Электровоз ЭП1М. Электрические схемы и описание их работы

для их включения подается проводом Н72 на катушку контактора К21) и стабилизация тока
осуществляется так же, как и при первой ступени ослабления возбуждения
На третьей ступени ослабления возбуждения включаются контакторы К31-КЗЗ (напряжение
для их включения подается проводом Н73 на катушку контактора КЗ 1).
При ручном регулировании поворотом главной рукоятки осуществляется регулирование
тока якоря без автоматического поддержания его на заданном уровне, при этом ручка
датчика скорости не используется и может находиться в любом положении. Включение
контакторов ослабления возбуждения осуществляется с клавиатуры блока индикации
А57(А58).

7.7 Цепи управления тяговыми электродвигателями в режиме рекуперативного

торможения

Схема цепей управления тяговыми электродвигателями приведена на рисунке 16.
Для переключения электровоза из режима тяги в режим рекуперативного торможения
необходимо:
а)

главную рукоятку контроллера машиниста установить в нулевое положение.

При этом:
снимается напряжение с катушек ТЯГА переключателей QT1 и реле КV15;
контактами 13-14 контроллера машиниста отключается реле времени КТ10 и размыкает с
выдержкой 1-1,5 с контакты с проводами Н39, Н40 в цепи катушки промежуточного реле
KV15, которое отключает контакторы КМ41, КМ42 (смотри рисунок 14). Контакторы
силовыми контактами отключают блоки питания ВИП от обмотки собственных нужд
тягового трансформатора, а вспомогательными контактами с проводами Н077, H157 - реле
КТ1. Отключившись, реле КТ1 с выдержкой 1-1,5 с замыкает контакты в цепи катушек
переключателей QT1, обеспечивая возможность их переключения только после затухания
переходных процессов в цепях тяговых электродвигателей и размыкает контакты в цепи
катушки реле KV15;
б)

главную рукоятку контроллера машиниста установить в положение П сектор

РЕКУПЕРАЦИЯ. При этом:
от выключателя SF21(SF22) ТОРМОЖЕНИЕ (смотри рисунок 12) через контакты 11-12
контроллера машиниста, контакты реле КТ1 подается напряжение на катушки
ТОРМОЖЕНИЕ переключателей QT1, обеспечивая переключение их в положение
ТОРМОЖЕНИЕ. Переключатели QT1 подготавливают силовые цепи и цепи управления для
работы в режиме рекуперативного торможения;
контактами 11-12 контроллера машиниста включается реле времени КТ4, размыкая
контакты с проводами Н55, Н57 в цепи катушек пневматического контактора К1 и
электропневматического клапана У3;

1 Назначение

1.1 Электровоз ЭП1М (ЭП1П) предназначен для эксплуатации на железных рогах,
электрифицированных на однофазном переменном токе промышленной частоты с
номинальным напряжением 25 кВ.
Электровоз рассчитан на работу при напряжении в контактной сети от 29 кВ, температуре
окружающей среды от минус 50 до плюс 45 °С (предельное рабочее значение) и высоте над
уровнем моря до 1200 м.
Электрооборудование, устанавливаемое в кузове электровоза, рассчитан работу
окружающей среды от минус 50 °С до плюс 60 °С.

2 Технические характеристики

Технические характеристики электровозов ЭП1М и ЭП1П приведены в таблице 1
Таблица 1 - Технические характеристики

Наименование

Норма

ЭП1М

ЭП1П

Номинальное напряжение, В

25000

Частота, Гц

Формула ходовой части

2о-2о-2о

Колея, мм

1520(1524)

Масса сцепная электровоза с 0,67 запаса песка, т

132

Нагрузка от оси на рельсы, кН (тс)

216(22)

Разность нагрузок по колесам колесной пары, кН (тс), не более

5,0(0,51)

Номинальная длина электровоза по осям автосцепок, мм

22500

Высота от уровня верха головок рельсов до оси автосцепки при
новых бандажах, мм

1040-1080

Высота от уровня верха головок рельсов до рабочей
поверхности полоза токоприемника: в опущенном положении,
мм, не более в рабочем положении, мм

5100 5500-7000

Номинальный диаметр колеса по кругу катания при новых
бандажах, мм

1250

Минимальный радиус проходимых кривых при скорости до 10
км/ч, м

125

Мощность в часовом режиме на валах тяговых
электродвигателей, кВт, не менее

4700

Мощность в продолжительном режиме на валах тяговых
электродвигателей, кВт, не менее

4400

Сила тяги в часовом режиме, км/ч, не менее

230 (23,4)

270 (27,4)

Сила тяги в продолжительном режиме, кН (тс), не менее

210(21,4)

250 (25,4)

Скорость в часовом режиме, км/ч, не менее

70,0

60,0

Скорость в продолжительном режиме, км/ч, не менее

72,0

61,0

Конструкционная скорость, км/ч

140

120

КПД в продолжительном режиме в тяге, не менее

0,855

Коэффициент мощности в продолжительном режиме в тяге, не
менее

0,83

Подвеска тягового электродвигателя

Опорно-рамная

Электрическое торможение

Рекуперативное

Тормозная сила, развиваемая электровозом в режиме
рекуперативного торможения при скорости: 72 км/ч и ниже, кН
(тс), не менее свыше 72 км/ч, кН (тс), не менее

216(22,0)
100(10,2)

250(25,5)
150(15,3)

Примечание - Сила тяги, торможения и скорость указаны для среднеизношенных бандажей
колес (диаметр 1200 мм) при напряжении на токоприемнике 25000 В.

3 Общие пояснения к электрической схеме

3.1

Электрическая схема электровоза условно разделена на следующие части:

схема силовых цепей, состоящая из цепи первичной обмотки тягового трансформатора Т1 и
цепей питания тяговых электродвигателей в соответствии с рисунком 5;
схема вспомогательных цепей, состоящая из цепей питания вспомогательных машин,
обогревателей и других устройств, питающихся от обмотки собственных нужд тягового
трансформатора в соответствии с рисунками 9 и 10;
-

схема цепей питания отопительной системы поезда в соответствии с

рисунком 9;
-

схема цепей управления в соответствии с рисунками 11-38.

