Ремонт контактора без дугогашения

ТЕМА 5.6 УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ГЛАВНОГО КОНТРОЛЛЕРА ЭКГ-8 ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ВЛ80

1 Общие сведения о главных контроллерах ЭКГ-8

Переход от одной ступени регулирования напряжения к другой представляет собой короткий цикл однотипных операций отключения и включения с одинаковой последовательностью. Это позволяет систему переключения ступеней регулирования, а также схему управления на электровозах переменного тока сделать доста­точно простыми, и переключающую аппаратуру и оборудование (контакторные элементы, коммутаторы, переходные резисторы, пе­реходный реактор и др.) расположить на электровозе в одном месте, иногда даже в одном агрегате, называемом переключателем ступе­ней, который для удобства монтажа размещают вблизи тягового трансформатора. Переключатели ступеней предназначены для перек­лючения силовых цепей с целью регулирования напряжения на тяговых двигателях. В зависимости от используемого способа регулирования различают переключатели ступеней для регулирова­ния напряжения на вторичной стороне трансформатора и на первичной.
Переключатели ступеней для регулирования на вторичной стороне трансформатора. На электровозах ВЛ80 все переклю­чения цепей питания выпрямителей тяговых двигателей производит один аппарат — переключатель ступеней, выполненный в виде группового контроллера ЭКГ-8 (электровозный контроллер главный). Он представляет собой набор кулачковых контакторных элементов (кулачковых контакторов), производящих переключения. Каждый из них имеет свою кулачковую шайбу, профилем которой определяется включенное или отключенное состояние контакторного элемента на заданных позициях контроллера. Кулачковые шайбы насажены на три вала взаимно связанных соответствующими механическими передача­ми, благодаря чему все операции замыкания и размыкания контакто­ров происходят в строго определенной последовательности. С основ­ными кулачковыми валами зубчатыми передачами связаны кулачко­вые валы блокировочных контакторных элементов (блок-контактов), замыкающихся и размыкающихся на заданных ступенях регулирования.
При наборе позиций кулачковые валы вращаются в одну сторону и контакторы включаются и отключаются в определенной последовательности. В процессе сброса позиций кулачковые валы вращаются в другую сторону и контакторы включаются и отключаются в обратной последовательности. Необходимую очередность работы контак­торных элементов обеспечивают, подбирая для каждого элемента соответствующий профиль кулачковой шайбы. Кулачковые валы имеют двигательный привод, которым управляет машинист с по­мощью контроллера машиниста, расположенного в кабине.
Одной из главных особенностей контроллера ЭКГ-8 является наличие в нем контакторных элементов двух типов: с дугогашением и без дугогашения. Замыкание и размыкание силовых цепей под нагрузкой осуществляют четыре контакторных элемента с дугогаше­нием — А, Б, В и Г (рис. 1), а переключения в обесточенных цепях — 30 контакторных элементов без дугогашения (9—40, исключая 34, 38).
Переход с одной ступени на другую состоит из четырех операций, выполняемых последовательно одна за другой после кратковременных пауз: отключение контакторного элемента с дугогашением, отключение одного контакторного элемента без дугогашения, включение другого контакторного элемента без дугогашения и включение контакторного элемента с дугогашением, который отключился пер­вым. Например, при переходе с 25-й на 26-ю позицию (рис. 2) сначала размыкается контакторный элемент Б, а затем элемент 23, далее замыкается элемент 24 и после этого контакторный элемент Б. Отличие 26-й позиции от 25-й заключается только в том, что на 26-й включен контакторный элемент 24, а на 25-й — 23.
Оба контакторных элемента 23 и 24 (без дугогашения) производят операции в обесто­ченных цепях, для чего предварительно контакторный элемент Б кратковременно, только на время перехода, размыкает эти цепи. Все контакторные элементы с дугогашением А, Б, В и Г на всех позициях замкнуты и лишь кратковременно на время для переключения в «своих» цепях контакторами без дугогашения поочередно размыкаются.
Отметим некоторые конструктивные особенности переключателя ступеней.
В контроллере ЭКГ-8 (рис. 3) на четырех продольных рейках 7 (изоляция рассчитана на полное рабочее напряжение), закрепленных в станине 6, установлено 34 контакторных элемента: четыре с дугогашением 2 и 30 без дугогашения 1. В числе их 12 контакторных элементов переключателя обмоток. Последние расположены в проти­воположной стороне от привода. Для эффективного гашения дуги, возникающей на контактах при разрыве цепи с током, через электропневматические вентили 3 подводится сжатый воздух к контакторным элементам с дугогашением.

