ГРУППОВЫЕ КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ

 

Групповые коммутационные (переключающие) аппараты представляют совокупность коммутирующих устройств, связанных между собой механически так, что при работе привода контакты коммутирующих устройств замыкаются и размыкаются в установленной последовательности, производя требуемые переключения в силовых схемах и цепях управления. В качестве коммутирующих устройств, в групповых аппаратах вагонов метрополитена применяют кулачковые контакторные элементы, контакты которых замыкаются и размыкаются при повороте кулачкового барабана.

Основными деталями кулачкового барабана (кулачкового вала) любого группового аппарата являются стальной вал квадратного сечения и кулачковые шайбы, изготовленные из прессованной пластмассы и насаженные на него. Профиль каждой кулачковой шайбы имеет выступ, впадину и скосы. При нахождении ролика кулачкового элемента на выступе шайбы контакты кулачкового элемента разомкнуты. При нахождении ролика во впадине, контакты замкнуты, а при нахождении на скосе - идут на замыкание или размыкание.

На фиксированных позициях контакты кулачковых должны быть полностью замкнуты или полностью разомкнуты.

Привод групповых аппаратов применяемых на вагонах метро может быть ручной, электродвигательный или пневматический.

К групповым аппаратам вагонов метро относятся:

- контроллер машиниста;

- реверсор;

- реостатный контроллер;

- переключатель положений.

Контроллер машиниста установлен в кабине управления поездом. Последние три аппарата установлены под вагоном с правой стороны между вторым и третьим дверными проёмами. Каждый ящик подвешивается на раме кузова при помощи четырех болтов через круглые фарфоровые изоляторы.

 

 

 

