Locomotiva ES64U2 - PARTEA ELECTRICA

Locomotiva ES64U2 - PARTEA ELECTRICA

Circuitele principale

Locomotiva ES64U2 este prevazuta cu pantografe asimetrice de tip 8 WLO 128-6Y84,

ÖBB-8d. Cele doua pantografe sunt legate la intrerupatorul principal general (disjunctor) printr-un conductor montat pe plafonul locomotivei. Intrerupatorul principal (disjunctorul) montat pe acoperis este un aparat de conectare electropneumatic cu comutatie in vid, dotat cu un intreruptor manual de punere la pamant.

Locomotiva este echipata cu doua pantografe asimetrice cu actionare pneumatica si perna de aer. Pantografele sunt echipate cu o supraveghere a periilor de la patine. Aceasta supraveghere conduce la o coborare automata a pantografului in situatia deteriorarii unei perii prin eliminarea aerului din canalul de aer de sub periile de carbune. Intrarea in actiune a protectiei periilor de carbune este de asemenea afisata pe display la fel ca la alte vehicule din aceeasi generatie.

Transformatorul este legat de pantograf prin disjunctor si transformatorul de masura pentru curent care masoara curentul absorbit din linia de contact. Circuitul de intoarcere se continua prin cutia locomotivei, boghiu, dispozitivele de intoarcere (impamntarile), osii montate si sine. Cu un dispozitiv de punere la masa bipolar se poate pune la masa infasurarea primara a transformatorului si pantografele impreuna cu barele de tensiune de pe acoperis.

Dispozitivul de punere la masa bipolar este prevazut cu o cheie de siguranta care se afla in dispozitivul de blocare  de la robinetul de inchidere al pantografului.

Disjunctorul cu stingere in vid se conecteaza cu ajutorul aerului comprimat. In acelasi timp, un resort este tensionat. La intreruperea circuitului de mentinere, disjunctorul este deconectat prin actiunea resortului.

Transformatorul principal este conectat la disjunctor printr-un cablu de inalta tensiune cu o fisa. Instalatia de inalta tensiune este protejata cu un releu de supratensiune cu scurgere la pamant.

Fig. 7-1: Schema circuitelor principale

Transformatorul principal

Transformatorul, care este racit cu ulei, este amplasat sub sasiul locomotivei. Pentru protectia impotriva supratensiunilor atmosferice se foloseste protectia Buchholz. La formarea de gaze in cuva transformatorului disjunctorul deconecteaza automat. La atingerea nivelului de avertizare, pe display va aparea un mesaj corespunzator.

Infasurarea primara a transformatorului este legata la disjunctor prin intermediul transformatorului de curent. Curentul de intoarcere este condus la sina prin transformatorul de pamantare si contactele de pamantare de osie.

Infasurarile secundare :

La locomotivele bisistem cum ar fi cele din seria 1116 toate infasurarile secundare au doua borne astfel ca tensiunea primara de 25 kV este transformata in aceeasi tensiune secundara ca si in cazul culegerii tensiunii de 15 kV de la retea.

Sesizarea sistemului de alimentare a liniei de contact se face in mod automat de catre ZSG (calculatorul central de comanda) iar comutarea se face cu ajutorul comutatorilor.

Fig. 7-2: Infasurarea transformatorului principal (fara carcasa)

Fig. 7-3: Transformatorul principal

Fig. 7-4: Releu Buchholz

Convertorul de curent

Fiecare convertor de curent alimenteaza motoarele de tractiune ale unui boghiu. Fiecare convertor este alcatuit din urmatoarele parti componente :

Trei infasurari de tractiune care alimenteaza convertoarele de retea (NSR) intr-o tensiune continua si alimenteaza circuitul intermediar.

Doua convertoare pentru motoare (MSR) care transforma tensiunea circuitului intermediar intr-o tensiune variabila alternativa cu frecventa variabila si alimenteaza fiecare cate un motor de tractiune. Astfel toate motoarele de tractiune pot fi reglate individual si coeficientul de aderenta roata - sina poate fi utilizat optim.

Un calculator de comanda a antrenarii tractiune - franare (ASG) pentru comanda convertoarelor de retea si a convertoarelor pentru motoare.

Tipul convertorul de curent permite o franare recuperativa cu un efort de franare de pana la 300 kN.

NSR este un convertor de retea care este amplasat intre infasurarea secundara a transformatorului si circuitul intermediar si care are rolul de a produce un curent continuu din curentul alternativ ce il funizeaza transformatorul.

Circuitul intermediar face legatura intre convertoarele de retea si convertoarele motoarelor de tractiune. Din acest circuit se alimenteaza prin contactori si convertoarele serviciilor auxiliare.

