книги из ГПНТБ / Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава учебник
.pdfгде ЯІШМ— номинальная мощность двигателя в кет; Од1| — номинальное напряжение двигателя в в;
cos Фмом — коэффициент мощности при номинальной нагрузке; т)мом — номинальный к. п. д. двигателя.
Увеличение тока в момент пуска двигателя учитывается коэффици ентом кратности пускового тока кь который зависит от способа пуска. При прямом включении двигателя kl принимается равным 5—6,5, при пуске способом переключения статорных обмоток со звезды на
треугольник |
1,7—2,3 и при реостатном пуске двигателя с фазным ро |
||||||||
тором 1,5—2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
Кі |
2,5, |
ток плавкой |
вставки |
/ п „ ^ |
/ ІІ0М, |
при |
/с,- > 2,5 |
|
(случай |
прямого включения электродвигателя в сеть) |
|
|
||||||
|
|
|
I |
_ к і Люм |
|
|
|
|
|
Далее по току |
плавкой |
вставки І и „ определяют сечение |
провода |
||||||
линии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбранное сечение провода проверяют: |
|
|
|
|
|||||
а) на допустимую потерю напряжения по формуле |
|
|
|||||||
|
|
|
Д и % = |
Люм L cos Фн |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ySUiioM |
|
|
|
|
где L — длина провода (от щита до двигателя) в м; |
53 м/ом-мм2, |
||||||||
у — удельная |
проводимость |
провода |
(для |
меди |
|||||
|
для |
алюминия 31,7 м/ом-мм2); |
|
|
|
|
Д1І0М— номинальное напряжение сети в в.
Допустимая потеря напряжения не должна превышать 5% номи нального напряжения сети;
б) на допустимое сечение по условиям механической прочности. Для этого найденное сечение провода сравнивают с минимально допустимым по табл. 4, как и для проводов сети освещения.
При подключении к сети нескольких электродвигателей вначале определяют номинальные токи всех двигателей по указанной выше формуле. Затем определяют расчетный ток в линии / расч по формуле
п—1
|
|
|
V |
, |
|
|
|
1расч ' А |
'l |
Jп |
|
где |
а — количество двигателей, присоединенных к линии; |
||||
/ дуок — пусковой |
ток |
двигателя, |
дающего наибольший прирост |
||
„_і ' |
пускового |
тока |
(7пуск = кг/ ном); |
У) / пом— сумма номинальных токов всех двигателей без одного, для
1 |
которого определяется пусковой ток; |
|
k0 — коэффициент, учитывающий |
одновременность работы элект |
|
■ |
родвигателей и степень их |
загрузки. Для силовых линий |
поездов, секций и вагонов с машинным охлаждением k0 = 1. |
Если определяют сечение провода линии, к которой присоединено несколько электродвигателей, имеющих кратность пускового тока
151
кп ниже 2,5 (асинхронные двигатели с фазным ротором и двигатели постоянного тока), то расчетный ток определяют по формуле
/I
I расч |
I ном* |
Далее находят величину тока плавкой вставки, защищающей си ловую линию, исходя из следующих возможных случаев:
^п.п ^ -^расчі
г~ Дасч
^ 2,5 ‘
После определения тока / п „ по обеим формулам берут наибольшее из его значений и затем по току стандартной плавкой вставки находят соответствующее ему сечение провода.
Выбранное сечение провода проверяют на допустимую потерю нап ряжения по формуле
A t / ° 6 - - |
^ Люм L cos Фирм |
|
|
ySt/jioM |
|
где / H0ML cos фІІОМ— произведение |
величины номинального тока на |
|
длину провода и номинальный коэффициент |
||
мощности |
для |
каждого отдельного электродви |
гателя. |
|
|
Для сетей автономных вагонов такую проверку не производят. Если падение напряжения оказалось менее 5%, расчет считается пра вильным.