Рисунок 3 – Главный контроллер ЭКГ-8

Приводной двигатель 4 со специальным редуктором расположен справа вблизи контакторных элементов с дугогашением. Двигатель через редуктор приводит во вращение три кулачковых вала: один, с которым связаны контакторные элементы переключателя ступеней без дугогашения, и второй, полый, на который насажены кулачковые шайбы контакторных элементов с дугогашением. Третий кулачковый вал — вал контакторных элементов переключения обмоток (встречное или согласное соединение) — расположен с противополож­ной стороны от приводного двигателя и приводится во вращение через зубчатую передачу от первого кулачкового вала.
Внизу, справа от приводного двигателя, расположены блок-контакты 5 контроллера. Их иногда называют блокировочными контакторными элементами, или кулачковыми контакторами цепей управления.

Рисунок 4 – Общий вид ЭКГ-8 (сзади и спереди)

Рассмотрим особенности контакторных элементов, их устройство и работу.
Все контакторные элементы контроллера ЭКГ — кулачкового типа. Это значит, что кулачковая шайба, поворачиваясь, либо отжимает рычаг с подвижным контактом — тогда контактор выключается, либо дает возможность пружине прижать рычаг с подвижным контактом к неподвижному — тогда контактор включается. Основное назначение контактора с дугогашением — размыкать цепь под током, поэтому у него имеются устройства, обеспечивающие быстрое гашение возникающей на его контактах электрической дуги, что предотвращает интенсивный износ и повреждение контактов.
Работу контакторного элемента рассмотрим, пользуясь рис. 5.

Рисунок 5 – Устройство контакторного элемента с дугогашением (а), его электрическая схема (б) и общий вид (в)

Основной подвижной частью контактора является фигурный рычаг 6, смонтиро­ванный на оси 01, вокруг которой он может поворачиваться. В верхней части фигурного рычага жестко укреплен контакт 16 и на оси 02 рычаг 10 с подвижным контактом 12. В нижней изогнутой части фигурного рычага посажен свободно вращающийся ролик 4. Пружина 1 постоянно стремится повернуть рычаг вокруг оси 01 по часовой стрелке, а пружина 9—рычаг 10 вокруг оси 02 также по часовой стрелке. Таким образом, обе пружины создают усилия, действующие в направлении замыкания подвижных контактов с неподвижными. Однако, в каком положении находятся контакты — замкнуты они или разомкнуты, зависит от того, на каком участке профиля кулачковой шайбы 5 находится ролик 4. Если при повороте кулачкового вала ролик оказывается во впадине профиля кулачковой шайбы (это положение показано на рис. 5, а), то под действием пружин контакты замыкаются. Если ролик находится на выступе кулачковой шайбы, то контакты разомкнуты.

Фрагмент работы с оформлением в формате PDF можно посмотреть ЗДЕСЬ

В комплект входит чертеж главного контроллера ЭКГ-8 на формате А1, выполненный в программе Компас

Источник

Контакторы ЭКГ без дугогашения

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для переключения и соединения частей полуобмоток встречно или согласно, а также для переключения выводов регулируемых частей без тока (цепь на момент переключения разомкнута контактором с дугогашением).