MSR sunt convertoare pentru motoarele de tractiune si au rolul de a produce curent alternativ trifazic pentru alimentarea acestora. Reglarea valorii acestui curent se face in MSR cu ajutorul ASG.

In circuitul intermediar exista contactori de cuplare-decuplare a circuitelor convertorelor de alimentare a serviciilor auxiliare. Aceste convertoare au rolul de a cupla sau decupla in caz de avarie alimentarea serviciilor auxiliare de la un alt convertor de servicii auxiliar. Astfel sistemul este redundant permitand functionarea locomotivei si in caz de deranjamente la circuitele de alimentare a convertoarelor de servicii auxiliare.

Fig. 7-5: Schema convertorului de curent

Trei din redresoarele de intrare comandate electric si alimentate de la bobinele de tractiune au rolul de a transforma tensiunea din secundar in tensiune de curent continuu, cu care se alimenteaza apoi circuitul intermediar. Aceasta schema contribuie la reducerea la minim a curentilor paraziti aparuti. Din acest motiv nu mai este necesar nici un filtru de curenti paraziti.

Alimentarea circuitului de c.c. se face prin intermediul unui contactor si unei rezistente. Dupa atingerea tensiunii necesare rezistenta este suntata de contactorul principal. Filtrarea curentului din circuitul intermediar se face cu condensatori si circuitul de absorbtie. Cele doua invertoare PWM au rolul de a transforma curentul continuu din circuitul intermediar in curent trifazat cu frecventa variabila, cu care sunt alimentate apoi motoarele de tractiune.

In felul acesta exista posibilitatea de reglare separata a fiecarui motor de tractiune si de a

folosi in mod optim coeficientul de frecare dintre roata si sina.

In regim de franare motoarele de tractiune recupereaza energia de franare generata si o

readuc in reteaua de alimentare prin invertoarele PWM, circuitul c.c., redresoarele

comandate si transformator.

In caz de avarie, de la "Intrerupatorul DG" aflat la panoul de comanda nr. 3 din sala masinilor se poate decupla modulul de control tractiune sau redresorul defect, oprind astfel motoarele de tractiune corespunzatoare.

Fig. 7-6: Convertorul de current

Motoarele de tractiune

Motoarele de tractiune sunt motoare de tractiune asincron trifazate.

Date caracteristice :

Puterea de durata 1640 kW

Puterea de scurta durata 1750 kW

In caz de avarie motoarele de tractiune pot fi izolate sau blocate din ASG o separare mecanica nefiind necesara

Fig. 7-7: Motorul de tractiune

Incalzirea trenului

Locomotivele sunt prevazute cu un modul automat de preincalzire.

Calculatorul central impiedica inchiderea contactorului incalzire tren in cazul in care cablul de incalzire tren se mai afla inca sub tensiune.

Pentru retelele de 25 kV, din meniul "Schimbare sistem" se poate alege pentru tensiunea de alimentare a circuitului de incalzire tren valoarea de 1.000 V sau 1.500 V. De fiecare data cand inversorul de sens este pus pe "V" sistemul alege automat tensiunea de 1.000 V.

Cablul de incalzire tren ramane sub tensiune atunci cand comutatorul de sens se afla pe "0", chiar daca se schimba directia de deplasare a trenului (tren bidirectional).

Controlul temperaturii

Temperatura din:

agentul de racire,

infasurarile motoarelor de tractiune si din lagare, precum si

din cele doua dulapuri ale convertoarelor

este monitorizata prin intermediul unor mesaje de avertizare si de avarie.

In cazul in care la transformatorul principal, redresor sau unul din motoarele de tractiune se atinge pragul de avertizare se reduce automat forta de tractiune. In momentul atingerii

pragului de avarie tractiunea se blocheaza. In ambele cazuri va aparea pe display un mesaj corespunzator.

Instalatia de racire pentru transformatorul principal,

convertoare si motoarele de tractiune

Transformatorul si cele doua redresoare sunt conectate la cate doua circuite de racire

separate. Ca agent de racire pentru transformator se foloseste un ulei, iar la redresor apa cu aditiv antigel.

In fiecare circuit de racire se afla cate o pompa de circulatie.

Cele doua pompe de circulatie folosite la racirea redresoarelor sunt plasate in grupul de

racire dintre intre dulapurile cu grupurile redresoare. Cele doua pompe din circuitele de racire ale transformatorului sunt montate afara, direct pe transformator.

In grupul de racire sunt dispuse unul peste altul cate un schimbator de caldura cu ulei pentru transformator si unul cu apa pentru redresoare. In fiecare din cele doua grupuri de racire se afla cate un ventilator axial, care absoarbe aer atmosferic prin plafonul locomotivei si il antreneaza in jos.

