Аккумуляторные батареи пассажирских вагонов.
На п.в. устанавливают щелочные или кислотные аккумуляторные батареи, которые монтируются под вагоном, в ящиках. Количество аккумуляторов в батарее зависит от величины рабочего напряжения на вагоне (54в, 110в) и от величины напряжения на одной аккумуляторной банке:
у щелочного – 1,3в
у кислотного – 2,0в
следовательно у вагонов с U=54в щелочную батарею составляют из 40 последовательно соединенных аккумуляторов, а кислотную из 26. На вагонах с напряжением 110в щелочная из 84, а кислотная из 56. Для контроля за работой аккумуляторной батареи на распределительном щите установлены вольтметр и амперметр. Измеряя U на батарее необходимо включить нагрузку, чтобы она потребляла ток не менее 15А. Если после включения нагрузки U стабильно в течение 2-3 минут и не ниже допустимого:
для 54в – 40в для щелочных, 47в для кислотных
для 110в – 84в для щелочных, 100в для кислотных
то батарея к эксплуатации пригодна. В противном случае необходимо вызвать ПЭМа. Амперметр контролирует токи разрядки и зарядки аккумуляторной батареи. При зарядке стрелка амперметра отклоняется вправо от «0», при разрядке – влево от «0».
Токи разрядкизависят от количества включенных потребителей и их мощности. В сумме не должны превышать 70 – 80А (1/5 емкости батареи).
Токи зарядкизависят от величины напряжения на генераторе и степени разряженности батареи. При сильно разряженной батарее (40-47в, 84-100в) ток зарядки в первый час может достигать 50-80А и по мере того как батарея будет подзаряжаться ток зарядки должен автоматически уменьшаться. Постоянно в пути следования при рабочем напряжении на батарее (54, 110в) ток не должен превышать 7-15А.
Генераторы.
Генератор – эл. машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. На п.в. устанавливают генераторы постоянного, переменного тока и мотор генераторы.
Генераторы постоянного тока ставятся на п.в. старой конструкции. Принцип работы генератора основан на законе электромагнитной индукции и заключается в следующем: если в магнитном поле вращать обмотку, то в ней будет индуцироваться ЭДС. ГПТ состоит из следующих основных узлов:
1. стартер с 4 полюсами и обмотками возбуждения, которые создают электромагнитное поле
2. якорь с коллектором. В пазы сердечника якоря уложены секции рабочей обмотки, в которой будет образовываться ЭДС. Наличие коллектора позволяет снимать постоянный ток
3. щеточный механизм. Предназначен для снятия с коллектора выработанной ЭДС
С торцов генератор закрыт подшипниковыми щитами. В подшипниках вращается вал генератора. Генератор 230721 имеет Р=4.9кВт, Uрабочее от53 до 65в, Iнагрузки 70-75А
Генератор переменного тока 2ГВ003. Этот генератор устанавливается на современные п.в. без кондиционера. Принцип его работы основан на периодическом изменении величины магнитного потока. М.п. меняясь от максимума до минимума индуцирует в неподвижных обмотках стартера переменную ЭДС.
Состав:
стартер. В пазах сердечника уложены рабочие обмотки – основная и дополнительная. Их концы выведены в клеммовую коробку. Обмотки возбуждения у этого генератора расположены на выступах подшипниковых щитов. Их концы также выведены в клеммовую коробку. В подшипниках вращается вал генератора. На валу напрессован сердечник ротора, который имеет форму зубчатого колеса. На роторе обмоток нет => нет щеток и коллектора. Генератор вырабатывает 3-х фазный переменный ток, а для зарядки батарей необходим постоянный ток. Поэтому под вагоном устанавливают кремниевый выпрямитель с воздушным охлаждением.
Технические характеристики: Р=9кВт, Uрабочее=45в в основной обмотке и 24в в дополнительной, Iнагрузки=121А.
