Bosnyák László - Villamos alapismeretek

[w,

Mive]

a

cosQ = 'S

l'

.

a hatásos és a látszólagos teljesítmény hanyadosával egyenlő, teljesítmény-

tényezőnek neveznlk. A coscp értéke aú' mutatja, hogy alátszőIagos teljesítmény (S) hényad,Észe fordítódik hatásos telj esítményre.

A

hatásos teljesítmény fizIkailag dítható.

an

a teljesítményt jelenti' amely mechanikai munkavégzésrefor-

aa )L

A

9.4.3. A meddő teljesítmény nterlrlő teljesítnúnya feszriltség és a vele

Q=

Az

U.I.sinQ

=

90

o-os

szöget bezáro áramösszeterlő

szorzata:

S'sincp ivar, kvar, Mvar]. AZ,.r"-betűareaktív-nredclő-!zór'atrtal'

átam a fesztlltséghez képest fazisbarr késhet, vagy Siethet.

Az

ár'anr és a feszültség

fázisviszo-

rryaitól függően beszélünk nreddőteljesítmén1,-f6gyasztásrói és -ter'me1ésrő1.

Áramkésésesetén (inciuktív jellegii terlrelés) a fogyasztó mec1dő teljesítnrérryt vesz fe1, áramsietés esetétr (kapacitív jeliegti terhelés) meddő teljesítményt ternrel (ad le). A rneddő teljesítrnény csökkentése igen fontos, rrrivel a meclcló áram is terlieli a hálózatot, irolott l-iasznos munkát nen végez' Egyes gépek. berendezések viszont meclclő áram nélktil nem mtiköc1nek. Ezért varr sziikség fázisj avításra, tehát arra' hogy a meddő telj esítményt - lelr.etős ég szeúnt - az azt igénylő gép, bererrdezés közeiéberr állítsuk elő. Erre alkalrnasak a tiügerjelztett szinkrongépek, illetve a kondenzátorok.

9.4.4. A teljesítmény-háromszög látható, hogy a lrárom küiörrböző teljesítményközött szoros rrratematikai öszlrarom teljesítményt ábrázoIva azok derékszögű har'omszöget alkotrrak:

A következő ábrából szeftiggés varr.

A

P it a g

or as

z

t ét e

le

értelmében:

S'=Pt+Qt

A 9.5.

Vtiltako zó tÍramúdr amkör

ö

telj esítmény-háromszög

k

9.5.1. ohmos ellenállás aváItakozó áramú áramkörben

*

váLtakozó áramú ár-amkörbe helyezett passzív elemek (ellenállás, tekercs, kondenzátor) viselkedéséÍ,azaram és a feszúltségflízisviszonyait oszcilloszkóppal tehetjük láthatóvá.

A

AváItakoző fuarnű áramkörbe ohmos ellenállást kapcsolva a^tapaszLaljuk, hogy a feszültség és az áramerősség egymással fázisban v&Ír, Q =0o' Az áram és a feszültségarányát minden időpillanatb

an az e il enál1ás értékehatátr o zza me g: u

R=9

ILJ

leil

i

rt'---;

t':

"h, Jelalak avá|takoző áramú áramkörbe kapcsolt tisztán ohmos ellenálláson

JJ

9.5.2. Induktivitás

a

váltakozó áramú árarnkörben

Ha tekercset egyerrárarnÚl árarrrkörbe kapcsolunk, akkor' - ellrarryagolliatóan kicsi ohmos ellenállása rrriat1* valószíriúlleg zárlatot okozunk. Ha a"z irrdrrktivitást (tekercset) váltakozó áramÚt ar'amkorbe kapcsoljtrk, akkor a tekercsberr a feszliltség fol)'amatos változása rniatt önirrdukció jön létre. (A tekercsben a nrágneses mező felépiil, rrrajcl összeorn1ik, közben áranrot indukál és terrrrel r,issza a lráiózatba, majd ismét felépi-il _ elientétes értet ienrmel _ a mágneses tér, és a kör:folyarrrat folytatódik.)

Lerrztörvénye értelmében rninderr idopillairatban ol1,6n ir'anyú irrdui<ált fesztiitség jön iétre, amely hatásíval akadáIyozza az éppen foiyó (őt létreliozÓ) á'anrot, telrát látszólagosan viszonylag rrag1, ellenállást is mutat - szemben az egyenátammal szernbeni elhanyagolhatóarr kicsi ellenáliásával.

Az ideális (ohnros ellerrállása árarrrkör'ben

ellrarryagolhatóarr kicsi) indir]
o)

Az áram

és a feszültség

viszonya icleális incluktivitás esetén

Az indukció miatt létrejött - csak váItakoző aram e

lle n

tÍ

ll úsnak nev ezzuk és X1-lel j elölj ük

induktivitása'

X,

esetérr jelentkező - ellenállást

=f

=

l.or

=L

ltítszólagos ittclttktív

.Zn.f [ei],

afrof

L

a tekercs

körfiekvencia, illetve f a frekvencia. Láthatő tehát, hogy a teker'cs elektromos jellemzőin (induktivitás) túl a látszólagos ellenállás a Íápfeszültség frekvenciájától is függ, mégpedig egyenes arányban - minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a tekercs látszólagos ellenállása. ú) a

9.5.3. Kapacitás a váltakozó áramú áramkörben Ha a kondenzátort egyenárarnú ríramkörbe kapcsoljuk, akkor aú. tapas^aljuk, hogy a feltoltődése uÍán az átamot nem vezeti, szakadásként jelentkezik az aramkörben, telrát ideális esetben végtelen rlagy az ohmos ellenállása ' Ha azonbanváltakozó áramra kapcsoijuk, akkor az fuarrkorben áram fog folyni.

Ahhoz, hogy a kondenzátor kapcsain feszLiltség jöjjon létre, előbb a töltéseknek rendeződni kel1 a fegyverzeteken' tehát töités-felhalmozódás szúkséges.Ehhez az áramnak a töltéseket a fegyverzeteke kell szállítani, ezért az áram a feszültséghez képest sietni fog _ ideális kapacitás esetén - 90 okal. (Az ideális kapacitás ohmos ellenállása végtelen nagy )

)+

r'

I

a....:r':l' Az áram és a feszültség viszonya ideális kapacitás esetén

A

konc|enzátoron átfolyó áram erőssége és a fegyver'zetle kapcsolt fesztiltség között

összefüggés áll ferur: I =

kopacitívellentillcisa:

ahol X6 a korrcle nzátor + xc',

1

Xc:.a=2n

a kö'letkező

váltakozó áram esetén jelerÍkező IútszóIugtls

I

lol. f.C L J

korrclenzátor látszólagos ellenállása telrát forclítottan ararryÓs a konderrzátor viiiamos jellemzőjével (kapacitásával) és a tápláló feszültség fr'ekvenciájával - nrinélnagyobb a kapacitás és a fiekr'errcia, annál kisebb a látszólagos ellerrállás.

A

9.5.4. Az impedancia fogalma Az olrmos ellenállást, induktivitást

és kapacitást tartalm

azó váItakoző fuamuáramkölben u,

!I

nu-

nyaclossal jellemzett fizíkaímennyiség az éramkör váItakoző árarrrir ellenállása, inryeclanciája:

Z

=y' I

Sorosan kapcsolt ellenállás' tekercs és kondenzátor esetén - mivel

zése vektoriálisan történik, a Pitagorasz-Íétel szerint

'

Z_

LC '1

Soros

RLC áramkör

*

(X' -

az egyeseiemek összeg-

X")'

[er]

35

cosQ

-

R Z

cos Q

xL xi_Xc

X6

Az inipeclarrcia

9.6. A hcÍrontfdzisúvtíltakozó

áb rázoIása

vektorábrárr

tírum és előríIlitdsa

Ha tér'berr eltolt tekercsekben időben eltolt fázishelyzetii áramok folynak, akkor 'többfúzisti drantő7 beszéitink. A gyakorlatban - egyes speciáIis esetek kivételével(pl.: KandÓ V50,'V40 és V60 sol.ozatú l'illamosnrozdonyainak sokfázisÚr villamos erőátvitele) - a lrárorrrfizisÚr-feszültség-rendszer alkalmazása terjeclt el. Az egyrnáslroz képest 120 o-os szögberr ellrelyezett három tekercs között rúdmágnest, vagy egyenárarnmal gerjesztett egyenes tekercset (szolenoidot) for'gatva mindhár-om tekercsben resátseg inclukáiódil(.

.A /<\ lL

rea

e?

Y-Á

-ú-X ,\ .í

2'ÍI

"lvl H A háromfázisú áram

A tekercsek elhelyezkedése miatt tik egymást'

a feszüItségek

előáltítása

'

'

ídőben I13-ad,periódussal (I2O o-kal) eltolva köve-

A har'omfázisú rendszer rnindharom ágfuakülön-külön

lehet fogyasztót kapcsolni.

9.6.1. A háromfázisú rendszer kapcsolási módjai A tekercsek parhuzamos és soros kapcsolási lehetőségei folytan úgynevezett csillag-(r_) és ltd.romszög' (delta-) kapcsoltk aIakítható ki és nincs szükség mind a hat tekercskivezetés elvezetésére, elegendő három, vagy négy vezető. A kapcsolások elnevezése a fazistekercsek által kialakított kép alapján történt - a harom tekercs csillag-, illetve háromszög -alakzatotmutat (Iásd, az ábtákat). 9. 6. ]. 1.

A csillagkapcsolás

A lráromfazisú rendszer egyik elrendezési módja

a

csillagkapcsolds,vagy Y-kapcsoltís.

36

A csillagkapcsolás és a gépek kapocstábla-bekötése

Az ábránjól

látható a kapcsolás iényege: az egymáslioz képest 120 o-r'a elhelygzett tekercsek egyik végétegy pontban, a csillagpontban kapcsoljuk össze. (Így u tekercsek iényegében pállruzarnos kapcsolásban vannak.) Az így kapott lendszer lrár'onr-, vagy négyvezetékes léiret, attól ftiggőerr, hogy a csillagpontot is kivezetik-e a hárorrr fázisvezető mellett. A kivezetett csillagporrti vezetőt n uI Iavezetőnek is nevezik.

Egy-egy fázisteker'cs két végpontja között (U-x; V-y; W-z) mér'lrető feszültségetftizisfesziiltségnek (U), míg két tekercs kezdőpontja közötti feszültséget vonalfeszüItségnel< (Uu) nevezziik. A vonalfeszültség lényegébena két fázistekercs egyrnástól l20 vil]amos o-1:a eltolt feszültségének - tehát két fázisfeszriltségnek - a vektoriáiis összege. A vonal- és fázisfeszültségek között a következő összefuggés van a szimmetrikus haromfazisú rendszerben: TJ., =

J3.U,

= lr73.U t

.

Európában aszabvényos fázisfeszriltség a 230Y, a vonalfeszültség pedíg:

I),,: I,732' 230

V:

400

V.

A fázistekercsekben folyó aramotfrÍziscírantnak (I1), rníg a vonaii vezetőkberr folyó á'amot vonaltírumnak (I,) nevezztik. Csillagkapcsolás esetén a fázistekercs kezdőpontja és a vonal között

semmilyen elágazás nincsen, ezért avonali vezetőkön is a fázisáram folyik' tehát itt ru = It. A csillagkapcsolású haromfázisú rendszer hatásos teljesítményét(P) _ szimmetrikus terhelés esetén - egy fázis teljesítményéből lehet kiszámítani:

3.Ur.Ir.cosQ : P = J3 .u, .ru 'cose P=

9.6.

1. 2.

fri.JJ.ur.Ir.cosrp' mivel J5u, = U; és I, = I",

ezét1

.

A háromszt)g- (delta) kapcsolás

Ahátomfázisú rendszer másik kapcsolási módja a háromszög-, vagy deltakapcsolíts, A tekercsek kezdőpontjait a következő (szomszédos) tekercs végpontjával kötik össze, így haromvezetékes rendszer alakul ki. (A tekercsek lényegében soros kapcsoiásban varrnak.) (R)

( rf

1,,

T)-lLo (s)

I

lu,

A delta kapcsolás

és kapocstábla-bekötése

37

A f,áisfeszültségek effektív éfiékeebben a kapcsolásban is egyenlő, de egyrnáslroz képest fázisban 12oo-ra eltolódva. A hár'onrszög-kapcsolásbarr a vonalfesztiltség egyenIő a fázisfeszriltseggel, rnivel

nrinden tekelcs kezdő- és rrégpontja is

A

ki van vezetve: IJ" = Ur.

vonaláramok lényegéberrkét fázistekercs időberr 1/3 periódussal eltérő fázishelyzetÍl áramának r'ek1oriális összegeként adódik és így közötttik a következo összeftiggés van: I' = .,6' I,. Delta kapcsolásban a szimmetrikus terheiés lratásos teljesítrnényemegegyezik a csillagkapcso1ás

eseténadódóval.teliát P =

3.Ur.I,.cosq

=

JJ.U,,

.I., .cosp.

(A

látszólagos teljesítrnérry és a mecldoteljesítmény értelenszer:tien S ..E. {J', . r', = .sin cp .) Q = JJ. {J,, ' I,.

1

Az ecldigiekben

'

il]etve

0.ÁrupNrrr rnr,nxsÉcpx

villamos

háiózatoknak csak az tíllantlósult tíIlapotál vizsgáituk, amikor a generátoro]t és az áramköri elenrek fesztiltsége és árama vagy időben állarrdó (elyerráramú körök) vagy peri odikus an ismétlődő (váltakozó áramÚt lrál ózatok). a

Az

áL|andisult állapot nern jön létr'e rogtörr, amikor a generátorokat a hálőzatra kapcsoijuk, hanent csalcbizonyos idő elteltével, azcítmeneti jelenség (tranziens) lezaj|ásaután. Ennekaza)oka, lrogy abá\őzat elienállásokon kíviil energicttcíroló elerueket, ittcluktivitdsokat és kctpacitúsokat is tartal_

maz- Egy

wC

1

I

árammal átjárt induktivitásnak

wL :

Lrr',

illetve egy U fesztiltségű kapacitásnak

rragyságú mágneses, illetve viliamos energiája van. Ezek átama, illetve feszriltsége rrem érheti el bekapcsolás után azonnal, ,,ugrásszerű en" az áliandósult értéket, mert ez végtelentil gyors energia_felhalrnozódást, azaz végtelen nagy teljesítrnényű, a valóságban nem létező gerrerátort igérryelne. A bekapcsolás és az állandósr:lt állapot létrejötte között telrát lgy átmeneti, tranziens folyamatnak kell lezaj lania. ' Az átrneneti jelenségek nemcsak bekapcsoláskor' lépnek fel, hanem kikapcsoláskor (aramkör megszakításakor), a feszültségfonás feszültségének megváltozásakor, ri.j fesztiltsegforrás bekapcsolásákor, a hálőzat passzív elemeinek hírtelen megváltozásakor is. e villamos há"lózatot"" i.:ar.'.ao átmeneti jelenségek vizsgáLata, az átmenet során fellépő - az áIlandósultnál sok esetben jbval nagyobb - aramok és feszültségek meghat fuozása a hálőzat územbiztonsága, az egyes elemek méretezése, izemeltetése, kezelés e szempontj áb ó1 e gyaránt lénye ge s. I

=

0.L

,CU'

InctuktivitrÍst tartaImtazó dramkör rttmetteti jelenségei

1L

r+ ll. -ü. v'r I

|

38

1.

A ..K''_jel[i kapcsoló zálása

ll 2.

Az

=

0;

U'

=

U*. = U,

A

--\.?-

állapot:

áIIandÓsrrjt

Ir=+-I*, tlr-=0; L " R, 3.

'

(t6):

.

..K''-jeltl kapcsoló n1'itásának piilanata

(tr):

I,' =

"

Ul +i Rr'

L

_I, 'R,

=

(ternreiő!).

4. Végállapot: IL = 0; U1 = 0.

I0.2. Kapacitdst

tctt

fulmazó árcmkör ritrueneti jelenségei

JÉl_,"

q,l

1'

A ,'K''-jelű kapcsoló

Uc=0; I.=I*,

zfuása

i"c (t):

=-5.

'Rr

2.

Az állandósult

u. 3.

A

=

allapot:

u*, u, *jfu;;

Ic:0.

,,K''-jelű kapcsoló nyitásanak pillanata

(tr):

u.=u*, u,

rc=-u' -32-, R,+R, ' R2

(tennelő!). 4. Végállapot: U6 = 01

16:

0.

L

?o

J/

11.A vrr,r'avros cÉppr

l1.1. A

szinkrongépek

A r'áltakozó áramil r'illanros

gépek nagy csaiádja az indt'tkciós (aszinla.on) gépek mellett a sziltkrotlgépek. Elrrevezésr"ik arra utal' lrogy a gép csak egy adott fordrilatszárnon mtiködik. rrrégpeclig akkor. jra a forgórész for'dr-rlatszáma megegyezika for'gó nrá-qneses nrező nn itgynevezett szinkronfordulatszcímóval. Ha a gép fordulatszána ettő1 eltér, akkor nriiködésében zavar á1l elő. 1

1,1.1. A szinkrongépek felépítése,nrriköclési elve

A szinkrongépek szerkezeti

felépítésernind a lrrotoroknál, nrind a getrerátoroknál alaprletően azonos. A kivitel módját a gép teljesítménye és rendeltetése határozzameg' Teljesítménytanoniányr:k a néhány W-os jeladóktól a közepes teljesítményű aggregátorokon, rnozdony-főgépcsoportokon (1 k1A-4500kVA) át az etőművek több százMYA-es generátoraiig igen széles skálán IT}oZog. Terrné szetesen a szinkr onmotorok telj esítmény-tarto rnánya i s i gen tág.

A szinkrongépek ál1órész-tekercselése a lemezelt állórész-lráz lrornyaiban helyezkeclik lret egy-, vagy többfázisú. A leggyakoribb a lráromfázisú tekercselés. A forgórész Vastest is legtöbbszor lemezelt - de ielret tömör árarnnal gerj esztett forgórész-tekercselést.

-

eI, anreiy 1e-

kialakítású,ezen helyezik el az egyerr-

Ha a szinla'ongép forgórészét külső, meclranikai erőforrással ng szinkJon fordulatszánrmal forgatjr-ik és forgórész-tekercselését pedig egyenárammal gerjesztjük, akkor az áI|őrész-teker-cselésberr válta-

kozó feszültség indukálódik' melyrrek frekvenciája:

f : q+ Llrr"l'J' 60

ahol f az indrrkált fesztiltség

frekvenciáj afHz], p a forgórész pó1uspárjainak száma, ng pedig a forgórész szin]
pólusait.

.

A szinkron motor működési elve

A szinkron motor forgórészét aháIőzatta kapcsolás előtt vaiamilyen móds zercel n6 szinkron forduIatszÍrtlra,vagy arnakközelébe felkellpörgetni. A forgó mező pólusai így már képesek a forgórész póiusait azonos fordulatszámmal',magukkal viruri''.

11. ]. ].

].A szinl
.Az egy póluspárú (p:1) gépek forgórészeí dZÍlg:3000 1/perc

fordr-rlatszáirr rniatt csak hengeres kialakítással és törrrör acéiból készítlretők a nagy nreclranikai igérrybevételrniatt'

Elterjeclt a radiális, a párlruzamos hornyÚr és a kereszttekercses kialakítású forgór-ész-típus.

rodiólis

pórhuzomos hornyú

I

kcreszl1eicrcses

Hengeres forgórész-szel'r,énytípusok

A két póluspárú szinkrorrgépeket rnár készítikkiaItó pólusúrais, a kettőnél több póltrsú forgÓrészek kialakítása általábarr ilyen.

A

szinkr'orrgépek gerjesztéséhezsztikséges egyenáramot csirszógyűrűkön Íorgórósz lekercselk:vz

ker.esáül vezetik a gépbe'

(ger)eszlőlekercsek)

KiálIó pólusú forgórész

1].].1'2.A terhelési szc)gfogalma

:

A

szinkrongép forgása közben az ugynevezett pólusfeszültség (U/ maximális értékeaz armatúrában mindig a pólusközépnél indukálódik. (Az urmatúra aZ a teker'cs, amelyben a feszültség indukálódik, a szinkrongépeknél ez mindig az állőrész_tekercselés.) Üresjárásban a gép pólusfeszúltsége és kapocsfeszültsége egymással egyenlő (Uo : Up)' ilyenkor a pólusközép és a kapocsfeszültség vektorának irányaazonos. Terheléskor U, + Uu és akétírány sem egyezik meg.

Terhelési szögpek (ö) neveznik a póluskö zépneküresjárásban és terheléskor elfoglalt helyzetei közöÍIi szöget (illetőleg ennek megfelelően a kapocsfeszültség - Up és a pó1usfeszi1tség - Uo közötti

szöget).

A terhelési szögugy is értelmezhető szem1életesen' hogy mekkora szciggel

a forgórész

az áII&ész forgó mágneses mezejének tengelyéhez képest.