Схемой предусмотрена возможность автоматического и ручного (неавтоматического)
управления электровозом как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения.
Позиционные обозначения аппаратов и номера проводов, указанные в скобках, относятся ко
второму концу электровоза,
Контакты показаны для следующих положений привода аппаратов:

переключателя Q1 в положении питания отопления поезда через штепсельный
разъем второго конца электровоза;

переключателя Q6 во включенном верхнем положении;
реверсивного переключателя QP1 в блоке силовых аппаратов Al1, A12 - движение вперед
кабиной 1;
разъединителей QS3...QS6 во включенном положении;
разъединителей QS15 в блоках силовых аппаратов A11, A12 во включенном положении;
-тормозных переключателей QT1 в блоках силовых аппаратов A11, A12 -в положении
ТЯГА;
-тумблеров S5, S6 ЭПК во включенном положении;
-тумблеров S3, S4 в положении АВТОРЕГУЛИРОВАНИЕ;
-тумблеров SI I ...S13 во включенном положении;
-тумблера S14 в отключенном положении;
-тумблеров S15...S17 во включенном положении;
-тумблеров S25, S26 в отключенном положении;
-тумблера S39 в отключенном положении;
-тумблеров S67, S68 в положении МПК1;
-тумблеров S69, S70 в положении АВТОРЕГУЛИРОВАНИЕ;
-контроллеров машиниста SMI, SM2 в нулевом положении реверсивной и главной рукояток;
-пневматических выключателей SP3, SP4, SP6...SP8 в положении "без воздуха";
-датчика-реле давления SP9 в положении "без воздуха";
-пневматических выключателей SP11...SP13 в положении "без воздуха";
-датчиков-реле давления SP15, SP16 компрессоров в положении, соответствующем
отсутствию давления масла;
-сигнализатора давления SP19, SP23...SP26 в положении "без воздуха";
-электрических низковольтных блокировок SQ13, SQ14 при закрытых панелями пультах
управления.
3.5. Для снижения уровня коммутационных перенапряжений в цепях управления катушки
аппаратов Л1 1 и Л12 (QP1, QT1), КТ1, КТ4...КТ7, КТ10, KV11...KV14, KV15, KV19,
KV21...KV23, KV31...KV35, KV39, KV41, KV43...KV47, KV49...KV52, KV55, KV63, KV65,
KV66, KV69, KV70, KV75...KV77, KV90, KV91 шунтированы шунтирующим устройством
ШУ-001; катушки электромагнитных контакторов КМ1...КМЗ, КМ5, КМ7...КМ17,
KM2I...KM24, КМ27, КМ28, КМ31, КМ32, КМ35, КМ41...КМ43 шунтированы
шунтирующим устройством ШУ-003, катушки аппаратов A11 и А12 (К11, К21,К31;
QF11вкл...QF13 вкл), HAl", HA2, Kl, K2, SA3, SA4, УЗ...У5, У7...У12, У15...У23, У29, УЗ0
шунтированы шунтирующим устройством ШУ-196 в соответствии с рисунком 4.

Рисунок 4 - Схема подключения шунтирующих

устройств ШУ-001, ШУ-003, ШУ-196

4 Схема силовых цепей

Схема силовых цепей приведена на рисунке 5.

4.1 Цепь первичной обмотки тягового трансформатора.

Подключение электровоза к контактной сети осуществляется токоприемником ХА1 или
ХА2. Понижение напряжения с 25000 В до величины, необходимой для питания тяговых
электродвигателей, вспомогательных машин и устройств, осуществляется тяговым
трансформатором Т1, первичная обмотка которого подключена к токоприемникам через
дроссели помехоподавления LI, L2, высоковольтные разъединители QS1, QS2, главный
выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Т2. К рельсовой цепи обмотка
подключена через трансформатор тока ТЗ и токосъемные устройства букс ХАЗ - ХА5. Кроме
того, первичная обмотка тягового трансформатора соединена через дроссель L3 с кузовом
для исключения появления высокого потенциала в электрических цепях, подключенных к

токосъемным устройствам букс ХАЗ - ХА5, при отсутствии цепи через последние.
Дроссели LI, L2 и фильтр Z1 предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых
при работе электровоза, разъединители QS1 и QS2 - для отключения соответствующего
неисправного токоприемника. Рукоятки разъединителей выведены внутрь высоковольтной
камеры электровоза.
Главный выключатель QF1 предназначен для оперативных и аварийных отключений
тягового трансформатора Т1. После отключения первичная обмотка трансформатора
автоматически закорачивается на корпус разъединителем главного выключателя с целью
обеспечения безопасности при входе в высоковольтную камеру.
Трансформатор тока Т2 служит датчиком тока для реле К2, являющегося составной частью
главного выключателя QF1. При коротких замыканиях и токовых перегрузках ток в цепи
катушки реле достигает величины, равной уставке реле, последнее включается и размыкает
цепь катушки удерживающего электромагнита главного выключателя. Трансформатор тока
ТЗ выполняет функцию датчика тока для счетчика активной электроэнергии РJ1. Счетчик
РJ1 предназначен для учета потребляемой и рекуперируемой электроэнергии.
Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в контактной сети
предусмотрен ограничитель перенапряжений F1.
Напряжение контактной сети измеряется вольтметрами PV1 и PV2, установленными,
соответственно, в кабинах 1 и 2 и подключенными к вторичной обмотке трансформатора
Т10. К вторичной обмотке трансформатора Т10 через панель питания U21 подключены
также вентиль защиты У1 и счетчики электроэнергии PJ1, PJ2. Назначение вентиля защиты
описано в разделе 7. Для снижения уровня перенапряжений параллельно вторичной обмотке
трансформатора Т10 подключены конденсаторы Cl, C2 и последовательно соединенные с
ними резисторы Rl, R2, установленные на панели питания U21.

