В отсеке расположены линейный контактор (ЛК), зарядный контактор (ЗК) конденсатора сетевого фильтра. Линейный контактор крепится в отсеке за свои токоведущие шины. Зарядный расположен на крепёжной панели.

Линейный контактор (ЛК)

Предназначен:

• Для подачи питания 850 в от токоприемников на силовой инвертор в штатном режиме;
• Для отключения силовой схемы от контактной сети в аварийных режимах;
• Для отключения силовой схемы от контактной сети при реостатном электрическом торможении без рекуперации энергии в контактную сеть;
• Для отключения силового инвертора от контактной сети при снижении напряжения в сети до уровня ниже 530В.

Линейный контактор представляет собой однополюсный электромагнитный контактор постоянного тока с естественным охлаждением.

Основные технические характеристики контактора:

Максимальное рабочее напряжение постоянного тока                         2000 В
Максимальный рабочий постоянный ток                                       900 А
Номинальное напряжение цепей управления                                    72 В
Максимальное рабочее напряжение постоянного тока                          110 В

Контакторы представляют собой оперативные аппараты с дистанционным управлением, предназначенные для частых включений и отключении электрических цепей как без тока, так и при номинальных токах нагрузки. Они в отличие от автоматических выключателей не имеют устройств для контроля значения тока.

Основная цепь (см. рис.37) включает верхний силовой вывод (1), неподвижный контакт (2), подвижный контакт (3), опора подвижного контакта (4), гибкое соединение (5) и нижний силовой вывод (6). Управляющее устройство включает сердечник (7), катушку (8), магнитопровод (9) и замыкающий стержень (10).

Подвижный контакт 3 регулируется управляющим механизмом с помощью изолирующего рычага. Контакт установлен на пружинах во избежание колебаний и позволяет ему перекатываться по неподвижному контакту, облегчая разрыв электрической дуги при разъединении контактов. Небольшие скользящие движения, когда контакты ослаблены, убирают слой грязи (пыли) или оксида, которые могут образоваться при работе контактора, дугогасительная камера (11) установлена к контактной группе и закреплена блокирующим рычагом. (12).

Для обеспечения надежного гашения дуги, дугогасящая камера оснащена парой катушек (13), которые проводят ток только во время размыкания. Поэтому, полярность незначительна.

Дугогасительные решетки в камере выполняют следующие функции:

• Снижение напряжения дуги;
• Эффективное охлаждение дуги.

Вспомогательные контакты (15) могут быть нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми в зависимости от того, как рабочие кулачки установлены.

Зарядный контактор (ЗК) LTC-250

Зарядный контактор подключает подводимое напряжение 750в контактной сети через зарядный резистор к тяговому инвертору для заряда конденсатора сетевого фильтра. Контактор – электромагнитный, снабжён двойной размыкающей цепью.

Параллельно катушке контактора подключен резистор переменного сопротивления, (варистор) который размещен внутри корпуса контактора.

Контактор состоит из следующих элементов:

• корпус контактора,
• дугогасительная камера,
• силовые клеммы,
• клеммы управляющей катушки,
• блок вспомогательных контактов.

Работа контактора

Контактором управляет блок управления тяговым приводом (БУТП-2). При замыкании силовых контактов в силовой схеме быстродействующего выключателя (см. силовую схему) начинается процесс заряда конденсатора сетевого фильтра(СФ). Нормально разомкнутые силовые контакты контактора на короткое время замыкаются, подключая конденсатор к напряжению 750в через резистор заряда конденсатора Rs. После того, как конденсатор зарядился, замыкаются контакты линейного контактора ЛК, шунтируя контакты ЗК и сопротивления Rз, что приводит к отключению зарядного контактора и тяговый инвертор получает питание через линейный контактор.

Таким образом, зарядный контактор замыкается под нагрузкой и размыкается без нагрузки, когда зарядный резистор и контактор зашунтированы контактами ЛК.

Снаружи на боковой стенке отсека расположен зарядный резистор конденсатора сетевого фильтра.

Схема включения ЛК и ЗК

При поступлении питания в БУТП-2 и далее на панель с реле (ПР) — включаются промежуточные реле К4 и К6, что приводит к замыканию их контактов в цепях катушек зарядного контактора (ЗК) и линейного контактора (ЛК).

ЗК включается и своими силовыми контактами подключает к контактной сети зарядное сопротивление конденсатора фильтра. После заряда конденсатора в силовой цепи замыкаются силовые контакты линейного контактора (ЛК), что обеспечивает:

• Шунтирование цепи зарядного контактора – ЗК отключается;
• Силовой инвертор получает питание через контакты линейного контактора.

Одновременно включается вспомогательной контакт, который используется для передачи в БУТП-2 состояние силовых контактов ЛК и их включение.

Срабатыванием контактора управляет блок управления тяговым приводом (БУТП-2). Линейный контактор всегда отключается при отключении быстродействующего автомата, т.к. в цепи питания катушки ЛК разрывается блокировка ВБ.), что приводит к обесточиванию катушки ЛК.