Мотор-генератор ставится на п.в. с кондиционером и, в отличие от генератора, работает не только при движении, но и на отстоях, при подключении к колонке с U=380в. В корпусе м-г смонтированы:
генератор постоянного тока
электродвигатель переменного тока
Технические характеристики: Р=28кВт, Uрабочее=110-138в, Iнагрузки=не менее 200А.
Приводы подвагонных генераторов.
Привод предназначен для передачи вращения от оси колесной пары на вал генератора.
Требования к приводам:
Тип привода должен соответствовать мощности генератора, передача должна быть высоконадежной и эластичной, привод должен увеличивать число оборотов вала генератора по отношению к оси колесной пары.
Типы:
2. ТРК – текстропно-редукторно-карданный (на современных п.в. без кондиционера)
Состав:
2.1 ведущий шкив (на торце оси колесной пары, имеет канавки для ремней)
2.2 комплект ремней-текстропов 4 штуки
2.3 ведомый шкив (на валу большой шестерни редуктора)
2.4 редуктор (для увеличения числа оборотов)
2.5 шлицевой карданный вал с крестовинами (соединяет вал малой шестерни редуктора с валом генератора и амортизирует удары)
2.6 натяжное устройство (фиксирует положение редуктора
При эксплуатации этого привода необходимо следить за наличием и натяжением ремней, смазкой в редукторе, наличием предохранительной подвески под карданом.
3. редукторно-карданный от торца оси колесной пары
ставятся на вагонах зарубежной постройки старой конструкции. Привод смонтирован на раме тележки. При эксплуатации таких вагонов необходимо помнить, что в корпус редуктора, как и в корпусы букс, ставят термодатчики.
4. редукторно-карданный от средней части оси колесной пары
ставятся на вагонах с кондиционированием воздуха и работают с мотор-генераторами Р=28-32кВт.
Основные узлы:
1. редуктор. Смонтирован на средней части оси колесной пары и предназначен для увеличения числа оборотов и изменения плоскости вращения
2. шлицевой карданный вал с крестовинами. Он соединяет вал малой шестерни редуктора с муфтой сцепления и амортизирует удары.
3. муфта сцепления. Расположена между карданом и валом м-г и в состоянии покоя разъединяет их, а при движении поезда на скорости 27/35 км/ч автоматически соединяет их между собой. Эта особенность муфты позволяет на отстоях подключать м-г к электроколонкам
Низковольтная подвагонная магистраль. (U=54, 110в)
Такой магистралью оборудуются вагоны с автономным и смешанным электроснабжением. При нормальной эксплуатации межвагонные соединения – пинчи должны быть разъединены и убраны в пустотелые розетки. Соединения пинчей производит электрон, а проводник стоит у вагона с ручным красным сигналом и смотрит, чтобы он был продублирован. К одному исправному вагону можно подключить только один неисправный вагон, при этом количество нагрузок должно быть уменьшено.
Аппаратура защиты.
Для защиты электрических цепей и установок на вагонах устанавливают предохранители, авто выключатели, реле.
Предохранители.Это защита одноразового использования. Его основной элемент – плавкая вставка, которая рассчитана на определенную силу тока. По конструкции предохранители различают: пробочные, цилиндрические, высоковольтные (под вагоном).
Автоматические выключатели.В корпусе автомата 2 основных элемента – биметаллическая пластина и электромагнит. Биметаллическая пластина работает при перегрузках, она нагревается, изгибается и, воздействуя на механизм расцепления, отключает установку. При коротком замыкании срабатывает электромагнит. Он мгновенно втягивает контактный штырь и размыкает цепь.
Реле максимального напряжения (РМН).
РМН установлено в цепи генератора и защищает его от повышенного напряжения. Т.е. если U в рабочей обмотке генератора превышает допустимую величину 69(140)в, то реле срабатывает и размыкает цепь обмотки возбуждения генератора, на щите горит красная лампа «РМН», «Защита генератора», «Перенапряжение» или что-то в этом роде. Необходимо отключить ненужные потребители и вызвать электрона. Восстанавливать РМН рекомендуют на остановках, после выявления причин приведенных к срабатыванию. Для этого нужно нажать на кнопку «Возврат РМН», «Возврат защиты» и т.п.