ВИДЫ ГРУППОВЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ
	ВАГОН ТИПА ЕМа, 81-502М	ВАГОНЫ ТИПА 81-717
	КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ55	КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ70
	КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ 55 служит для задания различных ходовых и тормозных режимов ведения поезда путём подачи напряжения на поездные провода с целью дистанционного управления приводами контакторов и групповых коммутационных аппаратов, находящихся на вагонах. Кроме этого, через контроллер машиниста (КВ - «контроллер водителя») заводится схема управления дверьми поезда, белыми фарами и красными сигнальными фонарями, а также сигнализация и восстановление защиты силовых цепей. Съёмной реверсивной рукояткой машинист задает направление движения вагона, а рукояткой привода главного вала - режимы работы схемы управления, а следовательно - режимы работы тяговых электрических машин как в ходовом, так и в тормозном режимах. Реверсивный вал имеет три положения: нулевое, «вперёд» и «назад». Главный вал имеет семь положений: нулевое, «ход 1», «ход 2», «ход 3», «тормоз 1», «тормоз 1А» и «тормоз 2». Вал разъединителя цепей управления (РЦУ) имеет два положения: «включено» и «отключено». Вал приводится в движение реверсивной рукояткой через дополнительный вал и зубчатую передачу. С помощью вала РЦУ можно отключить вагонные цепи управления от поездных проводов. Все три вала - реверсивный, главный и РЦУ - находятся на одной оси и вращаются в подшипниках, установленных в верхней и нижней панелях. Панели соединяются стальными рейками, к которым по обеим сторонам валов крепятся кулачковые контакторы КЭ42 и КЭ 48. На реверсивный вал и вал РЦУ установлены профильные изоляционные колодки, а на главном валу - кулачковые шайбы. Гнёзда реверсивного вала и вала РЦУ расположены на верхнем основании контроллера. Специальные приливы основания позволяют снять или поставить реверсивную рукоятку только при нулевом положении реверсивного вала и при крайних фиксированных положениях вала РЦУ. Главный и реверсивный валы механическими сблокированы между собой таким образом, что главный вал нельзя вращать при нулевом положении реверсивного, а реверсивный можно вращать только при нулевом положении главного вала. Блокирование валов предотвращает применение непредусмотренных режимов ведения поезда и работы электрических схем, а также приведение поезда в движение без установки съемной реверсивной рукоятки, являющейся своего рода ключом к контроллеру машиниста.	Служит для дистанционного управления приводами контакторов и групповых коммутационных аппаратов, задающих различные ходовые и тормозные режимы ведения поезда. Кроме этого, через контроллер машиниста блокируются схемы управления дверей поезда, белыми фарами и красными сигнальными фонарями, а также сигнализация и восстановление защиты. Съемной реверсивной рукояткой машинист задает направление движения вагона, а рукояткой привода главного вала - режимы работы схемы управления, а следовательно - режимы работы тяговых двигателей. Реверсивная рукоятка может быть поставлена в три положения: нулевое, вперед и назад. Реверсивную рукоятку вставляют в реверсивную головку, выведенную через верхнее основание контроллера. Приливы фланца не позволяют снять или поставить реверсивную рукоятку, если реверсивный вал не поставлен в нулевое положение. Кулачковые элементы (1) реверсивного вала включаются и выключаются изоляционными колодками (2), которые поворачиваются от вращения реверсивной рукоятки   Рукоятка привода главного вала может быть установлена в одно из семи положений: нулевое, ход 1, ход 2, ход 3, тормоз 1, тормоз 1А и тормоз 2. Кулачковые элементы главного вала (1) включаются и отключаются кулачковыми шайбами главного вала (2), который вращается от рукоятки главного вала .     Главный и реверсивный валы механическими сблокированы между собой таким образом, что главный вал нельзя вращать при нулевом положении реверсивного, а реверсивный можно вращать только при нулевом положении главного вала. Блокирование валов предотвращает применение непредусмотренных режимов ведения поезда, а также приведение поезда в движение без установки съемной реверсивной рукоятки, являющейся своего рода ключом к контроллеру машиниста. Главный вал имеет фиксатор предохраняющий от случайного сброса в «0» из положения «ТОРМОЗ-1».
	КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА KRD-78   По назначению аналогичен контроллеру КВ-70. Устанавливается на новых вагонах непосредственно в пульт машиниста
	БЕСКОНТАКТНЫЙ КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА БКМ
		Модель АДИГ.468314.009. (Рис.15). Контроллер предназначен для формирования команд блоку коммутации цепей управления (БКЦУ). Контроллер является командным аппаратов и приводится в действие машинистом.
	РЕВЕРСОР ПР 772 предназначен для изменения направления вращения тяговых двигателей путём изменения направления тока в обмотках якорей и, следовательно, для изменения направления движения вагона. Реверсор имеет две фиксированные позиции: «вперёд» и «назад». Реверсор состоит из двух стальных рам, соединенных между собой стальными рейками. Между рамами в подшипниках установлен кулачковый барабан с шайбами. По обе стороны барабана на стальных рейках закреплены восемь кулачковых элементов силовой цепи КЭ47 и четыре кулачковых элемента цепей управления КЭ42. К задней раме привода прикреплён двухпозиционный пневматический привод с двумя электропневматическими вентилями. Сжатый воздух подводят к ящику с реверсором через орешковый изолятор. В ящике с реверсором установлен также шунт силового амперметра. Двухпозиционный привод - электропневматический, состоит из чугунного литого цилиндра, в котором перемещаются два поршня с уплотнением из кожаных манжет. Поршни между собой связаны штоком. Поступательное движение поршня превращается во вращательное движение вала при помощи сухаря и водила. Вал реверсора может поворачиваться на угол в 45°.	РЕВЕРСОР ПР-772   Предназначен для изменения направления вращения тяговых двигателей путем изменения направления тока в обмотках якорей или в обмотках возбуждения. Реверсор состоит из двух стальных рам, соединенных между собой стальными рейками. Между рамами в подшипниках установлен кулачковый барабан с изоляционными шайбами (1). По обе стороны барабана на стальных рейках закреплены восемь кулачковых элементов силовой цепи КЭ-47 и четыре кулачковых элемента цепей управления ЭУ-1 (2). К задней раме привода прикреплен двухпозиционный пневматический привод с двумя электропневматическими вентилями включающего типа (3). Сжатый воздух подводят к ящику с реверсором через орешковый изолятор. (Рис.16).     В ящике с реверсором установлен также шунт силового амперметра.   Двухпозиционный привод - электропневматический, состоит из чугунного литого цилиндра (1), в котором перемещаются два поршня(2) с уплотнением из кожаных манжет. Поршни между собой жестко связаны штоком (3). Поступательное движение поршня превращается во вращательное движение вала при помощи сухаря (4) и водила (5) (Рис.17). Угол разворота кулачкового вала 45°. Реверсор имеет два положения: «ВПЕРЁД» и «НАЗАД».