Затем выбранное сечение провода проверяют на допустимое сечение
-по условиям механической прочности. |
|
Р а с ч е т п р о в о д о в с е т и |
э л е к т р о о т о п л е н и я |
.сводится также к определению тока плавкой вставки, по которому
находят сечение провода. |
|
|
|
|||
Необходимо, |
чтобы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расч.* |
||
Расчетный ток определяют: |
приборов по формуле |
|||||
для однофазных |
нагревательных |
|||||
|
|
|
I |
__ Р ном . |
||
|
|
|
1 расч |
j j |
|
» |
для трехфазных |
|
|
|
*Люм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I расч |
Рном кн |
||
|
|
|
~Ѵз иіюи |
|||
|
|
|
|
|||
где ДноМ — номинальная |
мощность электропечи пли группы электро |
|||||
печей |
в |
вт\ |
неравномерности нагрузки фаз; |
|||
ки — коэффициент |
||||||
|
|
|
к а = 1,1 |
-г- 1,15. |
||
По расчетному |
току |
подбирают |
провод необходимого сечения |
и по известным формулам прюверяют линию на допустимое падение напряжения и на механическую прочность.
152
Г л а в а X
СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
1. ПРИМЕНЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ И ДАТЧИКИ
Вагоны с машинным охлаждением оборудуются системами конт роля температуры в грузовом помещении, а также в аппаратах холо дильных и дизельных установок. Температура в грузовом помещении контролируется двумя системами: дистанционной и местной.
Система дистанционного контроля позволяет получать сведения о температуре на центральном щите телеметрической станции. Такой контроль иногда совмещают с непрерывной автоматической записью.
Система местного контроля предусматривает применение перенос ной телеметрической станции. Сведения о температуре можно полу
чать на шкале этой станции. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Наибольшее |
распространение в вагонах с машин |
|||||||||||
ным охлаждением получили мостовые схемы систем |
||||||||||||
контроля температуры с использованием |
в |
качестве |
||||||||||
датчика |
проволочного |
термометра-сопротивления |
||||||||||
(терморезистор), полупроводникового термометра-со |
||||||||||||
противления (термистор) |
или |
ртутного |
контактного |
|||||||||
термометра, шунтированного резисторами. |
|
|
||||||||||
Измерение температуры терморезисторами основа |
||||||||||||
но на свойстве металлического проводника изме |
||||||||||||
нять свое |
омическое |
сопротивление |
при изменении |
|||||||||
температуры. С повышением температуры сопротив |
||||||||||||
ление проводников |
возрастает, |
а |
с |
понижением — |
||||||||
уменьшается. Изменение сопротивления для провод |
||||||||||||
ников из чистых металлов почти |
одинаково и равно |
|||||||||||
в среднем 0,4% |
на 1° С. |
|
металлического патро |
|||||||||
Терморезистор |
состоит из |
|||||||||||
на 6 (рис. 114), в который вставлен |
стеклянный |
ци |
||||||||||
линдр 5 с |
вплавленной |
в |
него |
платиновой |
спи |
|||||||
ралью 8. Стеклянный цилиндр обернут спиралью 7 |
||||||||||||
из латунной фольги, |
предохраняющей |
термометр от |
||||||||||
повреждений при ударах. В уширенную часть 3 пат |
||||||||||||
рона ввинчена переходная шайба 4. |
Соединительный |
|||||||||||
шнур 1 закрепляется во втулке 2. Сопротивление |
||||||||||||
терморезистора |
100 |
ом |
при |
|
0° С. |
Терморезисторы |
||||||
могут изготовляться как из платины (тип |
ЭТП), |
так |
||||||||||
и из меди (тип |
ЭТМ) |
с |
начальным |
сопротивлением Рис. 114. Тер |
||||||||
при 0° С от 40 до 400 ом. |
|
|
|
|
|
|
морезистор |
153
2. СИСТЕМЫ МЕСТНОГО КОНТРОЛЯ
Определение температуры датчиками, меняющими свое сопротив ление при изменении температуры, заключается в измерении их сопро тивления с использованием мостовой схемы (рис. 115), которая включает четыре резистора, соединенных последовательно в замкнутый контур.
К двум противоположным точкам а и Ь соединения резисторов вклю
чен |
источник |
питания Б с резистором R, а между |
точками c u d |
— |
||
измеритель |
равновесия |
схемы — гальванометр |
Э. |
Резисторы |
R 1 , |
|
R2, |
R3 и R, |
называются |
плечами моста, цепь |
питания называется |
диагональю питания, а цепь гальванометра Э — указательной диаго налью. Цепи R1 — R2 и R3 — R t называются ветвями мостовой схемы.