',bíllen''

e1őre,

vagy hátra

Á1 .tl

Á terheIési szög ábrázolása

lL,7.2. Szinkron generáto rok alkalmazá S á

rra

g}lyi1súti j árművekb en

AzM42 és - a n-rár' forgalonrból kivont - M63 sorozatÚt dízel-villarnos nrozdonyok főgenerátora lráromfázisú szinkrorrgenelátor. Az egyerra:anrÍt votrtatómotorok táplálása lráromfiizisir, lrídkapcsolásii diódás egyenirárryító közbeiktatásával történik. AzM62 sorozatit dízel-villaÁos mozc1on),o} szabáLyozásában fontos szerepet tölt be a szinla'on-gerjesztőgenerátor. A dízel-villamos vonatfr-itő kocsi egyflízisúszirrJ
A mozdony villamos vorratfrítésselés villamos segédtizemi rendszerrel (lrűtővíz- és kenőolaj-hűtő

sze|Iőző-motorok, légsűrítőhajtórnotor', stb.) rendelkezik, e berendezések táplálására közös ftrtő- és segédüzemi generátort alkalmaznak. A gép egy egységet alkot, á11órészén talái1rató az egyfázisu, 1500 V névleges (1150 _ 1650 V) feszüitségű frítésiés az egyfázisu,250 V névleges (165 - 255 V) feszültségű segédiizemi tekercselés, míg a forgórész közös. A gép forgórészét a dízelmotor a hidraulikus hajtómű, rugalmas tengelykapcsoló és kardántengely útjan hajtja A generátor önszellőzésű, a szel\őzőlapát a hajtásoldalon van elhelye zve. Az állórészhegesrtetházban' jó minőségű dinamó lemezekből készrilt, a lemeáest koszorúban axiáiis furatok vannak a hűtő* levegő számáta.

Az

álIőrészen a haromfázisű generátorokhoz hasonlóanhelyeil.ék.el a teliercseket. A frÍtési tekercs két f;ízis helyén található, két tekercs-részből á1l, melyek egymással sorba varrnak kapcsolva. A harrnadik,,fázis-tekercs'' a segédüzemi tekercs.

A

generátor öngerjesáésr1, tehát a gerjesztő aramot az ál\őrészben indukálódó feszültségből veszi és gerjesztésszabályoző utján szabályozza, azonban áItó helyzetből történo indítás esetén - a kis lemanencia miatt - a felgerjesztés nz akkumulátorból, előgerjesaő kontaktorok segítségévei

A flitési feszültség nagyságát - az

történik.

alső és felső határok között

- a terhelés nagysága is befolyásolja. 1500 l/perc dízeimotor-forduiátszam esetén 50Hz, míg 1000 llperc fordulatszám mellett 33 Hz. Ha a vonatflítés be van kapcsolva, akkor a dízelmotor az 1000 - i500 llperc fordulatszám-tartományban üzemel, mivel a nemzetkö zi szabványok szerint az 50 Hz névleges frekvenciájú flitési feszültség minimális periódusszarr-ta 33Hz. A gerjesáésszabályozás ekkor a gerjesztést úgy áIlítja be, hogy a fiítésifeszültség 1500 V legyen. Lehetőség van a korlátozott, 1200 V-os flítésreis - ha a vontatási teljesítmény ndvelésére Van szükség - eá szintén a gerjesáés-szabályozás útján érjük el. A fiitési tekercselés legnagyobb teljesítménye 280kVA, a vontatási teljesítménycstjkkenése nélkül 184kw lehet a fiítésite1jesítmény, *"ty ilu. 9 db Bhv sorozatú kocsi flitéséhezelegendő.

A fiítésifeszültség frekvenciája a maximális,

42

AzN{4l sorozatít mozclonyok fűtési és segéclüzenri generátorának kapcsoIása

A fr-ltési tiriáramvédelmi reié nregszólalása esetén nem a fiitési kontaktor, lranem a generátor geljesztő kontaktora kapcsol ki, a generátor legerjeci

A

fesziiltségszabályozó a segédiizenri teker'cs fesztlltségét 650 1/perc (tireSjárati) foldulatszámon, azaz22 Hz-en - aterheléstől ftiggetlentiI - 165 V feszültségre állítja be. 650 - 1030 1/per-c for.dulatszám, iiietve az ennek rnegfelelő 22...33 Hz között a feszriltséget a fi'ekvenciával arányosan rrove1i kb.255 V értékig.1034 - 1500 1/per'c fordr-rlatszárn, i1i. 33.'.50 Hzközött- működő légsŰrrítő esetén ' állandó, 2z0 v egyenfeszültségre szabá.lyoz a légsűrítőt tápláló diódás lrícl egyenár-amii oidalán mérve. A segédüzemi tekercs névleges teljesítménye I12kW. A dízelmotor ht1tőventillátor.át hajtó két db viilamos motor a félig vezérelttilisztolos híclról kap táplálást, melynek szabályozása a htitési igénynek megfelelően történik. Bekapcsolt vorratftités a feszultsé gszabáIyozó a vonatflítési feszültséget tartja a szabvényos fesziiltségér1ékekközött,".éter' korlátozott futés esetérr pedig 1200 V-ra szabáIyoz, ekkor a segédüzemi feszültség a terlreléstől fiiggően22O - 25O v közötti érték. 1

]. ]

-2.2.Vasúti kocsik energiaellátdsát szolgáló körmöspólusú

tengelygenerátorok

A hagyományos vasúti kocsik akkumulátor telepének töltéSét, a világítási, a flités-ve zédésiésszellőzőmotor-iárarnkörök, energiaellátásáú. a forgóvázban elhelyezett,á tengelyről kúpkerekes hajtóművel és kar'dántengellyel meghajtott generátor biztosítja. A korszerűbb genárátorok körmöspólusú

szinkrongenerátorok.

t

Az

egyenétamú generátorokkal szemben jelentős elonyt jelent, hogy e1ma ad' az igenfenntartásigérryes kommutátor- és szénkefe-rendszer, illetve az, hogy a polaritás nem változik meg a menetirÁy

(forgásirány) megváltozásával. A körmöspólusú generátor is váltakozó feszültsé get ál1ít e1ő, amely et azutén szi líc iumdió dás e gyeniranyítóval al akítunk át e gyenarammá.

A körmöspólusú generátor forgórésze

-a6 1pe[:e6ieJ

V

(s9rsetra6ug) 1nzssaa 19q8es1111zseJ }leu]J31 elell? Tu t?s?pse[ra8 lqq9^ol Jo1€Jeu u9t}'l ozo',\.plqezs6es111rzse3 3 {ru?uQ} i9q:ol9lnulÍWe ze ase]zseÜe81eJ rot9:eue8 y v1v tv [Bvvt {eu? sgp g}ttllrr .m

r o}9 J

auaB

r.r

s

n

1

I d s I utr

9{

Y

a

t

'eJqg gzeTl&rg>í ? ehtlnru ueselel9luazs |augEéze^ eJlleilrle ze rysgpg|oscde4 s? ryFr-' snxnu

Y

'ueq>1ad98uo:

? s9 1sa}sP^-zs?J9Iv zv ._{uFs soÁu9ruoÁ63q ? 1uitü 'pqs1 ueÁ1ouuÁEn s?IescJole1-€JÍr}"uJJp }Iér. 0I ,uelesgrBgp{untll v tg eupeEq ureu zp sg $nxng 3 gulQluQs ueqlesa 920{uelle ileul .peuzs?l ('.iáuá9*'1uu)'gpt1zasau6gur rueu t9Á1e8ue} r-tle| o dqa y 'ar4p$89zsl'lsc 1er1 1gq6eÁue Egs44zs scuru zeqs?1eza^ezzoq-*n_r-n9l"i'tp? e Á6} s9 4e:urzowl zeqzs?Jgllg zE {escJe{elgpsalre8

's9:691 I}IQZoI lezs n' xáoq '4euut ery n - e69sepsg^ >IuuIIE s? - s?J89I 19{ lqq9n zv -9: s9:ffi 49:e4sn1od u s9 4oszled e 8rped 9na1 'sg:E?r?{unu P19z9{ 19IIIJ9{ € s9 Fe}sE^-zspJ9II9 ze gp'{ilnza{ lnT_upuleql9 1e4 uesg_r8?I '€9u {Burl"I€uo^gJe 7v 'l;lpgryz InpseJe{ uoz-3q-zs?J9ll? z2 'uel9J-{ile>1sn19d -c +ieí; t'sf .ros'red +tg| l E 'ue1?J-4are1snigd $ér' g t 'ua$g1s€,r-zs9J9lB s?IZv uosziBdilátg" Á1eure'rgsnxngg' o

íi;r, t

p.rr.o.

4sauEglrl

Bs-u p

ot s -Á1eule

'tle| dp6? He|e 'JL'I 4pzzoq'as'Je{elgpselre6 q sn 19 ds glur gX

grgz 9 slgq r oig r auaE

t ti

"o

'u3^ oJo{seu8gru Í}sgpgryz 9sID1 {0u

.{Jzou?} zoqjopJouat qrsn1gds9uIJQ{ ueÁ1o zs9:98ro3 l}uuázs €Jq9 gtrEqryi uoIBpIo 9z9Íe zv 'e,n'1oscde4

{€uu?^

uesou'?znq

B s9 91oTx p89s -.red 1gqluodruezs sessu8etu Á6} s9 H >1uqqÁu l9qlezs?J s'ulffi o^e^InJQ{ {1a6uet 'u9lueru o}elruo{ zs9:o6:o3 ? 1o 1eupo{zeÁieq lu91 -ÁEo Á6o {R1e^ u 1osn1od 1sgtue1od souoz€ zV 'e1de4l9J9s91ppl?n1 zs9:98:o3 B }9s9ze^euJata8 y -{aurra{ 1osn19d I9p sP Ixuzso olig^ iseruÁEe zy w

Lr

1

].1.2.3 ' Fordulatszánl-jeladók

Egyes forciulatszán-jeladók is szinkr'orrgenerátorok. Ezek ál1órésze egyfazisir tekercselés, míg forgólésztik permanens nrágnes. Az áIlőtészben a forciulatszámnak rrregfeielő fi.ekvenciájir váItákozó fesztiltség irrclrrkálódik, mely feliraszrrálható, értékelhető forclr'rlatszárrr-jeleket acl a járrntl szabályozása számára. A fellrasznáiástói ftiggően ielret clízeltnotor for'dulatszám_jeladója, keiékpár-tengeiyre szerelt sebesség-ellenőr'zó jel adója, mely egyben benenő je1et szolgá1tat1rat a perdt1lés- és csúsás-

r,édelern számára is. 11.1.3.

A szinkrongépek nyomatéka

A

szinkr'ongenerátort terlrelr,e az atmatűrábarr folyó álam és a pólrrsok fluxusa olyan létesít, rnely a forgórészt fekezi (Lenztörvénye!).

M

A rryorrratékok egyensirlyban-tartása érdekébena gép forgórészét Mn*i,o : M-nagyságÍr

forgatni keli.

A hengeres forgórészii szinJ
rryorrratékot

nyorrraték]
Mbitt.nő a gép ö:90

o-

os terhelési szogéheztartoző Útgynevezett billerrő rryomatéka (maximális rryomaték).

]1.1'3.].A szinh'ongép teljes nyon1atéki jelleggÓrbéje a terhelési szÓgfi)ggvényébell Üresjár'ásban a gép fékező nyomatékot nem fejt ki, M:0;6:0. A gépet lratásos teljesítménnye| terhelve már van fékező nYomatéka. Ha a gép.et tr : [0 fordulatszámon akarjuk tartani' akkor M' : N{6, rragyságir hajtórryomatékkal hajtani kell, a két nyomaték a ö1 ter1relési szögnél lesz egyenlő. Az M6 hajtón1'66até]
GENERÁToR

A szinkrongép teljes nyomatéki görbéje

L

45 Generátor rizemberr a gép alckor rrrtiködik stabilan, ha a terlrelési szögre a következő teljeslil: 0o<ö<90o

összefliggés

ltiIotoros tizemberr a tblgórész a forgó nrágtreses mező rrrö-qött lra]aci - E terlrelési szöggel. tlrel,,ngp előj ele így negatív' Ha a nrotort fékező Nl[i rryonraték rrag1,6sb lesz, n'rint a motot" M,'o* naximális nYolxatéka, akkor a ntotor for'dulatszánra csokketuri kezd, majcl - mivel a szirrklonjárásból kiesett

-

leál] és állórész-tekercseilr rör'idzár]ati árarn folyik . Ez az állapot a rnotolla ternrészetesen igerr ve_ szélyes. ]r4otoros tizernben a stabilitás szerrrporrtjábói a következő összefitggésrrek kell teijestilnie a ö ter]ieiési szöggel kapcsolatbarr: _90 o < E < 0 o. ÍL.7.4. A szinkronizálás

A szinkr'ongenelátor

áltaiábarr nem egymaga táplálja a lrálózatot, hatleitt eg-v-iclőben több gép is c1ol-

gozík Llgyanaffa az álanrkörre.

A generátorok pállruzalrros kapcsolásánál (IláIozaÍrakapcsolásárrál) követelmény, lrogy ne incluljorr nreg kiegyerrlítő árarrr a generátor és ahá\ózat között. A kiegyenlítő áram a rrevlegesnek 10_20-. sze-

rencsétlen esetben l00_szorosa is lelret, anrit senr a gép' selrr a háIőzatneirr visei el. Nem irrduínreg kiegyerrlítő árant, ha ahálozat és a generátor feszültségei egyrrrással szirr]
A s zinkrorrgenet'átol

hálő zatr a kap cso ásárrak feltételei ; 1

azonos fesztiltség: Ug.,,..,itn. azollos tázissorr'ertd' ?]Zoll oS fi'eI
:

:

Ul,ntórnt, firátóznt,

azolloS fázislrelyzet a fbsztiltségek között. 11.1.5. A szinkronmotor

A szinkr'onmotofi elsősorban

közepes- és nagyteljesítnrérryti lrajtásokbarr alkaltnazza1< ked'ező tr'rlajdonságai miatt' melyek ellensirlyozzáknagy háttányát, a bonyolult indítást. A szinkronmotort vaiamiIyen ktilsó erőfon'ás segítségévelfel kell pörgetrri a szinkron forclulatszátn közelébe, mivel inclítónyonratéka nincsen (M;,,4i16 : 0), telrát cinrnagátó1 nenr képes felgyotsulrri, majd csak azttÍán lehet a háIőzatta kapcsolni. Egyetlen üzemi for'dr-rlatszáma a szinkr.on fordrrlatszám (n : no). Stabilarr a 0-90 o-ig t.4.-dő ö telhelesi szög-tartonrarrybarr tigemel stabilair.

A szinkronmotor az ót

terhelo nyomaték hirtelen megváItozásála nem tud azonnal megfelelően reagálni, ezért a gép forgórészér'e úgynevezett csillapitti ruilakut (örrnragában rörlidle zártkalickát) lrelyeznek el' melyek a hirtelen nyomatékváltozások következtében eloato lengéseket rnegsztirrietik' A gép lengése azt jelenti, lrogy rövid időszakokra a fordrilatszáma hol rnagaúbb, 1ro1 alácsorryabb egy kissé a szinkron fordr-rlathoz képest. Szinloon fordulaton a csillapító ruáakban nenr irrdukálóclik fesztiltség, mert a forgó mező és a forgórészen levő kalickák azonos fordr-r1atszánrmal forognak, egymáshoz viszonyítva nem mozdulnak el. A lengések esetén nrár van némi elmozdr'ilás. nreiynek hatására lassulás esetén gyorsító, gyorsulás esetén lassító nyomatéko t előídéző áramok indukálódnak a csillapító rudazatbul' mely nyomatékok a gép forgórészét visszakényszerítíka lengésektől nentes szinkronjárásba. A csillapító rudazat a gép indítása során is felhasználható. A szinkrongépekné1- az előállható lengésela_e tekintettel, a stabilitás növelése érdekéberr- a ö terhelési szöget 30-35 o-nál nagyobbra nem választjék.

Az

egyfázisú szinkronmotorokat több régi vontatójárművünkben alkalmazták, például aY4l,Y42 sorozatú, Ward-Leonard rendszerű villamos mozdonyok forgó átalakítőját egyfázisu szinkronmotor hajtona.

Lr

]

1.1 5' l

'A

teljesítntény-tén7'ező javítása túlgerjesztett szinh'ongéppel

A váltakozó

árarn teljesítményénektargyalásánál foglalkoztr-urk a lratásos- és a nreddő teljesítrnény fogalmával. A medciő teljesítrrrénynem r,égez lrasznos munkát, azonban a hálózatot terlreli, ott fesztiltségesést okoz, azonban szükségszeriíen jelen van hálózataink, gépeink üzerneltetése során.

A szinkroirgép az

egyetlen r'illanros gép, nrely a hatásos teljesítrrrényterrrrelése, Vagy fogyasztása

nrellett képes rneddő teljesítmény ter'rrrelésére is.

Ha a szinkrongép eg1,etiáranrir forgórész-gerjesztését irgy állítjuk be, hogy a sztikséges rnágneses rnező kialakításához képest többlet-gerjesztést adunk Qragyobb gerjesztőárarrrot á11ítunk be), akkor- a a gép meddő teljesítrrrény formájábarr továbbadja a hálózatnak. (Terlnészetesen alulger''fölösleget''

jesztés esetén a ,,hiány1'' aháIőzatból fog;a pÓtolrri - meddő teijesítrnér'ryfelr,ételével.) 11.1.6. A villamos tengely - a szelszin

Szinkrongéppet - agy acló és egy vevő segítségévei- megoldlrató a szögelfor.dr-rlás villamos átvitele Az erre a célra kialakított kisnréretű szinkongépet s7'e[szitttrek nevezzük.

tár,adása.

Az adó trrlajdonképpen egy szinkrongenetátor, míg a vevő szirrktonmotorként tizernel' A primer.tekercsek áramaváItoző fluxust gerjeszt, mely a lrárorn szekunder tekercsben feszültséget indrrkál. Ha & = 0, akkor a párba kapcsolt tekercsekben nem folyik átam, a gépek nyornatéka nulla. Ha cr * B, aid
A szelszin kapcsolása 1l.1.7 .

Az elektromechanikus Hasler-Teloc

seb

ességmérőkhaj tásrendszere

A villamos hajtás három fő része: a

vevőmotor (a sebességmérő hajtócsonkj áta csavaroma);

47

-az

AZ

adókésailék (a kerékpár-tengelyvé_qre szerelve) összekötő kábe]'

;

Vevó

Az elektro nreclranikus Hasler-Teloc sebességnrérő elvi nrűköclése A járnrű tengelyére szerelt adó ahozzávezetettegyenfesztiltséget (a jarrnil akkurnilátor_feszr-iltségéhez igazodva24,48, vagy 60 V) háromfázisú váltakozó fesztiltséggéalakítja át, anrelynek per-iódrrsszáma (frekvenciája) arányos az adő forgórészének fordr'rlat számávaI, és aztáp|áIja a vevőmotort.

Az

adő for'gó rnozgása egy, vagy két vevőmotor felé szirrkronban kerril továbbításr-a. sebességmérőkhöz közvetlentil kapcso1ódnak.

Az utóbbiak

a

Az adő egy homlok-konrrnutátorral ellátott forgórészből, r,illamos ellenállásokból (kommutátona kivezetett osztóellenállás-lárrc) és öt darab kettős szénkeféből ál]. A vevő goiyóscsapágyazoÍt tekercsből és csúszógyűríl nélküli (állandó rnágnesű) forgórészből

ál1,

amely háromfazisú állórészben for'og. Arrnak érdekében, lrogy a különböző fordulatszámokrrál és külonösen a jérmu, 1I1. az adó á11ó heiyzetében az árarnviszonyok leIretőleg egyenletesek legyenek, a tápláló vezetékbe beépítettekegy átamszabáIyozőt (vashidrogén-e1lená11ás). Ez a lámpakivitelű ellerrállás a terheléstől fiiggően válto*'atja az ellenálIását (nem lineáris karakterisztikájir ellenállás) és így atápláló iíramot egy meghatétrozott legnagyobb megengedett értékrekorlátozza' (Kedvezőtlen körülmények kozott a vashidrogén lámpa híánya a vevőmotor állandó mq$nesének demagnetizá1ődását okozhada')

Az

adÓkészuIék és a hajtórész összekapcsolásának olyannak kell lerrrrie, hogy a vevőkészülék (mutató) végkitéréséhez(v-*) az adő tengelyének fordulatszfuna 8OO, vagy 1000 i/min legyen. Ezért (hogy eZ a fordulatszám elérhető legyen) a hajtótengely és az ad,ő közé a jatmú futóműszerkezetétől fiiggően egy fordulatszám-növelő, vagy -csökkentő áttételű kúpfogaskerék-pár van beépítve.Cseréknélfontos' hogy a mozdonysoi,tozatnak megfelelő méréshatarúsebességméiőt szereljék fel, mert a kerékátmétő, a fogaskerék-áttéteI és a sebességmérőegymással össze varr hangolva.

IL2. A

A transzform(itorok

transzformátor olyan mozgő alkatrésil. nem tar1almaző villamos gép, mely az adott feszültségű váItakoző áramot alakítja át - változatlan frekvencia mellett - a kívant fesniltségú váItakoző áram-

má.

48

lI.2,I. A transzformátorok működése A tr'anszformátor a kölcsönös inclukció eIr,e alapján miiköc1ik. Az N1 menetszámit tekercsre kapcsolt U, r'áltakozó feszriltség A(D fluxr-rsváltozást 1roz létre. Mivel N, és N, tekercs azonos vasnrag kör-é i'an tekercselve az N' tekercsben a fluxttsr'áltozás rniatt fesztiltség irrdukátódik.