УСТРОЙСТВО: подобен контактору с дугогашением, отличие заключается в следующем:

1. отсутствует дополнительный рычаг,

2. нет дугогасительной катушки и сердечника,

3. нет разрывных контактов (только основные),

4. нет дугогасительной камеры.

РАБОТА: подобно контактору с дугогашением размыкается кулачковой шайбой, а замыкается пружиной, которая обеспечивает нажатие.

Редуктор ЭКГ

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для передачи вращающего момента от вала якоря сервомотора на валы ЭКГ, при этом:

1. Преобразует постоянное вращение вала сервомотора в непостоянное вращение валов ЭКГ (валы ЭКГ вращается только в момент переключения контакторов).
2. Регулирует частоту вращения валов ЭКГ с разными скоростями.

УСТРОЙСТВО: корпус редуктора 14 состоит из двух половин стянутых болтами и крепится на кронштейнах рамы ЭКГ. Внутри редуктора находятся:

1. Червячная пара (червяк, на валу которого находится шестерня с предельной муфтой и червячное колесо). От вала червячного колеса с одной стороны, через открытую зубчатую передачу получает вращение верхний блокировочный вал 1, а на втором конце вала червячного колеса внутри редуктора насажен двухцевочный поводок и шестерня.
2. Первый шестизаходный мальтийский крест 2 с которым входит в зацепление двухцевочный поводок. От вала первого мальтийского креста, через открытую передачу получает вращение полый вал 3 с шайбами для переключения контакторов с дугогашением. Внутри корпуса редуктора, на валу первого креста, находится полый вал на одном конце которого одноцевочный поводок 6, а на другом шестерня, которая входит в зацепление с шестернею червячного колеса.
3. Второй шестизаходный мальтийский крест 7 входит в зацепление с одноцевочным поводком 15. От вала второго креста получает вращение главный вал ЭКГ 7, от которого, через понижающие открытые передачи с одной стороны получает вращение вал переключения обмоток 5, а с другой стороны – вал нижний блокировочный вал 9 и ротор сельсина датчика 16.

Корпус редуктора заполняется смазкой – индустриальное или осевое масло. В корпус встроен нагревательный элемент для подогрева смазки в зимнее время.

РАБОТА: при наборе или сбросе позиций, вращающий момент от вала якоря СМ передается на червячную пару. При этом якорь двигателя СМ совершает 15 оборотов, а червячное колесо 1,5 оборота или 540˚. Переход с одной позиции на другую можно разделить на 3 периода. Каждому периоду соответствует один полуоборот червячного колеса или 180˚:

1.Червячное колесо совершает один полуоборот на 180˚, при этом цевка двухцевочного поводка входит в паз первого креста 2, поворачивает его на 60˚ и поворачивается полый вал ЭКГ 3 и один из контакторов с дугогашением размыкается. При этом внутри редуктора поворачивается полый вал и одноцевочный поводок 15, но его цевка не входит в паз второго креста.

1. Червячное колесо совершает второй полуоборот и переместится на 360˚. Двухцевочный поводок при этом поворачивает первый крест и полый вал ЭКГ, соответственно, но переключений контакторов нет – один контактор с дугогашением остается разомкнутым. В это время поворачивается полый вал внутри редуктора и одноцевочный поводок 15 входит в паз второго креста 8, поворачивая его. Поворачивается главный вал 7 и два контактора без дугогашения согласно диаграмме включения – один замыкается, а другой размыкается без тока.
2. Червячное колесо совершает третий полуоборот и переместится на 540˚. Двухцевочный поводок поворачивает первый крест и полый вал ЭКГ и контактор ЭКГ с дугогашением снова замыкается, значит ЭКГ почел на очередную позицию.

Распределение частоты вращения ЭКГ между валами при наборе от «0» до «33» позиции происходит следующим образом:

ü Полый вал 3 совершает 10 оборотов.

ü Главный вал 7 поворачивается на 684˚ (примерно два оборота).

ü Вал переключателя обмоток 5, нижний блокировочный вал 9 и ротор сельсина датчика 16 поворачиваются на 342˚ (примерно один оборот).

