Електропоїзди постійного струму

4.2.2 Перше ходове положення

В цьому положенні починає обертатися вал РК. Переходячи з позиції на позицію, він послідовно замикає свої контактори 1...10 і виводить пускові резистори. Так, на другій позиції включається контактор 1 і виводить резистор R1-R2, на третій позиції включається контактор 2 і закорочує резистор R6-R7 і т.д. На останній, дев'ятій, позиції замкнуться контактори 9 і 10 і повністю виведуть пускові резистори.

Нагадаємо, що при збільшенні частоти обертання якоря тягового двигуна струм знижується. Як тільки він досягне 175 А, реле прискорення дозволить валу РК обернутися в наступну позицію і вивести черговий резистор.

Не дивлячись на те, що при виводі резисторів кидки струму складають приблизно 175...210 А, це не викликає помітних поштовхів тягових зусиль, розгін потягу відбувається достатньо плавно.

4.2.3 Друге ходове положення

Для подальшого збільшення швидкості потягу рукоятку встановлюють в друге положення. При цьому вал РК переходить спочатку на позицію 10, а потім на позицію 11 і фіксується. Включаються контактори Ш1 і Ш2, які замикають ланцюги шунтування обмоток збудження. На позиції 10 збудження ослабляється на 33%. На позиції 11 резистори R11-R12 і R13-R14 закорочуються контакторами реостатного контроллера 11 і 12. Відбувається більш глибоке ослаблення збудження до 50%, що приводить до збільшення струму якорів, тягового зусилля і швидкості потягу.

4.2.4 Третє ходове положення

В цьому положенні тягові двигуни переєднуються з послідовного з'єднання на послідовно-паралельне, напруга на них підвищується в 2 рази. Частота обертання якоря, як відомо, залежить від прикладеної напруги. Вал РК повертається спочатку на позицію 12 і включає контактори П1 і П2. Вони під'єднують до кожної пари двигунів пускові резистори R5...R1 і R6...R10. При цьому через мостовий контактор М протікає струм двигунів: обмотки двигунів Ml, M2, контактор М, обмотки двигунів МЗ, М4, "земля". Стрічно йому протікає струм через пускові резистори: контактор Ш, резистори Р6...Р10, контактор М, резистори R5...R1, контактор П2, "земля". Теоретично ці струми приблизно рівні і складають близько 170 А.

В результаті тягові двигуни виявляються сполученими в дві паралельні групи: перша -- реле перевантаження РП1, двигуни 1, 2, контактор РК9, резистори R5...R1, контактор П2, "земля"; друга -- реле перевантаження РП2, контактор П1, резистори R5...R10, двигуни 3, 4, катушка РУ, "земля". Після виведення пускових резисторів і досягнення реостатним контроллером позиції 16 напруга на кожному двигуні стає рівною 1500 В, тобто в двічі більше, ніж при послідовному з'єднанні. На позиції 16 реостатний контроллер зафіксує. Помітимо, що вивід пускових резисторів в цьому випадку відбувається швидше, ніж при послідовному з'єднанні. На кожній позиції резистори виводяться не поодинці, а попарно з кожної групи двигунів. Необхідно відзначити також, що перехід на паралельне з'єднання відбувається при включених контакторах Ш1 і Ш2, які розмикаються на позиції 13.

4.2.5 Четверте ходове положення

В цьому положенні вал РК переходить спочатку в позицію 17, а потім -- в позицію 18. Замикаються контактори Ш1 і Ш2, утворюється перший ступінь ослабіння збудження (33%). Потім за допомогою контакторів реостатного контроллера 11 і 12 досягається другий ступінь ослабіння збудження (до 50%). Дані процеси протікають так само, як і на послідовному з'єднанні в другому положенні головної рукоятки. На позиції 18 реостатного контроллера реалізується максимальна швидкість електропоїзда.

Якщо під час пуску короткочасно встановити головну рукоятку в положення 1 і повернути в положення М, то реостатні контроллери на всіх вагонах потягу зупиняться на тих позиціях, яких вони досягли у цей момент. Таким прийомом іноді користуються при розгоні потягу на брудних рейках, коли відбувається часте боксовання колісних пар.

При скиданні головної рукоятки на нуль відключаються лінійні контактори ЛК1-2, контактор М (або П1-2) і розбирається силова схема двигунів. При знеструмленому ланцюзі вал реостатного контроллера з будь-якої позиції автоматично доходить до останньої позиції 18 і встановлюється у вихідну позицію 1, підготувавши схему до наступного пуску.

4.3 Високовольтна схема допоміжних машин

Допоміжні машини розташовані на причіпних (головних) вагонах електропоїзда, система опалювання -- на кожному вагоні. На моторному вагоні електричні печі ЕП пасажирського приміщення і калорифери ЭК1...ЭК3 одержують живлення через високовольтний запобіжник ВП, катушку реле перевантаження опалювання РПО і контактори МК1 і МК5. Для включення великої групи калориферів служить електромагнітний контактор МК1; печі і мала група калориферів включаються контактором МК5. До допоміжних ланцюгів також відноситься лічильник Сч з додатковим резистором R38 -- R39 і реле напруги РН з додатковим резистором R32 -- RЗЗ. Від кожного моторного вагона через високовольтні міжвагонні з'єднання запитуються допоміжні ланцюги сусіднього причіпного вагона. Напруга на високовольтні розетки РСБ подається контактором МК2. Через штепселі ШС причіпних вагонів живлення поступає на двигуни динамотора (дільника напруги) Д і компресора К, на печі ЭП і калорифери ЭК1...ЭК3.

На рисунку 4.2 приведена високовольтна схема головного вагона. Динамотор (дільник напруги) одержує живлення від контактора МК1 через реле перевантаження РПД, одна секція якого закорочена тепловим реле ТР1, і демпферний резистор R80-R81. Його незалежна низьковольтна обмотка збудження Н-НН, що створює основний робочий магнітний потік, живиться від ланцюга управління.

Від середньої точки дільника напруги С1 через демпфер Р82-Р84, контактор МК2, реле перевантаження РПК і теплове реле ТР2 одержує живлення двигун компресора.

Допоміжні машини захищені від перевантажень і коротких замикань за допомогою реле перевантажень РПД і РПК і контакторів МК1 і МК2. Проте реле РПД і РПК не захищають допоміжні машини від тривалих струмів перевантаження, що не перевищують уставок реле. Тому захист доповнений тепловими реле ТР1 і ТР2. Їх контакти при нагріванні розмикаються і вводять в роботу другі секції катушок реле РПД і РПК. Ці пристрої відновлюють натисненням кнопки "Возврат реле".