Резистор R t является |
объектом |
измерения (датчик температуры), |
|
резистор |
R2 — объектом |
сравнения |
(образцовая мера), а резисторы |
R1 и R3 |
служат для создания измеряемой разности токов пли напря |
жений в точках с и d.
Для измерения температуры применяются уравновешенные и не уравновешенные мосты. Измерение при помощи уравновешенного моста основано на создании условия равновесия, которое имеет вид
— = —, или |
RI R, = R2-R3. |
R2 Rt |
‘ |
Отсюда сопротивление датчика |
|
R, ==R2~. |
|
1 |
R1 |
При этом разность потенциалов между вершинами указательной диа гонали, проверяемая гальванометром Э, равна нулю.
Мост уравновешивается изменением отношения плечевых резисто ров R3 и Rl\ отсчет измеряемой величины производится по шкале пе
|
|
|
ременного резистора. Резистор |
R2 остается не |
|||||||
|
|
|
изменным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В схеме неуравновешенного моста в процес |
||||||||
|
|
|
се измерения температуры |
резисторы |
R I , R2 и |
||||||
|
|
|
R3 не изменяются, а определяют |
ток |
в |
измери |
|||||
|
|
|
тельной диагонали, |
пропорциональный сопро |
|||||||
|
|
|
тивлению |
датчика температуры. |
|
|
|
||||
|
|
|
Наиболее часто в качестве измерительного |
||||||||
|
|
|
прибора в неуравновешенных |
мостовых |
схемах |
||||||
|
|
|
используется логометр. При этом рамки лого |
||||||||
|
|
|
метра включают в противоположные диагонали |
||||||||
|
|
|
моста (рис. 116). Одна" из рамок wx логометра |
||||||||
|
|
|
включена |
между точками c u d |
моста |
и нахо |
|||||
|
|
|
дится под напряжением, |
зависящим от величины |
|||||||
Рис |
115 |
Мостовая |
сопротивления реостата |
R5. |
Вторая |
рамка до2 |
|||||
схема |
для |
измерения |
включена между точками |
а |
и |
Ь, |
электрический |
||||
температуры |
потенциал |
которых |
зависит |
от величин |
плече |
154
вых резисторов R I , R2, R4 и сопротивления датчика температуры R t.
Токи Іг |
и / 2, протекающие по рамкам |
и w2, взаимодействуя с маг |
|
нитным полем постоянного магнита Э, |
будут |
создавать вращающий |
|
момент, |
пропорциональный отношению токов |
IJI*,. |
Сопротивления плеч моста подбираются таким образом, чтобы при некоторой начальной температуре порядка —15-т:— 20° С разность по тенциалов между точками а и b моста сопротивлений была минималь ной и подвижная система логометра устанавливала стрелку в начале шкалы. При изменении сопротивления датчика R t будет меняться величина отношения токов +//.,, что вызовет отклонение стрелки логометра.
Шкала логометра отградуирована в градусах Цельсия. Применение логометра обеспечивает независимость его показаний от напряжения питания моста сопротивлений. Для проверки сопротивления датчика и постановки стрелки прибора в исходное положение переключателем В отключают датчик R , и подключают контрольный резистор R3.
Контроль температуры в вагонах 5-вагонной секции и автономных вагонах осуществляется несколькими проволочными терморезистора ми 18 (рис. 117), размещенными в различных точках вагона и вклю ченными в схему неуравновешенного моста. Показания снимаются на щите машинного отделения в каждом вагоне. На передней панели шкафа контроля температуры размещены выборочные переключатели I, II, III, которыми можно включать попарно верхние или нижние контакты. Выше переключателей на пружинной подвеске установлен логометр 15 с пределом измерений от + 3 0 до —30° С и напряжением питания 52 в постоянного тока.
