2 Пояснительная записка (1233088), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок 2.10 – Лицевая панель стенда «Главный выключатель ВОВ-25»
На стенде будет предусмотрена блокировка двери, которая будет размыкать контакты цепи ГВ при открытой двери, и замыкать контакты при закрытой двери. Таким образом, блокировка исключает возможность включения ГВ при открытом доступе к токоведущим частям стенда.
Промежуточные реле будут смонтированы на текстолитовой плите наружной части стенда, для наглядности работы низковольтных цепей электровоза. Примерное расположение реле представлено на рисунке 2.11.
Рисунок 2.11 – Блок промежуточных реле стенда
При изготовлении стенда необходимо выбрать скрытый вид проводки, из соображений эргономичности. Проводка должна выдерживать максимальный ток и цепи, а также собрана в кондуиты и надежно закреплена на раме стенда.
Для работы лабораторного стенда необходимо электрическое напряжение в 50 В постоянного тока. Для этой цепи необходимо использовать понижающий трансформатор, который будет преобразовывать электрическую от однофазной сети 220 В или от трехфазной 380 В. Проектируемая схема цепей управления главным выключателем изображена на рисунке 2.12.
Рисунок 2.12 – Схема проектируемого лабораторного стенда
Наряду с модернизацией самого лабораторного стенда, следует сделать перестановку оборудования в лаборатории, поскольку нынешнее расположение стендов препятствует нормальной работы с ними ввиду ограниченного пространства. Затруднен проход к стендам «Быстродействующий выключатель ВБ-8», «Автономный инвертор напряжения для пуска асинхронного тягового двигателя» и «Широтно-импульсное регулирование напряжения на тяговых двигателях» ввиду предельно узкого расстояния между учебными столами. Предлагается увеличить это расстояние за счет перемещения учебных столов к столу преподавателя. На место гардероба предлагается установить модернизированный стенд «Главный выключатель», на прежнее место стенда устанавливается лабораторный стенд «Регулятор давления». План лаборатории после модернизации представлен на рисунке 2.12
Рисунок 2.12 – Модернизированная лаборатория «Электрооборудование и системы управления ЭПС»: 1 – Лабораторный стенд «Быстродействующий выключатель ВБ-8»;
2 – Лабораторный стенд «Автономный инвертор напряжения для пуска асинхронного тягового двигателя»; 3 – Лабораторный стенд «Широтно-импульсное регулирование напряжения на тяговых двигателях»; 4 –Тяговый двигатель с колесной парой;
5 – Лабораторный стенд «Фазовое регулирование напряжения на тяговых двигателях»;
6 – Токоприемник Л13-У; 7 – Воздушный выключатель ВОВ-25А; 8 –Электрощитовая;
9 – Гардероб; 10 – Стол
Таким образом, модернизированный лабораторный стенд «Главный выключатель» должен соответствовать требованиям электробезопасности, иметь технически исправное и работоспособное состояние, эргономичный внешний вид. Кроме того, работа со стендом должна быть интуитивно понятна студентам.
3 СОЗДАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА В АУДИТОРИИ 3114
Лабораторный стенд «Главный выключатель ВОВ-25» представляет собой действующую модель – он наглядно демонстрирует работу силовых цепей электровоза при превышении тока контактной сети выше допустимой. Помимо самого выключателя, в состав стенда входят:
- низковольтная цепь управления, состоящая из промежуточных реле, контакторов и переключателей;
- трансформатор напряжения для питания низковольтных цепей управления.
Весь лабораторный стенд монтируется на металлической трапециевидной раме (рисунок 3.1) с основанием в виде квадрата с ребром 60 см. Рама представляет собой сварную конструкцию и изготавливается из стального равнополочного уголка с шириной полки 50 мм.
Рисунок 3.1 – Рама стенда «Главный выключатель ВОВ-25»
Размеры и геометрическая форма рамы стенда выбирались с учетом оптимальной высоты расположения главного выключателя для удобства изучения его устройства студентами, а также из соображений рационального использования материалов при изготовлении стенда. Кроме того, выбранная форма рамы исключает возможность опрокидывания стенда или деформации рамы под действием массы главного выключателя.