Рисунок 4.2 - Високовольтна схема допоміжних машин

5. Тиристорний імпульсний перетворювач ТІП

5.1 Принципова схема ТІП

Плавне регулювання швидкості руху електропоїзда виконується тиристорним регулятором струму із широтно-імпульсною модуляцією. Прийнята частота регулювання 400 Гц виходить за межі використовуваних частот у системах автоблокування і частотної АЛСН.

Проектуванню тиристорного регулятора передували наукові дослідження, що показали, що проблема забезпечення широкого діапазону зміни коефіцієнта ослаблення порушення від 0,85 до 0,2 при широтно-імпульсній модуляції на підвищеній частоті 400 Гц зважується досить задовільно за допомогою комбінованого регулятора із загальним вузлом запирання тиристорів. З урахуванням результатів цих досліджень для електропоїзда ЕР2 розроблений спеціальний комбінований широтно-імпульсний регулятор збудження тягових двигунів. Регулятор є універсальним, тому що його використовують у схемі силових ланцюгів моторного вагона ЕР2 не тільки для регулювання збудження тягових двигунів, але і для міжступенчатого регулювання опору пуско-гальмівного реостата при пуску й електричному гальмуванні.

Універсальний тиристорний імпульсний перетворювач (ТІП) має головний тиристор VS1 (рисунок 5.1) допоміжний тиристор VS2 і комутуючі тиристори VS3 і VS4. При ослабленні збудження в режимі тяги тиристор VS1 включений послідовно з обмоткою збудження OВ тягового двигуна, що шунтується резистором Rш і дроселем Lш. Тиристор VS2 включений паралельно обмотці збудження OВ и тиристору VS1. Між катодами тиристорів VS1 і VS2 підключений ланцюжок, що складається з коммутирующих тиристорів VS3 і VS4, що по черзі забезпечують перезаряд комутуючого конденсатора Ск.

Розрізняють чотири стадії роботи перетворювача протягом одного періоду регулювання, рівного 2,5 мс (при частоті 400 Гц).

5.2 Стадії роботи ТІП протягом одного періоду регулювання

5.2.1 Перша стадія

Відмикаються тиристор VS1 і тиристор VS3. Перед цим тиристор VS2 був відкритий, а конденсатор Ск був заряджений полярністю, показаної на рис. 5.1 у дужках. Відмикання тиристорів VS1 і VS3 приводить до того, що до тиристора VS2 прикладається в зворотному напрямку напруга конденсатора Ск і тиристор VS2 запирається. Одночасно конденсатор Ск перезаряджається, тобто спочатку розряджається через Lш і Rш, а потім заряджається зворотною полярністю, що буде потрібно надалі для запирання тиристора VS1.

В залежності від схеми підключення тиристорів до обмоток збудження тягових двигунів тиристорні регулятори розділяють на послідовні, паралельні і комбіновані. У комбінованого регулятора тиристори підключені послідовно і паралельно до обмоток збудження.. Тривалість перехідних процесів на першій стадії регулювання, тобто комутаційного інтервалу tit забезпечуючого запирання тиристорів і перезаряд комутуючого конденсатора, дорівнює 0,2 -- 0,25 мс і складає близько 0,1 періоду регулювання.

5.2.2 Друга стадія

Тиристор VS1 відкритий. Струм обмотки якоря протікає по обмотці збудження OВ и по шунтуючому ланцюжку Rш і Lш. Йде наростання струму ів. Тривалість другої стадії (t2) визначається часом відкритого стану тиристора VS1.



Рисунок 5.1 Принципова схема ТІП

5.2.3 Третя стадія

Відмикаються тиристори VS2 і VS4. Струм обмотки якоря переходить з тиристора VS1 на тиристор VS2. Тиристор VS1 защіпається, тому що до нього прикладається зворотна напруга на конденсаторі Ск. Одночасно відбувається перезаряд конденсатора Ск, що знову здобуває полярність, показану на рисункі 5.1.

Через те, що напрямок струму розряду коммутирующего конденсатора Ск на цій стадії збігається з напрямком струму порушення ів, останній трохи підвищується. Тривалість третьої стадії регулювання (t3) визначається, як і першої, часом перехідних процесів у ланцюзі конденсатора Ск.

5.2.4 Четверта стадія

Тиристор VS2 відкритий. Струм обмотки якоря протікає по ланцюзі цього тиристора, що шунтирует обмотку збудження 0В. Струм обмотки збудження ів замикається через Lш і Rш і тому інтенсивно зменшується. Напруга конденсатора Ск, отримане на попередній стадії, залишається незмінним, тому що комутуючі тиристори закриті. Тривалість четвертої стадії регулювання (t4)в визначається часом відкритого стану тиристораVS2.

У тяговому режимі коефіцієнт ослаблення порушення тягових двигунів в залежить від того, наскільки знижується струм на четвертій стадії регулювання, а також залежить від відносної тривалості відкритого стану чи регулятора коефіцієнта заповнення імпульсів г=tи/T, що у розглянутому режимі виражає частку часу відкритого стану допоміжного тиристора протягом усього періоду регулювання:

г= (t3 + t4 )/(t1 + t2+ t3 +t4 ) ( 5.1)

Збільшуючи час t1 і відповідно зменшуючи час t2 при Т -- 2,5 мс, на моторному вагоні ЕР2 практично здійснюють ослабленим збудженням.

У режимі міжступінчатого регулювання опору пуско-гальмівного реостата, а також у режимі регулювання збудження тягових двигунів при електричному гальмуванні у визначається часом відкритого стану головних тиристорів.

Підтримка струму тягових двигунів на його середньому рівні, що відповідає току уставки (у межах між найбільшим і найменшим значеннями), виконують шляхом зміни коефіцієнта заповнення імпульсів у від найменшого значення (при малій швидкості електропоїзда) до найбільшого (при високій швидкості). Функцію автоматичної зміни внесе система автоматичного регулювання САР.

Поки коефіцієнт заповнення імпульсів у зберігається менш 0,5, САР видає імпульси керування на початку кожного періоду регулювання:

- на головні тиристори VS1 і комутуючі тиристори перезаряду VS3 (у режимі міжступінчатого імпульсного регулювання реостата при тязі й електричному гальмуванні й у режимі регулювання збудження двигунів при електричному гальмуванні);

- на допоміжні тиристори VS2 і комутуючі тиристори гасіння VS4 (у режимі регулювання збудження двигунів при тязі).