A trarrszformátor elve

AO U. N. U. -'- = U. = J ; ezekalapiárr ----! = ---l = a . alrol a a transzformátor -j N, Nr' N, U, ^t tele, rrrely rrregadja a feszültségek, illetve a menetszámok ar'ányát. Ur=N,O*, -At

áfté-

A tratrszformátor

működésénel< elemzése során riélkülözhetetien fogalorn a gerjesztés . A getjesztés (Jele: @) a tekercs menetszámának (N) és a rajta átfolyó a_r'amerősségnek (I) aszo zatávaljellenrzett

fiz1kaimennyiség,tehát @ =

N I [A_

menet]. (Amértékegysége:

''ampe1'-menet''.)

Agerjesztésre érvényes, hogy az N, menetszánú tekercsben kialakuló gerjesáés egyenlő az N2 nrenetszámú tekercsben indukalódó fuun áItallétrehozott gerjesztéssel, telrát r' .N, : r, .Nr'

+=:=+=a,így N2 I1 U2 reciproka.

Azelobbiekalapjan netszám-áttétel

]'= Iza

1.Tehát

azáram-áÍtétel afeszültség-ésme-

'

AháIőzatrakapcsoit(táp1ált)tekercsetprimertekercsneknevezzüli,afogyasztókattáplá1ó (fesailtségforrásként működő) tekercset pedig szekuncler tekercsneknevezzik' 1

]. 2. ]' 1.A

drop (százalékos rcjvidzárási feszuttség)

A transzformátorok egyík jel1emző

adata - mely az adatÍáblén is szerepel - a százalékban kifejezett rövidzárási feszúltség,a drop (Jele: e). Eú. az adatot a következők szerint mérik meg, illetve szétmítjak ki.

A transzformátor egyik tekercsét (lehet bármelyik, primer, illetve szekunder tekercs) rövidre zwják

feszültséggel kezdik táplálni' A fesniltséget addig növelik, míg a rövidre zárt tekercsben folyó áram erőssége el nem éri a névleges értékét.Ekkor leol_ vassák atápIáIt tekercsen levő feszültséget és eú. ugyanannak a tekercsnek a névleges feszültségéÍIékébez viszonyítják, a viszonyszámot százalékban fejezik kí' és a másik tekercsét folyamatosan növekvő

A drop lényegében a transzformátor tekercseinek látszólagos (induktív) ellenállásar őI ad tájékonatást. Minél nagyobb az értéke,alátszőLagos ellenállás arrrrál nagyobb' Ez természetesen aá is meghatátozza,hogy zfulat esetén a transzformátor mekkora korlátorzást (fojtást) jelent akialakulő lati áram számára'

zén-

L

49

A

clrop alapján a transzformátor látszólagos ellenállását a következők szer.irrt lehet

t \z Xt.*fo =

Uiu,

''0

fu**

[O], anol e a dlop,

Unévleges

kiszánítani:

a fuanszformátor nér,ieges feszr-iltsége

snévlcges

pedi ga transzfornrátor' nér'leges 1átszÓlagos teljesítménye.

II.2.2. A transzformátorok felépítése

A

trans

zformátorok

_

-

le

gfonto sabb szerkezeti eletrrei

:

aktíV részek:

o

v&Sl11&9 (trafólerrrez'

:

;::ffí"'J':Tásj3:'fiíY}J:?}JJ::1#Íl?:'.1'.*'':fl:"Jttri:1l,J't,

porvasmag, ferrit' stb. A r'asnragnak azt a tészét,amelyen a tekercsek ellrelyezkednek oszlopoÉnak, míg az oszlopokat összefogó elerrreket j d r mo k n a k nev ezzttk.) ; o tekercselés (szigete\t ftzhuzal); járr-riékos szerkezeti elemek: o tekercstartó' vagy csévetest (a biztonsági - leválasztó - "transzforrnátor primer, i lletve szekunder- tekercsei kiilön csévetesten vannak) ; kaloda (a vasnragot rögzíti, biztosítja a tr'arrszfortnátor rÖgzíthetőségét); 'n kapocstábla (a kivezetések és hozzávezetések számára);

zosodás elieni védelern - gázrelé, azazBucltholz-relé). A trans zformáto ro kat az alább iak szerint c s op orto sítlratj uk

_

-

FázlsnszáffiT'H:..

.

olajgá-

:

haromfázisú transzformátorok.

A tekercselés kialakítása szerint:

'

tárcsás tekercselésűek (Tárcsás tekercselés esetén a tekercsek az oszlop tenge_ Iyével párhuzamos irányban váltják egymást' Általaban mind a primer, mind a szekunder tekercseket több rész'e osztják fel és az egyes részeket egymással solosan' illetőleg párhuzamosan' vagy Vegyesen kapcsolják, az igényeknek megfelelően'); hengeres tekercselésűek (Hengeres tekercselés eseté-n a tekercsek az osz1op tengelyére merőleges iranyban váItják egymást, szigetelési okokból a kisebü feszültségű tekercset helyezik az oszlophoz közelebb. Ezt a teketcselési módot elsősorban a nagyfeszültségű - 60 kV-nái nagyobb - transzformátoroknál al_ kalmazzák.).

Tárcsás tekercseIés

[Iengeres tekercselés

50

(Az előbbi ábrán 1-es szánrnral a primel - rragyobb fesztiltségil -, míg 2-es számnral a szekunder

_

kisebb feszLiltségÍi - tekercsek elemei vannak nregjelölve.)

A transzfot'mátorokban

a rleszteségek (vas- és rézl,eszteség- tehát az örvényárarnok és a vas átrrrágnesezése lriszterézise - okoáa, vaiamitrt a r'ezetők ellenállásából adódó r,eszteségek) ar.ányában 1rő

keletkezik, melyngk elvezetésérői a gép lrtltése gondoskodik.

A hiltés (és eg5'bg1r a szigetelés) rnódja szeritrt a transzfolmátorokat két nagy csopottla osztjr-rk: - Száraztrarrszfornrátorok: A szátaztrarrszfortrrátorok htitőközege a levego. A teker.-

csek szigeteIését ma már legtöbbször úgy oldják nreg, }rogy a tekercselcet nriigyarrtával örrtik ki. A szárazttanszformátorokat általában középfesztlltségszintig készítik.HŰrté_ süket természetes, vagy szellőzőventillátorral mozgatott légálam biztosítja. Tenrrészetes iéghtitésűszár'aztrarrszfoltnátorokat általában kb. 100 kVA- teijesítrrrényig,nríg kérryszer-léglrűté ssel mirrte gy 2 0 0 0 kV A te lj esítmérryi g ké s zítenek. - Fol}'aeléktranszformátorok: A folyadéktr'anszformátorok h1itő- és szigetelőközege cseppfolyós halmazállapotir' Mivel a irtltőközeg aZ ene a cé.Jra készítettktiiörileges ola1, ezért ezeket általában olajtruns41formtítoroknak nevezik. Az olaj azonban tűzye_ szélyes, ezér1kiilönleges esetekben, ahol a körtilmérryek szükségesséteszik az olaj lre_ l)'ett nenr églrető folyaclékot alkalmaznak, ameiy ugyanakJ
A transzformátor hűtési rendszeréről a gép adattáblé|áról is tájékoúatást kapunk. négy betű segítségéveladják meg a következők szerint:

_ _ _ _

A hűtési módot

Az,,o''-behí az olaj áramlásta,

az,,A"-betri pedig a levegő aramiására utal' míg aZ,,N''-betu atermészetes-, az ,,F"'betti pedig a kényszeraramlást mutatja (az mgo| ,,oir' - o)'aj, ,,air" - levegő, ),n ut ur at' - természet es és,fo r c e t' - kény szer szav ak kezdőbetűiből). Egy természetes oIajátamlású és természetes léghűtésűtranszformátor hútésiképlete tehát ,,ONAN,, Iesz, míg akényszer-olajáramlásra és kénys zer-légbútésÍeM,,oFAIl'' je1ötés utal.

51 1 1. 2. 2. 1

Az

.Az e gyfázisti transzforntdtorok

e gyfázlsú transzfornrátorok egy. vagy több tekercsből á11ó plirner tekercselést és egy. vagy több

tekercsből á1ló szekurrder tekercselést taltalrnaznak.

A

fluxusr,áltozást egyetlen fázis árarrra hozza

létre_

Az

e gvfázisít trairszforrrrátor'ok r'asnragiának kialakítása, forrnája és a teker'csek elr'endezése szerint

lerretnek:

:ilT.T,trj#"

ii tl

I

Egyfázisú, láncszem- és magtípusú transzformátorol<

Egyfázisú köpenytípusú transzformátor ]

1'2.2.2.Autotranszformátorok (takarékkapcsolású-, vagy takarék tt.anszfornútot.ok)

Autotransz1formtítoroknak neveznjk az olyan transzformátorokat, amelyeknek takarékossági okok miatt közös primer és szekunder tekercsük van. Az egyetlen kozös tekercs megfelelő számú megcsapolással, kivezetéssel van ellátva. Így a megcsapolásokon mindig a menetszámnak rnegfelelő fesniltségszint mérhető. Az autotranszformátor nagy előnye, hogy jóvai kevesebb tekercselési anyagot igényel, méretei' vesáeségei is kísebbek, erre utai elnevezése is. Hátránya viszont, hogy nem ad galvanikus leválasáást a két háIőzatrészkozott, a tekercselés megcsapolás alatti szakadása esetén a kisebb feszüitségű oidalon is megjelenik - terheietlen áliapotban a nagyobb feszültségű háIőzat fesailtsége, illetőleg rövidzfu esetén a zárlatt áramot a primer oldalon csak a zátlatba nem került tekercsrész fojtó hatásakorlátozza, teLlát a zárlat gyakorlatiiag igen kis fojtással a tápIáIő háIőzatban is jeientkezik, ezen felül a zfuIat dinamikus hatása a transzfotmátor szetkezetéte igen kedvezőtlen lehet.

52

Az autotranszformátor kialakítása és rnűködése

lL.2.3. Mozdonytranszfo rmátorok

A

következőkberr a Magyaror'szágon tizemeltetett nagyyn5irti villamos Vontatójár'rrrtlvek főtr'arrszformátorainak általános, köZös ismérvei, valamint a legfontosabb speciális-tulajdonságai kertilrrek

ismertetésre.

A

főtranszformátorok mindetr esetben egyfazisú, tárcsás tekercseléstl nrag-' illetve köperr1ltípq5i1 olajtrarrszfortnátor'ok. villamos motorral (egyfázisú, állandó korrdenzátoros segédfázisÍr indd
A

tr'anszforrnátor'-olaj nrelegedéskor kitágul, az olaj felett levő levegőt kinyomja a táguló ec1érryből (o1ajkonzervátor). Lelrűléskor a tattáIyban lecsökken a nyomás és levegő áramlik be a szitikagétt tartalmaző léIegző rryíláson keresztül. A sziiikagél - miigyanta - erősen nedvszívó anyag' mely reakcióképes állapotában kék színű és vízfelvétel hatására elszíntelenedik, illetve felrér lesz. 200oC-ra 300 történő feihevítéssel néhányszor regenerálható. otajjal érirrtkezve az anyag elveszti nedv_ szívó tulajdonságát, tönkre megy, ilyenkor színerőzsaszínű, ezéttazolajtól jó1ei varr váIaszÍva. A transzformátorokon lrőfokmérő (kontakt-lrőmérő) ellenőrzi az olaj hőmérsékletétés 85 oC elér.ése esetén kikapcsolja a főmegszakítót. A hazat viIlamos vontatójármúveken a MESSKO gyártmányÍr kontakt-hőmérők két fajtáját aIkalmazzék A régebbi típus három mutatóval rendelkezik. Az egyik mutatója mutatja az olaj tényleges hőfokát, míg a másik kettő úgynevezgtt ,,vonszolt'' mutató, melyek közül az egy|k a főmegszakítő vezérlő aramkörében lévo érintkezőt működteti, míg a másik egy külső, kézi visszaforgató gombhoz csatlakozik és az územben előfordult legmagasabb hőmérséklet-értéknélál1 meg. A másik típus-változat csak két mutatóvalrendelkezlk, az érintkezőt közvetlenül a mindenkori hőmérsékletetjelző mutató működteti, míg avonszolt mutató - az eIóbbivel azonosan - az úgynevezett maximum-mutató.

A transzformátorok másik fontos védelmi eszkoze a Buchholz-relé,vagy gtízrelé'E védelmi készü-

léket a tágulő-ta*'ály (konzervátor) és a transzformátor edénye közé, acsőrendszene helyezik el. Ha a transzformátorban villamos hiba (átívelés) következik be, akkor a transzformátor olajában gaz fejlődik, meiy felfelé szál|va eljut a gázrelébe és a berrne lévő úszót elmozdítja. A Buchholz-reIékét fokozatban rnűködik. Kismérvii gázfejIődéshatásáta csak az e1ső fokozat működik és ez jelzést ad' a mozdonyvezető részére.Hirtelen fellépő, nagyobb zfulat erőteljes gázfejtődést és az olaj nagy se1, bességű áramlását okozza, melynek hatása:'a a másikq'rsző is elmozdul és működteti a második fokozat éríntkezőjét.Ilyen hibával a transzformátor már nem tartható tovább fesniltség aIatt, ezért a Buchholz-védelem második fokozatamegsző\alásanak főmegszakító-kikapcsolás a következménye.

53

A mozdorrytranszformátoroknak meg kell felelnirik a járrrrii mozgásából eredő dinamikai követe1nrérryeknek, r'alatnint a vasúttlzem álta] tárnasztott egyéb követelrnényekrrek is (pl.: a táplált áramkörökben - pl': a votrtatómotorok ár'amkore - tirlterhelés, illetr'e zárIatgyakrabbarr alakr-rl1rat ki, nrirrt egy stabil hálózatorr), ezéfi a mozdonYtt'afók dr'opja az átlagosirál rnagasabb (\0 % köLtil). ]

1

.

2. 3.

1

.

A

V4 3

s

or

o z ct

tL't nl o z

do nyo k

fő

n" a

ns {orrrtcit

o r

a

A V43

sorozatit nrozdorryok főtrarrszfor'mátola AEG licenc alapjárr késztilt, BLTH 120c típLrsir mozdonytranszfor'mátor. A lrár'omoszlopos, köpenytípusÍr tlanszformátor ',A'' oszlopa taúja a primer, yagy szabtilyozó tekercset (Lor) - rrévleges feszr-iltsége: 25 kV, a fíítésiszekuncler tekercset (L) _ néi,leges feszültsége: 1500 V, és a segérliizemíszekrtnrler tekercset (Lr) - nél'leges fesztl1tsége: 250 V.

Az ,,Á" oszlopon a foflttxust a szabáIyozó tekercs állandó fesztl|tsége hozza létre, tehát az segédtizerni és a fŰrtési tekercsre is

A

állandó'

{

áttétel a

'

szabáIyoző (prirner) te]
(második) primer tekercset táplál. A szabályozó, tekercs 33 kivezetésének (32 fokozat + 0. fokozat) rnegfelelő kapcso1ását a főtranszfornrátorra ráépítettfokozatkapcsoló végzi.

A kétszeres keresztmetszetŰl ,,B'' oszlopra tekercselték a mdsoclik pritner tekercset (Loz) és a motorkört szekuncler tekercseket (Ln,r - L,nz). A szabályozó tekercset és a második primei- teker-cset -

az előbbiek szerint - a fokozatkapcsoló kapcsolja össze egymással, illetve nr-rl1a fokozatbarr a nrásodik prinrer tekercset a fokozatkapcsoló zárja rövidre' Ilyen állásban &,,B'' oszlop tekercseiben áram rrern folyhat, feszültség nem indukálódhat, mert a r'övidre zárt második primer tekelcs a inágneses fluxust az oszlopbó1,,kiszorítja''.

A v43 sorozatú mozdony főtranszformátora A fokozatkapcsoló felfelé vezérlésévela második primer tekercs rovidzárásamegszűnik , a fokozatkapcsoló kb. 700-800 V-onkénti lépcsőkben növeli armak feszttltségét. A második primer és a motorköri tekercsek menetszám-áttétele uányában - kb. 50 V-os fokozatokban - növekszik a motorköri tekercsek fesniltsége is.

A ,'C'' oszlopon tekercseket szik szerepet.

nem helyezt ek el, klzárólag a fluxus-vezetésben és -kiegyenlítésben ját_

54

Az ,.A'' oszlop fluxusa a fokozatkapcsoló nr-r1la állásában te1jes egészében á ,,C'' oszlopon záróclik. Az első fokozatban az,,A" oszlop fluxttsának e9). Iésze á ,,B'' oszlopon, többi r'észe 3 ,,C'' oszlopon zárődik. A fokozatkapcsoló középáilásábari (16. fokozat) aZ,,A" éS a,,B'' oszlop flrixusa egyerrlő, a

..C'' oszlopban ekkor nem megy erővonal. A fokozatkapcsoló 16. fokozat feletti áilásaiban á,,C'' oszlopban ismét lraladnak erővonalak, azonban ellentétes iránybarr' A legmagasabb (32.) fokozatban á ,'B'' oszlopon aZ,,A" éS a ,,C'' oszlopok fluxr:sainak összege lralad át, rníg az ,,A'' éS ,,C'' oszlopok fluxltsa egyenlő.

Összefoglalva te1rát az ,,A" oszlop fluxusa átrlarrcló értéktl(@), a ,'C'' oszlopban a fluxtts +Q és -Ö kozött változik. telrát abszoiirt értékbenmaximálisan O nrennyiségii erőr'onal lel'ret benne, míg a ,,B'' oszlopban a fluxus 0-tó1 2@-ig rtáltozhat' telrát a ,'C'' oszlop1roz képest kétszeres az eróvonalszáma, ezért kéÍszeÍ es az

fr m

o

szl

o p

-kere s ztm

et

s

zet

+i lü

is

.

('r lo' f/

[!] í6. Íokozat

o. lakazat

lü||zQ

^É

i

24.

1!z

t]I fokozat

t+

^lÍ

üil

Ai a a -21 c td - -l

T2.fokozat

A v43 sorozatú mozdonyok főtranszformátorának erővonaI-rendszere A transzformátor lemezelt vasmagja vízszintesen van elhelyezve, így a mnozdony gyorsulása és lassulása közben a nagy tömegű vastest és a tekercselés tehetetlenségéből származő billenő nyomaték a lehető

legkisebb.

}

Az aktív tész atranszformátor fedeléh eZ vanerősítve és az olajed ény a|járatámaszkodik. A fedéllel a Vasmag és a tekercselés kiemelhető' A transzformátor aIjárl vezetőlécek vannak felhegesáve, melyek a vasmag és ezze|együtt az egész transzformátor elmozdulását akadáIyozzák meg. A vasmagot és a tekercseket összefogó vasszerkezettéz vezetővel van összekötve és az olajedényhez föIdelve.

A fokozatkapcsoló válasáóhengerének olajtere a fotranszformátor olajterétől ei van váIasúva, így az a telj es olaj meruryiség leeresáése nélkül is ]

A V63

1

.

2' 3' 2'

A

Vő 3

s;

or

o

zatú mo zdo

le

szerelhető.

ny o k

főtr ans zfo r míttor a

Sorozató mozdonyok EoV 5001/25 típusúfótranszformátorának tekercselrendezése és kialal
55

Lt*'

tr

A v63 sorozatú mozclonyok főtr-anszformátora

A

két oszlopra tekercselt, magtípusú transzformátor' tekercsei megosztottak, aZ egyes forgővázaIdtoz tartoző vorrtatási (motorköri) tekercsek külön osziopon helyezkednek el. Enneic előrrye, lrogy kisebb keresztmetszetű huzalból tekercselhető és kisebb a szórásból eredő vesáeség a tekercsek közelsége

rniatt.

A pr'imer tekercsen kívül 4 db vontatási (motorköri) (568 V), futési (1500 V) szekunder tekercsei

vannak.

és segédüzemi (250

V)

r a

1 1. 2. 3.

3.A V46 sorozatú nlozdonyok ftítranszfornlátora

A transzformátor MTo 1I00l25 típusú,padló alatti kiviteiű, magtípusú, állandó

tekercsen kívül segédüzemi (250

V)

áttétetű.

és 2 db vontatási (motorköri) szekund'er tekercse van.

A plirner

Egyéb tekintetben a korábban ismer1etettek érvényesek erre a transzformátorra is. ] ] . 2. 3. 4.

Kulanlleges mozdonyÍranszformátorok

A legkorszerűbb' hátomfázisú aszinkron hajtású vontatójárművek

esetéb en a szabáIyozás igen nagy és gyors áramvá7tozásokat ttozlétre a primer tekercsben, mivel így éri el, hogy a bemeneti áramirányító után a kialakuló egyenfeszúltség a táplil,ő váItakoző feszültségnél magasabb legyen. Ehhez az

szükséges' hogy a transzformátor dropja és így az induktivitása, induktív ellenállása az átiagosnál magasabb legyen. Ezeknél a transzformátoroknál a drop elérheti a 60 Yo-otis.