4.2 Цепи вторичных обмоток тягового трансформатора и тяговых электродвигателей в

режиме тяги

Напряжение на тяговые электродвигатели подается от вторичных тяговых обмоток
трансформатора Т1 через выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП) Ul, U2.
Напряжение секций al-1, 1-2, а2-3, 3-4 вторичных тяговых обмоток при холостом ходе
трансформатора составляет 315 В, напряжение секций 2-х1, 4-х2 - 630 В.
Для снижения уровня атмосферных и коммутационных перенапряжений в цепях тяговых
обмоток предусмотрены ограничители перенапряжений F3, F4.
Для снижения потенциала относительно корпуса при атмосферных перенапряжений и
снижения уровня радиопомех тяговые обмотки соединены с корпусом электровоза
соответственно через конденсаторы панелей Cl, C2 и конденсаторы С11-С14.
Защита тяговых обмоток и ВИП от токов короткого замыкания осуществляется с помощью
реле КА1 - КА6, при срабатывании которых от обмотки собственных нужд трансформатора
подается напряжение на катушку отключающего электромагнита УАЗ главного
выключателя OF1.
ВИП при повреждении отключаются разъединителями QS3 - QS6 с ручным приводом.
Назначение трансформаторов Т11-Т14 и датчиков угла коммутации Т15-Т18 описано в п.
7.8.
Защита тяговых электродвигателей от токов короткого замыкания осуществляется
быстродействующими выключателями QF11 ...QF13, расположенными в блоках силовых
аппаратов А11, А12.
Переключателями QP1 обеспечивается изменение направления тока в обмотках возбуждения
тяговых электродвигателей для изменения направления движения электровоза.
Переключатели QT1 предназначены для переключения электрической схемы электровоза из
тягового режима в рекуперативный и наоборот.
Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых электродвигателей включены
сглаживающие реакторы L5, L6.
Для уменьшения пульсаций тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока
возбуждения, обмотки возбуждения тяговых электродвигателей шунтированы резисторами

R11-R13 (выводы РО, РЗ). Регулирование напряжения тяговых электродвигателей
осуществляется путём изменения угла открытия тиристоров ВИП.
Схемой предусмотрено четырёхзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения.
После полного открытия тиристоров плеч 1, 2, 7, 8 (конец IV зоны) дальнейшее увеличение
скорости электровоза достигается ослаблением возбуждения тяговых электродвигателей
путём шунтирования обмоток возбуждения резисторами R11-R13 (выводы Р1-РЗ) и
соединенными с ними последовательно индуктивными шунтами LI 1-L16. Предусмотрено
три ступени ослабления возбуждения:
первая ступень - 74% (включены контакторы K11-K13);
вторая ступень - 57% (включены контакторы K11-К13, К21-К23);
третья ступень-48% (включены контакторы К11-К13, К21-К23, К31-КЗЗ).
Это значит, что 74%, 57% и 48% тока якоря проходит по обмотке возбуждения.
Индуктивные шунты LI 1-L16 предназначены для снижения бросков тока и облегчения
условий коммутации тяговых электродвигателей при колебаниях напряжения в контактной
сети или его восстановлении после кратковременного снятия.
В случае необходимости любой из тяговых электродвигателей может быть отключен
соответствующим из разъединителей QS11-QS13. При этом отключаются соответствующие
быстродействующие выключатели.
Питание тяговых электродвигателей от источника низкого напряжения (сеть депо)
осуществляется через розетки Х4, Х20 и разъединитель QS21.
Напряжение тяговых электродвигателей измеряется вольтметром PV4, установленным на
блоке А12. От коммутационных перенапряжений вольтметр защищен конденсатором С20.
Ток тяговых электродвигателей измеряется амперметрами РА1, РА2, подключенными к
датчикам тока Т41, Т42. Амперметры РА 1, РА2 предназначены для из-мерения тока первого
тягового электродвигателя по ходу движения электровоза и обеспечения возможности
контроля работы каждого ВИП. Прибор РА1 установлен в кабине 1, РА2 - в кабине 2.
В цепи якорей тяговых электродвигателей включены датчики тока Т21-Т23,
обеспечивающие совместно со шкафом А55 контроль тока тяговых электродвигателей и
обратную связь по току с системой управления ВИП.
Контроль замыкания на корпус цепей питания тяговых электродвигателей осуществляет
реле заземления KV1. Реле имеет включающую и удерживающую катушки. К
контролируемым цепям включающая катушка реле подключена через резисторы R15, R16 и
разъединитель QS15. Напряжение 50 В на удерживающую катушку подаётся от контроллера
машиниста проводом Н10 через резистор R45 (смотри рисунок 16). На включающую
катушку напряжение подаётся (при замыкании на корпус) от обмотки собственных нужд
тягового трансформатора Т1 через понижающий трансформатор Т9. Разъединитель QS15
предназначен для обеспечения возможности отключения реле от замкнутой на корпус цепи
(например, сглаживающего реактора L5 или ВИП) с целью сохранения работоспособности
электровоза. В этом случае обязательно должен быть отключен соответствующий из
разъединителей QS3-QS6.
При замыканиях на корпус реле KV1 включается, размыкает цепь питания катушки
удерживающего электромагнита главного выключателя (смотри рисунок 13) и включает
индикаторы ГВ на блоке сигнализации А23(А24) в кабине машиниста (смотри рисунок 25).