Источник
Аккумуляторные батареи
На цельнометаллических пассажирских вагонах применяются аккумуляторные батареи, составленные из кислотных или щелочных аккумуляторов. Наиболее распространены щелочные батареи, так как они изготовлены из менее дефицитных материалов и поэтому дешевле. На вагонах без кондиционирования воздуха с номинальным напряжением электрической сети 52 В монтируют батареи, состоящие из 26 кислотных или 38 — 40 щелочных аккумуляторов. Для вагонов с установками кондиционирования воздуха с номинальным напряжением сети 112 В применяют батареи из 56 кислотных или 82 — 86 щелочных аккумуляторов.
Пассажирские вагоны, построенные до 1960 г. заводами СССР, оборудовались кислотными и щелочными аккумуляторными батареями. На все строящиеся с 1960 г. отечественной промышленностью вагоны устанавливают только щелочные батареи. В вагонах постройки зарубежных заводов применяются кислотные батареи, однако с 1969 г. заводы Германии также начали выпускать вагоны и со щелочными батареями.
Одна из важнейших эксплуатационных характеристик аккумуляторной батареи — номинальная емкость Сном — минимальная емкость при 5-часовом разрядном режиме, т. е. при разряде батареи током, равным 0,2СНОМ, или при разряде током, равным 0,1СНОМ (10-часовой режим). Другой характеристикой аккумуляторной батареи является номинальное напряжение — напряжение полностью заряженной батареи при разряде ее током 5- или 10-часового разрядного режима. Емкость аккумулятора в эксплуатации зависит от температуры окружающей среды (зимой емкость аккумулятора снижается) и плотности используемого электролита.
Аккумуляторная батарея отечественного производства имеет условное обозначение, в котором первые цифры (26, 38, 40, 56, 84) указывают число аккумуляторов в батарее, буквенные символы — электрохимическую схему (НЖ — никель-железная, НК — ни-кель-кадмиевая), область применения (В — вагонная, Т — тяговая, Ц — для цельнометаллических вагонов), конструктивные особенности пластин и сепараторов (П — панцирная, или поверхностного типа, Н — намазная, М — минпластовая сепарация); последние цифры в обозначении определяют номинальную емкость в ампер-часах (например, батареи 40ТНЖ-250, 40ВНЖ-350, 26ВПМ-400, 56ВНЦ-400, 84КМ-300. Обозначение щелочной аккумуляторной батареи 40ТНЖ-250 расшифровывается следующим образом: 40 — число последовательно соединенных аккумулято ров, Т — тяговая, НЖ — никель-железная, 250 — номинальная емкость в ампер-часах при 5-часовом разряде током 50 А.
Обозначение аккумуляторной вагонной батареи 84КМ-300 означает следующее: 84 — количество аккумуляторов в батарее, соединенных последовательно,
К — закрытый никель-кадмие-вый призматический аккумулятор, М — средний режим разряда, 300 — номинальная емкость в ампер-часах.
Кислотные аккумуляторные элементы монтируют попарно в деревянных ящиках 5 (рис. 5.5) и соединяют между собой последовательно медной шиной 4 со свинцовым покрытием. С торцовой стороны ящика слева расположен зажим положительного полюса 3, справа — зажим отрицательного полюса 8. Шина 6 подключена к плюсовой клемме переднего аккумулятора, шина 7 — к минусовому. Зажимы 9 служат для соединения межаккумуляторных перемычек. Деревянный ящик установлен в металлическом поддоне 1, защищенном от коррозии пластмассовым покрытием. Для переноса аккумуляторов на поддоне предусмотрены две ручки 10, а для защиты зажимов от короткого замыкания — выступ 11. На боковых стенках ящика и поддона имеются амортизаторы 2.
Щелочные аккумуляторы также размещают в деревянном ящике 7 (рис. 5.6), но по три элемента 5, которые соединяют между собой последовательно шинами 6. На торцовой стенке ящика смонтированы зажимы 2, к которым присоединяют токоведущие металлические прутки 3 от плюсовой и минусовой клемм двух крайних аккумуляторов. На обоих торцах предусмотрены защитные выступы 1, предохраняющие от короткого замыкания, а сбоку установлены резиновые амортизаторы 4.