A több aramr'endszerű járművekben olyan főtranszfornrátorokat ke1l kialakítani, amely megfelelőerr irrűköclrrek pI.: az ÖBB, DB, SBB, stb. 15 kV 16 2l3 Hz-eshá!őzatánes a iraÁv, cysÉv,zT*, e n, CFL. SNCF, stb. 25 kV 50 Hz-es Ilálőzatán is. A két íesztlltségszintrevaió alkalrnassá tétel a primer tekercs rrregcsapolásával, illetr'e több. egymással soros an (25 kV). r,agy párlrtrzarnosarr (15 kV) kap_ cso]ható tekercselenr.ből törtérrő kialakításával is eg1'szertien rnegoldlrató . Az átkapcsolást - a kor-

szerfi r'oirtatójárrnűveloél - mindkét feszültségsziirten a feszültség-érzéke1őautomatika által tetett fesztiltség-átkapcso1ó r,égzi.

rnL'ri<öc1-

Az eltérő frekvencia nriatt a nagyobb fi'ekl'enciára nréretezett vasnrag eSetében a kisebb fl.ekverrciárr a transzfornátor teljesítnrényekisebb. nrágnesező átarna peclig na$5l6|]r. Így a tr.anszfor.rrrátor.t a

ki-

sebb fl'ekverrciára kell méretezni és tizenri r'iszonyai a nag1l6|s fi'ekverrciájú hálózatorr is nregfelelőek. illetve jobbak leszrrek.

Il.2.4. Háromfázisú transzformátorok Fázistekercs: a lráromfazisú transzforrrrátorok egyik teker'cselésériek (prirn.i, ,rag1, szekurlder) az a harmada, amelynek az ár'amkörbe iktatott minclen r'észében ugyanolyan fázisti az áram. A fázistekercs több tekercsből is állhat' A hárorrrfázisit transzformátor ugyanazon névleges feszr-iltségil tekercsei a transzformátoron beltil összekapcsollratók. A kapcsolás áiup1u aháromfázisú r'á1takozó áranr tárgyalása során ismer1etett csillag, ill.t.," delta kapcsolás. A pri-", és a szekunder.tekercsek kapcsolási csoportja egyrnástól eltérő is leiret - ezt afelhasználási cel ]iatar oZZalTteg. A lráronrfázisú transzformátorok vasmag-forrnája és tekercs-elrerrdezése alapjárr lelret: _ három darab különálló' egyfazisú egységbol álló; _ háromfázisú láncszem-típusú; - háromfázisú magtíptrsú; - haromfázisú köpenytípusú; - ötoszlopos. 1

1.2.5. Mérő transzfo rmá

to ro

k

Nagy feszültségek és árarnok rnérése közvetlen módon, nrűszerekkel nagyon körüIményesen valósítható meg, adott esetben igen balesetveszélyes. Ezért a mérőrnűszer és a mérendő mennyiségek közé olyan transzformátorokat kapcsolnak, amelyek a mérés- vezérlés'sZabáIyozás céljárá ak'almasan és megfelelő pontossággal csökkentik a feszültséget, ilietve az árá,11'ot.. Közös jeilemzőjtlk, hogy teljesítményük igen kicsi, kizárólag a mérés,illetve vezérlés, szabá]yozás céljaira elegendő. Mérőtranszformátorok at áItalában az atábbi esetekben alkalmaznak _ a primer (25 kV_os) aramkor feszültségének, illetve az ott folyó aramnak a méréséhez. védelmek (feszülts é g -s zint, primer tulér am, stb. ) műkö dteté s éhez; _ ba a mérőműszereket és iíramköreiket a nagyfeszültségű hátőzatÍőt el kell szigeteini; _ a mérőmiszert a nagy áramú vezetékektől távol kell elhely ezni, így a vezető mágneses tere a méréspontosságát nem befoiyásolja, biztosítható a központi mérés, ellenőrzés. A műszerekhez hasonlóan a méréshibája alapjána mérőváltókat is pontossági osaályokba soro1ják. :

1 1.

A

2' 5. ].

FeszítltségválÍók

fesniitségváltók kis teljesítményűfeszültségtranszformátorok. Primer tekercstiket a mérendő feszültségre kapcsolják, szekunder tekercsükre pedig a fesniltségmérő műszert' a teljesítmény-, i1letve villamos fogyasztásmérő muszer feszültségtekercsét, uugy uálu-ilyen re1é tekercsét, elektronikus ét zékelőt 1*ap c s o lnak.

57

A nagyvasirti vontatójárművelaré1 példárrl az

_ _

A

a\ábbi áranr]<örökben alkalnr aznakfesztiltségváltókat: prinrer feszültségváitó - a felsővezeték feszr"iltségérrekrnérésére; motorköri fesztiltségr,áitó - a vontatómotor'ok r'áltakozó feszr-iitség-oidali fesztiltség-

mér'ésére;

frltési fesztiltségváIto - a rrillanros r'orratfritési főr,ezeték feszültségének e1lenőrzésére, stb.

fesztiltség''''á1tók névleges szekunder feszriltsége általában 1-50

sé_el.á]tó áttéteie: 25000/1 50

V.)

V. (Telrát pélcláirl a primer feszlilt-

A fesztiltségváltó prirrrer és szekurder álanrkötéberr egyarárrt alkalrrrazható biztosító.

A feszüItségr,áltó kapcsolása 1].2.5.2.Árcmv(tltók

Az íranváltók

lényegében rövidrc zárt transzfor'inátorként rnŰü<ödnek. Primer tekercsüket gyalaarr primer fuam áItalátjárt sínr-e erősítik fel - rriegfelelő szigetelés beépítésével'A következó ábrán az áramváItó bekötése látható. e9)'et]en menetből alakítjak ki, tehát a szekunder tekercselést a

Az ár amv áItó kapcsolása

Az

áramváltó szekunder tekercse túláramvédelmi relét, á'ammérő műszert, teljesítmérry- és villa-

mo s fogyas ztásmérő műszer áramtekercsét, stb. táptálhat.

Az

áramváitó úqán bekotott árammérő tekercsén ugyanolyan fázishelyzetú átam folyik, mintha a műszefi közvetlenül a primer ar-amkörbe kapcsoltuk vo]na.

Az áramváltók névleges szekundet átatta általában 5 A' Az áramváltó szekunder kapcsait nyitott áLlapotban nem szabad hagyni, mivel a gerjesáések

egyenlősége miatt a szekunder körben minden esetben megpróbál - áraÁgenerátorként - áramot áthajtarri (I,'N, _ Iz' Nr). a szekunder tekercs feszültségéta szekunder kör eilenállása határozza meg, tehát nyitott szekunder kapcsok esetében annak ellenállása igen nagy' ezért a szekunder kör így nagyfeszúltségre gerjedhet fel, mely a szigetelést átüti és a kezelő személyzetre is veszélyes, valamint a nagy mágneses igénybevétel az átamváItő hibáját megnöveli és a késnilékhasználh atatlanná válik.

58

Sok esetberr sztikségessé r'álik ar'arrr-jelek átvitele vasÍrti jár'rnÍivek között (p1.: a r;ontatónrotor-árarrterősség jelzése a r'ezérlőkocsi vezetőállása:r). A csatlások nenr adnak megfelelő átmeneti ei1enállásir és biztos lezárást az áramr'áltók számára, azok szekrtrrcler kör'érrek zár't állapota a csatlások rrregbontása. kirázóclása. stb' esetén nem biztosítlrató. Nenr liilrető be tol'ábbáaz átatnváltó szekurrder árarlköre közvetlentil a korszerti r'orrtatójárrrrtlvek közpoirti elektrorrikrrs szabályozÓ-ber-enclezésébe senr. Ebben az esetben az átamváItó eg1, állarrc1Ó értékŰr olrmos ellenáIlással ttrerevetr ]ezárlrató. a zárt szekuncler áranrkör íg'v biztosítlratÓ. Az ellerrálláson esó feszültség - o1r'rrr töt.r:étrye alapjárr - az áran'rváltó szekrurcler árarrrától ftlgg, azza|egyenesen alányos: U = I' R . Ez a fesztiltség - az ellenállás na_91'ságának nregfele1ö rrregrláIasztásávai - a szerelr'én1'-g'.,1i'okotr veszé]1{g]gnii} {11;gzetlreto. elektr'onikába bevilrető. Ha erre a fesztlltségre eg.Y fesztiltségnrérő rrriiszert kapcsolunk, akkor az Llgyan fesztlltsé_eet mlltat. de kitérésea mér't áramnral ar'árryos, tehát a nriiszer skáIája áramr.a kalibrálható' a csatlás árarnkör'ébe olvaclóbiztosító is beiktatható. Ezen az elven nrtlköciik a V43 sorozatÍt nozdorr5zok távvezérlésérealkalrnas BDt (BDb| 300 solozatúl yezérlőliocsikon alkalilazott

l,ontatónrotor-aranrnréré s

A

i

s.

nagyy2si1ti vontatójárrntivekriél példáirl az aIábbí ár'arrr]<örökben alkalnraznak árarrrr,áltókat: _ prirrrei'álanrváitó - a járnrűr által a felsővezetékből felr'ett áram rrrér-ésére;

-

1

konrpenzált fö]dárarnváltó - a jármÍibő1azizemí fölcleléserr eiíolyó álanrok rrrérésére; motot'köri árarnváltó - a vontatórnotorok váltakozó fesztiltség-olclali árarrrnréréséte; fúitésiáranrváltÓ - a vilianros vonatfrrtési fővezeték árarnának ellenőrzéséle; szekutrdel áratlváltÓ - egyg| szekrmcier árarrrkörök áranrának nlét-ésére.stb.

1.z'6, Szó rótra nszfo rnt

:í f o

rok

A rlormál trarrszformátorokkal szemben alapvető

követe]rnérry, lrogy a szeklurcler kapocsfeszÍ.i1tsé_ gtik a terlreléstől rrrirrél l
transzfornrátoro krrak a kapo csfe szr-ilts

ég

-terirelő ararn j elte ggörbéj e meleV.

Varurak azonbatl fogyasztók' amelyek épperr az ilyerllT}erev karakterisztikájil tápforrásokkal nenr tar'thatól< tizetnbeti. Ilyerrek példáLrl a neln iirreáris ellerráilás-kar'akter'isztikájú (2z ár.arntÓl és fesztiltségtő1 fugg az ellerlá]lása. rrreiy változlrat) berenclezések. Akj
bilizátornal<

is.

.

Ezekre a céiokra alkalmas az úgynevezetÍszórőtrans4fornttítor, melylrek mágtresköre tneg 'an szakítva, légréstÍarÍalmazés a nregnövelt rnágneses szórás tniatÍ az alábbi ár.am-fesztiitség jelleggör'be alakrr] ki (szaggatott vorrallal a normái szórású - nem megszakított rnágneskor.ii tranúion''á-

to

r feszr"iltsé g- ar'arrr di agr am j a átható) 1

A

:

szőr ótranszformátor

karakterisztikáj

a

59 Í1.2.7 .

Mágneses erősítők (transzduktorok)

A rnágneses elősítő olyan fojtótekercsekből á1ió és egyerrirányítókL-al kiegészített kapcsolás, rne1y az egyenátanrir előgerjesztéssei r'ezéreit fojtótekercsek nerrrlirreális má-9neses kaiakterisztikája

alapj[n rrrtiköclik, Így a l'áltakozóár'arnir áramkörberr sál'a' szabály ozásár a felhasznállrató.

az áratnerősség. il1etye a fesztiltség rláltoztatá-

A

nr-ágneses erősítő két fő részből á1l: a rragyobb teljesítm énytl nlttttkotekercsbőI. atlrel1' a szabáIyozatldó váltal
,r,vezérlő

tckercs

--1

R

'l

munkotekercs

Ü I

I

lu'

II

--_J

A transztluktor elvi kapcsolása

A

rnágneses erősítő uk kimeneti fesziiltségét - rrrivel az

u

váltakoző tápfeszültség állandó - csak az

er'ősító munkatekercsének elierrállása szabja meg. A munkatekercs (látszólagos, induktív) etlenáIlása annak incluktivitásától fiigg L.Znf Egyenáramú gerjesztés = L'C'l

(X'

:

). nélkü1 csak a ÍIunkatekercs átama hoz létre mágneses teret, nrely a vasmagon keresztül zárődik, ekkor a tekercs in_ duktivitása nagy énékű.Az egyenanmű vezér!ó tekercs gerjesztésétnövelv.e az egyenáram álta1 1Jtlehozott mágneses fluxus is a munkatekerccsel közös vasmagban zérrődikrnove1ve az abbanhaladó erovonalak számát és csökkentve a munkatekercs L induktivitasát (hisz.n u *agn.ses teret már nem egyedül aváLtakoző fuamu áramkörben folyó áramnak kell ferrntartania). az inouktivítás csökkenésér'el a tekercs látszólagos eilenállása is csökken, tehát aváItakoző fuamuáramkör átamaés a terhelésre jutó feszültség is növekszik. Amikor az egyenáramú gerjesáés eléri maximális értékét,akkor a Vasmag gyakorlatilag telítődik és a munkatekercs ellenáilása minimális értékre csökken' tehát a rnaximális áramerőssé get áLlítja be annak áramkörében'

A mágneses erősítő vezérlő itrama (I") és a kimeneti feszültség (up) között mutatkozó összefiiggést a vezérlésijelleggörbe adja meg. Bár aje1leggörbe egésze - a Vasmagos tekercs mágneses tulajdonságai miatt - nemlinearis, azonban középső szakasza aá mégis jól kc;zelíti' tehát vezér1ő áramkorökben j ól alkalmazhatő' A mágneses erősítőket ahazai vasúti technikában például aY4l-42sorozatú vi11amos és azM62

sorozatu dízeL.villamos mozdonyok teljesítményszabá|yozásában, valamint a Y43 sorozatú mozdonyok régebbi, HTV típusúakkumulátortöltőinek töltőáram-s zabáIyozásában alkalm azzák.

60

A transzduktor vezérlési jelleggörbéje 1

1.2.8. Egyenárarnú árarnváltók

A nrozdonyainkban alkalmazott egyenaramú áranrváltók

lérryegében a mágneses erősítők (trarrsz-

duktorok) eivérr rrrűködnek.

Az egyenáramú áramváltó felépítése

A

szimmetria biztosítása ér'dekében két telítődő fojtótekercs van sorba kapcso1va. Az éxa;nváItó munkatekercseit állandó értékűváItakozó feszültségről táplálják. A vezérlő egyenáram 0 értéke rnellett az u tápfeszültség megoszlik a két munkatekercsen és az R ellenálláson' A telítődo fojtótekercsek csak telítetlen állapotban képesek feszültséget magukra venni. Ha a vezérlőkörben a gerjesáéshez saikségesnélnagyobb aram folyik, akkor a fojtóteker'csek telítodnek. A két fojtótekercs tekercselésíiránya egymással ellerrtétes, tehát eilentétes értelemben vannak sorosan kapcsolva, nert így a vezérlőarammal létrelrozott gerjesztést az u tápfeszültség hatása:a folyó áram az egyik tekercsben növeli, a másikban pedig csokkenti (így biztosíthatő a két félhullám szimmetriája). A táp_ feszültség csúcsértékénéi a kimeneti éxam (ip) egyenlő lesz a vezérlő áram (I") gerjesáésével,tehát a kimeneti aram nagysága csak avezérló aram fuggvénye lesz, a kimeneti fuamközépértéke arányos avezér\ő árammal.

A

konkrét kapcsolásokban a vezérlő áram lényegébena mérendő áram, tehát például a vontatómotol, vagy segédüzemi motor főköri átama, aztkell az ánamváltó kapcsain átvezetni. Ezen az elven igen pontos áramváItő készíthető.

61,

Az egyenáranrú áranrr'áltó

1I.3. Indukciós (aszinkron)

kap csolás a, aIkalmazása

-,

gépek

A leggyakrabban alkalmazott villarnos

gép azaszirrkron - inctr-rkciós _ gép Eisősor'barr trrotorkérrt alkalnazzák, de egyes esetekben generátorként is rnŰrködtethető. Felépítéseigerr egyszer:íi, miiködése tizembizto s, fenntat tás i i génye' gyártási költsé ge aiacs ony.

Hátrénya viszont, hogy folyamatos for'cltrlatszán-szabályozása csak borryolrrlt, clrága e1ektr.oniktrs Az aszinkt'otr eirrevezés arr'a utal, hogy a gép tizerrii forc1ulatszárna a szinkr'on fordulatszárntól e1tér. Az irrdtrkciós szó pedig az álIő- és a forgórész-teketcselés közötti kölcsÖnö s indukcióra vonatkozik' bererrdezésekkel valósítlrató ineg.

11.3.1. Az aszinkron gépek működése és szerkezete

A lemezelt áIlőrész hornyaiban helyezkedik el a többfazisú - általábarr lrarom fázisu - tekercselés. A tekercseket megfelelő fázisszámtthálozatta kapcsolva a tekercselésben foiyó áramok forgó rnágneses rrrezőt hoznak létre, amely a szinkr'ongépek tátgyalása során megisrnert módorr kiszámítható szinkr'on fordulatszámmal forog. A szinkron fordulatszámmal forgó mágneses mező etővonalai metszik az állőrész-tekercselés vezetőit, a lemezelt forgórész hornyaiban elhelyezett ruclakat is és azokban feszúltséget - aramot - indrrkáInak. Lz állórész-tekercselésben inclukálódó feszültség -'- - a egyensúlyt tart ahéiózati feszültséggel, különbségük létesítia forgórész

'.J-at

A forgórészben indukálódott feszültség

és a zárt áramkör eredményeképpen a forgórész vezetőiben áram folyik, mely saját mágneses teret létesít.Az álIőrész forgó mágneses mezejének és a forgórész árama által létrehozott mágneses mezőnek a kölcsönhatásaként nyornaték keletkezik, mely a forgótészt a forgó mágneses mezőve| egyező irányban forgatja.

A forgórész

-

tekercs eiésénekkialakítása lelret

:

rövidre zárt (kalickás); tekercselt, csúszógyúrűs kivitelű.

Z'

R

s

T

A kalicka kialakítása 11.3.2.

A szlip

A forgórész fordulatszáma á|tdtános köflilrrrérryek között rrenr élheti el a szinkrorr for-drrlatszámot, nrert akkor a for'gó mágneses rrrezővel egyr-ltt for'gó for'górész-tekercselésben netn lenne többé er.ő-

vonalnretszés' így abbarr nem indukálódna feszültség, telrát a gép nyonratéka megszŰrrrrre' Ir4i'el kis nyomatékra a meclranikai vesáeségek (csapágy-sirr1ódás, légeilenállás) miatt ter-lrelés nélktil is szükség van, ezért a for'górész fordulatszán o' aZ \nszinkron fordulatnál rrr|nclig kisebb. A forgó mágneses mező fot'dulatszámának és a forgórész for'dr-rlatszámátrak arányát a szlip (,,csúrszás'') fejezi ki. (Megmtrtatja, hogy a forgó mágneses mező egy fordulata alatt a forgórész merrnyi-

vel - egy teljes fordulathányadr'észével - teszmegkevesebbet') Kiszárnítása: s=

no_n

-

f,

no ft ahol n6: a szirrkron fordulatszám; n: a forgórész tényleges fordrrlatszáma; fr: az állőrészre kapcsolt feszültség flekveíciáj a; f2: a forgórészben indui<álódó feszültség fr-ekvenciája. A szlipet szokás

szÁzalél
11.3.3. Az aszinkron gep telj es nyo m aték-fo rdu latszám (M-n) Ídkmoloros

motoros

j eI Ie

ggö rb éi e

generaloros územ

Mou

Az aszinkron gép teljes nyomaték-fordulatszám (M-n) jelleggörbéje

Áz

aszini
gép n'vomaték-fordulatszám jeiieggÖrbe1e aiaoján mincien üzemáiiaootbeii viseii
eletrczhetó.

IvÍolorosüzem:agépszlipjeÜ
iorciuiatszámái.Láthato, hogy a gép M; indítÓnyomatéka kisebb, mint az úgynevezett Mu biilenőnyoma-tik. A stabil egyensúlyi üzemi tartománya a biiierrőnyomaték és a szini
Generátoros íizem: ha aháÍőzatra lcapcsoit mo_rort a szinJ
Fékrrotoros íizem {eilenáramú fékezés}:a kÖzei sán}ron tbrduiatszámon iieemeiö motort a halózatroÍ lekapcsoÍv4 mqtd fénisát megcserélve - tehát forgásitányát megváltoú'atva - ismét vissza]<ét kapcsoljuk a hálőzatra. Igy az állőrész mágneses mezejének forgásiránya ellentétesre váJt' A gép

szlipje:l
A t-brgórésszel eiientétes irányban forgó mágneses mezó a forgórészt saját kányába igyekszik forgatíry Íékezó nyomaték lép fet' meb a motort megálítja. Ekkor a gépet aha1őzatrői te kell vÍt[as-zta-

'ri, ni, mert i
Ez

afékezésimód igen durv4 nagy áramlökéssel jar, men a gép a zárlati aramránal is nagyobb áLramot Vesz fel és a teljes meclranikai és eiektromos teljesítmény a gépben aÍakui veszteség-hővé, tehát a terrnikus igénybevétel is igen nagy, ezért mirrden esetben szúkségesvalamíyen aramkorlátozásrőI gondoskodni Mindamellett a keletkező fékező nyomaték üszonyiag kicsi. 11.3.4. Áz aszinkron motorok indítása

Az aszinlaon motorok

egyszerú felépítése,kis fenntartási igénye eiőnyt jeÍént.Nagy hátrányuk azonban a uszonyIag bonyolult módon megvalósítható fordulatszám-szabaJyőzás és a.szabályozott indí-

tás.

I

L 3.4. I 'A kalickás motorok indíta-sa 1t

.