Імпульси керування на закривання тиристорів САР видає в ті моменти, коли струм двигунів перевищує уставку на 5% (контролюється найбільше значення струму двигунів іmax). Ці імпульси подаються:

- на допоміжні тиристори VS2 і комутуючі тиристори гасіння VS4 у режимі міжступінчатого регулювання реостата при пуску й електричному гальмуванні й у режимі регулювання збудження при електричному гальмуванні;

- на головні тиристори VS1 і комутуючі тиристори перезаряду VS3 у режимі регулювання збудження двигунів у тязі.

Зазначена послідовність роботи елементів регулятора передбачена лише на початку регулювання і не може зберігатися при коефіцієнті заповнення імпульсів у, що достигли значення 0,5 чи більш, тому що через зросле часу відкритого стану тиристорів при малому часі періоду (високій частоті регулювання) не виключений пропуск окремих періодів регулювання. Такий пропуск означав би небажаний перехід системи регулювання в релейно-частотний режим. Щоб уникнути цього, коли коефіцієнт заповнення імпульсів у досягає значення 0,5, передбачена зміна логічної структури керування (зміна структури), що полягає в тім, що на початку кожного періоду імпульси керування подаються на ті елементи системи, що їх одержували раніше, коли струм двигунів досягав ішах. А елементи системи, що одержували раніше імпульси керування на початку періоду регулювання, тепер, після зміни структури, одержують імпульси керування, коли струм двигунів досягне значення менше уставки на 5% (контролюється мінімальне значення струму двигунів іmin.

6. Силова схема моторного вагону модернізованого електропотягу ЕР2

електропоїзд експлуатація моторний вагон

6.1 Загальна характеристика

В силовий ланцюг моторного вагона входять струмоприймач, пристрій захисту від радіоперешкод, розрядники, апарати захисту, тягові двигуни і ряд спеціальних апаратів. З їх допомогою здійснюється з'єднання пускогальмівних резисторів і тягових двигунів з контактною сіттю і рейками, змінюють напрям обертання якорів двигунів, регулюють струм збудження, виводять резистори, перемикають тягові двигуни з режиму тяги в режим електричного гальмування і назад.

Електрична схема електропоїзда забезпечує автоматичний пуск тягових двигунів при управлінні контроллером машиніста. вихід двигунів на природну безреостатну характеристику. перехід в гальмівний режим з автоматичною підтримкою гальмівного струму якорів тягових двигунів. Режим рекуперації діє з максимальної швидкості до швидкості 50...45 км/ч. Потім схема автоматично переходить на реостатне гальмування з самозбудженням тягових двигунів до швидкості 15... 10 км/ч. Після цього застосовують електропневматичне догальмування малим ступенем тиску в гальмівних циліндрах.

Тягові двигуни одержують живлення від контактної сіті через струмоприймачі ПК, Г-образний фільтр, що складається з дроселя ДрФ і конденсатора С1, знижуючого рівень радіоперешкод, створюваних під час роботи електропоїзда. Розрядники Рр1 і Рр2 захищають силову схему від атмосферних і комутаційних перенапружень. Перший з них, приєднаний до струмоприймача, сприймає основне навантаження, а другий, включений паралельно першому після фільтра, гасить залишкові перенапруження на конденсаторі С1 і полегшує роботу першого розрядника. Після проходження хвилі перенапруження апарати повертаються в початковий стан. Головний розєднувач ГР призначений для відключення силових ланцюгів тягових двигунів і високовольтних ланцюгів допоміжних машин від струмоприймача і їх заземлення під час огляду або ремонту. Крім того, в заземленому положенні ножа через резистори R22 опором 102 кОм розряджається конденсатор фільтра Cl.

Швидкодійний вимикач БВ служить для відключення ланцюгів тягових двигунів в аварійних ситуаціях і працює тільки в режимі тяги. В режимі рекуперації струм силового ланцюга має протилежний напрям, тому зростаючий струм розмагнічуючих витків БВ при короткому замиканні викличе зворотний ефект: відбудеться посилення магнітного потоку утримуючої катушки, і вимикач не спрацює.

Дві катушки диференціального реле ДР1 і ДР2, введені в силовий ланцюг послідовно з первинними обмотками диференціюючого трансформатора ТРД на початку і кінці схеми, підвищують чутливість спрацьовування БВ при значно менших струмах короткого замикання (так званих неповних коротких замиканнях).

Силові контактори ЛК, ЛКТ, Т і Ш служать для оперативного включення або відключення живлення тягових двигунів: через контактори ЛК і ЛКТ струм проходить в режимах тяги і рекуперації, через контактор Т -- в режимі реостатного гальмування. Контактор Ш підключає шунтуючий ланцюг, що складається з індуктивного шунта ИШ і резисторів R10...R15, паралельно обмоткам збудження двигунів в тязі. В режимі реостатного гальмування з самозбудженням через контактор Ш замикається струм тягових двигунів.

Реверсор призначений для зміни напряму струму в обмотках збудження (для зміни напряму обертання якоря). В положенні "Вперед" замкнуті його силові контакти В1 і В2, в положенні "Назад" -- HI і Н2. Гальмівний перемикач переводить схему тягових двигунів з режиму тяги в режим електричного гальмування. В положенні "Тяга" (або "Хід") замкнуті його парні контакти ТП2...ТП12 і ТП9, в положенні "Гальмо" замкнуті непарні контакти ТП1..ЛТП 1.

Діоди VD54...VD57 необхідні для пропускання струму в режимі рекуперативного гальмування. Діоди VD30...VD40 разом з тиристором VS9 і контактом гальмівного перемикача ТП9 утворюють шунтуючий ланцюг, який використовується короткочасно в моменти відключення тяги. Через неї замикаються струми самоіндукції, що виникають в обмотках збудження тягових двигунів. Завдяки цьому ланцюгу в моменти відключення тяги зменшуються комутаційні перенапруження на колекторах тягових двигунів і покращуються умови дугогашення лінійних контакторів ЛК і ЛКТ. Дільник напруги на резисторах R71, R73, стабілітрон ПП2 і конденсатор С15 створюють умови для відкриття тиристора VS9 хвилею перенапруження. Після закінчення перехідного процесу при відключенні тягових двигунів тиристор VS9 закривається і запобігає протіканню струмів що викликаються ЕДС самоіндукції.

Основним апаратом управління тяговими двигунами є реостатний контроллер РК. В процесі розгону потягу він зменшує опір пускових резисторів і збільшує ступінь ослабіння збудження двигунів. Кулачковий вал реостатного контроллера РК має 20 позицій (див. таблицю замикання його контакторів на додатку.). Перші 14 позицій є позиціями реостатного пуску, останні 6 позицій служать для зміни ступеня (коефіцієнта) збудження двигунів.