	РЕОСТАТНЫЙ КОНТРОЛЛЕР ЭКГ 17предназначен для выведения пуско-тормозных сопротивлений из цепи тяговых двигателей в процессе пуска и электрического торможения вагона, а также для изменения поля двигателей в ходовом и тормозном режимах. Выведение сопротивлений - это их шунтирование (исключение из цепи тяговых двигателей) контактами кулачковых контакторов в процессе перехода кулачкового вала с одной позиции на другую. Реостатный контроллер (РК) состоит из трех рам, отлитых из алюминиевого сплава, которые соединены между собой стальными рейками. Между передней и задней рамами в подшипниках установлен кулачковый барабан, состоящий из стального стержня квадратного сечения с насаженными на него изоляционными шайбами. На конец барабана насаживают большую шестерню, имеющую стопорный болт, который предотвращает круговое вращение вала из-за упора болта в прилив передней рамы. По обеим сторонам кулачкового барабана, на стальных рейках между передней и средней рамами установлены контакторные элементы КЭ 47 и КЭ 46 силовой цепи. На рейках, связывающих среднюю и заднюю рамы, установлены контакторные элементы КЭ 42 цепи управления. Кулачковый барабан приводится во вращение электродвигателем постоянного тока ПЛ-072Г на номинальное напряжение 70 В (серводвигатель реостатного контроллера - СДРК), установленным на передней раме. Вращающий момент от двигателя к кулачковому барабану передается через двухступенчатый редуктор, у которого первая ступень червячная с передаточным числом 25, а вторая - цилиндрическая с передаточным числом 1,74; общее передаточное число - 43,5. Редуктор уменьшает скорость вращения и увеличивает вращающий момент кулачкового барабана. Червячный вал редуктора соединяется с валом двигателя через муфту. СДРК может вращать кулачковый барабан РК в прямом и обратном направлениях. Реверсирование происходит за счет изменения направления тока в обмотке якоря с помощью реле реверсирования РР. РК имеет 18 позиций. Поскольку возможно двустороннее вращение, то в схеме используется 36 позиций (с 1 по 18 позицию прямого и с 18 по 1 позицию обратного хода РК). Кулачковый барабан останавливается и фиксируется на позициях электродинамическим тормозом - за счет перевода электродвигателя в тормозной режим путем замыкания обмотки якоря накоротко.	РЕОСТАТНЫЙ КОНТРОЛЛЕР ЭКГ-39   Предназначен для выведения сопротивлений из цепи тяговых двигателей в процессе пуска и электрического торможения вагона, а также для изменения поля двигателей при пуске, путем замыкания контакторных элементов (КЭ-47) и шунтирования сопротивлений(Рис.19). Реостатный контроллер (РК) состоит из трех рам, отлитых из алюминиевого сплава (1), соединенных между собой стальными угольниками. Между передней и задней рамами, в подшипниках установлен кулачковых барабан (2), состоящий из стального стержня квадратного сечения с насаженными на него изоляционными шайбами. На конец барабана насаживают большую шестерню. По обоим сторонам кулачкового барабана, на стальных рейках между передней и средней рамами установлены контакторные элементы КЭ 47 силовой цепи (3) и контакторные элементы ЭУ1 цепи управления (4). Кулачковые элементы включаются и выключаются изоляционными шайбами кулачкового барабана, приводимого во вращение электродвигателем постоянного тока ПЛ-072, установленного на передней раме (5). Вращающий момент от двигателя к кулачковому барабану передается через двухступенчатый редуктор, у которого первая ступень - червячная (1), с передаточным числом 25, а вторая - цилиндрическая (2), с передаточным числом 1,74; общее передаточное число - 43,5. Редуктор уменьшает скорость вращения и увеличивает вращающий момент кулачкового барабана. Червячный вал редуктора (3) соединяется с валом двигателя через муфту (4) (Рис.20). .       Угол разворота вала на одну позицию 19°, количество позиций при вращении в одну сторону 18, угол полного разворота с 1 по 18 позицию 332°. Вал вращается как в прямом, так и в обратном направлении, итого 36 позиций. Время вращения кулачкового вала с первой по 18-ю позицию без контроля РУТ 2,8-3,2 с. Реостатный контроллер на вагоне 81-й серии может переходит с 18 на 1-ю позицию по короткому пути, но только при возврате на первую позицию при несобранной схеме. На новых вагонах установлен реостатный контроллер с изменённым приводом: отсутствует двигатель ПЛ-072 и редуктор, вместо них установлен шаговый электродвигатель, осуществляющий разворот кулачкового вала пошагово на одну позицию по команде электронного реле РУТ.
	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЙ ЭКГ 18 предназначен для переключения силовой схемы из ходового режима в тормозной и обратно, а также с последовательного соединения на параллельное соединение групп тяговых двигателей в ходовом режиме. Конструктивно и внешне близок к реостатному контроллеру, но имеет круговое одностороннее вращение и четыре фиксированных позиции: ПС и ПП - ходовые, ПТ1 и ПТ2 - тормозные. Углы поворота вала при переходе с позиции на позицию составляют: ПС - ПП 60° ПП - ПТ1 80° ПТ1 - ПТ2 60° ПТ2 - ПС 160° В переключателе положений применен двигатель ПЛ-072Д на номинальное напряжение 24 В (серводвигатель переключателя положений - СДПП), а также, дополнительно к электродинамическому, электромагнитный фрикционный тормоз. Катушка электромагнита включена последовательно обмоткам СДПП, поэтому при снятии напряжения с электродвигателя катушка электромагнита обесточивается, и усилием пружины фрикционные диски входят в зацепление и затормаживают вал двигателя. Принцип действия электродинамического тормоза основан на том, что после обрыва цепи питания СДПП ток протекает по замкнутой цепи, в которую входят обмотка возбуждения и якорная обмотка. Этот ток вызван электродвижущей силой (противо-ЭДС), которая индуктируется в проводниках якорной обмотки при вращении ее в магнитном поле, создаваемом обмоткой возбуждения. При этом направление тока в якоре меняется на противоположное, по сравнению с рабочим режимом. В результате возникает момент, направление которого противоположно направлению вращения якоря, что вызывает затормаживание якоря. При сбросе с ходовых режимов переключатель положений остается на той позиции, на которой находился (ПС или ПП). При сбросе с тормозных режимов переключатель положений автоматически переходит на позицию ПС.	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЙ ПКГ-761   Предназначен для переключения силовой схемы на режим хода или тормоза, а также с последовательного на параллельное соединение групп тяговых двигателей в ходовом режиме. Переключатель положений состоит из двух отдельных двухпозиционных групповых переключателей, устанавливаемых в одном металлическом ящике: переключателя моторно-тормозного режима (ПМТ) (1) и переключателя последовательного - параллельного соединения (ПСП) (2) (Рис.18).     Каждый из аппаратов по конструкции аналогичен реверсору. ПМТ имеет два положения: "Моторное" (ПМ) и "Тормозное" (ПТ). ПСП имеет два положения: "Последовательное соединение" (ПС) и "Параллельное соединение" (ПП). В ящике с переключателем положений установлены так же реле РПУ (3), работающее в схеме защиты БПСН и датчик тока (ДТ-1) (4), работающий совместно с блоком управления БУ-13 в схеме тиристорного торможения.