ü Верхний блокировочный вал 1 совершает один оборот при наборе трех позиций ЭКГ – 11 оборотов.

Источник

Главный контроллер ЭКГ-8Ж

Главный контроллер предназначен для переключения под нагрузкой ступеней вторичной обмотки тягового трансформатора с целью изменения напряжения на тяговых двигателях.

• Номинальное напряжение изоляции 3100 В
• Номинальное напряжение между разомкнутыми контактами:
• контакторов с дугогашением 260 В
• контакторов без дугогашения 1100 В
• Номинальное напряжение цепей управления 50 В
• Номинальный ток силовых контакторов 1300 А
• Номинальный ток контакторов цепей управления 30 А
• Номинальная мощность:
• приводного двигателя 500 Вт
• нагревателя смазки 130 Вт
• Число фиксированных позиций 33
• Собственное время переключения 25 с
• Номинальное давление воздуха для дугогашения 0,5 МПа (5 кгс/см’)

Конструкция ЭКГ-8Ж

Главный контроллер (рис. 83) имеет четыре кулачковых контактора с дугогашением 5, 30 кулачковых контакторов без дугогашения 6, кулачковые валы, привод 3, электромагнитные вентили 4 и блокировочные устройства 1 и 2, рукоятку 8 для ручного проворачивания. Все детали и узлы контроллера монтируются на каркасе 7, состоящем из трех рам и четырех изолированных реек.

Контактор с дугогашением (рис. 84) представляет собой отдельно собранный и отрегулированный аппарат. Все детали контактора расположены между двумя изоляционными боковинами 5. Конта кто-держатель 8 несет на себе дугогасительную катушку 9, дугогаситель-ные контакты 11 и накладку основного контакта.

Рис. 83, Главный контроллер ЭК.Г-8Ж

Подвижной контактный рычаг 6 связан с рычагом 4 через ось с резиновой .втулкой 16. Втулка служит для смягчения удара при замыкании контактов и улучшения коммутации основных контактов.

Дугогасительный подвижной контакт 11с рычагом 12 вращается на оси независимо от основного контакта.

Отвод тока от подвижного контакта осуществляется через гибкий шунт 3 из медного провода. Основной подвижной контакт соединенс дугогасительным контактом также гибким шунтом 14. ‘■

Подвижная контактная система зафиксирована от смещения в горизонтальном положении на оси 18 стопорным винтом 19.

Контактор устанавливается на двух изолированных круглых рейках и крепится с помощью хомута 1 и прижима 17.

Дугогасительная камера 10 состоит из двух стенок, выполненных из дугостойкой прессмассы, и снабжена деионной решеткой из медных и стальных пластин. Дуга, возникающая на дугогасительных контактах, выдувается в камеру маг-, нитным полем дугогасительной катушки. В целях ускорения восстановления электрической прочности дугового промежутка и уменьшения износа дугогасительных контактов в контакторе применен поддув сжатым воздухом, подача которого про-

Рнс. 84. Кулачковый контактор с ду-гогашеиием

Рис. 85. Кулачковый контактор без дугогашенияизводится по воздушному каналу в верхнем кронштейне от электромагнитных Вентилей, расположенных на передней раме контроллера.

Для повышения электродинамической устойчивости контактор имеет электромагнитный компенсатор, состоящий из якоря 7 и ярма 15. Якорь укреплен на держателе неподвижного контакта. При прохождении тока по контактному рычагу в ярме и якоре создается магнитный поток, под действием которого ярмо притягивается к якорю, компенсируя силы электродинамического отброса контактов.

В качестве контактных накладок применены следующие металлокерамическиекомпозиции: для основных контактов- КМК-А10М (серебро 85 %, окись кадмия 15 %) размером 1бХ 16 X 2,5 мм; для дугогасительных контактов — КМК-Б21 (медь 27 %, никель 3 %, вольфрам 70 %) размером 20 X 25 X 8 мм.