Реостатний контроллер має 17 силових кулачкових контакторів. Контактори 7... 9 забезпечують вивід резисторів R1 ...R9, контактори 10...15 виводять резистори шунтуючого ланцюга R10...R14. Контактори 16 і 17 потрібні для електричного гальмування: один з них сполучає якорі з обмотками збудження, другий закорочує індуктивний шунт при реостатному гальмуванні з самозбудженням. Вивід резисторів R10...R14 труднощів не представляє, вивід пускових резисторів R1...R9 детально показаний по кожній позиції на рис. 5.1...5.5.

Для захисту ланцюгів від можливих перенапружень тягових двигунів в режимі рекуперації передбачено герконове реле максимальної напруги Э5-РМН. При напрузі в контактній сіті 3950В воно спрацьовує і перемикає схему рекуперації на реостатне гальмування (при незалежному збудженні, що продовжується). Аналогічний пристрій -- реле напруги Э6-РН -- також контролює рівень напруги в контактній сіті. У разі зняття напруги або його неприпустимому зниженні реле відключає лінійні контактори (відключає тягу).

Для обліку витрати електроенергії в режимі тяги і рекуперації є лічильники Wh 1 і Wh2. Прилади електровимірювань і реле напруги приєднані через обмежуючі резистори R27...R29, R17, R61...R63.

Перерахуємо можливості існуючої електричної схеми:

- зміна напряму руху електропоїзда;

- автоматичний пуск тягових двигунів і режим електричного гальмування;

-дотормаживание електропневматичним гальмом всіх вагонів потягу від швидкості 15 км/ч до повної зупинки;

- включення електропневматичного гальмування на окремій секції у разі відмови електричного гальмування на моторному вагоні даної секції;

- змішане (комбіноване) рекуперативне або реостатне гальмування моторних вагонів з електропневматичним гальмуванням причіпних вагонів;

- електропневматичне гальмування на всіх вагонах (службове гальмування ЕПТ) після установки контроллера машиніста в гальмівне положення 5.

Схема забезпечує коливання струму при пуску не більш ± 15% від середнього значення струму, при переходах з одного режиму на інший кидок струму не перевищує 150А. Середній струм при гальмуванні з незалежним збудженням не повинен перевищувати 360А, а при самозбудженні -- 480А. Крім того, можлива зміна уставки пускового струму, а також -- гальмівного струму при гальмуванні з самозбудженням на всіх вагонах потягу.

В електричній схемі передбачені наступні види захистів;

- від коротких замикань і перевантажень тягових двигунів:

- від пробою на "землю" ланцюга тягових двигунів;

від коротких замикань і перевантажень тягових двигунів в схемі

електричного гальмування;

- від атмосферних і комутаційних перенапружень;

- від зниження або зняття напруги в контактній сіті;

- від надмірного підвищення напруги сіті при рекуперації;

- від коротких замикань у високовольтних і низьковольтних допоміжних ланцюгах і ланцюгах управління;

Рисунок 6.1 - Проходження струму по пуско-гальмівним резисторам на позиціях 1..3 реостатного контроллера

- від зворотних струмів в ланцюзі двигуна перетворювача;

- від перевантажень і від рознесення перетворювача;

- від підвищення і пониження напруги живлення ланцюгів 110 і 220В;

- від перевантажень трифазних асинхронних двигунів;

від підвищення напруги на випрямному мосту VS1 ...VS6 статичного

збудника;

- від боксовання і юза колісних пар;

- від розносного боксовання колісних пар.

Рисунок 6.2 - Проходження струму на позиціях 4…6 РК



Рисунок 6.3 - Проходження струму на позиціях 7...9 РК

6.2 Силова схема в режимі тяги

Спрощена схема в режимі тяги приведена на рис. 6.6. Щоб зібрати замкнутий ланцюг через тягові двигуни, треба завчасно відновити швидкодійний вимикач, розвернути реверсор в необхідне положення (звичайно "Вперед"), розвернути гальмівний перемикач в положення "Тяга" (замкнути його парні контакти ТП2, ТП6 і т.д.) і включити лінійні контактори ЛК і ЛКТ. Перед збором схеми кулачковий вал реостатного контроллера повинен знаходитися у вихідній першій позиції, а гальмівна магістраль заряджена стислим повітрям.

Управляють роботою силової схеми за допомогою контроллера машиніста, на якому є одне маневрове і чотири ходових положення. Після установки головної рукоятки (штурвалу) контроллера в маневрове положення реверсор займає положення, відповідне положенню реверсивної рукоятки. Гальмівний перемикач повертається в положення тяги, включаються лінійні контактори ЛК і ЛКТ. Кулачковий вал РК залишається на першій позиції, всі пускові резистори введені в ланцюг тягових двигунів.

Рисунок 6.6 - Спрощена силова схема в режимі тяги

Живлення тягових двигунів здійснюється по ланцюгу - струмоприймач, індуктивній місткості фільтр ДрФ-С1, головний розєднувач ГР, швидкодійний вимикач БВ, катушка диференціального реле ДР1, обмотка трансформатора ТрД, лінійний контактор ЛК, контактор гальмівного перемикача ТП2, пускові резистори R1, R4...R8, контактор ЛКТ, обмотки якорів тягових двигунів М 1... М4, датчики струму якорів ДТЯ і ДТЯ1, контактор гальмівного перемикача ТП6, контактор реверсора В1, обмотки збудження двигунів Ml... М4, контактор реверсора В2, шунт амперметра A3, обмотка трансформатора ТрД, катушка диференціального реле ДР2, шунт амперметра Al. шунти лічильників Wh2 і Wh1. заземляюче пристрій ЗУ на осях колісних пар. Моторний вагон (потяг) приходить в рух з мінімальною швидкістю.

Після переводу рукоятки контроллера в положення 1…4 кулачковий вал РК під контролем реле прискорення (блоку БРУ) автоматично перемикається на відповідні позиції. Відповідність положень рукоятки (штурвалу) контроллера машиніста позиціям РК приведено в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 - Відповідність положень контролера машиніста і позицій реостатного контроллера

Найменування показників	Положення рукоятки контролера
	М	1	2	3	4
Позиція РК	1	14	16	18	20
Пусковий опір, Ом	15,12	0	0	0	0
Коефіцієнт ослаблення збудження %	100	100	41,5	26,5	18

Після переводу штурвалу контроллера в положення 1 швидкість електропоїзда починає збільшуватися. При цьому кулачковий вал РК, переміщаючись з позиції на позицію під контролем блоку реле прискорення, виводить пускові резистори R1...R9 з ланцюга тягових двигунів. На позиції 14 реостатний контроллер автоматично фіксується, пускові резистори виведені повністю.