Как было сказано ранее, используемый главный выключатель является морально устаревшим, а также он имеет дефекты изоляторов, контактной системы, которые препятствуют нормальной работе стенда и повышают вероятность пробоя выключателя электрической дугой. Для этого выключатель заменяется более новым (рисунок 3.2), который имеет исправное состояние, а также отрегулирован согласно технологической инструкции и рекомендаций ПКБ ЦТ.
Рисунок 3.2 – Главный выключатель образца 1996 года
Для защиты студентов от поражения электрическим током на раму стенда устанавливается металлическая сетка (рисунок 3.3), которая препятствует касанию к токоведущим частям стенда и, как следствие, исключает возможность попадания человека под напряжение.
Рисунок 3.3 – Защитное ограждение стенда
Доступ к электрическому оборудованию стенда обеспечивает дверь, которая блокируется при работе лабораторного стенда. Роль замка играет электромагнитная блокировка (рисунок 3.4), якорь которой механически связан со штоком. При подаче напряжения на катушку блокировки, якорь прижимается к блокировке, и её шток блокирует дверь, тем самым препятствуя её открытию при нахождении под током главного выключателя.
Рисунок 3.4 – Автоматическая блокировка двери лабораторного стенда
Для простоты работы со стендом изготавливается лицевая панель, на которую устанавливаются переключатели. На этой панели будут размещены автоматические выключатели «Возврат защиты», «Главный выключатель», «Токоприемник» (рисунок 3.5). Автоматический выключатель обеспечивает отключение стенда при увеличении электрического тока выше допустимого значения. Выключатель «Токоприемник» подъем и опускание токоприемника. Также на стенд устанавливается индикаторная лампа «Токоприемник поднят», так как на электровозе в первую очередь поднимается токоприемник, а затем включают главный выключатель. Для сбора схемы главного выключателя необходимо, чтобы контроллер машиниста находился в нулевом положении. Это условие обеспечивается включением ключа «Контроллер 0». При включения автоматического выключателя «Главный выключатель» блокируется дверь стенда точно также, как на электровозе блокируются шторы высоковольтной камеры.
Рисунок 3.5 – Лицевая панель стенда «Главный выключатель ВОВ-25»
Электрическая проводка лабораторного стенда монтируется скрытой, во избежание касания токоведущих частей студентами. Все провода собираются в кондуиты, которые крепятся на приваренных к раме шинах. Изоляция проводов достаточна для исключения случаев её оплавления при повышенных токовых нагрузках.
Следующим этапом изготовления стенда является замена промежуточных реле (рисунок 3.6). Поскольку первоначальный стенд был построен очень давно, имеют место такие неисправности реле, как заедание штока, нагар недвижных и неподвижных контактов, пробой магнитных катушек, износ и выгорание клемм реле. Ввиду нецелесообразности ремонта или восстановления промежуточных реле предлагается заменить все промежуточные реле стенда «Главный выключатель ВОВ-25». В качестве замены выбираются промежуточные реле типа РП-277.
Рисунок 3.6 – Промежуточное реле РП-277
Промежуточные реле монтируются на текстолитовой плите стенда. Для их крепления используют болты М10. Общий вид блока реле стенда представлен на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Блок реле лабораторного стенда
Промежуточные реле подключаются в соответствии в соответствии со схемой, применяемой на электровозах серии 2,3ЭС5К. Для упрощения схемы применяется система управления для одного главного выключателя. Все реле регулируются в соответствии с руководством по эксплуатации и техническому обслуживанию электровозов серии 3ЭС5К.
С промежуточными реле и автоматическими выключателями провода соединяются при помощи клеммных соединений, при этом само соединение изолируется при помощи пластикового диэлектрического кембрика, на котором, в свою очередь, написано схемный номер соединения (рисунок 3.8). Кроме того, предлагается использовать всего одну шину для «минуса» электрической цепи.