 

 

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ АКБ

 

Аккумуляторная батарея является источником электрической энергии для питания низковольтных потребителей, цепей управления, вспомогательных цепей, сигнализации. Батарея состоит из 52 щелочных аккумуляторов типа НК-80 (никель-кадмиевые 80 А/час), соединенных между собой последовательно (Рис.31).

 

 

 

ГЛАВНЫЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ ГВ10

 

Главный разъединитель предназначен для ручного отключения силовой цепи вагонов от токоприемников. Включение и выключение разъединителя производят реверсивной рукояткой, которая может быть вставлена или снята только на фиксированном положении разъединителя («Включен» или «Выключен»). ГВ крепится к раме вагона без изоляторов и дополнительно заземляется (Рис.32).

ТОКОПРИЕМНИК ТР-3 ()

 

Предназначен для осуществления нижнего токосъёма с третьего рельса и передачу его в схему вагона (Рис.33). На вагоне установлены четыре токоприёмника. Все они электрически соединены между собой.

Токоприёмник крепится к брусу токоприёмника и состоит из левого и правого стальных литых кронштейнов, между которыми расположен держатель башмака, который вращается на оси, закрепленной одним концом в левом кронштейне, а другим - в правом. К держателю неподвижно закреплён башмак.
Между кронштейнами и держателем установлены пружины. К одному из кронштейнов крепиться кабель, подключённый к схеме вагона, на другом установлен контактный палец для подключения «удочки» в депо.

Для надёжного электрического соединения между кронштейнами снизу закреплена стальная пластина. Между пластиной и держателем башмака установлены два медных шунта. В левом кронштейне находится отверстие для фиксации башмака в отжатом положении при помощи специального штыря. На новых вагонах установлен пневматический цилиндр для дистанционного отжатия башмаков.