In fiecare din cele doua circuite de racire a redresoarelor se afla cate un rezervor de

expansiune prevazut cu un vizor accesibil din sala masinilor. Transformatorul este prevazut si el cu un rezervor de expansiune cu vizor, acesta aflandu-se in grupul de racire nr. 1. Motoarele de tractiune sunt prevazute cu cate un ventilator separat. Acesta absoarbe aerul rece intrat prin gurile laterale din acoperis si il antreneaza spre infasurarile motorului.

Sursa de alimentare cu curent continuu 110 V

Curentul continuu necesar pentru functionarea si automatizarea echipamentelor auxiliare

mentionate mai jos se asigura de la baterie, resp. dupa inchiderea intrerupatorului   principal de la un aparat de incarcare bateria conectat la bobina pentru servicii auxiliare (200 V) a transformatorului.

Bateria de 110 V / 90 Ah este protejata de cate o siguranta de 100 A pentru fiecare borna, grupul de baterii fiind impartit in 2 nise aflate sub sasiul locomotivei.

Tensiunea la bornele bateriei este controlata permanent. In caz de supratensiune

incarcatorul bateriilor se opreste, iar in caz de subtensiune se declanseaza un mesaj de

avertizare. Daca tensiunea la bornele bateriei scade sub valoarea de 78 V sau daca

incarcatorul nu porneste dupa cel putin 45 de minute, echipamentul de control va opri

automat locomotiva (oprit disjunctor HS, coborat pantograf S.A., oprit comutator

principal baterie).

Consumatorii de 110 V sunt grupati in blocuri alimentate la tensiunea necesara dupa

inchiderea contactorilor.Contactorii sunt comandati de la intrerupatorul general si de

la comutatorul bateriei.

Intrerupatorul principal al bateriei are urmatoarele pozitii:

Toti contactorii sunt deconectati (necesar numai in caz de avarie si in atelierul de revizie)

"AUT": Comutatorii bateriilor sunt comandati de controler sau de la distanta (pozitie neutra). Comanda acestora se poate face din alta locomotiva sau vagon prevazut cu post de conducere.

Toti consumatorii sunt alimentati de la serviciile auxiliare, comutatorul bateriei este dezactivat (necesar in caz de avarie sau in atelierul de revizie).

Daca intrerupatorul principal al bateriei se afla in pozitia "AUT" comutatorul poate avea urmatoarele pozitii:

"START": Contactorii bateriei sunt pusi sub tensiune. Dupa un prim autotest

echipamentul electronic preia comanda asupra circuitului principal "A".

"BEREIT": [STAND BY] Comutarile declansate anterior se incheie (pozitie neutra).

"OPRIT": Comanda intreruperea circuitelor de la:

- circuitul principal "A" dupa 8 secunde,

- circuitul "B" dupa 2 ore,

circuitul "D" dupa 48 ore.

Schema electrica de alimentare 110 V

Fig. 7-10: Schema electrica de alimentare 110 V

a) Consumatori conectati la circuitul A:

• Echipamentul de comanda si control locomotiva (ZSG, ASG, BSG)
• Convertizorul pentru servicii auxiliare (HBU)
• Display, pupitru mecanic (MFA)
• Frana automata, manuala
• Ventilul de avarie SIFA
• Compresorul auxiliar
• Echipamentul de control viteza CPV/CCV (PZB/LZB)
• Protectia antipatinare
• Statia radio
• Modul de comanda aer conditionat
• Redresor 12 V = pentru semnalizare cap si fine de tren

b) Consumatori conectati la circuitul B:

• Cuptorul - frigider

c) Consumatori conectati la circuitul D:

• Modul de comanda la distanta
• Modul de comanda baterii

Modulul de comanda la distanta permite punerea in serviciu a locomotivei de pe alta locomotiva sau dintr-un vagon cu post de conducere conectat la tren in termen de 48 de ore.

d) Consumatori conectati direct la baterie:

• Frana de rastare
• Instalatia de iluminat sala masinilor
• Instalatia de iluminat cabine
• Lampi de semnalizare fine de tren.
• Redresor 24 V = pentru iluminat port livret si pupitru mecanic

- Senzori de fum

- Instalatie sonorizare cabina

- Modul comanda usi

- Dispozitiv de anulare semnal de alarma declansat vagon, frana EP

- Stergator si duze stropitoare parbriz

Toti consumatorii electrici sunt protejati cu sigurante fuzibile si comutatori de putere (LSS). Comutatorii LSS si sigurantele fuzibile sunt supravegheate permanent. In cazul in care unul din acestia se defecteaza, pe display va aparea un mesaj de avarie.