4.3 Регулирование напряжения на тяговых электродвигателях в режиме тяги

Для удобства рассмотрения принципов регулирования на рисунке 6 приведена упрощённая
силовая схема электровоза, где цифрами 1-8 обозначены плечи ВИП, цифрами I-III секции
обмоток трансформатора. При этом секция I соответствует секциям al-1, а2-3 обмоток
тягового трансформатора Т1, секция II - секциям 1-2, 3-4, секция III - секциям 2-х1, 4-х2.
Тиристоры ВИП открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых
шкафом А55.
Алгоритм управления тиристорами приведён в таблице 1.
На первой зоне регулирования тяговые электродвигатели питаются от выпрямительных
мостов, образуемых плечами 3-6, подключенными на выводы секции II обмотки

трансформатора.
Тиристоры плеч 3, 5 открываются импульсами с постоянной фазой од, соответствующей
минимальному углу открытия, а тиристоры плеч 4, 6 - импульсами с регулируемой фазой άр.
Если в один из полупериодов нагрузку взяли тиристоры плеч 4, 5, то в следующий
полупериод при открытии тиристоров плеча 3 в момент од происходит коммутация тока с
тиристоров плеча 5 на тиристоры плеча 3, а энергия цепи выпрямленного тока разряжается
по нулевому контуру: тиристоры плеч 4, 3, сглаживающий реактор, тяговый
электродвигатель. При угле открытии άр тиристоров плеча 6 происходит коммутация тока с
тиристоров плеча 4 на тиристоры плеча 6 и далее ток нагрузки проходит через тиристоры
плеч 3 и 6.

В последующий полупериод при угле открытия άо,тиристоров плеча 5 закрываются
тиристоры плеча 3 и возникает нулевой контур для разряда энергии по цепи: тиристоры плеч

6, 5, сглаживающий реактор. Таким образом, происходит чередование нулевых вентилей для
различных полупериодов напряжения сети, что позволяет не усиливать по току плечи ВИП,
работающие в первой зоне регулирования.
Чем большую часть проводящего полупериода проходит ток через тиристоры, тем больше
среднее значение выпрямленного напряжения на тяговых электродвигателях.
Для реализации изложенных режимов работы ВИП в первой зоне необходимо на тиристоры
плеча 5 в один и тот же полупериод напряжения сети подавать импульсы управления,
регулируемые по фазе от π до άо и импульсы управления с фазой άо.
Это объясняется тем, что тиристоры плеч 3 и 5, на которые подаются импульсы управления
в начале полупериода (άо), не удерживаются в открытом состоянии до прихода импульсов с
фазой άр на тиристоры плеч 4, 5. Поэтому подачей дополнительных импульсов на
тиристоры плеча 5 будет создана цепь тока через тиристоры плеч 4, 5, что позволит запасти
электромагнитную энергию в реакторе. В дальнейшем тиристоры плеча 5, получая
импульсы управления с фазой άо, будут удерживаться в открытом состоянии за счёт разряда
электромагнитной энергии реактора, и импульсы с фазой άр с тиристоров плеча 5 могут
быть сняты.
Во второй зоне плавным изменением фазы открытия тиристоров плеч 1, 2 осуществляется
регулирование выпрямленного напряжения от 1/4Uном до l/2Uном.
Протекание тока в течение полупериода будет происходить следующим образом:
Вначале полупериода ток будет проходить от секции II обмотки, трансформатора через
тиристоры плеча 3, цепи тяговых электродвигателей, плечо 6. В момент открытия
тиристоров плеча I происходит коммутация тока с тиристоров плеча 3 на тиристоры плеча 1.
С этого момента тяговые электродвигатели питаются от секции I, II обмотки
трансформатора.
Аналогично ток будет проходить и во второй полупериод, но в работе будут участвовать
тиристоры плеч 2, 4 и 5.
Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения, при полностью открытых
тиристорах плеч 1 и 2, нагрузка переводится с секции I, II на секцию III обмотки
трансформатора.
Перевод осуществляется без потери тяги и бросков тока, и происходит следующим образом:
Нагрузка с тиристоров плеч 1, 2, 5, 6 переводится на тиристоры плеч 5, 6, 7, 8 без изменения
тока якоря. Это достигается подачей на блок логики аппаратуры управления
синхроимпульсов в момент времени ώt=π/2. Если синхроимпульс поступает при полностью
открытых тиристорах плеч 1, 6, то за время ώt=π/2+άо должны быть выполнены логические
операции, запрещающие подачу импульсов управления в следующий полупериод на
тиристоры плеч 2 и 5 и разрешающие открытие тиристоров плеч 6, 7. Тогда под действием
ЭДС всей вторичной обмотки трансформатора происходит коммутация тока с тиристоров
плеча 1 на тиристоры плеча 7. Ток нагрузки проходит по цепи: тиристоры плеч 6, 7, секция
III обмотки трансформатора. Тиристоры плеча 6 при таком переходе нагружены током в
течение периода. Это происходит один раз, и дальше тиристоры плеч 6, 7 чередуются с 5, 8
находясь под током половину периода. Если же синхроимпульс поступает при открытых
тиристорах плеч 2, 5, тогда тиристоры плеча 5 остаются в открытом состоянии ещё на один
полупериод, так как должны быть открыты тиристоры плеч 5 и 8 (смотри таблицу 1).
Дальнейшее повышение напряжения осуществляется путём подачи импульсов на открытие
тиристоров плеч 5, 8 и 6, 7 с углом άо и плавным изменением угла открытия тиристоров
плеч 3 и 4 от максимального значения до άо.
При этом выпрямленное напряжение будет плавно изменяться от 1/2Uном до 3/4Uном
Ток по тиристорам указанных плеч в течение полупериода будет протека следующим
образом: если ток протекает в начале полупериода через тиристор плеч 5, 8 (или 6, 7), то с
момента подачи импульса на открытие тиристоров плеча (или 4) происходит коммутация
тока с тиристоров плеча 5 (или 6) на тиристор плеча 3 (или 4).
На четвёртой зоне регулирования к работающим тиристорам плеч 3, 8 и 4, дополнительно
подключаются тиристоры плеч 1 и 2 с углом открытия άр. Таким образом, к секциям III, II

