книги из ГПНТБ / Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава учебник

переключателями 3 и 6 задают номер требуемого вагона. Сигнальная лампа 2 загорается при измерении температуры на щите, располо­ женном в вагоне-машинном отделении.

В каждом щите измерительный прибор 1 (рис. 121) через выбо­ рочный переключатель 2 присоединяется к ртутным контактным тер­

ческая станция питается от осветительной аккумуляторной батареи 8 напряжением 52 в. При помощи резисторов 4 и гасящего резистора 7 это напряжение снижается до 22 в. По вольтметру 5 оно контролиру­ ется.

Питание гальванометров телестанции сблокировано так, что одно­ временное измерение температуры на двух щитах невозможо. При включении переключателем 10 телестанции в вагоне-дизель-электро- станции на щите телестанции вагона-машинного отделения загорится сигнальная лампа 13 в цепи: плюс батареи 8, клеммы 4—6 колодки /, межвагонное соединение И , клемма 6 колодки II, лампа 13, пере­ ключатель 12, клемма 3 колодки II, межвагонное соединение 11, клемма 23 колодки I, переключатель 10, минус батареи 8.

При включении телестанции в вагоне-машинном отделении будет гореть сигнальная лампа 9. В случае занятости одной станции пита­ ние другой невозможно, так как оно осуществляется через размыкаю­ щие контакты переключателя смежной станции.

В последнее время для контроля температуры большое распростра­ нение получают термисторы. Температурный коэффициент a t терми­ сторов отрицательный, т. е. с повышением температуры сопротивле­

достаточно точно выражается соотношением

В

Поскольку температурный коэффициент термистора обратно про­ порционален квадрату температуры, шкала измерительного прибора при непосредственном отсчете температуры будет нелинейна.

Для получения линейной характеристики термистора составляют линеаризирующую цепь термистора R t из шунтирующего резистора Rm и дополнительного R n (рис. 122, а).

Рис. 121. Схема системы дистанционного контроля температуры 12-вагоннон сек­ ции:

а — вагона-дизеля-электростанцни; б — вагона-машшшого отделения

162

Рис. 123. Схема дистанционного контроля температуры с термисторами:

подбираются резисторы: дополнительный R4 и плечевой R3. Плече­ вые резисторы R1 и R2 являются общими для всех термисторов. Тер­ мисторы подключаются переключателем В к схеме моста, а отсчет температуры производится по микроамперметру рЛ , шкала которого отградуирована в градусах Цельсия.

Хорошо работают схемы на термисторах с применением термо­ компенсационного шунта. Схема собирается на резисторах типа ВС. Она компактна и надежна в эксплуатации. Для уменьшения погреш­ ности при измерениях в схему включен термокомпенсацпонный шунт, состоящий из термистора R t (рис. 124, а) и двух резисторов R1 и R2. При измерении температуры часть тока, поступающего к измеритель­ ному прибору — микроамперметру рЛ, попадает в шунт. Если под влиянием окружающей температуры изменится ток, то шунт скомпен­ сирует это изменение, благодаря чему ток, проходящий через измери­ тельный прибор, остается неизменным и зависит только от вели­ чины сигнала, пропорционального температуре измеряемой среды.

При расчете элементов шунта исходят из условия, что на шунт при нормальной окружающей температуре (+20° С) ответвляется при­ мерно 10% тока, проходящего через измерительный прибор. Поэтому полное сопротивление шунта примерно в 10 раз больше сопротив­ ления измерительного прибора.

Затем по назначенному температурному диапазону (обычно +304- 4---- 30° С) определяют значения сопротивлений шуита для двух точек, близких к крайним (в заданном диапазоне). После этого по температур­ ной характеристике определяются значения сопротивлений термисто­ ра в этих точках.

1.64

Берется уравнение полного сопротивления шунта

(kR, -I-Rl) R2

R,u — kR i + RI + R 2

где R t — сопротивление термистора при 0° С в ом\

к —■коэффициент относительного изменения сопротивления в вы­ бранных точках.

Составляется система из трех уравнений для состояния шунта в трех точках: две крайние и одна в средней части характеристики. Решив систему уравнений, определяют величины активных сопротив­ лений шунта и номинал для термистора.

Мост для измерения температуры (рис. 124, б) собирается из пле­ чевых резисторов R J , R2, R5 и R6. Напряжение питания в диагональ моста подается от батареи Б через потенциометр R7. Шунт собирается из термистора Ri2 и резисторов R3 и R4.