Линейный и зарядный контакторы управляются блоком управления тяговым приводом, путем формирования сигналов «Упр. ЛК» и «Упр. ЗК» за счет включения соответствующих управляющих реле. При включении БВ формируется сигнал «Упр. ЗК» для начала процесса зарядки конденсатора сетевого фильтра Сф. Поскольку БУТП не может напрямую питать катушку ЗК, то он своим сигналом «Упр. ЗК» включает контактор К4 на панели промежуточных реле в контейнере тягового привода по цепи: +80В – К4 – контакт «К» в БУТП – ОВ. К4 включившись, замыкает свой контакт в цепи питания катушки КМ1 зарядного контактора по цепи: +80В -контакт К4 – КМ1 – ОВ.

После включения ЗК нормально разомкнутые контакты главной цепи контактора СК1 и СК2 замыкаются, подключая конденсатор сетевого фильтра Сф к напряжению 750В через резистор R3.

При заряде конденсатора свободные электроны, имеющиеся на одном из его электродов, устремляются к положительному полюсу источника, вследствие чего этот электрод становится положительно заряженным. Электроны с отрицательного полюса источника устремляются ко второму электроду и создают на нем избыток электронов, поэтому он становится отрицательно заряженным. В результате протекания зарядного тока i3 на обоих электродах конденсатора образуются равные, но противоположные по знаку заряды и между ними возникает электрическое поле, создающее между электродами конденсатора определенную разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов станет равной напряжению источника тока, движение электронов в цепи конденсатора, т. е. прохождение по ней тока i3 прекращается. Этот момент соответствует окончанию процесса заряда конденсатора.

Включение ЗК осуществляется всегда после включения БВ, независимо от напряжения в контактной сети. Контрольный сигнал о включении ЗК «ЗК выкл=0» через нормально замкнутый контакт (З1; З2) поступает на вход БУТП.

При наличии напряжения 750В в контактной сети и включении ЗК, происходит процесс зарядки конденсатора сетевого фильтра Сф через контакты СК-1 и СК-2. Когда напряжение на конденсаторе сетевого фильтра достигнет 550В, то БУТП формирует сигнал «Упр. ЛК» для включения линейного контактора.

Поскольку БУТП не может напрямую питать катушку ЛК то он своим сигналом «Упр. ЛК» включает реле К3 на панели промежуточных реле, которое подключает питание к линейному контактору по цепи: +80В – КЗ – контакт «К» в БУТП – ОВ.

Питание к ЛК и контактам К3 подводится по цепи: +80В – панель управления БВ – точка 5 а – контакт 44-43 – точка 5в – замкнутый контакт КЗ – точка 2а – нормально замкнутый контакт 2в – катушка КМ1 на панели управления ЛК – ОВ.

Таким образом ЛК не включится, пока не замкнутся контакты БВ и ЗК. После включения ЛК, вспомогательные контакты ЗК (43; 44) шунтируются вспомогательными контактами ЛК (5а; 5в), так что ЗК может быть разомкнут.

По достижении на конденсаторе сетевого фильтра Сф напряжения 550В, БУТП подает сигнал на отключение ЗК и дальнейший заряд Сф осуществляется через контакты СК1 и СК2 на панели управления ЛК.

После включения ЛК и при размыкании контактов 2а и 2в, в цепь его катушки вводится энергосберегающий резистор R для обеспечения режима удержания.

Контрольный сигнал о включенном состоянии ЛК «Лк вкл =1» через его замыкающийся контакт 3а и 3в поступает в БУТП. ЛК остается в замкнутом состоянии, пока напряжение в сети не упадет до уровня 550В.

Наличие в линейном контакторе вспомогательных контактов, позволяет передать в БУТП информацию о состоянии главных контактов.

Зарядный резистор

Зарядный резистор конденсатора фильтра (К3) номинальным сопротивлением (14±10%) Ом – предназначен для ограничения тока заряда конденсатора сетевого фильтра. Резистор состоит из резистивного элемента, расположенного внутри алюминиевого корпуса с ребрами охлаждения и шпилькой заземления. Резистор имеет вынесенную клеммную коробку для подключения его выводов. Номинальная мощность зарядного резистора 500 Вт. Масса 3 кг.

Резистор устанавливается снаружи отсека контакторов. Кабели к резистору подводятся из контейнера внутри пластиковой гофры с фитингами.

Работа резистора

При замыкании контактов зарядного контактора (ЗК) происходит начальный бросок тока из-за заряда конденсатора фильтра. Зарядный резистор конденсатора ограничивает этот ток. При достижении напряжением фильтра заданной величины, с выдержкой времени 1 сек на дозаряд, включается линейный контактор (ЛК), подключая силовой инвертор непосредственно к тяговой сети. При этом контактор ЗК размыкается, предотвращая протекание тягового тока через зарядный резистор, рассчитанный только на ток заряд а конденсатора.