В шкафу на задней стенке установлены плавкие предохранители 16 цепи питания на 400 ма и регулируемые сопротивления 17 на 50 ом для устранения влияния сопротивления линии. В нижней части стенки смонтирована колодка с клеммами: 1 и 2 — плюс батареи; 3 и 4 — минус батареи; 5 п 6 — датчик у входа воздуха в испаритель; 7 и 8 — датчик у входа воздуха в воздушный канал; 9 и 10 — переносный дат-
Рис. 116. Схема включения логометра при измерении температуры терморезисто ром
155
Чик; 11 и 12 — датчик на одной стене вагона; 13 и 14 — датчик на дру гой стене. Провод клеммы 14 для всех датчиков общий.
При измерении температуры логометр включается выборочным
переключателем в |
батарею, а датчик ■— в схему неуравновешенного |
моста. Например, |
если переключателем I I I замкнуть верхние пары |
контактов а~Ь и с—d, то через контакты с—d к логометру подсоеди нится плюс батареи; минус батареи подключен к логометру постоян но. Через контакты а— b к логометру подключится датчик на левой боковой стене вагона по цепи: клемма е логометра, клемма 14 на ко лодке, датчик, клемма 13 на колодке, клемма / на логометре. Темпе ратура определяется по шкале логометра. Нормальное положение выборочных переключателей разомкнутое.
По схеме неуравновешенного моста с использованием проволочных терморезисторов работает система контроля температуры воздуха и рассола холодильных установок в поездах и 12-вагонных секциях.
Щит контроля температуры холодильной установки в 12-вагон- ной секции состоит из-логометров: 1 (рис. 118, а), измеряющего тем пературу воздуха, входящего в конденсатор; 2, показывающего температуру входящего в испаритель рассола; 3, служащего для опре деления температуры рассола, выходящего из испарителя; 4, показы вающего температуру воздуха, выходящего из конденсатора. Система контроля температуры включается тумблером 5.
Логометры 1 (рис. 118, б) и 3 имеют шкалу с пределом измерения от +30 до —30° С, а логометры 2 и 4 ■— от 0 до +50° С. Терморези сторы 6, 7, 8 и 9 платиновые на 100 ом при 0° С подключены к соот ветствующим логометрам постоянно через гасящие 10 и регулируемые 11 сопротивления. Система контроля температуры работает от акку-
Рис. 117. Схема измерения температуры терморезисторамп п 5-вагоішоіі секции (ГДР)
156
Piic. 118. Щит для контроля температуры 12-вагонной секции:
а — общий вид; б — схема
муляторной батареи напряжением 52 в. При измерении температуры батарея подключается тумблером 5 через клеммы 12.
При рассматриваемой системе местного контроля температуры пере носная телетермнческая станция подключается к двум терморезнсторам, имеющимся в каждом грузовом вагоне: один укреплен неподвиж но на боковой стене, другой — переносный — может быть помещен в любой точке грузового помещения.
Телетермнческая станция (рис. 119, о) представляет собой пласт массовую коробку, на верхней стороне которой находятся кнопка 2 включения прибора, гальванометр 4, контрольная лампа 5, ручка 7 переменного резистора со шкалой и отметкой 8 отсчета температуры, шнур с вилкой 6 для подключения прибора к терморезисторам, штифт 1 и гнезда 3. Внутри корпуса смонтирована схема моста сопротивле ний и установлена батарея для питания телетермнческой станции.
При подключении телетермнческой |
станции через разъем Ш1 |
(рис. 119, б) к терморезисторам R,1 и |
R t2 и включении кнопки R h |
мост сопротивлений будет в неуравновешенном состоянии и через гальванометр Э будет протекать ток. Для уравновешивания моста изменяют сопротивление резистора R v до тех пор, пока стрелка галь ванометра не станет против нулевой отметки на шкале. Температуру отсчитывают на шкале реостата.
В мост включены добавочные сопротивления — резисторы R3, R4 — и компенсирующее сопротивление — резистор R2 — для устра нения погрешности линии при измерении температуры от переносного терморезистора. Величина гасящего резистора R батареи Б равна 50 ом, а плечевого резистора R1 — 100,69 ом. Измеряя температу ру, штифт вставляют в гнездо Ш2 или ШЗ, при этом включается не подвижный или переносный датчик.
На 5-вагонной секции постройки БМЗ используется переносная телетермическая станция с платиновыми терморезпсторами. Рабочий диапазон измеряемых температур —20 до +25° С.