Величини пускових резисторів розраховані так, щоб при висновку ступенів опору кидки струму були б мінімальними, і забезпечувався плавний пуск. Крім того, при цьому застосована так звана вернєрна схема (термін "верньєр" означає "пристрій, що дозволяє плавно змінювати параметри електричного ланцюга"). Така схема виводу резисторів за рахунок їх послідовно-паралельного перезєднання дозволяє отримати більше число позицій при меншому числі контакторів РК і елементів резисторів.

Після установки штурвалу контроллера машиніста в положення 2 вал реостатного контроллера переходить на 15-у, а потім на 16-у позицію і зупиняється. При цьому включаються контактор Ш і контактор 10 реостатного контроллера. Створюється шунтуючий ланцюг, приєднаний паралельно обмоткам збудження: індуктивний шунт ІШ, контактор Ш, резистори R10...R15. Це приводить до збільшення якірного струму, тягового зусилля і швидкості електропоїзда. На позиції 16 включається контактор 11 реостатного контроллера, зменшуючи опір шунтуючого ланцюга.

Після переводу головної рукоятки контроллера в положення 3, а потім в положення 4 відбувається східчастий вивід резисторів кулачковими контакторами RK: R11, R12 - в положенні 3; R13, R14 - в положенні 4. Зниження опору шунтуючого ланцюга приводить до максимального ослабіння збудження тягових двигунів і переходу на відповідну швидкісну характеристику. Швидкість електропоїзда досягає найбільшого значення.

Відключення тяги в положеннях 2...4 протікає в два прийоми: контактор Ш відключається відразу, викликаючи посилення збудження двигунів і зниження якірного струму, потім з деякою затримкою (приблизно 1,2 с) відключаються лінійні контактори ЛК і ЛКТ. Такий алгоритм полегшує умови роботи апарату щіткового колектора і дугогашіння лінійних контакторів. Як указувалося вище, велику роль при цьому грає контур "нульових" діодів VD30...VD40.

6.3 Силова схема в режимі електричного гальмування

Кожного разу при відключенні тяги кулачковий вал гальмівного перемикача автоматично встановлюється в гальмівне положення. При цьому замикаються його непарні контактори, від'єднуються від якорів обмотки збудження тягових двигунів. Одночасно готуються гальмівні контури якірного струму і струму обмоток збудження. При установці контроллера машиніста в гальмівне положення 3 або 2 схема забезпечує рекуперативне гальмування з максимальної швидкості електропоїзда до швидкості 50...45 км/ч. Від контроллера машиніста включаються наступні контактори: лінійний ЛК, лінійно-гальмівний ЛКТ, Ш, контактор трансформатора збудження KB, контактор обмоток збудження 0В.

Струм збудження двигунів протікає по ланцюгу: "плюсовий" вивід керованого тиристорного моста VS1...VS6, контактор 0В, контакт реверсора В1, обмотки збудження М1...М4, контакт реверсора В2, шунт амперметра A3, контактор захисту КЗ, датчика струму збудження ДТВ, "мінусовій" вивід тиристорного моста VS1...VS6.

Трифазна напруга змінного струму подається на керований міст VS1...VS6 (тиристорний статичний перетворювач) від синхронного генератора через контактор KB і трансформатор збудження ТрВ. Вона випрямляється, і в результаті обмотки збудження тягових двигунів живляться постійним струмом. В процесі гальмування електропоїзда струм обмоток збудження автоматично змінюється від нуля до максимума (250А).

Таким чином, тягові двигуни стали працювати як генератори з незалежним збудженням. Струм, що виробляється ними, замикається по ланцюгу: якорі тягових двигунів М4...М1, контактор ЛКТ, контактор гальмівного перемикача ТП1, діоди VD57...VD54, контактор ЛК, обмотка трансформатора ТрД, катушка диференціального реле ДР1, головні контакти БВ, розєднувач ГР, індуктивний фільтр, струмоприймач, контактна сіть, тягова підстанція, рейки, заземляючі пристрої на осях колісних пар моторного вагона, шунт амперметра А1, катушка диференціального реле ДР2, обмотка трансформатора ТрД, контактор захисту КЗ, індуктивний шунт ІШ, датчики струму якорів ДТЯ1 і ДТЯ, якоря тягових двигунів М4...М1.

Швидкість потягу починає знижуватися, одночасно будуть зменшуватися напруга і струм якорів, гальмівне зусилля. Щоб це не відбувалося, передбачили підвищення струму збудження блоком автоматичного управління гальмуванням САУТ.

Після того, як струм збудження досягне максимального значення, (це відповідає швидкості електропоїзда приблизно 50...45 км/ч), рекуперативне гальмування стає неефективним, діоди VD57...VD54 закриваються, схема автоматично перемикається на реостатне гальмування з самозбудженням. По сигналу датчика струму збудження ДТВ, контролюючого максимальний струм збудження, блок САУТ включає реле самозбудження РСВ, яке подає живлення на катушку контактора Т і примушує РК обернутися в позицію 2. В цьому положенні РК включає свій контактор 16 і обмотки збудження починають одержувати живлення від власних якорів. Контактор 17 закорочує індуктивний шунт, який в режимі самозбудження не потрібен, оскільки в ланцюзі якорів з'явилася своя індуктивність (обмотки збудження тягових двигунів). Крім того, реостатний контроллер відключає лінійний контактор ЛК.

В процесі переходу блок САУТ виключається з роботи і перестає подавати управляючі імпульси на тиристори моста VS1...VS6. Міст закривається, відключаються контактори ОВ і КВ. Тепер струм якорів протікає по двох паралельних ланцюгах:

- перший - якорі тягових двигунів М4...М1, контактор ЛКТ, пускогальмівні резистори R8...R4, контактор Т, контакт гальмівного перемикача ТПЗ, контактор Ш, контактор реостатного контроллера 16, контакт гальмівного перемикача ТП5, контакт реверсора В1, обмотки збудження М1...М4, контакт реверсора В2, контактор захисту КЗ, контакт гальмівного перемикача ТП7, контактор реостатного контроллера 17, датчики струму якорів ДТЯ1 і ДТЯ, якоря двигунів М4...М1;

- друга - контактор Т, резистори R24, R11...R15, шунт амперметра А2, контактор КЗ.