3.4' l

A legegyszenibb indítási mód

.

1

.Klzvetlen indÍtás

a motor kÖzvetlen háIózatra kapcsolása. A bekapcsolás piiían atában a megegyező1;ndítő áramot vesz fel ahálózatbol, mely a

gép az áiÍorész-tekercs rÖvidzárasi áramávai

ndvleges áram4-iÜ-szerese is iehet. Ekozbentengelyénmegielenft azfuÍiindítónyomaték.KöanetÍen inriítássaí csak a icisebb teljesítmenyú motorok indíthatók, melyek méretezése oiyan, hogy a nagy inaítási áramot károsocÍás nétlnii eiviseiik. AbáIőzat terhelhetőségének fiiggvénye, hogy áekkoá t"i_ jesítmenyíi gép kozvetlen indításanak aramiokése engedhető meg.

64

1

1

.3.4.

1'2.Előtétellenállásos és előtét-fojtótekercses indítás

Az állőrész-tekercselés korébe iktatott ohnros előtét-ellenáIiássaI,

l'ag), indító- (előtét-) fojtótekeLcsaz áII&ész-tekercseléssel cse1 mel,v sorosan l,annak kapcsolr'a - az indító áramlökés korlátozlrató. Az átfoi1,ó áram az előtéterr az áratnerősség arányában fesztiltséget ejt, így a motol'tekercselésére kisebb t-eszr-iltség jrrt. Az olrrrros ellerrá]láson igerr nagy lroveszteség keletkezik, ezért a (vasnragos) fojtótekercs alkalmazása - krilörrösen nag1l6$b teljesítmériyiigép esetétr - előnyösebb. IvÍir'el az aszinkr'on motorok rryorrratéka és a rákapcsolt fesztiltség köZött rrégyzetes ar'ány655ág á11 ferrrr (M - U'); ezért amotorra jrrtó csökkent fesziiltség halrrrozottan csökkenó indító nyonratékot 1roz létre. Meg kell telrát vizsgáIni, 1rog5'- - lra a gép ter'lreléssel irrdr_rl - egyáltalárr elegenclő-e a kialakr-rló inciító nyomaték az elinclrrlásiroz. Az inclító ellerrállást (fojtót) a rnegfelelő iclőpontban ki kel1 iktatrri (rör'idre kell zárni) és a gép tor'ább gyor'sui az eg}iensÍtiyi fordrilatszárrr eléréséig. R

s

T

,W Kalickás motor incIítása előtét-ellenállássat 1

1

.3.4.1 '3.Transzformátoros indÍtás

Transzformátoros indítás esetén a feszültségáttételnek megfelelően kisebb feszr-lltségről indítjuk a motot1 és így a prinrel háIőzatoÍ. is kisebb áram terlreli. Mivel a motorra jutó feszültség ebben az esetben is kisebb, azíndítőnyomatékr'a az előtét-ellenállásos indításnál tar'gyaltak érvényesek,tehát az a teljes feszültségheztartozőnáljóval kisebbre

adódik.

+

R

s

T

Kalickás motor transzformátoros indítása

65

K]

és K2 jelű kapcsolókat kell zárni' a notor a csokkent fesztiltségrrek megfelelő részieges fe1gyorsulása után a K2 je|u kapcsolót rryitni, a 1(3 jelŰrt peciig zarni kel1 és a motor így közvet-

Indításrrál a 1errtl] a

rti.

háIőzatta kapcso1ódik. E nregoldáslroz általábarr takarék-transzfortrrátor alkalrrrazása célsze-

11

.3.4.1

'4.Csitlag-háromszÖg indítás

a hárorrrtázisir teker'cselés csillag-kapcsolása esetétr a tekercsekre fázisfesztiltség, nríg lrár'omszog kapcsolásban atrrrak 16 -rro.ora. votralfesztiltség jLrt. Ha telrát a motor a névleges r'onaif-esztiltségre van méretezve. akkol elinclítható - csökkent fesztiltségr'ől - csillag_kapcsolásbarr is. rrrajd a fordulatszám állandósulása után átkapcsollrató hárorrtszögbe. Il1,g11 nródorr a lrá1ózatot terhelő inclító áram 1/3 r'észe a delta-kapcsolásban kialakuló irrdítóáramtrak. Mivel a tekercsekr.e jr-rtó N4int isirreretes

t-esziiltség indításkor

*J3

,urindítÓ nyornaték

I/3-fuacsök]
,'

Ha a nyomatékviszorryok ezt az indítási rrródot megengedik' akkor igerr előrryös lehet, mír,el eg}, nregfelelő kialakításil kapcsolór'al kis és közepes teljesítrrrérryii motorok indítása egyszerŰren rnegoldlrató'

A csillag_háromszög indítás feszültség11.3.4'2.A csúszógyíírűs aszinl
és áramviszonyai

indítása

no

A

csúszógyrirűs aszinlrron motorok forgórészén szintén háromfazisú tekercselést helyeznek el és a tekercsek végeit csúszógyiírűlo'e vezetik ki, így a motor indításába, üzemébe a forgórész-ár-amkörében is beavatkozhatunk.

l i .s.q.z.1 . tndítás a forgórész-kÖrbe Íktatott eilenátlásokkal

A

csúszógyűrűs aszinkron motorokat a csúszógyűrűk és így a fotgőrész-tekercsek közé iktatott e1lenállással indíthatjuk ' Az el\enállás több fokozatból is álllrat és az indítás több fokozatban ,Iágyan történhet. Az elienállások beiktatásáva]' a teljes nyomaték-fordulatszám jelieggörbe megváItozik., az indító nyomaték a billeno nyomatékig növelhető, az indítő áram csökken, miközb en az ellenál1ásokon jelentős veszteség keletkezik. A motor felgyorsulása után az ellenáIlásokat te1jesen ki ketl iktatni, tehát a csúszógyűrűket rövidre kell zárni.

66

Csúszógr'íir'űs motor forgórész-köri ellenálIásokkaI történő inrlítása során ki-

alakuló jelleggörbe

forclulatszám-szabál-vozása Az aszinkr'on motolok for:dr-rlatszáma aZ alábbiak szerint szárr'ríthatÓ: /- t 60f /- \ n : n0 .(1_ rJ 11.3.5. Az aszinkrolr m0torok

'

*

^

p táplá1Ó ár"am fi'ekverrciája; p a gép póluspáriaitrak szátrra: s a szlip.

.{ ké1lletet rrregvizsgálva a gép forc1ulatszám-szabályozására i n,:1 ítására) a kör'etkező 1ehető sé gek adódnak

(és terrrrészetesen aZ ezzel összeftiggő

:

az áIlőrész-tekercselés fl'e]
váLtclztatiisa (i'r frekl,encia trörleiésével a Íbrc!ir_ latszánr is rrő); a pó1uspár'ok szánráraI< váLtoztatása (a pólr_rspár-szánr csök]
a sd'tp változtatása' 1

]

.3.5. ] .Az

állórészre kapcsolt árant fi ekvencidj á.nak szctbitlyozásct

Az aszinkron

n-}otol szin]
A

1egújabb i,orrtatójárművek lrajtásrendszere mát az előbbiekben ismertetett eilzek alapján tizemel

(p1.: zatur

Ir4ÁV Rt. BDVrnot, BVmot és BVlrmot sorozatú víllamos motorkocsik, ÖBB I0Í4l1114 soro_ villamos mozdonyok, DB AG ICE villamos motonronatok, stb.).

A kalickás forgórészű aszin}ron vontatómotorok alkalmazása mát hazárlkban is hossá mirltra tekint vissza, hiszen a GANZ-Ratkovszky-féIe Y44 sorozatú fázis- és periódusváltós villamos mozdonyokba mar ilyen vontatómotorokat építettekbe, de táplálásuk és szabályozásuk - a kor techlikai szintjének megfelelően - még forgógépes átalakítók segítségéveltortént.

b/

Do=

3om

1/min)

3600

Az aszinkron motor frekvenciaszabályozásos iizeme esetén kialaktrló j elleggörbék ] ] ' 3,

5.2.A póluspárok szánlánnk vdltoztdtáSa (Dahlallder-kapcsolás)

A póluspárok számának csökkerrtésével a nrotol forclulatszánra

növeksz1I<.

EzzeI a módszet'lei ter-

nrészetesen csak fokozatos forcltrlatszám-váitoztatás érhető el. A konkrét rrregvalósításnál a gép hor_ nyaiba tcibb, egymástól fuggetien tekercselést építenekbe, de egyszerre mindig csak egyet kapcsolnak }e, így a tekercsek kihaszrráltsága alacsony szintŰi. A tekercselések helyigénye nagy, mely a gép méreteir'e és tömegére hat irátrányosan.

A

póluspar -szám váItoztatását - tehát a tekercsek közötti átkapcsoiást - külső kapcsolók végzik. (I{asonló eir'en valósult meg a Kandó-féle V50 sorozatú kísérletiés V40, V60 sorozatir tlzerni fá-

zisváltÓs mozdonyok menetszabályozása is. Itt az egyetlen vontatómotor négy küiönálló, eltérő póluspár-számúr tekercsből állt. A fázisváltó az ennek rnegfelelő fázisszámu feszültségeket állította elő és a bonyoluit kapcsolÓ-berendezés 'légezte az átkapcsolásokat' Így a mozdony négyféle átlandó sebességfokozatta]' lendelkezett, rrríg az átkapcso1ások között beiktatott folyadék-ellenál1ás csökkerrtette az átkapcsolások során kialakuló árarnlökéseket.)

]1.3.5.3.Szlip-szabétlyozás

+

Ezzel a módszerrel lényegébenmar a II.3.4.2.1. fejezetben - a motor ihdításával kapcsoiatban foglalkoál-rnk' E módszet kizárőlag a csúszógyűrűs motorok esetében alkalmazható. A hár'ornfázisú tekercseléssel ellátott forgórész tekercsvégeit a csitszógyűrtikörr és a szérrkefeken keresztül ktilső, váItoztatható ellenálláSokhoz kapcsolják' A forgÓrész-körbe iktatott ellenállások segítségévela nyoÍxatéki görbe jelentősen megváltozik.

Az ellenái]ás fokozatos' Vagy folyamatos kiiktatásával a fordulatszétn növekszik. E módszer hátránya azonban, hogy az ellenáIlásokon igen nagy vesáeség keletkezik, a gép hatásf,oka leromlik és érzékenyebbéválik a terhelés-változásokra' 1

1.3.6.

Az aszinkron motorok forgásirányának megváltoztatása

A forgó

mágneses mezó fotgásiránya és ezzel a gép forgásiránya is megváIto*"athatő, ha a három fázisvezető köztil kettőnek a Sonendjét megcseréljtik'

A forgásirányt természetesen álló állapotban szabad megváIton'atni

jármű esetében - mert egyébként a gépet és aháI'őzatot erősen igénybe vevő elienáramú féküzem - Vagy fékmotoros üzem - alakul ki. AzoknáLa gépeknél,amelyek uzemszeruen működnek fékmotoros uzemmódban is a kialakuó árarn ot ell enálIás beiktatásáv al korIáto zzák. 1

-

68 11.3,7 .

Különleges aszinkron motorok ]

].3.7 1.Az egyfítzisti aszinh,on nlotorok

A háronrfázisú tekercselésben fbl1,ó

1-'5'o'''fázisÚr álaltlrenciszer hatására tiszta, forgó rrrágrreSes mező alakul ki. Ha egy tekercsr'e eg1;f{2i.Ít áramot kapcsolurk, akkor a tekercs mágneses tere a sinlrshr-rilárn lefutása szerint alakr-rl, tehát itiktető jellegtl. A tekercs környezetében kialakr-rló lLiktető rrrágneses mezo - matematikailag - felbontlrató két, egynrással ellentétes irányban, szinklorr for-dulatszámmal forgó rnágrreses nezőre (vele forgó és ellene forgó rrrezok). Ha tehát az egyfázisilr.a tekercselt állórész lüktető rnágneses rnezejében elhel1,g22iik a forgór-észt, akkor aZ nem fog nregmoz_ cltrlni, hiszen a két forgó mező nyomatéki ereclője iru]la. Az egyfázisű aszinkron motor indító nyomatéka nulla. Ha azonban külső segítséggel a forgórészt r'alamelyik irányba rrregirrdítj.uk, akkor a nrotor mar elindul, hiszen az egyik irányba forgó mező által ai<]
Az egyfázisir trrotoroké.

gép teljesítménye és fordrrlatszárrra kisebb' nrint a hasonló teljesítményi1lrár-orrrfázisir

kz egyfázisir gépeket úgy teker:cselik. lrogy ne ,.berántássa1'' kelljen inclítani, hanem a villarnos irrclítás lehetséges legyen. A forgó - Vagy legalábbis kozelítőleg forgó - mágneses mező 1étrejöttérrek az

a feltétele, hogy a legalább két fázistekercs térbeli ellrelyezkedési szöge és a tekercr.kb.,-, fo1y6 árarnok fázisszögének ktilönbsége - fáziseltolása - egyerrlő legyen. Az előbbiek érdekébena főfázis-tekercs mellett segédfázis-tekercset is beépítenek a gépbe. Ezért ezeket a gépeket egffixisú, segéclfcíztsos aszinkrott gépekneknevezik. A fő- és segécifázis tekercsei írgy varurak eihelyezve az áIl&észben, hogy a tekercsek terrgelyei 90o-os szöget zátnak be egyrnással.

A kalickás egyfázisű, segédfázisos aszinkron motor kapcsolása

Ha a segédfázis tekercsének árama 90o-ot siet a főfázis élramáhozképest, akkor a kiaiakuló mező áI1ő helyzetben is \étrehoz nyomatékot. A segédfázis áramának fázistolását általában kondenzátor bíztosítja,de a segédfázis-tekerccsel sorba kapcsolt ellenállás segítségévelis előállíthatő akellő fazistolás.

A rnotor kialakításától fiiggően lehet csak indító-kondenzátoros, amikor a

se

gé df

ázíst l ekap

c

s

o

lj ák, v agy

áI1

andő k o ndenzáto ro

s

.

a motor felgyorsulása után

Áo wi

scaédfózi

s

lakopc soló so

segódfcízis

eselén M= M.

nkÍl'

Az egyfázisú aszinkron Inotor jelleggörbéje

Az egyfázisit motor forgásiránya a kapcsok nregcselélésévelnem változtatlrató meg. A forgásirányváltásl'roz a segédfázis tekelcsvégeit ke1l megcseléiní. Ez a rrrtiveiet a halornfázisit nrotoroknál ismefi €tett fázi s sorrend- cserével arraló g nrŰtve let.

Az

egy

fázisú aszinkro n

mo to

r

fo

rgásirá ny-változtatás a

Az egyfázisú aszinkron gépek hátrányai:

_ segédfázis nélkülnincs indító nyomatéka; _ nyomatéka az azorlos teljesítményű haromfázisú motorhoz képest kisebb; _ teljesítménye csak a fele az azonos nagyságú háromfiízisú motorénak; - nincs fekmotoros üzeme.

Egyfázisu, áIlandő kondenzátoros segédfázisú aszin]
1 1.

3. 7.

2.Az aszink"on fítzisváltó

Ha a lráronrfazisir tekercselésű aszinio'orr gépet egyfazisú lrálózatról tápláljLlk és egyik fázisán - az irrclítás tartanrár'a - pl. egy ellenállás, vagy konclenzáÍot segítségévelfázistolást lrozunk létre, akkor a gép a báLőzatra kapcsoláskor felgyorsul rrrajd kapcsairr megjelelril< a lráromfázisir feszriitségrendszer, melyre hátonfázisir fogyasztók kapcsolhatók. A gép az egytázisil lrálózati fesztiltségből 1rárorrrfázisirttsztiltségr'endszert1rozlétre. afázisszánlotnregváltoztatja,tehátfrÍzisvríltókénÍnrtiköciik.

v A háronrfázisú motor egy fázisra kapcsolása

A tárgyalt elv alapjan rnűködő forgÓ átalakítőt Ferraris-Arno-féle fúzisvcÍltónak nevezik, ilyerr gép szolgált aY41-42 sorozatú mozdonyokon a segédüzemi háromfázisű'lláIőzatelőáilítására es tap1áá-

sáta, valamint hasonló elven állítják elő a segédüzemi gépek - légsiiríto-és sze11őzőmotorok -]saját rnaguk szétrnétra alláromfázisú feszültségrendszer1 a BDVmot sorozatú viliamos motorkocsikbarr.

Az

aszitt]gon motorok kar'bantartása a kommutátoros gépeld
II.4. Az Az

egyenttramít gépek

egyenáramú gépeket az igen egyszerű indítás és fordulatszám-válto üatás,valamint a vontatás igényeinek megfelelő, nagyon kedvező fordulatszám-nyomaték jelleggörbe szinte egyeduralkodóvá tette a villarnos előátvitelű jarművekben, arurak ellenére, hogy szerkezetükből adódóan számos hátrányos jellemzőjtik van. A teljesítmény-elektronika fejlődéséve|, a félvezetős fuamirányítók egyre könnyebb és olcsóbb előállítási lehetősége folytán mind szé1esebb körben veszik át szerepuket az igénytelen aszinkron gépek.

71

11.4.1. Az eg1'gnáiramil gépeli rrrűköclési elve

A rrrozgási indukció tárgt'alásárrál

(8.B. és 8.10. fejezetek) foglallioztunk a 1ronrogérr nrágneses tér.be 1relvezett ár'arnjárta r'ezetőt'e lrató erovel és annak körletkeznrén1,gi'.1. A lrorrrogérr mágneses tér.berr lér'ci írarnját'ta rzezetőre er'ő hat. nely enrrek körretkeztében elrnozclrr]. Az erő r-ragvsá_qa egyellesell arátr1os a nrágtreses tér'irrdtrkciójárrak iragyságával. a vezetőberr fol),s árarl erósségér'el. és a'ezető

hatá

_sos

ltosszár'al.

A tnágrleses térben elnrozduló r'ezetőben lesztiltség irrcirrkálóclik. rrrely - zált á.atrrköi esetérr olr,an irár'r5'Í1 át'anrot indít' ame1Y tlágneses tere segítségér,elaz ót keltő rláltozást akaclál1,O22a (Lettzíöl.-

t,étt);e)' Az irrdtrkált fesztiltség rragvsága egyellesen arán1,35 a tlágtreses tér irrcliikciójának gár,al. a vezető lratásos hosszárlal és a r'ezető rrrozgási sebességél,el.

Az

na$y5{-

e-q,\'g11frarníl gépeket aZ

enelgiaátalakítás ir'ányától friggőerr két nagy csoportl-a oSZthatjLlk: $enel'átor - nrozgási errer'giát alakítunk át (egyenfesztiltségti) errergiárlá, _ rnotor - (egyenáramúr) r'illamos errergiát alakítr-rrrk át rnozgási vi]1atl-ros enbr-giár,á). Az egvenáramÍr gépek szerkezeti felépítéselérr1'eo{sgn nelrr határozzarne$. 1rog' azok tllotolokkétrt= \lagY genelátorokkétrt tizetrreltetlretok. Az egyerráramÍl votrtatónrotolJk pélclául e_g1,szerti átltapcsolással generátorokként iizenreltethetők és felhaszrrá]lratók a jánrrÍi fékezéséle. i]]etr;e az dízelr''illanlos előátvitelÍi .jár'rrriivek tizenrszertien a vontatónrotorok táp1álására szoJgá1ó tőgerrerátor.át lrroiot'kétlt tizenreltetr'e fei]-raszrráilrató a dízelrrrotor.beir'rdítására. A gépek senratikr"ls nletszet-ábráin a merÖleges lrel1z7g16 r,ezetokben folyó áranioli iláll),ártali je1ölésérc akövet]
A nyomaték keletkezése aZ egyenárarnú 11'4.2.

_ -

gépben

Az egyenáramú gépek szerkezeti felépítése

Állőrész-ház: lregesztett. örrtött. vagy 1emezelt kii'ite1t1. 1ágyacélbó1 készített elerrr. melYngk leladata a gép szetkezeti egységének és a pólrisok kozotti nrágneses kapcso1atnak a biztosítása. Főpóius: szigeteletlen, kis széntartalmúlágyacél lemezekbő1 összeszelelt vastest, mely a gerjesú.őtekercseket tartja és biztosítja az egyenletes erővonal-elosztást. Gerjesxőtekercs: négyszög-, vagy körszelvényű Ézhuza\ből készítetttekercs, me1y a gép műkö d é séhez szüks ég e s mágne s e s ter et létr ehozza'

72

-

Segédpólus: kialakítása hasonló a főpólrrslroz' a segédpóltis-tekercset tartja, feladata a késóbbiekben ismertetendő armatitra_visszahatás következtében előál1ó semleges t'o_ rra1_e1toló dás rrregszürrtetése.

_

_ _ _

_ -

Konlpenzáló tekercs: nagy ]ig'..zttnetszetit vörösréz vezetőből á11ó tekercselés. tnei)'et a főpólus-sar'r_r lrornyaiban lrelyeznek ei. feiaclata az arnratitr'a lzisszahatás körzetkezményekérrt j elentke ző mezőtorzul ás nre gszrintetése a főp ó lr-rs ívében. Ket-etartó: sajtolt, vagy öntött sárgaréz, bronz, vag1, kor-rózió-védett acél. rrrelyben a kefék fogialnak 1re11'g1, biztosítja a kefék rrregfelelő lrel1zzetti (nrerőleges) r-ögzítésétés a nregÍ-elelő nyomóerőt a kefe szátnára. Pajzs: örrtéssel és forgácsoiássai kialakított acél, esetleg örrtöttvas eletrr. mely biztosítja az áIIő- és forgórész mechatrikai kapcsolatát éS egytengelyr-lségét (csapágyazás). Tengeiy: olyan forgácsolt acél tengely, mely tar'tja a forgórészt. biztosítja a nrechanikai kapcsolódást a géphez (egyes esetekben a gép hiltéséIrez szelIozo' lapátot is felszerelr'rek rá).