Разность потенциалов другой диагонали моста зависит от сопро­ тивления термистора R tl , размещенного в точке замера температуры, и определяет ток через измерительный прибор \хА и шунт. Чтобы изме­ рение температуры по шкале прибора начиналось с —20ч— 22° С (нижний диапазон для грузовых вагонов), величина плечевого сопро­ тивления берется равной сопротивлению термистора при —20-:— 22° С,

Рис. 124. Схемы прибора для измерения температуры с 'термокомпеисацноиным шунтом

165

В поездах и секциях с машинным охлаждением одним прибором за­ меряют температуру в нескольких точках в разных грузовых ва­ гонах, поэтому для каждого датчика строится индивидуальная ха­ рактеристика отклонений в зависимости от температуры. Обычно эта характеристика имеет большую кривизну и небольшую чувствитель­ ность в начале шкалы. Для уменьшения кривизны и увеличения чув­ ствительности плечевые резисторы моста R5 и R6 следует увеличить.

При изменении температуры переключатель В2 ставят в положение, при котором через контакты 3 и 4 к схеме прибора подключается бата­

ры разбаланса R1 и R2 и контактами 7 и 8 включается выборочный переключатель В1, которым к схеме моста подключаются термисторы, размещенные в местах замера температуры.

Д л я к о н т р о л я т е м п е р а т у р ы в о д ы и м а с л а в двигателях дизель-электростанции применяют дистанционные тер­ мометры типа ТУЭ-48.

Вэлектрическом термометре в качестве датчика температуры 1 (рис. 125) использовано сопротивление 2, изготовленное из никеле­ вой проволоки. Втулка 3 датчика ввинчивается в водяной патрубок дизеля. Указатель 5 термометра соединен с датчиком проводами 4.

Впоказывающем приборе (указатель) две катушки 8, включенные параллельно, воздействуют на магнит 9 со стрелкой, поворачивающей­ ся на оси 6. На основании указателя 5 установлены сопротивления 7, включенные в схему неуравновешенного моста. Изменение сопро­ тивления датчика приводит к перераспределению тока в катушках, что вызывает отклонение магнита со стрелкой. Измеряемая температу­ ра отсчитывается в градусах Цельсия на шкале указателя.

166

Г л а в а Xi

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНЫХ, ХОЛОДИЛЬНЫХ И ОТОПИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Автоматизация работы дизельных, холодильных и отопительных установок вагонов с машинным охлаждением обеспечивает: повыше­ ние производительности труда, работу агрегатов в наиболее эконо­ мичном режиме, снижение эксплуатационных расходов, увеличение срока службы оборудования, защиту от аварий, автоматический конт­ роль за режимом работы основных узлов оборудования. Автоматизация осуществляется с помощью устройств сигнализации, контроля, управ­ ления, регулирования и защиты отдельных агрегатов и установки в целом.

Устройства автоматической сигнализации включают или выключа­ ют видимые или звуковые сигналы, когда контролируемый параметр достигает заданного или аварийного значения. Приборы автомати­ ческого контроля регистрируют основные параметры установки. Уст­ ройства автоматической защиты защищают всю установку или отдель­ ные агрегаты при недопустимом изменении контролируемой величины. Устройства автоматического управления включают или выключают в определенной последовательности рабочие органы холодильной или отопительной установки. Устройства автоматического регулирования поддерживают определенный параметр в заданных пределах или из­ меняют его по заданной программе.

В настоящее время на поездах, секциях и вагонах автоматизирован ряд рабочих процессов. Дизельные агрегаты поездов и секций обору­ дованы аварийно-предупредительной сигнализацией по температуре охлаждающей воды и давлению масла.

На 12-вагонных секциях автоматизирована подача хладагента в про­ межуточный сосуд и испаритель, введены двухпозиционное регулиро­ вание температуры в вагонах, звуковая и световая сигнализация о на­ рушении температурного режима.

21-вагонные поезда, кроме .автоматического регулирования уровня хладагента в испарителе и промежуточном сосуде и двухпозиционного регулирования температуры в вагонах, имеют защиту холодильных установок по максимальному давлению конденсации и минимальному давлению кипения, защиту от переполнения уровня хладагента в ис­ парителе, автоматическое байпасное устройство, автоматическое ре­ гулирование давления всасывания, дистанционный контроль за рабо­ той и запуском всей холодильной установки.

167

На 5-вагонных секциях полностью автоматизирован процесс работы холодильных установок и только включение установок осущест­ вляется вручную. Автоматизирован весь процесс работы установок ав­ тономного вагона, за исключением запуска дизель-генератора.

На 21-вагонных поездах и 12-вагонных секциях заданный темпера­ турный режим в грузовых вагонах автоматически поддерживается тер­ морегуляторами. Терморегулятор охлаждения 8 (рис. 126, о), на­ строенный на определенный температурный режим, непосредственно или через промежуточное реле по цепи <3 управляет электромагнитным вентилем 2, пропускающим охлаждающий рассол через батарею 1 грузового вагона. Терморегулятор отопления 7 по цепи 4 управляет магнитными пускателями 6 электропечей 5 грузового вагона.