При подальшому зменшенні швидкості електропоїзда гальмівний струм продовжує автоматично підтримуватися на заданому рівні за рахунок виводу пускогальмівних резисторів. Вступає в роботу блок реле прискорення БРУ і, як в тязі, починається перемикання реостатного контроллера до позиції 11. Резистори R8...R4 виводяться з ланцюга якорів. На позиції 11 при швидкості 15...10 км/ч автоматично починає діяти електропневматичне гальмування. Для зупинки потягу достатньо невеликого тиску в гальмівних циліндрах 0.8...1 ат. Спрощена схема режимів електричного гальмування приведена на рис. 5.7.

Відмінність гальмівних положень 1, 2 і 3 полягає в тому, що в кожному з них блок САУТ настроюється на різні установки. В положенні 3, наприклад, система підтримує струм якорів 350А, гальмівний ефект достатньо високий. В положенні 2 струм складає 250А, що знижує ефект гальмування. В положенні 1 струм якорів рівний 100А. і гальмівний ефект зовсім малий. В положенні 4 разом з електричним гальмуванням моторних вагонів діє електропневматичне гальмування на причіпних вагонах. В положенні 5 спільно з електричним гальмуванням ЕПТ включається на всіх вагонах потягу. П'ятим положенням краще не користуватися зовсім або користуватися дуже акуратно, не допускаючи підвищення тиску в гальмівних циліндрах більше 1...1,2 ат. Якщо при гальмуванні ЕПТ він стане вищим, то схема електричного гальмування розбереться, тому що накладення ефективного гальмування ЕПТ на гальмування двигунами приведе до юза колісних пар.

Електричне гальмування доцільно застосовувати до повної зупинки потягу. Це створює більш сприятливі умови для роботи устаткування. Проте його можна відключати і на високих швидкостях, наприклад, для зниження швидкості по попередженню, тобто при незалежному збудженні. В перший момент розмикається контактор Ш і по його сигналу блок САУТ перестає виробляти управляючі сигнали на тиристори моста VS1...VS6. Припиняється збудження тягових двигунів, знижується струм якорів. Після цього з витримкою часу силові контактори ЛК і ЛКТ відключаються і розбирають гальмівну схему.

Відключення електричного гальмування на низьких швидкостях (при самозбудженні) також починається з розмикання контактора Ш (в цій ситуації блок САУТ не бере участь). В ланцюг якорів вводиться резистор R23, рівний 4 Ом, що значно зменшує гальмівний струм. Потім із затримкою розмикаються силові контактори. Така послідовність відключення полегшує дугогашіння при спрацьовуванні контакторів Т і ЛКТ.

Відзначимо, що було б бажано для зупинки потягу використовувати один вид електричного гальмування, наприклад, реостатне гальмування з самозбудженням. Проте, як наголошувалося, цикл гальмування розбивається на декілька етапів, перш за все тому, що віддається перевага рекуперації, що дозволяє повертати електроенергію в контактну сіть. Тому на великій швидкості електропоїзда, коли сумарна едс генераторів перевищує напругу контактної сіті, для гальмування застосовують рекуперацію.

Тяговий двигун з послідовним збудженням не можна перевести в режим рекуперації безпосередньо, оскільки неможливо минути проміжний момент холостого ходу, необхідний для переводу електричної машини з тягового режиму в генераторний. Тому обмотки збудження тягових двигунів від'єднують від якорів і підключають до тиристорного моста VS1...VS6 (збудника). Трифазний тиристорний міст одержує живлення від синхронного генератора, який використовується, крім того, для живлення власних потреб електропоїзда. Таким чином, в початковій фазі електричного гальмування тягові двигуни послідовного збудження стають генераторами з незалежним збудженням.

Область застосування рекуперації має нижню межу: вона обмежується мінімальною швидкістю 50...45 км/ч, відповідній насиченню тягових двигунів і потужності джерела струму (синхронного генератора). Використовування рекуперативного гальмування визначається також можливістю споживання електроенергії контактної сіті іншим електрорухомим складом. Зона рекуперації значно розширяється при використовуванні тягових двигунів, розрахованих на глибоке ослаблення збудження (до 18%). При цьому для підвищення комутаційної стійкості і надійної роботи апарату щіткового колектора напругу на тягових двигунах обмежують до 750 В. З урахуванням напруги контактної сіті 3000В це зумовлює постійне послідовне з'єднання чотирьох тягових двигунів.

Як наголошувалося, збір схеми електричного гальмування починається з включення лінійних контакторів ЛК і ЛКТ, контакторів збудження ОВ і КВ. Оскільки обмотки збудження тягових двигунів живляться від стороннього (незалежного) джерела струму, реверсувати їх немає необхідності і в даній схемі реверсори залишаються в тому ж положенні, що і в режимі тяги. Якщо починати гальмування з режиму самозбудження, подібного уникнути не вдасться, щоб согласувати напрям залишкового магнітного потоку з напрямом генераторного струму.

Основна трудність використовування двох видів електричного гальмування - рекуперативного і реостатного - полягає в тому, що при відносно великих уповільненнях необхідно перейти з одного виду гальмування на інший без розриву струму ланцюга двигунів і при мінімальному зниженні гальмівної сили. Для цього у момент переходу паралельно тиристорному мосту VS1...VS6 під'єднують шунтуючі резистори R24, R11 ...R15 (див. рис. 6.7), через які протікає частина гальмівного струму. Якщо падіння напруги на них буде рівне падінню напруги на обмотках збудження тягових двигунів, то перехід на самозбудження і відключення контура незалежного збудження контакторами ОВ і KB відбудеться без кидків струму і гальмівної сили. Шунтуючі резистори R24, R11...R15 залишаються введеними в ланцюг гальмівного струму при самозбудженні.

Реостатне гальмування з самозбудженням починається із зниженої швидкості потягу, без попереднього самозбудження. Це дозволяє використовувати одні і ті ж пускогальмівні резистори як в тязі, так при гальмуванні. Застосувати реостатне гальмування до повної зупинки потягу неможливо, оскільки при малій частоті обертання якорів тягових двигунів різко зменшуються їх едс, струм і гальмівний момент. Тому для догальмування потягу застосовують електропневматичні гальма.

Необхідно відзначити, що при реостатному гальмуванні з незалежним збудженням, коли струм якорів не потрапляє в контактну сіть ( контур його протікання замикається усередині моторного вагона), тягові двигуни працюють більш задовільно. В режимі рекуперації при взаємодії з контактною сіттю тягові двигуни опиняються в найбільш важких умовах: спостерігаються почорніння колекторів, спрацьовування захисту і др, проте, при рекуперації гальмівний ефект виявляється дещо вище, ніж при реостатному гальмуванні, хоча і в тому і в іншому випадках струм якорів однаковий.