ForgÓrész-vastest: hornyokkal e11átott, szigetelt ciirrarnó-lenrer"i.uoi állítJák össze. mely jól vezeti a mágneses erőr'onalakat, horrryaibarr lrelyezik é1 az armatiua_tekercselés rlörösléz rÍrdjait' Arnatiua-tekercselés: azatmatítta-áramot vezeti, kétr'étegeshurkos, vag5l irrr]lámos kialakításúvörösréz tekercselés, melynek a for'gór'ész-1rornyaiban eilrelyezkeciő elenrei rúid alakÍrak. ]
11.4.3.

Az egyenátramú gépek gerjesztési módjai

A gerjesztési módokon azt értjuk, hogy az kapcso

lj

armatr]rráho

rrk, illetve azono s, vagy ktilönb

-

_

zviszonyítva a gép gerjesztőtekercseit hogyan

ö ző át amforrásból táplálj uk. Külső gerjesáés esetén a gerjesztőtekercset és az arrnatÍrr:át különböző,

getler-i aramforrásból

tápláljuk'

egymástó| frig-

+

Soros gerjesáés esetén a gerjesztőtekercset az armaturáv4l sorosan kapcsoljuk, az ilyen gépet szokásfőtÍramköríí gépnek is nevezni. Párlruzamos (sönt-) gerjesáés esetén a gerjesztőtekercset az armaturával párhuzamosan kapcsolva azonos áramforrásból tápláljuk, az ilyen gépet szokás mellékúrantköríí

gépnek is nevezni. Á rleoy95-ge4jp52g9s azt jelenti, hogy a gép legaiább kettő, vagy több gerjesáőte_ 1r -€' kerccsel rendelkezik, melyek soros, párhuzamos) vagy külső gerjesztőtekercsek lehetnek. Ha a gép gerjesáőtekercseinek gerjesztési fuánya megegyező' akkor kompauncl géptőI, ha pedig a gerjesáésiiránya ellentétes, akkor anttkontpauncl (ellenkompuuntl) géprőI van sző. Az ábra a következő oldaion a Vegyes gerjesztésű gépek egy lehetséges kapcsolását mutatja (kompaund SoÍoS, és párluzamos gerjesú.ésu gép), természetesen más kapcsolás is iehetséges.

A

kü1ső- és söntgerjesáésű gépeket tíllandó vtiltozó fluxusú gépekttek is szokás nevemi.

Az

fluxusú gépeknek, míg a soros

egyenáramú gépek tekercskivezetéseit a következők

szerint jelölik:

gerjesztésű gépeket

-

-1 t.)

:A,.te rcs

;A2,új,,5iabvá,ily. ls'z'0'rintÍ' j clölés

+'kápoÓs

",kapocS

r Ll

A)

Br

D D)

cr

C?

Dr

D?

P á lhúzamós.l.lÉet:j,eSztőtékér,cs

Ll

KÍilső

E)

Fr

F2

megn-e\.ezese

ArÍizrtu-tiá Segé{pó_lus Ko.mp ená,áló:l:tét{é rcse l és Sor

o s' :

^

geij,e s2'tőf .é-kercs

gerj esztőteke rcs

A régi szabván1. szerinti jelöléi +

kápocs

-,

A

B H

G (vag,r:

kápocs

csak sp'. \/ag\l sp. és konrp. eg1,iitt)

E C

F

l)

Í, I\

qrmoturo t

eke

rcs pórhugomos garj. tekercs

soros gcrj. le.ke.rcs

segédpolus tekercs

Soros gerjesztésű gép

Párhuzarrros gerjesztésii gép

ktilsó gerj lekercs

Külső gerjesztésű gép

Vegyes gerjesztéiű gép T

A különfele gerjesáési módú motorok és generátorok tulajdonságait, jelleggörbéit tárg1'211uL.

a későbbiekben

LL.4.4, A kommutáció

A kommutáció soriín a semleges vonalban áthaladő,

a kefék álta1 rövidr e záfi.menetekbe n az átam iránya megváltozik. A kommutáció tehát gyakorlatilag az átam irányának megváltozását jelenti tágabb értelemben véve is.

11.4.5.

Az armat(lra-reakció (forgórész-visszahatás)

Az

egyenátamú gép I* gerjesáő áramahozza\étre a @o pólus-fluxust. Terheletlen állapotban a gépben csak eZ aZ egy fluxus vanjelen, a generátorban ez indukálja a feszültséget. A gép terhelésekór aZ MmatÜÍa-tekercselésben azI^ armatiua-áram folyik, mely létrehoZZa a l*

heléskor e két fluxus vektori eredője indukálja a feszültséget.

Az armatűra-áram ra-reakciónak.

atmatúra-fluxust. Ter-

mágneses terének a főpólus-fluxusra gyakorolt hatását nevezzük cu.mcttti-

74

Az arrrratúra-visszalratás következrnényei _ A senileges vonal eltolódik: az eredo flltxus nenr nrerőleges a semleges t'onalra, hanem aZ arnratúla-álarrr nagyságától ftiggő cx_szöggel e1to1ódik, a -eeometriai és a vilia:

rnos semleges vonal nem esik egybe.

Etrtrek következnrérryeként a geornetriai sem1eges vonalban ellralacló arnratitra-tekercs_ elenrekben is iircld<álódik fesziiltség, áram folyik rajtuk és a hozzájuk tar'tozó konrtnu-

-

tátor-szeieteken. telrát a szénkefékrrenr áranriletrtes komnrutátor-szeleteket zár'nak rövidre és ez kefeszíktázást okoz. A szikrázás a kefék leftrtó élérrjelentkezik és a terheléssel nör'ekszik. Ha a konrnrutátor'-szeletek közÖtti feszüitség-ktilörrbség nagyobb, mirrt 36-42 V. ak]
indukcióvonol

sűrÜsödés

'. S _ S€ill€_ ges vonot indukcióvonol

ritfutós DI

Az armatűra- reakció 11. 4.6.

Az

Az armatűra-re akció következm

a

létrej ötte

ényein ek kiküszö

b

ö

lés e

armatúra visszahatás csökkentésére - megszüntetésére - és így következményeinek kiküszöbölévagy segédpólusokat és kompenzáló tekercselést épí-

sére az egyenár'amú gépekbe segédpólusokat, tenek be. ]

A

l

.

4' 6. I

.Segédpólusok alkalmazása

segédpólusok a főpólusokhoz hasonló kialakítású,de azoknál kisebb és a geometriai semleges vonalban ellrelyezett elemek. A segédpólus-tekercseken az atmatuta árarnának kell átfolynia, azonban gerjesáésének azzal elIentétes értelműnek kell lennie a\thoz, hogy a geometriai semleges vonalban semlegesítse az armatura áIta|Iétrehozott és a semleges vonal eltolódását okozó mágneses teret' Ez az elhe7yezés és kapcsolás biztosítja, hogy minden terhelési állapotban kiegyenlítő djon az armatúra-fluxus torzító hatása. Ezzel a mődszeruel a kefeszikrázás, mint az armatúra-visszahatás egyik _ a semleges vonal eltolódását okoző _ következménye megszúntethető.

75 Erur-ek

megfeielően a segédpólus-tekercseket ellentétds értelernberr - ellerrtétes irányban - So1.oSan

kapcsolj trk az arnratitrával.

i

D

A segédpóIusok beépítéseés kapcsolása ] ]. 4. 6' 2.

Kompenzáló tekercselés alkalmazása

A

segédpólusok beépítésérzeia semleges vonal eltolódását meg lehet szüntetiri, azonbalr az armatitra-reakció másik következrrrényét' a főpóir:s mezőtorzulását rrem.

Ha a fópólus-saruk feltiletérr - hosszanti iránybarr - lrorrryokat a1akítunk ki, azokba tekercs-elenreket lrelyeaink, melyeket megfelelőerr összekötünk és villamosan szintén az armaturával sotosan, de ellentétes ér'telemben kapcsolunk, akkor' az utlatuta-visszalratás fópóluson érzékellrető kör,etkezrnényéÍ,amezőtotzulást szintén kiküszöböllretjtlk, mert ez a tekercseiés a főpólus nrezeje alatt minderr terlrelési állapotban kompenzálj a az armatúra-fluxust. A segédpólusokat önmagr-rkban is alkalm azzák, de a komp enzáli tekercselést csak a segédpólusokkal együtt. E két módszer egytittes alkalmazásával az atÁatura-visszahatás minden kcivetkezménye a gép mirrden üzernállapotában megszüntethető. +

kompenzóló lekercselés R

CzB'

A kompenzáló tekercselés beépítéseés kapcsolása

82

76

Í1.1.1 .

Az egyenáranrú villanos gépek jellemzői, üzene

A tor,ábbiakban az -a

e-{yená:anrú

és alkalmazásuk

l,illamos gépeket - nrivel szerkezeti felépítéstikgyakor'latilag azol1oS

rrródjuk alapján csoportosítl,a vizsgáljttk, rnett tizemi trrlajclonságaikat és -qerjesáési

a]kalnrazási -

lelietőségeiket ez határozza nreg alapvetőerr' A gerrelátorok és rnotorok szétr'álasztása csr_rpán az tizemi jellegzetességek rrregér'tése szenrporrtjából forrtos és arra utal, lrog1' a gép fő fr-rrrkciÓja szer'int ál'arnot ternrel' Vagy fogyaszt' Ez azonban nenr zátja ki, lrogy a generátor bizonyos esetekben nro_ torkérrt nrtikÖdjék (pl.: dízelrrrotor inclítása a fógenelátor segítségér,el),illetr'e a motor a járrrrtl egyeS tizemállapotaiban generátor-tizenrben dolgozzék (pl.: vi11anios fékezésa járrnii vontatÓmotqÜai segítségér'el). I

1.4.7.l 'Az eg1;endramti generá'torok

A

ntechanikai energidt eg1tenríramú villanlos ettergirivű átalctkító gépet egyittriramú gelterriÍot"nak nevezziik.

Azegyenálanrit genelátor indr'rkált fesziiltsége: U, - c.' [email protected], ahol c2 a gép tekercselésére jellerrrző áIlandó (tehát a gép kialakításátói filgg, értékelleln változik), @ a gép főpóIus-fltrxltsa és n a gép folclulatszáma Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a gép inc1ukált feszüitsége annál tragyobb. rrrirrél

rragyobb a forclrrlatszánra és a gerjesztése.

A generátorok tárgyalása solán

-

_

_

jelleggörbéket vizsgáIjuk: Üresjárási jelleggÖr'be: a gép áilandó fordulatszámmal jár (n : áIlandó), tellreloálama' tehát az armatúra áram nulla (Io:0) és a gerjesáő árarn (I*) friggvérryébenvizsgáljr-rk a gép irrdrikáit f-esztiltségét(Ui). Belső terlrelési jelIe:ggörbe: a gép állandó forddatszámrnai jar' (n : állandó), tellrelőáÍama, tehéÍ' az armatúra átam áIIandó éftékű(Io = állandó) és a gerjesztő á1am (I*) ftiggvérryében vizsgáljrrk a gép kapocsfeszriltségét (U|. Ez gyakorlatilag egy gör'besereget jelent, hiszen minden egyes almatr''tra-áram ér1éldrezmás gölbe tartozik. Külső terhelési jelle=qgörbe: a gép áilandó fordulatszámmal jár (n : állandó), gerjesztő árama állandó értékti(I*: állandó) és a terheloáram, tehát az armatura áranr (I) fuggvényében vizsgáljuk a gép kapocsfeszültségét (U',). Itt is gyakoriatilag görbeseregről vansző,lriszen minden egyes gerjesztőá'am-értékhe|más és más görbe taltoT ZTK. Szabályozási jelleggörbe: azt mutatja, hogy állandó fordulatszám mellett (n = állandó) az arnlatura-áranl (I^) változása esetén, annak fliggvényéberr hogyan ke1l változtatni a getjesúőáramot (I*), hogy a gép kapocsfeszültsége (U) állandó értékillegyen. a következő

11.4.7.1.1 'A külso gerjesztésú generáto

A fopólusokon elhelyezett ge{esáőtekercseket az ár amu árarnfo

A

rrás tápláIj

almatúra körétől fuggetlen, külön külső egyerr-

a.

gép üresjárási jelleggörbéje nem a nuila pontból indu], mert a gép vastestének remanens fluxusa a gerjesztő áram nulla ér'tékemellett is indukál feszültséget az armaturában, melyet remrrnenciafeszültségnek nevezünk' A gerjesztő áram növekedtévei az indukált feszültség először arányosan növekszik, majd - a vastest te1ítődése követkeáében - a görbe ellaposodik , tehát a ge|esztőátam jóval nagyobb növekedése is csak csekélyebb mértékbennöveli az induká|t feszültséget.

77

Ru

=

Ro + Rrp

A külső gefjesztésíígenerátor kapcsolása Ui Ux - lq =

névl'

ler

A konrpenzált kiiIső gerjesztésíigenerátor tiresjárási jeIleggörbéje

A

gépet terhelve a gép belső ellenállásár.

A

gép rövidzárási

és belső terhelési

az atmatirra-áramtól ftiggó feszültségesésjön létre. így a kapocsfeszüitség: Uu = U, - I" ' R', " alrol U; a gép indukált feszültsége (az tiresjárásbeli ,,kapocsfesztiltség''),I^ az armatúIa-áIam éS R5 a gép belső ellenállása (meiy lényegébena tekercsek ohmos ellerrállása). uama- azállandő gerjesztés következtében - igennagy értékii,teirát jesztő zárlatv édelernro1 gondoskodni kel]. UK

Uxo

n

=

óll.

le = oll.

Külső gerjesztésű generátor üresjárási és külső terhelési jelleggörbéje

g1,or-s ieger.-

78

kompe nzólo'lton

Ktilső gerjesztésíígenerátor szabályozási

jelleggörbéje',

A kiilső gerjesztésii generátor'okat - azok körrnyti szabályozhatóságrrk

miatt-_ elterjeclterr alkalnrazzák a vorrtatójárnrűvekben is. A Magvarországon üzemelő ]1440 és M62 sor'ozatir clízel-r'il|aiiros mozdotryok fogenerátcrr'a is tisztán ktilső gerjesztésii, rrrelyek villarrros teljesítnrény-szabályozása a főgerrerátorok gerjesztőteker'cseinek áramszabáIyozásávai valÓsrrl meg. AZ M62 sorozatít nrozclonyok gerjesztő generátora is kiilső gerjesztésű. A V63 sorozatú r,illamos mozclonyok votrtatótnotot.jai vilIarnos fékiizernben szintén külső gerjesztésrígenerátorkérrt rrrűködnek, a szabályozás a külső gerjesáőtekercset tápláló tirisztoros gerjesaő egyenir'ányító Írtján valósr-rl meg. Hasonló rrróclorr mtiködik azM42 sorozatÚt dízel-villamos nrozdony villamos fékje is. ]r4indkét esetben fékellená11ásorr aiakul hővé a mozgási energia, a V63 sorozatú mozciotly esetében a fékellenállás állandó értéktl, mig azM42 sorozatú mozdonynál két íokozatban kapcsolóclik, telrát a fékáramot nemcsak a gerjesztés szabályozásával, hanem a fékellenállás érténekváItoúatásáva|szabáIyozlratjr-rk. 1

1

.4.7.1 .2.A sonf-

(párhuzamos) gerjesztésű generátor

A söntgerj esztésű (mellékáramkörű) generáto r kapcsolása

Ez a kapcsolás nem igényel külön gerjesú.ő-áramforrást, a generátor öngerjesáésű. A párhuzamos gerjesáésű generátor felgerjedésétJedlik Áryos fedezte fel és clinamó-elvnek nevezzük' A clinamó elv szertnt az tíllórész vastest reműnens múgneses terében forgó armctúru-tekercselésben kis fesziiltség induktílódik és ez kis tíramot inclít meg a gerjesztőtekercsekben. Ha az így indított tírant irrÍnya olyan, hogy az tiltala keltettfluxus a reműnens fluxussctl azonos irtÍnyú (a gép nincs ,,öngyilkos kapcsolásban''), akkoÍ ű remilnens fluxust növelve a gép inrlukrÍltfeszültsége is növekszi.k és a gépfelgerjed.

10 It

U; =Re' tgol = Re

z

A nrellékárarrrkö rii

'söntvonol

ge

nerátor

ü resj

árási j elleggö rbéj e

A pár'hirzamos gerjesáésúi generátor (dinarnó) fe19erjeclésének te1iát

-

A

a

következők a fe1tételei:

legyerr a gép vastestében remanens flrrxrrs (@'); az irrdukált Í-esztiltség által megindított gerjesztőálam nrágneses tere a renranens flttxuslroz hozzáadódYa aZL erősítse.

generátor gerjesztésszabáIyozása a gerjesztőtekercs árarnszabályozása útjan egyszertien trreg'alósítlrató.

A

párhuzamos gerjesztésŰr generátor üresjá'ási jelleggörbéjében a söntvonal az R" _ Ro + 1l' eIienál]áson (a gerjesztőkör teljes ellerrállása R* a gerjesztőtekercs ellenállásárrak - hn - é. o.'uua_ ^ Iyozőellerrállásrrd. - R." - az összege) eső feszr"iltséget rrrutatja a gerjesztőárarn ftiggvJnyéberr. Ha a söntvonal és az üresjárási jelleggörbe nem nretszi egymást, akkor a gép lege{ecl' mert aZ irrclr'rkált feszültsége egyr'e csökken. Ez azt is jelenti' lrogy a söntgenerátonal a ne"tég"st'ez viszonyítva kis fesztlltséget nem lelret tartani.

A

gép belső terhelési jelleggör'béje gyakorlatilag a ktilső gerjesztésii gener.átoréval nregegyezik.

"n

,

nuu,unu, terl'eróórom)

A mellékáramkörű generátor külső terhelési jelleggörbéje

A külső

terhelési jelleggörbéből a gép egy igen fontos tulajdonságát vehet;ük észte. A generátor rövidzárásakor _ mivel az armaturával párhuzamosan kapcsolt gerjesáőtekercs is rovidzárbakerül megszűník a gerjesáés és a gép legerjed. Ennek követkeáében a rövidzárási áram anévleges átamnál kisebb.

A tisáán söntgerjesztésű dinamókat miatt - nem aikalmazzák.

a vasúti vontatójárművekben

- korlátozott szabáIyozJratóságuk

Ll I

b I

80

1

1.4'7.1 .3.A soros gerjesztésű generátor

A soros gerjesztésii generátor clinarrió -elv alapj án, tehát

orr-e

gerjesáőár'an1a az ailIatÚll'a áramáva} azonoS. FelgeLjeclése szintérr a erj e szté sse i törtérrik.

Üresjár'ásban az aruTratitra áratna nul1a (I,. = 0). csak a remanells fluxus irrcltlkái jelleggörbéje lritrcsen' Ielnanens t'esztiltséget. teirát a -eépirek tiresjárási

kis fesztiitséget. a

A soros getjesztésű generátor kapcsolása Ha a gépet terlieljtik és a retnanens fesztiltség által irrdított áram iránya olyan, ho_sy nrágneses tere a remanens fluxust erosíti, akkor' a gép fesztiltsége és árama növekszik (dirrarnó-elv). A gépnek be1ső terirelési jelleggörbéje szintén nincsen, rnivel gerjesztőárarna nem szabályozhatő, az elsősorbarr a

ter'lrelés r-iagys ágátó1 flig g

! *

A soros gerjesztésű (főáramkörű) generátor külső terlrelési jelleggörbéje

A külső terhelési jelleggörbe alapján látbatő, hogy

a soros gerjesztésű dinamó kapocsfeszültsége is alapvetően a terheléstől függ, tehát állandó feszültségű táplálásla neln alkalmas. Rövidzárás .r.tén u gerjesztőararn igen rragy értékű,teháta gép tövidzéxási áramais igen nagy' a gépre káros mértékű

lehet.

Mivel a gép szabáIyozása gyakor1atilag nem lehetséges, így a vasútüzernben felhasználása igen korlátozott. A kisebb teljesítményúközúti vasúti, elővárosi vasúti és egyes szintén kis teljesítményű nagyvasúti villamos vontatójárművek egyenáramu, soros gerjesztésű vontatómotorjai soros generátorként villamos fekezésre felhasználhatóak. A motortizemhez képest - megfelelő kapcsolókJszülék segítségével- a gerjesáőtekercs éramirányának megfor'dításával a gép generátorként felge{ed, ha kapcsait fékellenállásra' vagy áramírányítóra kapcsoljuk. A fékarani a jármíi lassulásánalcmegfele]ően a fékellenállások fokozátos kiiktatásávaI szabáIyozhatő, illetve félvezetős fuamirányíto á11.amazásával és anrrak szabáIyozásával a háIőzat felvevőképességénekfiiggvényében fokozatmentes. kevert ellenáIlásos és visszatápiáió villamos fékezésvalósítható meg.