Батареи поставляются потребителю в виде отдельных аккумуляторов с комплектующими и запасными деталями. Монтаж аккумуляторов в батарею производится с помощью перемычек. Аккумуляторы при монтаже должны быть жестко закреплены во из-
Рис. 5.5. Ящик с кислотными аккумуляторами:
1 — металлический поддон; 2 — резиновый амортизатор; 3 — зажим положительного полюса; 4 — медная шина; 5 — деревянный ящик; 6,7- шины, 8- зажим отрицательного полюса; 9 — зажимы межаккумуляторных перемычек; 10 — ручка; 11 — выступ для защиты зажимов от короткого замыкания
Рис. 5.6. Схема расположения щелочных аккумуляторов в ящике:
1 — защитные выступы; 2 — зажимы; 3 — токоведущие прутки; 4 — резиновые амортизаторы; 5 — элементы; 6 — шины; 7 — деревянный ящик бежание перемещений относительно друг друга, так как при перемещении нарушается изоляция и ломаются перемычки.
Никель-железные аккумуляторы типа ТНЖ соединяют последовательно внутри металлических подвагонных ящиков, изолируя друг от друга резиновыми чехлами, а от ящиков — деревянными щитами. Деревянные щиты и внутреннюю поверхность ящиков окрашивают асфальтовым или битумным лаком. Между собой аккумуляторы соединяют стальными никелированными перемычками. Для выводов применяется гибкий провод площадью поперечного сечения 35 мм 2 .
Аккумуляторная батарея 40ВНЖ-300-У2 (рис. 5.7) состоит из 40 аккумуляторов типа ВНЖ-300П-У2, из которых 38 соединены последовательно и включены в схему вагона, а два являются резервными. Аккумуляторная батарея размещена под вагоном в аккумуляторном боксе на выкатных тележках, что позволяет выкатывать батарею на откинутые крышки бокса при ее техническом обслуживании. В верхней зоне бокса размещены три клапана, срабатывающие в случае взрыва внутри бокса при повышенной концентрации водорода. Аккумуляторный бокс снабжен системой вентиляции, вытяжные патрубки которой размещены с лицевой стороны на крышках, а всасывающие — в днище бокса. Бокс подвешивается к раме вагона на восьми болтах из стали марки 40Х. Кроме того, имеется предохранительное крепление по торцам бокса.
Рис. 5.7. Аккумуляторная батарея типа 40ВНЖ-300-У2:
1, 2, 8 — перемычки длиной соответственно 111, 157 и 168 мм; 3, 6, 7, 9 — выводы гибкие длиной соответственно 1000, 1300, 4700, 800 мм; 4, 5 — аккумулятор ВНЖ-300П-У2
Внутри аккумуляторного бокса установлен блок терморезисторов, работающий в системе автоматического режима заряда батареи. В процессе эксплуатации батареи крышки аккумуляторных ящиков должны быть надежно закрыты, чтобы их самостоятельное открытие было невозможно. Защелка вверху крышки (для обеспечения дополнительного запирания) должна легко защелкиваться. Взрывозащитные клапаны, которые находятся над аккумуляторными ящиками, должны горизонтально прилегать. На выкатных тележках оси роликов необходимо хорошо смазать.
Электролит для кислотных аккумуляторов приготовляют из высококачественной аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды. В щелочных аккумуляторах в качестве электролита применяют водный раствор гидрата оксида калия (едкое кали) с добавкой моногидрата лития и сернистого натрия.
В эксплуатации аккумуляторные батареи при должном обслуживании и правильном использовании бесперебойно работают в течение нескольких лет. Однако возникают неисправности, укорачивающие срок службы аккумуляторов.
Сульфатация (процесс образования на пластинах сернокислого свинца) происходит в результате систематических недозарядов и глубоких разрядов.