Контактное нажатие дугогасительных контактов можно регулировать пружиной 13.

Кинематическая схема контактора выбрана так, что в замкнутом положении основные и дугогасительные контакты включены параллельно. При этом почти весь ток проходит по основным контактам. Дугогасительные контакты имеют провал, который определяется раствором основных контактов в момент касания дугогасительных. Ограничение провала происходит по заплечикам рычага 12, которыми он опирается на щеки рычага 4.

При отключении контактора сначала размыкаются основные контакты. До выбора провала весь ток кратковременно проходит через дугогасительные контакты и разрывается ими.

При включении контактора процесс происходит в обратном порядке: сначала замыкаются дугогасительные контакты, а затем — основные.

Таким образом, размыкание и замыкание основных контактов происходит без тока.

Контактор включается пружиной 2, отключается — профилем кулачковой шайбы 20.

Контактор кулачковый без дугогашения (рис. 85) имеет только основные контакты с накладками КМК-АЮМ и предназначен для размыкания электрической цепи без тока.

От контактора с дугогашением он отличается тем, что не имеет дугогасительных контактов и дугогасительной системы. Все его детали и узлы, за исключением контактодержателя 1, подвижного контактного рычага 5 и пружины 4, такие же, как у контактора с дугогашением. Подвижной контакт представляет собой контактную шину 2, укрепленную на промежуточном рычаге 3.

Контактное нажатие не регулируется. Включение контактора также производится пружиной, а отключение — профилем кулачковой шайбы.

Блокировочные устройства контроллера представляют собой групповые многопозиционные переключатели с малоамперными кулачковыми контакторами цепей управления.

Контактор цепей управления КЭ-20 (рис. 86) представляет собой кулачковый выключатель рычажного типа.

Держатель неподвижного контакта 6 укреплен на изоляторе 7 из прессованного волокнита. Держатель выполнен в виде болта с головкой, на которой припаяна серебряная накладка 8. Второй конец держателя с гайками, шайбами и фиксирующей скобой является выводным зажимом.

С другой стороны изолятора с помощью шпильки 1 укреплена стойка 16 подвижного рычага 13. Рычаг, штампованный из листовой стали, имеет коробчатое сечение; он укреплен на стойке с помощью оси 12. В хвостовой части рычага на оси 14 установлен ролик 15. В качестве ролика применен закрытый шарикоподшипник.

В средней части подвижной рычаг имеет отверстие для прохода стержня 4, включающей пружины 5. В передней части у рычага выполнен отгиб для создания упора держателя подвижного контакта при включении контакта.

К одному концу держателя 10 подвижного контакта припаян круглый серебряный контакт 9, к другому приклепан наконечник гибкого шунта 1/. При этом одна из заклепок имеет увеличенную по высоте головку, цилиндрическая часть которой входит в отверстие рычага. Этим создается опорная площадка для держателя подвижного контакта и исключается его,смещение в процессе работы контактора. Второйнаконечник шунта укреплен на выводной шпильке 1 между стойкой 16 и гайкой 17.

Включающая пружина 5 расположена между дном углубления в изоляторе и держателем 3 пружины. В средней части изолятора 7 запрессована гайка 2 с резьбой для крепления контактора на рейке.

В исходном положении контакты контактора замкнуты. В момент, когда кулачковая шайба вала блокировки своей рабочей поверхностью находит на ролик, рычаг под действием усилия шайбы преодолевает усилие включающей пружины и начинает поворачиваться относительно оси 12 по часовой стрелке до соприкосновения своим упором с держателем подвижного контакта. Происходит выбор провала контакта, а при последующем вращении рычага контакты размыкаются и расходятся, образуя раствор контактов. Лри сходе кулачковой шайбы с ролика рычаг под действием включающей пружины поворачивается в обратном направлении, вызывая соприкосновение контактов, а затем их притирание и полное замыкание.

