководством Н.М. Васько. Глава VII. Пневматическое оборудование, п. 4 Компрессор КТ-6Эл, Издательство «Транспорт» г. Москва 1982, стр. 211-213. рис. 303, 305, стр. 280-281 - прототип.

Claims (3)

1. Электровоз переменного тока, содержащий мотор-компрессор и электрическую схему питания вспомогательного оборудования, при этом мотор-компрессор содержит асинхронный электродвигатель, подключенный к электрической схеме питания, включающей фазорасщепитель трехфазного напряжения, подключенный через электромагнитные контакторы включения/отключения и через тепловое реле защиты от перегрузок со статорными обмотками электродвигателя, причем две фазы подключены к конденсатору, вал электродвигателя соединен эластичной тороидальной муфтой с входом двухступенчатого поршневого компрессора, выход которого соединен трубопроводом сжатого воздуха с системой торможения электровоза, в картере компрессора установлен электронагреватель системы смазки, соединенный с электрической схемой питания электронагревателя, отличающийся тем, что в электрическую схему питания электродвигателя включен параллельно первому второй конденсатор, электрическая схема питания электронагревателя масла компрессора выполнена автономно от схемы обогрева вспомогательного оборудования электровоза и содержит понижающий трансформатор на 220 В, между первичной обмоткой которого и первой статорной обмоткой электродвигателя включен рубильник, расположенный на щитке пульта управления машиниста, к вторичной обмотке этого трансформатора подключен мощный электронагреватель, а трубопровод сжатого воздуха выполнен гибким из эластичного материала и снабжен металлической оплеткой.

2. Электровоз по п. 1, отличающийся тем, что емкость второго конденсатора схемы питания электродвигателя составляет 243 мкФ.

3. Электровоз по п. 1, отличающийся тем, что мощность электронагревателя масла компрессора составляет 1 кВт.

Images