обмотки трансформатора прибавляется секция I.
В момент открытия тиристоров плеч 1 и 2 с углом открытия άо выпрямление напряжение
будет иметь наибольшее значение.
Для уменьшения напряжения последовательность переходов обратная.
Выше рассматривался упрощенный алгоритм работы тиристоров преобразователя для
режима тяги. Этот алгоритм позволяет рассмотреть основной принцип регулирования
выпрямленного напряжения.
Теперь остановимся на некоторых особенностях работы преобразователя с параллельным
соединением мостов. Так, например, на третьей зоне в режиме тяги тиристоры плеч 6, 8, и 6,
7 открываются в начале полупериода управляющим им пуль сом с фазой άо, а тиристоры
плеч 3 и 4 - импульсом с фазой άр. Если в один из полупериодов ток тёк по контуру: плечо 8,
секции III и II, плечо 3, тяговые электродвигатели, то в начале следующего полупериода
управляющие импульсы с фазой άо подаются на тиристоры плеч 6 и 7. При этом образуются
два контура коммутации тока:
плечи 3, 7 - секции II, III;
плечи 6, 8 - секция III.
Первой начинается коммутация в контуре, где напряжение выше, то есть в контуре 1). Во
время этой коммутации тиристоры плеча 7 открываются, а тиристоры плеча 3 закрываются.
После завершения коммутации тока в контуре 1) (угол коммутации j'o) начинается комму-
тация в контуре 2) (угол коммутации j"о), при которой открываются тиристоры плеча 6.
Поскольку коммутация тока происходит поочерёдно в контуре с большим напряжением и в
контуре с меньшим напряжением, потенциальные условия для начала коммутации в плечах,
находящихся в контуре с меньшим напряжением, могут создаваться позже воздействия на
них управляющих импульсов с фазой άо. В этом случае коммутация тока в контуре с
меньшим напряжением может совсем не начаться, либо не все тиристоры плеча возьмут
нагрузку, что приведёт к нарушению параллельной работы тиристоров.
Чтобы исключить подобные режимы, осуществляется автоматическое слежение за
окончанием коммутации тока в контуре с большим напряжением и управляющий импульс
на тиристоры малого контура подаётся в тот момент, когда напряжение на обмотке
трансформатора восстановится, и создадутся потенциальные условия для начала
коммутации тока в меньшем контуре (фаза άоз. на рисунке 7).

предусмотрено автоматическое ограничение фазы импульса - άр.
Форма напряжения ВИП приведена на рисунке 7.

4.4 Цепи тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения.

Тяговые электродвигатели в режиме рекуперативного торможения работают как генераторы

постоянного тока с независимым возбуждением.
Рекуперативное торможение осуществляется путём инвертирования постоянного тока
тяговых электродвигателей, работающих генераторами, в переменный ток промышленной
частоты.
Все переключения в силовой цепи при переходе из режима тяги в рекуперативного
торможения и наоборот производятся переключателями QT1. При переходе в режим
рекуперативного торможения якорь каждого тягового электродвигателя отключается от
своей обмотки возбуждения и подключается к ВИП последовательно с блоками диодов U9 -
U14 и блоком резисторов R10.
Блок резисторов R10 предназначен для обеспечения большей электрической устойчивости
рекуперативного торможения, а также для улучшения распределения тока между
параллельно включёнными якорями тяговых электродвигателей. Блоки диодов U9 - U4
предназначены для предотвращения появления контурных при переходе в режим
рекуперативного торможения на высоких скоростях.
Для защиты блока резисторов от токовых перегрузок предусмотрена панель реле
напряжения А6. При срабатывании реле контроля напряжения KV01, KV02 панели А6
разбирается схема электрического торможения.
В блоках силовых аппаратов A11, A12 установлены панели защиты тяге электродвигателей
от кругового огня по коллектору А16 (при срабатывании реле контроля напряжения KV01
панели отключается контактор К1, обесточивая oбмотки возбуждения электродвигателей).
Обмотки тягового трансформатора с выводами а4, 6, х4 и выпрямительная установка
возбуждения U3 - образуют схему двухполупериодного выпрямления с нулевой точкой для
питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Напряжение холостого хода
между выводами а4 — 6,6 — х4 составляет 135 В.
Тормозными переключателями QT1 обмотки возбуждения тяговых электродвигателей
соединяются между собой последовательно. Резисторы R11-R13 выводам Р0, РЗ остаются
подключенными параллельно обмоткам возбуждения как и в режиме тяги, а выводами Р4
подключаются тиристорами панелей А20, предназначенными для выравнивания токов
якорей за счёт разной степени ослабления возбуждения электродвигателей.
Сбор силовой схемы питания обмоток возбуждения завершается включением контактора К1.
Ток возбуждения измеряется амперметром РА6, установленным на блоке 12.
Обратная связь по току с системой регулирования обеспечивается с помощью датчика тока
Т20.
От тока перегрузки цепи возбуждения защищены с помощью реле КА11, от тока короткого
замыкания - с помощью реле КА12. При срабатывании реле КА11 отключается контактор
К1, при срабатывании реле КА12 отключается главный выключатель QF1.
Контроль замыкания цепей возбуждения на корпус осуществляет реле контроля "земли"
KV3, при включении которого загораются индикаторы ВУВ на блоке сигнализации
А23(А24) в соответствии с рисунком 25.
Для снижения уровня радиопомех обмотка а4 - х4 тягового трансформатора соединена с
корпусом электровоза через конденсаторы С5, Сб.
4.5 Регулирование тормозной силы в режиме рекуперативного торможения
При работе электровоза в режиме рекуперативного торможения в зоне высоких скоростей
тормозная сила регулируется плавным изменением тока возбуждения тяговых
электродвигателей, а в зоне средних и малых скоростей - плавным изменением напряжения
ВИП, работающих в инверторном режиме. Алгоритм управления тиристорами ВИП
приведён в таблице 1.
Изменение тока возбуждения осуществляется за счёт изменения угла открытия тиристоров
выпрямительной установки возбуждения U3.