Рис. 86. Контактор цепей управления КЭ-20

Рис. 87. Кинематическая схема главного контроллера: ‘

1 — редуктор; 2 — вал червячного колеса; 3 — диск указателя фиксации; 4 — вал блокировки привода; 5 — первьііі мальтийский крест; 6 — шестерня-поводок; 7 — второй мальтийский крест; « — вал контакторов с дугогашением; 9 — вал контакторов переключения ступеней; 10 — вал контакторов переключения обмоток; 11 — концевой упор; 12 — промежуточный редуктор; 13 — сельсин-датчик; 14 — вал главной блокировки; 15 — диск указателя позиций; 16 — предохранительная муфта; 17 — приводной двигатель; 18 — вал ручного привода

Кинематическая схема главного контроллера

Кинематическая схема главного контроллера показана на рис. 87. Вращение от приводного двигателя 17 через предохранительную муфту 16 передается червяку. При этом двигатель, установленный на редукторе 1, вращает шестерню муфты через промежуточное зубчатое колесо, которое расположено на валу 18 ручного привода. От вала червячного колеса 2 вращение передается по двум направлениям:

через механизм первого шести пазового мальтийского креста 5 с дзухцевочным поводком 6 и понижающую зубчатую передачу на вал 8 контакторов с дугогашением;

через понижающую зубчатую передачу, механизм второго шести-пазового креста 7 с одноцевочным поводком и понижающую зубчатую передачу на кулачковые валы 9 и 10 редуктора 12.

Передача вращения от вала 9 к валу 10 осуществляется через промежуточный открытый редуктор, расположенный на средней раме н состоящий из двух пар зубчатых колес.

Кулачковыми шайбами вала 8 размыкаются контакторы с дугогашением, шайбами вала 9 — контакторы переключения ступеней и шайбами вала 10 — контакторы переключения обмоток трансформатора.

На позиции мальтийские кресты находятся в фиксированном положении 1 (рис. 88). Переход с одной позиции на другую совершается за 1,5 оборота (540°) червячного колеса и может быть условно разделен на три такта: первый такт- поворот червячного колеса на 180°, первого креста 5 (см. рис. 87) — на 60°, вала 8 — на 30″ и одноцевочно-го поводка — на 120° (положение 1/); второй такт — то же, что и пер-вый, дополнительно при этом происходит поворот креста 7 на 60° ивала 9 -на 18э (положение 1//); третий такт аналогичен первому (положение IV).

Кинематическая схема и диаграммы коммутационных положений (рис. 89. й 90) выполнены так, что при первом такте вал 8 (см.. рис. 87), поворачиваясь На 30°, размыкает один из дугогасительных контакторов; при втором такте валы 9 и 10 поворачиваются на 18 и 9Э соответственно и происходит переключение ступеней или обмоток трансформатора; в третьем такте эти валы неподвижны, а на валу 8 происходит замыкание контактора с дугогашением, разомкнутого в первом такте.

: Описанные операции соответствуют переходу с одной позиции на другую и одинаковы для всех переходов.

Для ограничения угла поворота валов служит механический упор 11, который позволяет валу 9 поворачиваться на 684°, а валам 10 и 14 — на 342°. Вал дугогасительных контакторов упора не имеет.

От вала 2 червячного колеса через наружную зубчатую передачу передается вращение валу 4 блокировки привода. Вал главной блокировки приводится во вращение от вала 9. С ним связан зубчатой передачей сельсин-датчик 13 указателя позиций, предназначенный для передачи положений главного контроллера в кабину машиниста. На валу главной блокировки установлен указатель позиций 15 в виде диска с номерами позиций. Он предназначен для контроля положения аппарата при ручном проворачивании от рукоятки 8 (см. рис. 83).

Второй такой же указатель позиций для наблюдения за положением аппарата из коридора расположен на конце вала контакторов переключения обмоток со-стороны, противоположной приводу. На валу червячного колеса имеется диск указателя фиксации позиций 3 (См;’

Источник