При сульфатации отрицательные пластины покрываются белым налетом, а положительные приобретают светло-красный или светло-желтый оттенок. При чрезмерном разряде разрушаются все пластины батареи. Активная масса пластин в результате сульфатации увеличивается, разбухает, начинает отделяться и выпадать в осадок. Пластины коробятся и становятся непригодными для эксплуатации.
Вредно влияет на аккумуляторную батарею и перезаряд. Если, например, нормально заряженную батарею продолжать заряжать дальше, то выделяющийся при заряде газ способствует отделению от пластин активной массы, в результате чего емкость аккумулятора уменьшается. Из-за усиленного выделения газов возможен взрыв аккумуляторной батареи от возникающей искры в ослабших соединениях, что может вызвать тяжелые последствия.
Загрязнение электролита различными примесями, применение недистиллированной воды или недоброкачественной серной кислоты вредно отражаются на работе батареи и приводят к преждевременному выходу ее из строя. Попавшие в электролит металлические частицы или отставшая активная масса при оседании на дно сосуда могут вызвать короткое замыкание в аккумуляторной батарее.
В некоторых случаях, например при длительном отстое вагона, кислотная аккумуляторная батарея саморазряжается. Ее надо заряжать не реже одного раза в три месяца, иначе пластины начнут подвергаться сульфатации.
Основное условие обеспечения сохранности щелочных батарей при эксплуатации — поддерживать нормальный уровень электролита над пластинами элементов. В противном случае на отрицательных пластинах при взаимодействии с кислородом воздуха образуются окислы железа и вся батарея может выйти из строя.
Чтобы определить состояние аккумуляторной батареи во время приемки вагонов перед рейсом, начальник (механик-бригадир), поездной электромеханик и проводники должны знать, какой тип аккумуляторных батарей установлен на принимаемых вагонах. Признаком заряженности батареи является постоянное значение ее напряжения после включения нагрузки. Падение напряжения ниже минимально допустимого указывает на то, что батарея разряжена. В этом случае ее необходимо зарядить или заменить.
Электролит должен заполнять банку не ниже 50 мм и не выше 65 мм относительно верхнего края пластин. Перед проверкой нужно выключить все потребители энергии.
Во время рейса следует проверить амперметр при положении выключателя Генераторный режим. Если генератор правильно работает, стрелка амперметра отклоняется в зависимости от подключенных потребителей. Если стрелка остается в положении О, об этом следует информировать начальника поезда для предотвращения сильной разрядки батареи.
| Тип генератора | ||||
| Параметр | 23.07/21* | 2ГВ-003, 2ГВ-01.У1** | ОІЮС-28В*** | ОСС- ЭГВ-08.У1*** |
| Напряжение генератора, В: в течение 1 ч после | 65. 68 | 64. 66 | 125. 128 | 128. 128 |
| длительной стоянки и при разряженной батарее постоянно в пути следования | 68. 72 | 68. 72 | 135. 140 | 132. 137 |
| Ток зарядки, А: в течение 1 ч после | О о чо | 50. 30 | О оо | |
| длительной стоянки и при разряженной батарее постоянно в пути следования | 20. 15 | 20. 10 | 10. 5 | 10. 5 |
* Дополнительная обмотка включена «звездой».
** Для этих генераторов режим зарядки батареи — средний.
*** Эти типы генераторов используются в вагонах с кондиционированием воздуха постройки Германии и ТВЗ.
На передней панели распределительного шкафа установлены вольтметр и амперметр с нулевой точкой посередине. Вольтметр имеет переключатель измерения напряжения генератора и аккумуляторной батареи. Отклонение стрелки амперметра влево свидетельствует о наличии тока разрядки, вправо — тока зарядки. Проверку напряжения следует делать при включенной нагрузке (люминесцентное освещение).
Если батарея разрядилась при длительной стоянке или же не была достаточно заряжена из-за низкой скорости движения, следует зарядить батарею от постороннего источника постоянного тока. В пути следования напряжение генератора и ток заряда батареи должны быть в пределах, указанных в табл. 5.1.
Источник