Тиристоры открываются с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых шкафом
А55 и подаваемых через выходные усилители импульсов выпрямительной установки
возбуждения на управляющие электроды тиристоров.
Подробное описание устройства и принципа работы выпрямительной установки
возбуждения дано в книге 5 ИДМБ.661142.004-01РЭ5.
Тормозная сила в четвёртой зоне регулируется плавным изменением тока возбуждения,
который по мере снижения скорости движения электровоза должен увеличиваться для
поддержания заданной тормозной силы. При достижении наибольшего тока возбуждения
дальнейшее поддержание заданной тормозной силы осуществляется плавным уменьшением
напряжения ВИП.
Плавное регулирование напряжения ВИП производится с четвёртой до первой зоны. В
четвёртой зоне тиристоры плеч 1, 2, 7, 8 открываются с углом опережения ß. Импульсы
управления формируются системой авторегулирования инвертора,
входящей в шкаф А55, обеспечивающей постоянство угла запаса δ= β - γ. Информация об
угле коммутации γ поступает от датчиков Т15-Т18.
Регулирование в четвертой зоне осуществляется изменением фазы открытия тиристоров
плеч 3 и 4.
Ток электродвигателей в начале полупериода протекает через тиристоры плеч 1, 8 (или 2, 7).
В момент подачи управляющего импульса на тиристоры плеч 3 (или 4) происходит
коммутация тока с тиристоров плеч 1 (или 2) на тиристоры плеч 3 (или 4). В дальнейшем ток
до конца полупериода будет протекать через тиристоры плеч 3, 8 или 4, 7.
Переход на регулирование в третьей зоне осуществляется подачей импульсов с углом
опережения βна тиристоры плеч 3, 8 и 4, 7 и закрытием тиристоров плеч 1, 2.
Регулирование осуществляется изменением фазы открытия тиристоров плеч 5, 6. По
окончании регулирования в третьей зоне выполняется синхронный перевод нагрузки с
тиристоров плеч 5, 6, 7, 8 в тиристоры плеч 1, 2, 5, 6. Последние открываются с углом
опережения β, обеспечивая переход во вторую зону регулирования.
Во второй зоне изменением фазы открытия тиристоров плеч 3, 4 производят дальнейшее
уменьшение напряжение ВИП.
При переходе на первую зону управляющие импульсы снимаются с тиристоров плеч 1, 2, а
на тиристоры плеч 5, 6 подаются импульсы, регулируемые по фазе. При уменьшении фазы
άр, до π/2 рекуперация прекращается, а при дальнейшем уменьшении угла άр начинается
режим торможения противовключением, когда тяговый электродвигатель развивает тяговый
момент, соответствующий направлению движения НАЗАД и электровоз начинает
потреблять энергию из сети. Торможение противовключением обеспечивает возможность
остановки поезда и осаживания его назад, при необходимости.
В режиме рекуперативного торможения при автоматическом управлении регулирование
напряжения ВИП ограничивается 3,5 зонами (верхняя граница - середина четвертой зоны).
Форма напряжения на выходе ВИП приведена на рисунке 8.

5 Схема вспомогательных цепей

Схема вспомогательных цепей приведена на рисунках 9 и 10.
Вспомогательные цепи питаются от обмотки собственных нужд тягового трансформатора.
Напряжение холостого хода между выводами а3 - 5 обмотки ОСН равно 225 В, между
выводами а3-х3 - 405 В.
Для снижения уровня радиопомех предусмотрены конденсаторы С17, С18, для защиты от
токов короткого замыкания - реле КА7, при включении которого отключается главный
выключатель QF1.
Контроль замыкания на корпус осуществляет реле контроля "земли" KV4, при включении
которого загораются индикаторы РКЗ на блоке сигнализации А23(А24) (смотри рисунок 24).

5.1 Цепи системы вспомогательных машин

Схема цепей вспомогательных машин приведена на рисунке 9.
Особенностью схемы питания вспомогательных машин является обеспечение нормальной
работы двух групп вспомогательных машин при различных частотах питающего
напряжения, различных системах преобразования числа фаз и различных способах
формирования пусковых процессов.
Питание электродвигателей вентиляторов M11 - М13 и маслонасоса Ml7 может
осуществляться либо напряжением частотой 50 Гц непосредственно от выводов а3 – х3
обмотки собственных нужд тягового трансформатора через соответствующие контакторы
КМ11 - КМ 13 и КМ 17, либо напряжением частотой 16

Гц, от преобразователя частоты и

числа фаз U5 через соответствующие контакторы КМ7 - КМ 10. Преобразователь получает
питание от выводов а3 - 5 обмотки собственных нужд тягового трансформатора. Фаза С2
является общей для обеих систем питания, переключение с одной системы на другую -
автоматическое в соответствии с токовой нагрузкой тяговых электродвигателей.
Питание электродвигателей вентилятора Ml4 и компрессоров Ml5, Ml6 осуществляется
только напряжением частотой 50 Гц через соответствующие контакторы КМ 14 - КМ16.