81

1

1'4.7.1.4.A Vegyes gerjesztésű generátor

A Vegles

gerjesztésÍrgerrerátor'oknak legalább két, eltéro kapcsolásű gerjesztőtekefcse VaIl' ."{ gépek tLilajclonságai attól ttiggően alaktrlrrak. lrogv rlrel'vik jelleg|i uerjesztés van túrlsirlybarr. A traqvlas[tti

l'orltalójárrrrilr,ekben elsősorbarr a Soros-. párlrrtzarrros- és li|ilső aerjesztőtekercsekkel rerlclelkező Veg}'€s ger1esztésúigerrerátorokat alkalnlazzák. Attól ftiggőerr. lrclgy'a soros gerjesztotekefcS -ueLjesztési irán_va a sötrt- és l
-

Rurt*yoro

A konrpenzrilt, vegyes gerjesztésű, atrtikolrrp:runcl gcnet'átor kapcsolása Ha a ger'jesztési irárryok azonosak (kompatrnd gép). akkor a tet'helés rrör,ekedése ]ratására a Soros aerjesztés rrövekszik és íg1'a gép fesztiltsége. teljesítrrlérri is rlő. r\ cetrerátort lrajtó díze1nrotor teljesítnrénye állarrdó. rrreiylrez trör'ekvő generátor-fesztiltség nrellett csökkerrő árarrr és kis fesztiltsé'I nrellett nagy áratrr tartozik, e kovetelrnényeknek a konrpauncl getrerátor llem teSZ eleget. Ha azonbair a Soros gerjesztés a párhuzamos- és a ktilső *uerjesztésseI ellentétes érteltrrÍt, akkor a terlre1és tröt'ekedéselratására a Soros gerjesztotekercs legerjesztő hatása érvénvestil. tehát a gép feszriltsége csöltkerr. nríg kísebb áratrrok rneliett a sönt- és a ktilso gerjesztések tÍrisúlr'anriatt a kapocsfeszr-i1tség növekszik. Ezze\ a gép teljesítmén'vtartóvá r'álik, rnely látliató a gép ktilső terlreiési jelleggörbéjéből is'

ÍÚlkompoundólí

elle

Vegyes gerjesztés ű, antikom

A generátor

n

prru

kompou ndcill

nd gene rátor kü Iső

te

rh elés i j elleggörbéj e

tr-rlajdonságai különösen alkalnrassá teszik arra. lrogY dízel-vil]anros erőátvitelű rrrozdofőgenerátoraként felhasználják. A télvezető-teclir'rika elterjedéséig széles körberr alkalmazták ea a megoldás. A hazai gyakorlatban az NÍ44 és IvÍ6 1 sorozatú dízel-víllamosés a forgó átalakítós a forgalomból szintén már kivont - V41 . v42 sorozató villamos mozdonyok _ szinkronmotorral liaj tott - fógenerátora Vegyes gerj esztésű' antikonrpaund generátor. n-v"ok

82

A

vorrtatójárműr,ek főgerrerátorai gerjesáéséhez viszonylag rragy teljesítrnény sztikséges. Az akktrrrrulátor-telep álta1 szolgáltatott gerjesáóáIam nem elegenclő a gép teijes felgerjesztésélrez, a7lhoz, lrog-v a rrrozdony a nér'leges teljesítrrrénvétleadja. ezér't egy kisebb teljesítrrrénltí_ iigynglrezett

gerjesztőgép - gerjesztő árarrrkörében olc1ják nreg a nozcloni, teljesítmérryszabályozását. rrrelylrez elegendő az ak]
].4.7'2.Az egyenáranlú ntotorok 1

Lz M

1.4.7.2'1.Az egyenáramÚ motorok indítása és fordulatszám-változtatása

egYenáranrit inotorok nyornatéka (N{) = C,

'o'I,,

lrenr rláltozik),

O

alrol c1

a

körletkező összefti-egés alapján szánrítlrató ki: a gép teker'cselésére jellenző á1landó (tehát a gép kialakításatól fiigg. értéke

a gép fópóltts-fluxusa

Az egyenáranrÍt motot fordulatszáma

és I^ az armatÍtra-árarn. a

következők

szer'int alakul: ,,

-

U* - In_'Ru , alrol U* c, .@

a gép

kapocsfesztiltsége. Ro a tekelcselési anyag ohmos ellerráilásából adódó belső elierrá]]ás és c' a gép tekercselésérejeilemző rrrásik állandó (c, = 2n.cr). A képletbő{ Iátlrató,hogy a motol forclulatszáma növekszik, ha a kapocsfeszültség nő és az armatítra-árarrr által a be1ső ellenállásorr létrehozott

fesztiltségeséscsökken, valamint ha a főpóltts_fluxus csökken.

Az előbbiek alapjárr az egyenáramú nrotolok irrdítására és fordu7atszám-szabáLyozására megoldások adÓdnak:

-

a kör,etkező

A kapocsfeszültség változtatása: változtatlrató kimenő fesztiltségű egyenaramir tápforrás rencleikezésre állása esetén a motor' for'dr"r]atszáma a kapoqsfeszültség rnegfelelő növelésével a teljes fordulatszám-tartományban körrnyen és gazdaságosan változtatha-

tó.

Ilyen módon valósul meg aZ egyenáramú vontatómotorral rendelkező vontatójárműveink sebességszabályozása (dízel-villamos mozdonyoknál a főgenerátor feszti1t-

_

ségszabály ozásáv al, a Y 43 sorozatú mozdonynál fokozatkapesoló és egyenirányító útján a vontatómotorokra jutó feszültség kb. 50 V-os lépcsőkben növekszik, míg aY46 és V63 sorozatú mozdonyoknáI vezételhető egyenirányítóról folyamatosan váItofratlrató e gyenfeszültséggel tápl álj uk a vontatómotorokat). Ha állandó feszültségű egyenáramú áramforr'ás áll rendelkezésre, akkor előtét ellenáliásokat kapcsolunk sorba a géppel, mintegy a belső ellenállását megnöveljtik olyan mértékig, hogy a háIőzati feszúltségbekapcsolásakor az ellenáilásokon eső feszültség nagy legyen, így a gép kis áramlökéssel tudjon indulni. Az ellenállásokat azután - a kialakítástól fuggően fokozatosan, vagy folyamatosan - kiiktatva, rövidre zárva a mo-

tor felgyorsul.

Ert a megoldást alkalm azzuk a Y43 sorozatú mozdonyok vontatómotor-, főtranszformátor szeLlőzőmotorjainak és a légsűrítő-hajtómotornak az indítására, vaIamint az M41 sorozatu mozdonyok légsűrítő-hajtómotor:janak indításar'a. Mindegyik esetben kétfokozatu az indítás, először a te1jes indítóellenállás be van kapcsolva, majd ezt -

időrelés vezérléssel - rövidre zárjuk,tehát kiiktatjuk. Ugyancsak hasonló módon szabályozntkegyes egyenaramú, il1etve több áramrendszerű' régebbi gyártásuvillamos vontatőjármuvek (pi': köáti viliamosok, elővarosí - HÉV _ motorvonatok, ZSR 350 soro-

,83 zat, stb.) sebességét.A több fokozatÚl előtétellerráilásos szabáIyozás kiegészül a tlontatómotorok többféle csoportosítási lelretőségével (soros, iiletr'e párhuzarnos kapcsolás)' + ... I9)' törtérrik a V43 sorozatít tnozdon1lgk vontatónrotor-szellőzőmotorainak téli-nyári átkapcsolása is. Téli állásban a szellőzőrr'rotorok nerl pállrr-tzamosan: lranenr Sol.osall kapcsolódrrak és fél-fesziiltsé-qen (kb. 110 V) - alacsoi-ryabb for-clr-rlatszánrrnal _ tizemelnek.

-

Egyenáramú motor inclítása eIőtét-ellenálIással

A gép @ fofluxusának csökkentése, az

Útgynevezett nrezog}'etr:qítés segítségérrela nrotor fordulatszáITIa növelhető, azonban eZ a nyomaték csök]
A

mezógyengítés tényleges megvalósítási módszerei a következők: ' Scjntellenállások alkalmazása.' a fópólus-tekerccsel párhuzamosan _ megfele1ő kapcsolókészülék segítségével- ellenállás(oka)t iktatunk be' így az áramosztásnak megfelelően kisebb gerjesztőáram folyik át a fopólus-tekercsen.

A felsővezetéktől közvetlenül fiiggő vontatómotor-áramkörrel

rendelk ező vontatójárműveknéI az ohmos söntellenállások meilett ind'uktív söntöt is aikalmaznak. Erre azélL van szükség, mert számítani kell arra, hogy a felsővezeték-áramszedő villamos kapcsolat nem mindig tökélete s, az áram megszakadhat, majd rövid (tranziens) idő alatt ismét létr'ejöhet az érintkezés. Ha ez - pl. egy átamszedő-lepattanás miatt - a vontatómotorok nagy széza\ékúmezőgyengített állapotában jelentkezik, akkor a visszatérő tlanziens növekedésű vontatómotoráram számára a votttatómotor nagy induktivitáSú főpólus_tekercse nagyobb elienállást jelent, mint a vele párhuzamosan kapcsolt söntellenállás. Ennek követkeáében az áramszedő-lepattanást követő áram-visszatérés első pillanatában

84

aZ áram kiker'üli a vontatómotor' főpÓltls-tekercsét és 100 %o-os mezőgyengítés jön iétre. Ekkor az atmatttr'a-gerjesztéssel nen tart egyensirlyt a főpóltrsgerjesztés és az armatítla álam olyan rrrér'tékberrnör'ekszik rneg. irog1, a konrtrrutátoron körtilz keletkezlret. A leírt jelenség r'rregelőzlrető, lra a söntel1errái1á_ sokat oiyan indrrktír, söntellenállással egészítjrikki, trrelytrek inclr'rktir,itása a fópólus-tekercs irrduktívitásávai köze1 azonos rrag1,'ságii. IlyenJ
A V43

sorozatit rnozdonyoknál hárorl kontaktor segítségél,el- a fokozatkapcsoló 10. fokozatától kezdve - négy fokozatban kapcsollrató a két közel azolloS értékŰr olrrnos és az irrcltiktív söntellerrállás.

A V46, az

(M4O, IVI42, M61)

zo gyerrgítése is

söntel]enállásokka1

}y'.'44

és az Iv162 sorozatit rrrozclonyok nre-

törtérrik'

l. {olcorctt

l(,

{eLoral

E

Itt.

fo L.7.{

lv.

f-tolaL A v43 sorozatú mozdonyok vontatómotorjainak mezőgyengítése söntellenáIlások segítségével

4V1,2 IRI,

2

Kl,2

Motorköri ríramváltó IranyváItó

,

Motorkontaktor

K3-6

L7f2 L3,4 Ml-4 us l, 2,7,

Mező gyengítő kontaktor

Simító-foÍó

IndulÍívsönt Vontatómotor

8

Állandó söntellenállás

US3-6

tő ellenállás

A V46 sorozatú mozclonyok vontatómotorjainák mezőgyengítése söntellenállások

segítségével

r--í')

ffi 12

r('

o fint I tcJ@B rclEm.. 19 K L Ljv^nn=4í1-|

J{

____-J

*at

. .U

Jrv

polrotö

',

I

r--1

uaíi,í,a

-*_

_l-

r1

Eí,ipnwd.

scjq!e:i

Az NI44 sorozatú rnozdonyok vontatómotorjainak mezőgyengítése söntellenáIlások segítségével

.

Ha Vegyes (soros- és küiső-) gerjesáésű vontatómotorokat alkalmazunk' amelyeknél a fő gerjesáést a soros gerjesztés adja, a küiső gerjesztést pedig a solos gerjesztéssei arányosan növeljük (a motor szabáIyozáSa soros jellegű), akkor a motor maximális feszültségének eléréseután a külső gerjesáőtekercs áramának folyamatos - adott esetben egészen nuliara - csokkentésével fokozat- és veszteségmentes mező gy engítésvalósítható meg.

En a megoldást aikalmazuJk aY63 sorozatú mozdonyoknál.

86

lr--o

YÖ

hl[ezőgyengítés a kiiIső gerjesztés csökkentésével

Fol
15, ha a n1otor főpólus_tekercsérr rrregcsapolás(oka)t alakítrrnk ki és rnegfelelő kapcsoJóltésztilék segítségével meneteket iktaturrk ki a tekercsből. E rrregoldással is a főpólr:s gerjesztésétés ezzel a főpólus fluxusát csökkentjük. Ezt a megoldást ]raszrrálták fei a már seiejtezett M63 sorozatÚl dízel-viilamos mozdoiryok r;otrtatónrotorjainak nrezőgyerrgítésére.

Mezőgyengítés a főpólus-tekercs meneteinek kiiktatásával 1 1'

4.

7 .

2. 2.

Az egye

n á ra m

ú m oto rok

A motor forgásiránya megváltoz1k,hamegvá|toztatjuk tása két módon lelretséges:

_ _

fo rg á si rá n

y-vát toztatá

sa

a nyomatékának irányát. Ennek megvalósí-

Az atmatut a- áram (kap o cs fe s zülts é g) irányanak A főpólus-fluxus tányánakmegváltoztatásával, 1éséve1.

me gváltoztatás ával.

a gerjesztőtekercs kapcsainak felcseré-

A kapcsolást megfeie1ő kapcso1ókészülékek végz|k'

Av46,v63,M42,M44,M6I ésM62 sorozatú mozdonyok

menetiránya(avontatómotorok for-eásiránya) az armattlra áramitányának megfordításával történik, míg aY43 sorozatú mozdonyoknái a gerj esztőtekercs kapcsait cserélj ük meg.

A továbbiakban az egyenáramú motorok gerjesztési módjaibó1 eredő tulajdonságait vizsgáljuk

meg.

1

1

.4'7'2' 3.A kulso ger1esztésŰ motorok

'{ külső eerjesztésti rrrotorok arirratirráját és geijesztőtekercsét e-et,rllásttii Íli_qgetlerr. liti1ön ár.arlfbr.Lásból tápiáljuk' Az inclítás és a for'c1u1atszánr-szabá1y676, az al'nrat|tta-körben v'égezlrető. L;;;;; t'eszultség r'áltoztatásáy2]. 1l2q1i előtét-ellerrállások se-eítsé_ué,,.l. A gép - az áliar-rcló ér.tékűktilső geI.jesztés iniatt - ál]anc1ó t]urusút. A tbr'c1ulatszám áilanc]Ó kaf,ocsfesztittseg és gerjesztéS esetén csa]< az arl11alÚlra-ál'arlrtól fiigg. A gép viszon1'1agosair forclr-rlatszán-taItó.

rJ ls

Á küIső geljesztésii rnotoroI< ka;:csolásrr A r'asÍltr'izenlben tisztárr kLilső gerjesztésti egyenáraltrú nrotoroltat csak igerr r.itkán 1

1

a]]
.4.7.2'4.A párhuzamos geriesz tésú(mellékáramkorú, sont-) motorok

',\ ltliiső_ és a söntger.jesztésű motol.o]i és jelJeggötbéi gyakoriati1ag illegeg\/ezneli. A Söl1tlllotorok is á1larrdó flr-ixr.rsÚt gépek. Alu]aj:loTágai ktilörrbség csupellr atrnyj. irogy az arnratútrát éi a-gerjesztoteket'cset táplá1ó árarrrfolrás egyrnástó1 rrenr ktilörrbözik. tehát az artlatÍlra és a gerjesztokoi js azLI,' kapo csfesztilts égre csatlakozik.

A sotlttlotol fontos

tr-rla.idonsága, lrogy forclr-rlatszám-tartó, teliát a fbrciulatszánra a terhelés rröve]
l

Vorrtatórrrotorként - elsősor'barr az igen egyszertierr megva]ósítható féktilem miatt - (fogasl
I E!

E

t2

A párhuzamos gerjesztésű motorok kapcsolása

88

1

1

.4.7.2.5.A soros gerjesztésu (főáramkÓrú) motorok

A soros

gerjesztésti n1otor arnratirrája és gerjesztőtekelcse sorba vatr kapcsolr,a. te1rát rajtrrli 2-IZ.1]OS tragr'sá''it árarr-r tb[1'ik. ez&t r'áltozó fltrxtrsú géprrek is szokás lterreztti. Anríg a t1lotot \1tlsteste llell1 telítodilt' adc1ig a Q Í-lr_rxtrs agerjesztőálatnrtlal arátr1'os: O = k.I", alro1 kazarátr-v6lssá-ei tényezti.

'o.I"

= cl .k.trn .I" = cl .k.I] . Latirató. hog1' telítetlen \,.astest esetéll a Sofos Ixotof t'tvotlratéka azátanl rrég'vzetérze1 arárryos. A telítésben lér'o rlastestbetr a flltrus tlát lrenl tröl'ekedlret tor'ább. teliát rlá'rrem fr-igg az ár'arntól. a nvonratél'i görbe kiegyel'resedik'

Telrát h{ =

Cr

,J

Soros gerjesztésíimotor kapcsoIása

A soros nrotor nyontaték-áram (M-I) jelleggörbéje

A

(M-n) jelieggörbe a forclrúatszánr-l'áitoztatási rnódszeleklrek nregfe]előell n az U' és @ f|iggr'érryéberr nrutatja a niotor r-r1,omatékát. n-t'onraték-Íbrclr-rlzrtszárrr

vólloztotóso

oo A

so

trr n2 nl

n

nonb

n

ros gerj esrtésíinroto r rryomaték-forcl ulatszánr (M-n) j elleggörbéj e

Kis terlrelés rnellett a motol forclulatszáma nagy,

ezétt a Soros motort ter-helés nétkü1 netrr szabad csak igerr kis feszültségre kapcsolni, mefi nagyobb feszültségen a motor ,,megszalad'', foldulatszáma a gép számáta káros, ezért megengedhetetien mértékben növekszik meg. Ugyanezen okból o-

89 l1'ar-rira-jtásolarál sem irasználható a soloS nrotot'. airol a terlrelés tizem közberr megsztirrhet (p1.: hajtás _ a SZíj elszakadása)'

szíj-

A terlrelés nör,ekedtér'ei a forcllrlatszáirr csölikerr. de az

árarrrf'eh'étel és a n1lol''u,no lrövekszik. E járrrrtivek nriatt a SoIoS lllotol liiváIóalr alitalnras tLrla_jdorrsá-uok hajtásár'a. mivel a járrliivek inctíteisához szr-ikséges az állo hel-r'zetbetr és kis sebességeknélrerrclelkezést'e á11Ó nagy tr\'otrraték'

A

]1'1.7'2.1. fejezetberr tár'_uyaltak zrlapján a tlotolindítása a kapocsf''esztiltség rrtrllárÓl a trér,leges ttsztiltség eléléséigtör'ténő növelésér'el. il1etve itldító (előtét-) el1errá1lások kiiktatásával. rrra.jcl rnező

g1'etigítéssel tÖi'télr1ret.

A soros tnotorokkal

- egvszer'űt átkapcso1ás után - konn1,en nregr'alósítlrató a r'il]amos fékezésis. I{a a 1l]0to1'oS r-izenrlrez képest - a tápÍ'esztiltség kil
Az elIenállás fokozatos: vagv fo11,311''u1o, ]
ér'télriifékelleriálláS esetén a lbrclrrlatszán csökkenésér,el szitrtérr csokken és ígv a fékező nyotrraték is lecsolt]
Lizeitti tékt:zésére(közilti villar'rros. HÉV-szerelvénygk.fo]clalatti]t. 1ogasl
i\ naer't'asÚrii r'illanros rlontatójárnriive]< esetéberr nregl'alÓsított r'i]]arrlos iéi
főgerrerátt'lr. stb.). a roirtatÓnrotcll'ok nem SolOs lraLretll liiilső gerjesztésr-i generátor'i<ént nŰtködrrek. 111,err ilegoldást ta1ei]ltlrk azIr,Í42 solozirtit clíze1vj]lanros irrozdon1''trál is. A tiotrtatÓnrotorok gerjesztőte]
clezése vezér1i.

az ÖBB és a DB AG sok villanros vorrtatójárrrrtir'énél alkaln'iazrrak lrasorrló r,il1anros_íekkapcso1á_ sokat (ÖBB 1042, lii0.500.4010. 4O2O,4030, stb.. DB AG 103. 1i0.+111. i12. 113. t39, 150, 1

51. 181 stb.).

Az

egt'enál'anrit soros nrotoloknál is elviieg lehetőség l'an ellenáranrú fékezésre. IlyerrkoÍ a motol nyorrratéka és for'gásiránya ellentétes, a gép inciukált fesztiltsé ge hozzáacLóclik a kapocsfeszriltség-

ltez. trrel\'trel< [<örletkeztéberr az áratn na9y5{g1'g'.ciekkel trregirör,el
A

1

'4'7,2.6.A Vegyes gerjesztésú (kompaund) motorok

r'asÍtttizenrbell fontos \,'eg)les ger"jesztésű nrotolo]< lőpólLrsán soros és l
l
szabá)l'ozzák. akkor a motor soros jeilege megmalacl. A motot' legnagvobb kapocsfeszültségének elérése után a ktilső gerjesztőtekercs áranát nr-rllár'a csökkentve foiyanratos és rleszteségtnetttes nezőgyengítés érhető el'

A r'illamos feküzem szintén igen egyszerűen hozhatő létre. Fékkapcsolásban a soros gerjesaőtekercsek ki vannak iktatva, az atmatutát fekellenáLlásra kapcsolva a fékáramot a külső gerjesztőtekercs

90

áramának beállításával szabályozlratjuk. te]rát a -eépet tisztán ktilső gerjesztésŰr gener.átorként tizemeltetjtik.