Рисунок 3.8 – Соединение проводки с промежуточными реле
Поскольку питание низковольтных цепей главного выключателя должно осуществляться от источника постоянного тока 50 В, устанавливается понижающий трансформатор, который преобразует трехфазную электрическую энергию в однофазную (рисунок 3.9). Конструктивно трансформатор выполнен вместе с выпрямительной установкой, которая преобразует пониженный трансформатором переменный ток в постоянный. Выпрямительная установка выполнена по двухполупериодной схеме мостовой схеме, в которой два плеча по два неуправляемых вентиля (диода) в каждом плече. Действующее значение выпрямленного напряжения равно 49,2 В, таким образом, полученное напряжение подходит по номиналу для питания катушек промежуточных реле.
Рисунок 3.9 – Понижающий трансформатор с выпрямительной установкой
Таким образом, разработанный лабораторный стенд позволяет довольно подробно изучить конструкцию и принцип работы главного выключателя, проводить лабораторные работы по дисциплине «Электрооборудование ЭПС», закрепить знания студентов по электротехнике.
Изучая конструкцию ВОВ-25, необходимо отметить, что конструктивные изменения аппаратов поздних выпусков направлены на повышение их эксплуатационной надёжности снижения веса и габаритных размеров.
Общий вид разработанного стенда представлен на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 – Лабораторный стенд «Главный выключатель ВОВ-25»
Таким образом, на натурном образце у студентов появляется возможность изучить конструкцию элементов выключателя, расположенных вне корпуса (резервуар, дугогасительная камера, разъединитель, заземляющий контакт место подключения выключателя к силовой цепи) и расположенных внутри корпуса элементов: включающего, удерживающего и отключающего электромагнитов, привода разъединителя, блокировочных контактов, реле максимального тока, автомата минимального давления.
4 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ НА РАЗРАБОТАННОМ СТЕНДЕ
Лабораторные занятия являются одним из важнейших элементов учебного процесса. При проведении лабораторных занятий преследуется три основные цели: возможность на практике убедиться в теоретических положениях; развитие творческого мышления (критическое осмысление результатов эксперимента); пробудить любознательность и воображение студента. Поэтому приобретенные практические навыки при выполнении лабораторных работ не могут быть восстановлены другими видами учебных занятий. Подготовке, выполнению и защите лабораторных работ, обработке и анализу полученных результатов студенты должны уделять самое серьезное внимание. Все этапы работы, связанные с лабораторными занятиями, должны отвечать определенным требованиям.
4.1 Общие требования к выполнению лабораторных работ
К выполнению лабораторных работ могут быть допущены студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности. Инструктаж проводится в учебной группе в начале семестра на первом лабораторном занятии. На этом же занятии студентов знакомят с основными требованиями, предъявляемыми к выполнению лабораторных работ и оформлению отчетов по ним. На последующих занятиях студенты обязаны придерживаться указаний преподавателя в отношении мер предосторожности, а также целесообразной сборки электрических цепей. Студенты допускаются к лабораторным занятиям, во-первых, только после представления преподавателю отчета по лабораторной работе, выполненной на предыдущем занятии, во-вторых, после того, как представлены каждым студентом заготовки нового отчета. При этом студенты должны показать удовлетворительные знания при ответах на контрольные вопросы на допуск, составленные к данной лабораторной работе, знать порядок выполнения работы. Уяснив последовательность эксперимента, усвоив электрическую схему соединения отдельных элементов цепи, студенты записывают паспортные данные электрических машин, аппаратов, измерительных приборов и элементов исследуемой электрической цепи. Лабораторная работа проводится в том порядке, какой изложен в методических указаниях. При выполнении работы показания измерительных приборов и результаты исследований записываются в заготовки отчета. Записи следует делать карандашом, так как при проведении эксперимента возможны неверные отсчеты, которые следует уточнить при повторном выполнении эксперимента или его части. По полученным данным выполняются необходимые расчеты, строятся графики, диаграммы. Заготовка отчета с данными эксперимента предъявляется преподавателю и по его подписи можно считать, что лабораторная работа проведена.
Для успешного выполнения лабораторных работ необходимо выполнение следующих требований:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