При установившихся режимах системы с частотой 50 Гц преобразование числа фаз
осуществляется при помощи симметрирующих конденсаторов, которые распределены таким
образом, что при любом произвольном порядке включения величина симметрирующей
емкости близка к оптимальной. При пусковых режимах конденсаторы С102 - С105 и

часть

конденсатора С101 посредством контакторов КМ1, КМ2 и КМЗ подключаются к сборным
шинам фаз С2, СЗ. Этим обеспечивается увеличение пускового момента электродвигателей,
включаемого первым на номинальную частоту вращения.
В качестве датчика окончания процесса пуска и появления трехфазной системы направления
на сборных шинах Cl, C2, СЗ служит реле контроля напряжения KV01 панели А1,
настроенное на напряжение включения (300+50) В. Коэффициент возврата реле принят
равным 0,8. При пусках последующих машин реле остается включенным. Необходимый
пусковой момент вновь включаемых электродвигателей обеспечивается благодаря ранее
включенным машинам, выполняющим функции "расщепителя фаз".
Для снятия статического заряда с конденсаторов С101 - С105 после их отключения
предусмотрены резисторы R31 - R33.
Преобразование числа фаз при работе М11 - М13, М17 на низкой частоте осуществляется
без использования симметрирующих конденсаторов, посредством преобразователя U5.
От токовых перегрузок вспомогательные машины защищены тепловыми реле КК11 - КК19,
при срабатывании которых отключается соответствующий контактор. На низкой частоте
применены тепловые реле КК7, КК8 в цепи маслонасоса M l7.
В депо напряжение к вспомогательным машинам может быть подано через розетки XI, Х2.

5.2 Цепи обогревателей, холодильника и блоков кондиционера

Схема цепей обогревателей, холодильника и блоков кондиционера приведена на рисунке 10.

5.2.1 Калориферы Е1(Е2), Е3(Е4) предназначены для обогрева кабины.

Питающее напряжение 220 В переменного тока к калориферам подается от
вторичной обмотки тягового трансформатора Т1 через промежуточные реле
KV65(KV66), KV69(KV70).
Цепи калориферов от тока короткого замыкания защищены предохранителями F11(F12),
F13(F14). От перегрева калориферы защищены встроенными в них термореле.
Для автоматического поддержания температуры воздуха в кабинах в холодное время года
применены датчики - реле температуры SK1(SK2). Питающее напряжение 225 В
переменного тока подается к датчикам от обмотки собственных нужд тягового
трансформатора с помощью тумблера S2. От токов короткого замыкания цепи датчиков
защищены предохранителем F2.
Тумблер S3(S4) ОБОГРЕВ КАБИНЫ служит для перевода работы калориферов из ручного
режима в режим авторегулирования.
Нагреватели Е8, Е9 предназначены для подогрева воды санузлов.
Включаются промежуточными реле KV75, KV77. Питающее напряжение - 210 В,
подается от вторичной обмотки трансформатора Т19. От токов короткого замыкания
цепи нагревателей защищены предохранителями F15, F18, соответственно.
Нагреватель, встроенный в главный выключатель, предназначен для обогрева
последнего с целью повышения надежности работы привода при низких температурах.
Нагреватель включается выключателем S1 ОБОГРЕВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
Питающее напряжение - 210 В подается от вторичной обмотки трансформатора Т19. От тока
короткого замыкания цепь нагревателя защищена предохранителем F10.

5.2.4 Электрообогреваемые панели Е41-Е62 и Е71-Е92 предназначены для обогрева
кабин.

Они разбиты на две группы:Е41-Е47(Е71-Е77) - нагреватели первой группы; Е48-

Е52(Е78-Е92) - нагреватели второй группы, каждая из которых включается
электромагнитными контакторами КМ21 (КМ22), КМ(23(КМ24) и выключателями SF7, SF8,
соответственно. Питающее напряжение 100 В постоянного (пульсирующего) тока к
электрообогреваемым панелям подается от вторичной обмотки трансформатора Т25
(выводы al-a2) через панель диодов U23 и U24.
Нагревательные приборы Е11(Е12), Е15(Е16) и Е13(Е14), Е17(Е18) предназначены для

дополнительного обогрева кабины. Включение их происходит промежуточными реле KV31-
KV34. Питающее напряжение 210 В переменного тока к нагревательным приборам Е11-Е 18
подается от вторичной обмотки трансформатора Т26.
Для отключения трансформаторов Т19, Т25, Т26 предусмотрен разъединитель QS35. От тока
короткого замыкания цепи питания трансформаторов защищены предохранителями F19,F21.
Нагреватели клапанов продувки У21-У23 предназначены для обогрева последних.
Включаются выключателем SF3. Питающее напряжение — 50 В переменного тока, подается
от выводов al, xl трансформатора Т25. От тока короткого замыкания цепь нагревателей
защищена выключателем SF3.
Электроплитка Е21(Е22) предназначена для подогрева пищи (смотри рисунок 11).
Включается переключателем SA7(SA8). Электроплитка получает питание от вторичной
обмотки трансформатора Т1 шкафа питания А25 по схеме двухступенчатого включения.
Первая ступень включается контактами переключателя SA7(SA8) с проводами С93(С94)
и С95(С96), С91 и С97(С98) на напряжение 75 В переменного тока, а вторая ступень -
контактами переключателя SA7(SA8) с проводами С93(С94) и С95(С96), С92 и С97(С98) на
напряжение 100 В переменного тока.
Контакты SA3(SA4) обеспечивают возможность включения электроплитки только в
той кабине, из которой ведется управление движением электровоза.
От токов короткого замыкания цепи электроплитки защищены предохранителями F41...F43.
При включении переключателя SA7(SA8) подается питание на световой индикатор HL,
сигнализирующий о работе электроплитки Е21(Е22).
Нагреватели Е23, Е24 предназначены для подогрева масла компрессоров.
Включаются выключателями SF1, SF2. Питающее напряжение 210 В переменного тока
подается от вторичной обмотки трансформатора Т19. От тока короткого замыкания цепи
нагревателей защищены выключателями SF1, SF2.
Обогрев лобовых стекол (изделий остекления А81, А82) и боковых стекол (изделий
остекления А83-А86) предназначен для исключения обледенения их наружной поверхности.
Питающее напряжение 100 В постоянного (пульсирующего) тока подается от вторичной
обмотки трансформатора Т25 (выводы al-a2) контакторами КМ31(КМ32), выключателем
SF10 ОБОГРЕВ СТЕКОЛ через блок управления нагревателем стекол А63(А64). От токов
короткого замыкания цепи обогрева защищены выключателем SF10.
Холодильник Е27 предназначен для хранения пищевых продуктов. Питающее напряжение
12 В постоянного тока подается от блока питания А15. Цепи блока питания и холодильника
защищены от тока короткого замыкания предохранителями FU1, FU2 блока питанияА15.
5.2.10 Блоки охлаждения Е31(Е32) и ЕЗЗ(Е34) предназначены для охлаждения кабины.
Питающее напряжение 220 В однофазного тока подается от обмотки собственных нужд
тягового трансформатора через выпрямитель U6, электромагнитные контакторы КМ27
(КМ28) и блок питания и коммутации АЗ(А2). Включение преобразователя U6 происходит
выключателем SF5. Цепи преобразователя и блоков питания защищены от тока короткого
замыкания выключателем SF5 и предохранителем F22, цепи кондиционера - выключателями
и предохранителями, расположенными в блоках кондиционера.
Электрическая схема и описание выпрямителя, блока управления и задания температуры,
блока питания и коммутации, блоков охлаждения кондиционера даны в руководстве по
эксплуатации на кондиционер.