В 5-вагонных секциях и автономных вагонах терморегулятор охлаждения 8 (рис. 126, б) включает холодильную установку 9, а терморегулятор отопления 7 — электропечи 5. Автоматические про­ цессы контроля, защиты и управления осуществляются комплексом аппаратов и приборов. К ним относятся различные датчики, реле, усилители, измерительные приборы, автоматические регуляторы, распределительные органы и исполнительные механизмы.

Р ис. 12G. С х е м а а в т о м а т и ч е с к о г о р ег у л и р о в а н и я т е м п е р а т у р ы в г р у з о в о м вагоне:

а — с рассольной системой охлаждения; б — с системой иепосредстиспного охлаждения

168

2.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ

Всхемах автоматики, блокировки, контроля температуры поездов, секций и автономных вагонов широко применяются электромагнитные реле постоянного и переменного тока.

Э л е к т р о м а г н и т н о е р е л е п о с т о я н н о г о т о к а (рис. 127, а) имеет сердечник 1, на который надевается катушка 2. Якорь 6 электромагнита при притягивании к сердечнику разъединя­ ет размыкающие 4 и соединяет замыкающие 3 контакты. Пружина 5 возвращает якорь в исходное положение при обесточенной катушке.

Кроме реле с поворотным якорем, применяется электромагнитное реле с втягивающимся якорем (рис. 127, б; обозначения те же, что на рис. 127, а).

Э л е к т р о м а г н и т н ы е р е л е п е р е м е н н о г о т о к а принципиально не отличаются от реле постоянного тока. Однако для уменьшения потерь в магнитной цепи сердечник и якорь реле пере­ менного тока набирают из листовой стали. Кроме того, при работе реле в цепи переменного тока якорь должен испытывать вибрацию с двойной частотой тока, так как сила притяжения К якоря к сердечни­ ку не зависит от направления тока в катушке реле:

F = A f sin2co7,

где Ар — амплитуда силы притяжения; со — угловая скорость изменения магнитного потока; t — время.

Вибрация якоря вызывает искрение между контактами и может привести к сгоранию катушки реле. Чтобы избежать вибрации якоря в электромагнитных реле переменного тока, применяют двухфазную магнитную систему (реле с двумя обмотками) или раздвоенный полюс сердечника с короткозамкнутым витком.

Двухфазное реле состоит из двух магнитопроводов с двумя обмот­ ками w± и ш2 (рис. 128, а), подключенными к общим клеммам пита­ ния. Обмотка w2 включается непосредственно в сеть переменного тока U; последовательно со второй обмоткой включена емкость С. Магнит­ ные потоки в магнитопроводах сдвинуты по фазе друг относительно

Р и с . 127. Э л е к т р о м а г н и т н ы е р ел е п о с т о я н н о г о т о к а

169

друга, іі результирующий пульсирующий магнитный поток не будет снижаться до нуля. Если магнитные потоки, создаваемые в обеих об­ мотках, равны по величине и сдвинуты между собой по фазе на 90°, то результирующий магнитный поток постоянен во времени (пульса­ ций магнитного потока не будет).

Для устранения вибраций чаще применяют более компактное уст­ ройство (рис. 128, б), состоящее из короткозамкнутой обмотки К (обычно один виток), надеваемой на часть магнитопровода реле. Эта обмотка экранирует часть полюса сердечника. Полюс имеет два сече­ ния: неэкранированное и S 2 экранированное. Магнитный поток Ф, создаваемый обмоткой w, проходя через полюс, разветвляется: часть потока Фг проходит по сечению Sx, а Фа — по S 2. Из-за наличия экра­ нирующей обмотки у S 2 магнитные потоки Фг и Ф2 сдвинуты по фазе, суммарный магнитный поток ни в какой момент не равен нулю и якорь не вибрирует при работе реле.

Реле имеют систему контактов, часть из которых размыкающие и часть замыкающие. Контакты реле должны быть долговечны и обе­ спечивать надежное электрическое соединение.

По конструктивному оформлению (рис. 129) контакты разделяются на точечные (соприкосновение в одной точке), линейные (соприкосно­ вение по линии) и плоскостные (соприкосновение по плоскости). Маломощные контакты выполняются обычно точечными, усиленные — линейными, а мощные — плоскостными.

Мощность длительного замыкания контактов определяется по фор­ муле

■^дл Д іа к с Р к »

гДе Діакс — максимально допустимый ток в управляемой цепи; Дк — сопротивление контактов.

170