Таким чином, система гальмування електропоїзда передбачає автоматичне управління гальмівними процесами і перехід з рекуперативного гальмування на реостатне з самозбудженням при мінімально допустимій швидкості руху електропоїзда. Крім того, можливо автоматичне заміщення рекуперативного гальмування на реостатне з самозбудженням при мінімально допустимій швидкості руху електропоїзда. Крім того, можливо автоматичне заміщення рекуперативного гальмування реостатним (з незалежним збудженням) при недостатньому споживанні енергії в контактній сіті, а при відмові електричного гальма --заміна його електропневматичним гальмуванням.

Силова схема, що забезпечує роботу в даних режимах, виявляється найбільш простою при постійному послідовному з'єднанні тягових двигунів, підключених до загальних резисторів. Всі двигуни однаково навантажені, не дивлячись на відмінності їх характеристик. Недолік послідовного з'єднання двигунів - схильність до юза колісних пар.

7. Математичне моделювання

7.1 Статичні характеристики двигуна з послідовним збудженням

Рисунок 7.1 - Схема двигуна постійного струму з послідовним збудженням (а) та з'єднання обмоток узагальненої машини для отримання моделі (б)

При прийнятій апроксимації кривої намагнічування (рис. 7.2) механічна:

, (7.1)

та електромеханічна:

, (7.2)

характеристики при різних струмах якоря мають різні вирази. При = const ці рівняння перетворюються до виду

; (7.3)

. (7.4)

При = const і ті ж рівняння записуються так:

; (7.5)

. (7.6)

Рисунок 7.2 - Характеристика намагнічування

Рівняння (7.3) та (7.4) свідчать про те, що в області навантаження, меншого номінального, статичні характеристики двигуна послідовного збудження мають гіперболічний характер і при та асимптотично наближуються до вісі координат. Ця форма характеристики визначається умовами електричної рівноваги машини: при ідеальному холостому ході () е.р.с. двигуна повинна урівноважувати прикладену до якірного кола напругу . Так при пострум також прямує до нуля, виконання умови

можливе тільки при необмеженому зростанні швидкості. На справі швидкість ідеального холостого ходу двигуна з послідовним збудженням завдяки наявності залишкового потоку обмежена значенням . Однак поток настільки малий, та значення набагато перевищує допустиме для двигуна за умовами механічної тривкості. Тому при проектуванні та експлуатації електроприводів з двигунами послідовного збудження необхідно виключити можливість їх роботи з малими навантаженнями, при яких швидкість двигуна може перевищити допустиму за умовами механічної тривкості.

При магнітне коло машини насичується і при прийнятому припущенні =const. В цій області характеристики двигуна практично лінійні, подібно аналогічним характеристикам двигуна з незалежним збудженням.

Природні характеристики двигуна з послідовним збудженням показані на рис. 7.3, а, б. Сильний позитивний зв'язок за струмом, який створюється послідовною обмоткою збудження двигуна, практично ліквідує вплив розмагнічуючої дії реакції якоря та призводить в області допустимого перевантаження до зростання потоку більше номінального значення на 10 - 15 %. Тому при цьому коефіцієнті допустимого перевантаження за струмом = 2 - 2,5 перевантажувальна спроможність за моментом у двигунів з послідовним збудженням вище, ніж при незалежному збудженні, і лежить в межах = 2,5 - 3.

Форма природної механічної характеристики двигуна з послідовним збудженням дозволяє при зниженні навантаження підвищувати мінімальну швидкість в 1,5 - 2 рази, забезпечуючи підвищення продуктивності при заданій потужності двигуна. При цьому важливою перевагою двигуна є підвищена перенавантажувальна спроможність.

В зв'язку з нелінійністю кривої намагнічування розрахувати природні характеристики двигуна з послідовним збудженням тільки за його номінальними даними неможливо, тому при проектуванні слід користуватися природними характеристиками і , що наведені в каталогах.

Рисунок 7.3 - Механічні (а) та електромеханічні (б) статичні характеристики двигуна з послідовним збудженням

Статична жорсткість механічної характеристики двигуна послідовного збудження залежить від навантаження. При малому навантаженні двигун має м'яку характеристику, з зростанням навантаження модуль жорсткості зростає і при прямує до сталого значення, яке визначається (7.7):

 (7.7)

Відповідно введення додаткового опору зменшує жорсткість механічних характеристик. Реостатні механічні та електромеханічні характеристики показані на рис. 7.3, а, б разом з природними характеристиками, відповідаючими , на якому бачимо, що введення додаткового опору в коло якоря дозволяє обмежити момент та струм короткого замикання двигуна.

7.2 Динамічні властивості двигуна з послідовним збудженням

Математичний опис динамічного процесу перетворення енергії в двигуні з послідовним збудженням (з урахуванням умовної обмотки вихрових струмів) можно записати у слідуючому вигляді:

(7.8)

.

Цей математичний опис процесів електромеханічного перетворення енергії в двигуні з послідовним збудженням містить добутки змінних, тому використовувати його для аналіза динамічних властивостей перетворювача можливо тільки за допомогою ЕОМ. Але загальні закономірності, основні динамічні властивості електромеханічного перетворювача з послідовним збудженням можуть бути виявлені аналітичним шляхом, якщо виконати лінеаризацію рівнянь механічної характеристики (7.8) поблизу точки статичної рівноваги. В зв'язку з тим що лінеаризація здійснюється поблизу точки статичної рівноваги, криву намагнічування слід апроксимізовувати торканою в точці , , як показано на рис. 7.4, при цьому і перші два рівняння системи (7.8) можуть бути приведені до виду

;

и - сталі часу відповідно еквівалентного контура вихрових струмів (див. рис. 7.1, б) та обмотки збудження. Віднявши почленно з першого рівняння друге, отримаємо більш зручний для розв'язання вид системи (7.8):

(7.9)

Рисунок 7.4 - Лінеаризація кривої намагнічування

Лінеарізуємо систему (7.9) шляхом розкладання в ряд Тейлора поблизу точки статичної рівноваги, позначивши , отримаємо

(7.10)

Розв'язавши систему (7.10) відносно та , отримаємо лінеаризовані рівняння електромеханічної та механічної характеристик двигуна у вигляді

; (7.11)

. (7.12)

Рівняння (7.11) та (7.12) характеризують основні динамічні особливості перетворювача з послідовним збудженням при умові обмеження відхилення змінних від точки статичної рівноваги вузькими межами.