Градуировочная погрешность прибора в диапазоне от—20 до -Г 15° С
не более 0,5° С. Питание измерительного устройства |
осуществляется |
|
от гальванических |
элементов напряжением 1,6 в, |
расположенных |
в отдельном отсеке прибора.' |
одинарный мост |
|
Измерительной |
схемой служит уравновешенный |
(рис. 119, в), в одно из плеч которого включается один из терморезисто ров R11—R14. Плечами моста служат резисторы: R1—R3, R5 — пере менный резистор (реохорд); R4 — корректирующий резистор моста; R 6 — контрольный резистор; R7—RIO — корректирующие резисторы линии.
Терморезисторы подключают к прибору через разъем Ш с помощью
переключателя В1, |
имеющего пять положений: |
0 — контрольное |
|
(подключен |
контрольный резистор R6)\ 1 — середина вагона (R11); |
||
2 — выход |
воздуха |
из воздухоохладителя (R13)\ |
3 — вход воздуха |
в воздухоохладитель (R14); 4 — переносный термометр {R12)\
В измерительную диагональ моста включен гальванометр Э для контроля за равновесием моста. Надписи на шкале гальванометра «Мало» и «Много» облегчают уравновешивание, указывая, следует ли
158
Рис. 119. Телетермнческая станция для местного контроля температуры ъ грузо
вых вагонах:
а — общий вид (ГДР); б —схема (ГДР); в — схема (БМЗ)
159
увеличивать или уменьшать сопротивление переменного резистора в зависимости от направления отклонения стрелки.
После подключения терморезистора к измерительной схеме и вклю чения питания, чтобы уравновесить мост, необходимо вращать рукоятку реохорда, которая является указателем на шкале прибора, отградуи рованной в °С. Показание снимается в положении равновесия схемы.
Чтобы продлить срок службы источника питания, его включают только на время уравновешивания моста путем нажатия на кнопку Кн. При этом загорается лампочка Л подсвета шкал реохорда и галь ванометра.
Когда переключатель питания В2 установлен в положение «Грубо», при нажатии на кнопку в схему подается питание от одного элемента батареи Б. Лампа горит неполным накалом. Для более точного опре деления температуры переключатель питания устанавливается в по ложение «Точно», и при нажатии на кнопку питание в измерительную схему подается от двух последовательно соединенных элементов.
Корректирующие резисторы линии R7—RIO устанавливаются непосредственно в приборе. Поэтому соединительные^провода от тер морезисторов к розетке во всех грузовых вагонах должны быть строго откалиброваны, сопротивление проводов не должно отклоняться от номинального более чем на ±0,02 ом, а сопротивление корректи рующих резисторов — на ±0,01 ом. Таким образом, общее сопротив ление линии будет равно 2,5 ± 0,03 ом. Отклонение от указанных допусков ведет к увеличению погрешности измерения.
Проверяя исправность прибора, переключатель устанавливают в нулевое положение. Тогда в схему подключается контрольный ре зистор R6, сопротивление которого подбирается таким, чтобы уравно вешивание моста происходило при установке отметки нуля шкалы против указателя.
Описанные системы контроля температуры с использованием тер морезисторов пригодны лишь для местного контроля температуры в гру зовых помещениях вагонов, а также для контроля температуры ди зелей и аппаратов холодильных установок.
3. СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
Для дистанционного контроля температуры в поездах и секциях с машинным охлаждением используют телетермические станции с ртутными контактными термометрами, шунтированными сопротив лениями, а также с термисторами.
В 5- и 12-вагонных секциях используют ртутные контактные тер мометры (РК.Т) с шунтирующими резисторами, включенные в схему неуравновешенного моста сопротивлений. В качестве измерителя ис
пользуется |
магнитоэлектрический микроамперметр или логометр |
со шкалой, |
отградуированной в °С. |
В 12-вагонных секциях и поездах установлены две одинаковые те летермические станции—'одна в вагоне-дизель-электростанции, другая в вагоне-машинном отделении —либо одна переносная. В дизельном от делении 5-вагонной секции установлена одна телетермическая станция.
160