5.3 Цепи трансформаторов системы контроля замыкания на корпус и питания
приборов, отключающего электромагнита главного выключателя, шкафа питания
цепей управления, аппаратуры управления ВИП, панели гальванической развязки.

К трансформатору Т9 системы контроля замыкания на корпус цепей тяговых
электродвигателей подается проводами С9, С10 от обмотки собственных нужд тягового
трансформатора. Для защиты от тока короткого замыкания в цепь первичной обмотки
трансформатора включен предохранитель F9.
К трансформатору Т10 системы питания счетчиков электроэнергии PJ1, PJ2, вольтметров
PV1, PV2 и вентиля защиты У1 напряжение (225 В) подается проводами С5, С8 от обмотки

собственных нужд тягового трансформатора.
К катушке отключающего электромагнита главного выключателя QF1 напряжение подается
проводами С9, С20 от обмотки собственных нужд тягового трансформатора при
срабатывании реле КА1.. .КА6 цепей питания тяговых электродвигателей. Для ограничения
тока в цепь катушки включена панель резисторов R7.
К шкафу питания А25 напряжение подается проводами Cl, C85 от обмотки собственных
нужд тягового трансформатора или от сети депо через розетки X1, Х2. Для защиты от тока
короткого замыкания в цепь питания включен предохранитель F16.

5.3.5 К аппаратуре управления преобразователями (ВИП)

напряжение подается

проводами Cl, C240 от обмотки собственных нужд тягового трансформатора или от сети
депо через розетки X1, Х2. Для защиты от тока короткого замыкания в цепь питания
включен предохранитель F17.
Более подробно цепи питания аппаратуры управления преобразователями описаны в разделе
7.8.
Для питания осциллографа при наладочных работах предусмотрены розетки Х41 и
Х49(Х50). Розетка Х41 расположена на блоке аппаратов №8 и подключена к обмотке
собственных нужд тягового трансформатора на напряжение 225 В. От тока короткого
замыкания цепь розетки защищена предохранителем F8. Розетка Х49(Х50) расположена в
кабине и с помощью вилки Х43 может быть подключена к розетке Х41 с напряжением 220 В
переменного тока.

5.3.6. К панели гальванической развязки А70

, предназначенной для подачи МСУД

информации о срабатывании реле перегрузки КА1-КА6, напряжение (380В) подается
проводами С8, С9 от обмотки собственных нужд тягового трансформатора через контакты
реле КА1-КА6 и предохранитель F5. Предохранитель предусмотрен для защиты от тока
короткого замыкания.

6 Схема цепей питания отопительной системы поезда

Схема цепей питания отопительной системы поезда приведена на рисунке 9.
Питание отопительной системы поезда осуществляется от обмотки а5-х5 тягового
трансформатора напряжением 3147 В, подаваемым к штепсельным разъемам Х5, Х7 или Х6,
Х8 (в зависимости от положения переключателя Q1) с помощью контактора К2.
Для снижения уровня атмосферных и коммутационных перенапряжений предусмотрен
ограничитель перенапряжений F7, для защиты от токов перегрузки - электротепловое реле
КК23, от токов короткого замыкания — реле КА8. При срабатывании реле КК23
отключается контактор К2, при срабатывании реле КА8 отключается главный выключатель
QF1.
Трансформатор Т4 выполняет функции датчика тока для счетчика электроэнергии PJ2,
осуществляющего учет электроэнергии, потребляемой системой отопления поезда.

7 Схема цепей управления

Управление электровозом осуществляется с помощью контроллера машиниста,
выключателей и тумблеров. Контроллером машиниста задается направление движения и
режим работы, осуществляется пуск, электрическое торможение и регулирование скорости
электровоза. Выключатели и тумблеры предназначены для управления токоприемниками,
аппаратами защиты, вспомогательными машинами и другим электрооборудованием. Для
исключения ошибок при управлении, которые могли бы иметь место при одновременном
включении в обеих кабинах выключателей блока выключателей S19 (S20) или контроллеров
машиниста SM1 (SM2) предусмотрено запирание выключателей в отключенном положении
специальным ключом, а контроллера машиниста - механическими блокировками,
исключающими вращение реверсивного и главного валов контроллера при снятой
реверсивной рукоятке (выполнена съемной в нулевом положении).
Для исключения подачи напряжения на открытые штепсельные разъемы цепи отопления
поезда выключатели S61 (S62) ОТОПЛЕНИЕ ПОЕЗДА запираются ключом от замков
штепсельных разъемов.
Для исключения возможности приведения электровоза в движение, если тормоза не

Электровоз ЭП1М. Электрические схемы и описание их работы - часть 6