Структурна схема лініарезованого електромеханічного перетворювача з послідовним збудженням, відповідаюча (7.12), представлена на рис. 7.5.

Рисунок 7.5 - Структурна схема лінеаризованої ЕМП з послідовним збудженням

За допомогою цієї схеми визначимо передаточну функцію динамічної жорсткості механічної характеристики:

. (7.13)

Рівняння (7.13) свідчить про те, що динамічна жорсткість в даному випадку значно залежить від положення точки статичної рівноваги на механічній характеристиці двигуна.

Лінеаризовані характеристики двигуна з послідовним збудженням (7.11) та (7.12) можуть бути використані для аналіза усталених коливальних режимів електромеханічних систем з двигуном послідовного збудження, а також для перевірки стійкості та якості замкнених систем регулювання з таким двигуном при обмежених відхиленнях від точки статичної рівноваги.

На рис. 6.6 представлена структурна схема електромеханічної системи з двигуном послідовного збудження, яка може бути використана при моделюванні її на ЕОМ. При розгляданні динамічних режимів, в яких відхилення змінних від точки статичної рівноваги не виходять за межі допустимої лінеаризації нелінійної механічної характеристки двигуна, слід користуватися лінеаризованим рівнянням динамічної механічної характеристки (7.12).

(7.14)



Рисунок 7.6 - Електромеханічна система електропривода постійного струму з двигуном послідовного збудження (а) та її структурна схема (б)

7.3 Визначення параметрів об'єкту регулювання - двигуна послідовного збудження

Вихідні дані

Двигун УРТ-110Б

Номінальна потужність , кВт...................................................200

Номінальна напруга , В...................................................................1500

Номінальний струм якоря ,А....................................................146

Номінальна швидкість обертання , об/хв.............................1145

Номінальний момент , Н•м........................................................1670

Номінальний струм збудження , А............................................115

Кількість пар полюсів 2р.........................................................................4

Кількість витків обмотки збудження на полюс ..............................78

Опір якоря , Ом................................................................................0,223

Опір обмотки збудження , Ом........................................................0,248

Опір обмоток додаткових полюсів , Ом................................0,095

Падіння напруги під щітками , В...............................................2

Момент інерції привода , кг•................................................140,3

Опір якірного кола, Ом:

(7.15)

Індуктивність якірного кола, Гн:

(7.16)

Електромагнитна стала часу якірного кола двигуна, с:

(7.17)

Коефіцієнт нахилу кривої намагнічування (з довідникових даних), Ом•с:

(7.18)

Індуктивність кола збудження, Гн:

(7.19)

Електромагнітна стала часу кола збудження, с:

(7.20)

.

Номінальна е.р.с. двигуна, В:

(7.21)

Коефіцієнт А, Н•м•хв•с/об:

(7.22)

.

Коефіцієнт , В•хв/об:

(7.23)

.

Коефіцієнт , Н•хв/А:

(7.24)

.

Електромеханічна стала часу, с:

(7.25)

.

Передаточний коефіцієнт кола збудження двигуна, Ом:

(7.26)

.

7.4 Математичне моделювання за допомогою програмного забезпечення MATLAB 6.5

Запропонована схема електромеханічного електроприводу постійного струму з двигуном послідовного збудження (рис. 7.6) найчастіше застосовується при розв'язанні наукових задач. Застосуємо для матмоделювання спрощену схему, яка не містить моменту інерції робочого органу (та пружності ), представлену на рис. 7.7.

Рисунок 7.7 - Структурна схема двигуна послідовного збудження

Структурна схема змодельованого за допомогою ПЗ MATLAB 6.5 двигуна послідовного збудження представлена у додатку А.

Змінюючи параметри вхідної напруги, додаткового опору в колі якоря, та момент опору, за допомогою функції Simulink, отримаємо залежності та двигуна послідовного збудження, представлені у додатку А.

8. Економічна частина

8.1 Коротка характеристика пропонованого технічного рішення

Коротко охарактеризуємо пропонований у дипломному проекті захід:

процес розгону електропоїзда при реостатно-контакторній системі керування тяговими електродвигунами характеризується великими втратами енергії на пускових реостатах, порядку 33 %, тобто коефіцієнт корисної дії системи керування ТЕД складає менше 67 %. При використанні тиристорно-імпульсної системи керування ККД складає не менше 95% за рахунок чого і виникає економія електроенергії, витраченої електропоїздом на тягу.

8.2 Короткий опис методики розрахунку та економічного ефекту

Для розрахунку економічного ефекту від запропонованих заходів з

модернізаціі електропоїзда ЕР-2 треба розрахувати складові економічного ефекту:

- капітальні вкладнення на модернізацію одного електропоїзда;

- витрати на демонаж базової системи керування на електропоїзд;

- витрати на монтаж та налагодження нової системи керування на електро-поїзд;

- визначення економіі річних експлуатаційних витрат модернізованого елек-тропоїзда в порівнянні з існуючим.

Після цього визначаємо економічний ефект від запропонованної системи керування електропоїздом.

8.3 Визначення складових економічного ефекту

8.3.1 Визначення єдиночасових витрат на придбання нового обладнання, його монтаж та налагодження

Капітальні вкладення на модернізацію одного моторного вагону складаються з наступних елементів:

- витрати на придбання двох силових тиристори, вартістю 4000 гривень кожний;

- витрати на придбання елементів тиристорно-імпульсного перетворювача вітчизняного виробництва, загальною вартістю 8000 гривень;

- виготовлення корпуса для ТІП і матеріали, вартість якого складає 2500 грн.

зборка та налагодження виробу коштує 1500 грн.

Виходячи з цих даних розраховуємо витрати на придбання ТІП:

Впрт = 2 * 4000 + 8000 + 2500 + 1500 =20000 грн.

А тому, що на електропоїзді п"ять моторних вагонів, то на модернізацію одного електропоїзда ЕР-2 необхідно п"ять тиристорно-імпульсних перетворювачів. А значить витрати на придбання п'яти ТІП будуть дорівнювати:

Впр = 5 * 20000 = 100000 грн.

Витрати на демонтаж базової системи керування складуть 2,5% від витрат на придбання, а витрати на монтаж налагодження нової системи керування, тобто ТІП, складе 3,5% від витрат на придбання, що в сумі складе 6%.

Виходячи з цих даних розраховуємо капітальні вкладення по формулі:

К = Впр + Вмон( нал) (8.1)

ДК = 100000 + 100000?6 / 100 = 106000 грн.

8.3.2 Визначення економії річних експлуатаційних витрат при використані модернізованого електропоїзду в порівнянні з існуючим