Az isrlrel'tetett gép serrlatikrts ábrája a 11.4.7.2.1. fejezetberr találliató. Az e 1ejezetberl isitlet'tetett elvek alapján rrrtiködnek a ]razai V63 és többek kÖzőtt az ÖBB 1044 soroZatú r'i1lanlos nrozdotl\,ok \/ontatÓlnotorjai ]l

is.

'1 7.3.'4 hulIantos eg1,enárcultti

tl.totor.ok

Hullánros egYetlárzrmot aZ egyfázísir r'áltakozó áran'r félr,ezetőkkel tör_térrŐ egverrir'ányítása és a ka]rott egyenárarrr sirnítÓ-to1tótekerccsel tötténő sirrrítása után nvertirrk. A l_itr]lárrros ár-arilÚl tlrotorok aiapvetően e-9'r'etlálatlrúl trrotorok. tellát az eloző Íbjezetberr tárgvait lrrúiköclési elvek érr,én)'eseli. A lrr-illánros áranlit trlotot'ok korrstrrrkciós kialakítása sor'áir alkalrrrazIiodni kell a táplálásból adóctÓ

ki.ilonle ges iizert'ri köl'|ilrnényeklrez.

A sima

táplált és rrraximális teijesím]én1l{1ig|tizerrre]o egyenáratrrii nrotor komn'rrrtáció.|a kitbgástalalr. Ha u$1lnp.', a gépet lrul1án'ros e-9yenáranrtriai tápláljuk. de egyébkérrt trgyaIrakkora terlre]ésse1 és fesztiltségen üzenreltetjtil<. akj
r\ rlastestberr ke]etl
A ]rtrllánros ár'anrit és a tisztán egyerráranril nlotorok azonos kapcsolásir jelleggörbéi egyp6rru1 megeg\ieznek, azonban a irullámos árarnú motoro]< lratásfoka - a htrllárrros álanrit öSszetevokboi eredő veszteségek r-r-riatt - rosszabb' A követ]
-

fő- és segédpólusai azonban lemezeitek. A v46 sorozatú nrozdonyok TC 456 típusfr vontatónrotorja hat pólusii, lrrrllárrros egverráranrít. segédpóiusos nrotor. l enrezelt fó- és segéclpólusok]
91

] ]. 1'

7.1'Az eg.,fázisit kotnnlutíltoros nlotorok

E g ipek csak

kialakításrrliban lrasonlítarrak az eg1'errálarlit trlotorolir.a. azonbatr eze]
Lw aiatt) lcészitenek. Elsósorban a Frirrrcia Vasr-rtak (SNCF) pr'óbálliozott (

10

-50

HZ-eS egyfázisÍr kotirtnutátolos nrotorok

nag;'tzasÍtti viilanros trrozdorryokban l'ontatónrotorkétrt törtér_rő feilraszrrálására' A motorokkai szer_zett üzerrri tapasztalatok azotrban netrr vájtották be a hozzájuk fr-izött r'enrényekel' ezér{ ez a tenclszer

uem terjedt el.

A iragvvasúti ruiilartros r;orrtatás Nénretországbar'i. Ausztriábarr. Sr'ájcbarr. Sl'éc1or:;zágbarr és Norr,é_ giábari nrár a l
I].5. A

villamos gépeli melegedése, híítése

A vi]lanros gépek tizeme közberr

a tekelcseiken átfolyó áranrok lratásár'a a'ieker'cse1ési arryag oiuros elienállása, valanrint a rzastestben kialakuló örvérryáranrok és a vas lriszterézise rniatt ho ]
A villarrros gépek nrelegeciése szernporrt;ából

e]sőc1legesel1 nregiratározó a gép árattra. Háronr jellegzetes árarnértéket szokás meglratá'ozrri, nrelyek a gép melegedési jel1eggörbéjével szor.os kapcsolatban ál]nala.

_ -

Indító áram: az a Iegnagyobb átam. ne1yet a gép irrdításkol - általában legfeljebb 5 percig - kái'osodás rrélkül elvisel. Órás áranr: azazáramér'ték.rneiiyel a szobahonrérsékletű motort terlrelve egy óra alatt éri elaz ál]andÓ áralnhozÍattoző - tizernl - lrónrérsékletet. ÁllanclÓ ár'am: azaz átanlerősség. airrellyei a illotolt l
,r_ A villarrros forgógépek hiitése - szellozése - általában kétfélelelret: - Örrsze]lőzésÍi gép: a szellozteto légárarrrot biztosító szel1ozo lapátot a gép tengelr,-

l'égéreszerelik f-el oli'an trródon. hogy bár'trrel,vik irárrl'il forgás esetétt elegerrclő l1let1\lrlt'iségLi szellljző ler'esőt áramoltassorr át. Az állórészt bor'dázattal látiált el és - a forgórész]rez hasortlóatl - légcsatorrrákat alakítarrak ki betrne a ttagr,obb htitőt'eltil..t biztosítiisa érdekéLlerr.

Önszel]tizéstielt általában a c1ízel-villanros tnozdotr},ol* fógerrerátot.irr_ a r'illatrros se_ gédtizenli nrotoroli (szellozőrrrotot'ok. Iégstiríto-lrajtórrrotorok). i,alar-rliLrt a liisebb te1_jesítnrérrr'úir'aslttijárrrrlil,ek (liözilti r'illatrros, fö1c]a1atti. HÉ\/-r'lrotorltocsi és nlozclonr.) r'otttató rll

-

o

t

tlrj ai.

Ktilso szellozés[i. r'agy átszellőzött gép: kiilor'r szellőző r'errtijlátor szolgáltatja a gé1l szánráteL a htitő 1ei'egőt. iiyerr 1r[itéssel rerrclelkezirek a naql,r,asúti rlorrtatÓjártrriir,eit villanlos Volltató1notor-j ai is.

I(orllol,v problénrákat okozhat a nrotoro]t szellőzésérréla beszívott lei,egő szt-tjlr.r,ez€ttsége. ezért a szelloző let'egot t-trittcletlkor tisztítarri. szúlrrri kell. A szeIlőző ler'egő konrnrr_ttátoros gépek esetébetr a széri]
12

"F'ÉtvpzrrŐx" Ánamrn_ÁnvÍrÓx

Egi'cs i<éiuiai e]e-tlrek iszjIicitlrr'r - Si. gernrániunl - Ge' szelérr -

_Se^ stll.)1l:;;,tir állapotbilrl igl:li _i1t szigeteIiili. de fér'rllllel érillt]tezve átrrreneii e]lená]1ásr-rk je1entóserr iecsölikerl. J]: rirla_jöcrttsireLti< aiirpj .j án té1r,ezetőliélrt a l lta rriazh attik.

i\ tiszta félr'ezető 1t]l':tgoliat tőltil.: e1térő ]itilso elekti'oirt'etrcIszerL't (egg1',:i ioL'rb. r,iig}'ker,,:scbL-. i'egyérték-eiektrotitral r'errdel]tező). kis rrrenrryiségi1 arr1'agol
A felvezető eszköz tulajclorrképpenazegynrás rrreilé ellrelyezett P-

menet(ek).

és N-típtrsir réteg(ek) közötti

át-

kiuÍilell réle9

A P-N átmenet keletkezése

]2.].

tr{em vezérelhetőfélvezető - a rliócla

Alapáiiapotban a,,lyukak'' vonzzák az elektronokat, melyek szabadon elmozdulva az átmenet határán átlépnek és egy meghatározott vastagságú ,,kiürített réteg" alakul ki.

L 93

Ha a P-rétegre pozitív. míg az N-rétegre negatív fesztiltséget kapcsoltrnk, akkor a fesztiitség lratására az elektroirok a pozitír' póltrs. nríg a ,'1,\'Li1iali'' a negatír, töltés felé kezderrek át'alrrlairi. Az ilr'err irán\'it (nr' i tó i rárr1,Ír) fes ztil tsé g h atás ár'a a i
nyi{ó

-t --u* l

+

A clióda nyitóirányír műköclése Ha a P-rétegre negatív, az N-rétegre pedig pozitív fesztiltséget kapcsolunk, aj
ÉÉ,

&d

'

t:.

!

A cliócla zárőirányű működése

'

a

on*17**,uo

1.:

.::..

nyr

tóirány

zé.óiróny - .-.

A

A PN-átrnerret

cliócla

jelölése

::

'

a téivezető diÓda. nrely a töItések mozgását csak az egyik irárrybarr teszi ielretől,é. dióda telrát kétrétegti féIvezeto.

A

clióda karaktelisztikái

_

-

A

:

N1itóirtittylÍ korukterisztikct: rrrar' kis nyitóirárryú fesztiltség esetén is az átam gyorsan enrelkedik. A ]
94

A diód

a kat'akterisztikáj a

A Íélr'ezetők és terrrrészetesen a ditldák szálrrála a

SoIoS kapcsolás iqerr kecll,ezotlerr igérrr'ber;éteit ll1ert a rr1;j16' es a lezárás solrtrsetrr r-ig1,anabbarr az ic1ópillanatbatr törtérrili. i\z eltérő rrr'itási és .ielent. zárási ictopillar-ratok tliatt a később rlezettri kezdő. illetr'e korábbarr lez.áró Íéli'ezetőkr.e jtrto zárófesz|iltség rneghaladlratja a trregenuec1ettet. trreir; a télrrezető tötrkrenretreteléhez Ve7-et. Etrnel< meg-

akadályozása érclekébetr eg1'részt karal,.terisztikáik a1apjár'r r'álogatják a félr'elétőliet. rrrástés-zt elienállásokbói és korrclerrzátor'okból Lrgyrrer'ezett ,.RC'' fesztiltségosztó láncgt alkalrrraznak. nrel1, 3 diódákra iLrtÓ fesztiltség eg},gn1gtes elosztását biztosítja

:t

r\ tltai ltorszertí félvezető-technika nagi,zárófeszti]tségti és n5,i15i16nyú árar-nii e]etrteli eiőállítiisár,al lehetové tette. lrogy rre kelijerr {élvezetöket Sorosan kapcsolrri ezérÍaz előbbieliben r,ázolt problérrra csalt a ré_eebbijármŰrtípr-rsokbar-r.ielentkezik (V43 sor.' rrrozdorryok).

A

clitic1áIi leg1ontosabb aciatai:

LJ,.,,'., rltaxint1rl is zárófeszti

l

U'

rr,vitÓt-esz-i.iltség, Í,,,.,. naxinrális

tség.

rrlitóitátrr,ú áttitlt. {'' l,issziirall. .j. F" E T

12'1.1. tr{iÍlöntegcl; cliritllt - a Zcner-c!iirda

..

:'

i\ 1e ll'ezető cliódák eg1'klilönleqes változata a Zetrer-clióda, rrre l yrre lt j e l ernzőj e. lt tl u r, z.it'ó i t'án;' i11o'.' viszotrvlag kis letÖrési feszr-iltség nrellett a záróirányÚr ar-arrr rohamosan nÖr,ekszik. Fj_uy-egy diódatíptrs litilörrböző letörési feszliltséggel rerrclelkezik. :. '!

J

i

=:.

:

:r:'

':.

':a

t

A Zener-cliócla rajzj

ele

A Zerrer-dióclakat általában fesztiltség-stabilizálásra (állarrdó

ják

]2.2'

VezéreIhetőféIvezetők

L2.2.L A tirisztor Á

Pt

n1

P2

r Rilc

n2

K

Rr

A tirisztor felépítése

ér1él<ű fesztiltség előál1ításár.a)

lrasznál-

95

A

ti_risztor'négyréte_eii. lrár'onr PN-átmerretet tar'talmazó,vezételirető télr'ezető. Azanóclon és a dorr kírri.il r'ezériő elektróc1ja is l'an ('.G'' - Gate:kapr-r).

Ha a tir'isztor negatíri záróf-esziiltsé-eet kap.

kis

igerr

kató-

értéiirlir'isszái'atrr fo11'ik r'ajta (trtA rrtrgrságretl-

C1úi).

Ha 1ozitír'fesztiltség kertil zrz aiiÓdt'a. akjtor zárt á1lapotból a G_r'ezéritleiektr'ódra aclott pozitÍr tésztiltséggel vezeto állapotba r'ezér'eihető. A rrezér'io árattr né]rár1), l00 rrrA llagyságrerrcl[i' .,\ nritás a r'ezerlőáranr nreghatár'ozott ér'tékérrél kovetkezik be,

A

tiLisztor net'trcsak a r'ezérlo elektrÓdára adott pozitír' áranrirr-ipttlzussal g1,iLjt1rató be. Iratleitl Llc-kapcsol akkor is. ha a trvitÓir'ut'v"ú fesztiltség tirllépi a tilisztorr'a jellenrzo billeriő fusztiltség (Lls,,) érté]iét.\/a-qy ha a pozitír,' lésztiltsé-u igerr rrreredeketlnöl'ekszik. Ezabeliapcsolás azorrblill a i!!ii_:ze_ to nreglribásodásálroz \iezet. itrely'et nreg lie1l akadáIyozrri.

fi, -?:

.,9:. :

A tirisztor l
sz|iltség rnegjelenése koz-ött eltelt ..kínréletiidő'"nagyobb, nritrt a tirisztor'rar jellerrrzo 10-2{]0 !ts_Ös ..szabaddáválási ic1o''. Ha telrát árarnköri sajátosság folytarr a tirisztor árama nenr csökkerl a iartót ár'arnná] kisebb értékre'úrgy i
A

it

GTO

'l

GTo

Gate-Tur'n-oÍT tirisztor, tehát a vezérlő elektródján át kikapcsollrató tirisztor.. Négylétegű. PNPN szer'kezetti és a közönséges tirisztorhoz lrasonló felépítésii.A tir'isztor szerkezetének lllegf-e1elő kialakítása teszi lelretővé. liogy a kikapcsolás a vezérlő elektr'ódorr kelesaül is bekörletkezzerl. A kikapcsolás feltételeilrek Íigyg|gnber,éte1ér'ela vezér1o elektlódot a katódfeltileten úgl' kell kiala]<ítarri (célszerŰrerr kör'körös lenrezek fonrrájábarr), hogy az az egészkeresztnretszetben hatásos 1eg-1'g11'

A vezé rIőelektródj án át kikapcsoIható

ti

risztor

v

ezérlő elektró dj án

a

k kial akítása

A kikapcsolásltoz szükséges vezéilőáram ellentétes iranyú az anódfuamhoz képest és nagyságrendileg hasonló értéku,míg időtartama a szabaddáválást időve1 azonos nagyságú'

:j+!

lerrrzi és g1'irjtóárarrrul' is na-et'obb. rrririt a kozoriséges tir'isztoroké. eirlrez jánrí még az igerl '.'ug1:Likapcsolási ár'arr'rirrtpr-rlzrrs. Előrir'e visztlt-tt. lrogv nincs sztiksée egyerrálanrit körben borrr,oltrlioltóárl Ilr körölrre.

12.z.3.

Á triac

A tirisztor csak pozitír'f'esztiltség esete11 grirjtlratci

A triac beg;,r_r.,tása l''oziiír' és negatír't'esziiltség esetéir is pozitíl'r'ezér'lőínrpr'tlzlissai lelretséges. Kisebb teijesirilrén'li r'áltakozó álairrtt S7'aggatóliban al]
gt' az árattt]tör

j

be. a triac rlrincl]<ét ilánybatr.

e1entoserr leegyszerÍisocI i li.

A triac Í'elépítéseés jelleggörbéje 12.7,.1, +

.B .E .:.':

+-:.

''

A tranzisztor

i

' :, * l)?,t l Áhinolúri's'!t'rtn::i'tzÍt;r e

'=al;

!',

:l

Itl!-'!'\:í{ll

l.i': +

L)_osíto és kapcsoló eleirr. Fele1lítése NPirl.\'ag)'I'NP le]ret a ]iái'otl r,á}takozÓ vezeléSii 1cli,czctő l'élegsorrendje szer'int. A trarrzisztorok rt{tegeihez- csatjaközó fénres kivezetésej< a kör,etkezök: liolte}1o1(C), en'ritter (E) és a középső pec1ig abázis (B) Abári. e. az emitter közé ka;rcsolt n1;i1$1,.6rlrjú 'fusztiltséget változtatva a kollektor áralrra (tC)is megVáltozik. Mivel

az enritterolclaliátrllerreterr 'n-r'itóiráni'ú á11 létrelrozásálroz r'iszotr\']a_Í_i ](iS (1 V_nál kisebb) feszültség elegerrclő. ezér.t kis teliesítrnérrrryel befolyásollrató a sokszolta rragt,obb feszüitségű kollektor olcla.1i, az enritter ál.anlmirl kcjzel azonos kollektor á:anr' A báziselel
fL^ Ff',,,ft' ü st'llffi'^fu ?,ll cc?

r_l

d.)

A PNP

(a) és az

t1-

b.1

NPN (b) tranzisztorok rétegelrenclezése és rajzjele

A traIizisztort elektroriil.'us

(érint]tező néll
ki' Ha mindkét rétegre zárőfeszi\tség kapcsolódik. akkor' atranzisztor zártkapcsolóként r'iselkedik. A kapcsoló-üzemmód sajátossága, hogy alezán állapotban levő ttanzisztor koliektor-maradékára-

L 97 rrlát a lehető le-ekisebb rnér'tékŰue keli csökkenteni, gel lehetséges.

ntelv a bázisár.a kapcso lt

záró irárrvir fe szÍ.ilts é _q-

N{arinrális áralrruk 300--100 A. a rrrúiköciési tr-ekl,errcia nrar' 4-5 lil]z. 1 2. 2.

1' 2.

A tén'ezérl é.yii tt.anzi's.ztor

1FET - Fielc1-Effect-Tlansistor: térr'ezérlésiitrarrzisztor) A FET_e]< és a bipolár-is tt.atlz-iszrorok rniiliödesi elr'e közötti lén1'e_ees kLilörrbség. lrog-t' a bipoláris tranzisztcrr kollektoráralnát egr rl;;|15i. . _ n1'Lr PN-átrrterret fesztiltségével és át'anlát'al. tehát viszorrylag rragy teljesítnrétrrrvellelret tlríg a térvezér'lésiitr'arrzisztorok csatorttaáratrrát vezérlő tesitittseggel' 'ezérelrri. renclkíi,tit t
Az

oxiclált szilícitrrllenrez l'ell-ileti jeleriségeit fellraszrráir'a alalijtották ki a jrzÍoSFET-et (Jv1etal_ oxt'cle-Setrriconciuctor-Fielc1-Effect-Tratrsistor' : térrroxicl félrlezetos tér.vezér.léstitranzisztol) Ezek a' télr'ezetők rlrax. 50 ]
(IGBT - Isolated-Gate-Ripolar-Trarrsistoi = szigetelt eIektróclÍr bipolár-is trarrzisztor) r\ bipclitir.is tranzisztot' és a ir4oSFET konrbináciÓjaként kialakr-rlt korszerii eler-rr. 20 kHz fr-ek'errciáig l,jszott)'lag rrauv tel.jesítrrrérryek k.apcsolására zil]
i.:.

.4

Jétveletők

h

íítése

'. -l',


d.l

A félvezetők kialakítása és a hűtőtönkök felszerelése egyoldalú (a) és tárcsa (b) tokozás metszete, egyoldalú (c) és kétoldalú (cl) hűtés hűtőtönkket

rrr9|rn1k eiobb-utÓbb zár\at a kör'etkeznrénye' téli,ezetők igen ér.zéken1,ek a tÍrlrnelegeclésre, hiininel hatásosabb elr'ezetésérol.Az egyik legegyszer'irbb Goncloskoclrri kell telrát a rreszteséglrő tárcstr1,2gy r'trincli<ét tiielektrócliáLa (ez r-rtóbbi az itgytrer'ezett tési rrród. arrrikol.a fél'ezetoli eg1,ik. érdekéberr- bordázott- jó liőr'ezető tLrlajdorrságir kialakítás) - a nag,vobb 1roleacló t-eli'ilet biztosítása tnesterséges. rlagr' ternrészetes légát'arrrnrai lrtitili' fénr htitőtörrköt szeteirrek és a lriitötörrköket r'eszteséggel tizerr-ieinek, a légirtitéslratásossága A GTo-k a irtrg'otrrán-vos tiriSztorokrrál rrag1,obb kialaltítottáli a fbl'ac1él<]rŰrtésii (elsősorbarr olajlrtitésfi) áitalában lrenr is elegerrclő sz-átrlukla. ezért - a cso ltil<épzésitár'atrr'ezető sinezés belsejéberr áranrir.ár'iyítókat. trlroj a ]rÜrtőltözeg - áItalába'l át az félr,ezetőket iig1'- lrogr'a tetlodött irőt hirtótorrkjeikerr ár.arrrlilt. Ezekr.e a sínekie szereiilt Í'eI a szivattr'Úti,ai iterirrgtetik és lrőcserélőlrben ttresterséáranrlÓ ÍblYaclél
A

is.

vorrtatójárrrrtivek

tir'isztoros olajhiitést nrár régebbi epÍtésűrrlirg.vobb teljesítrrrérr,r'ti 120 sor' nrozciorr1'ok)' is aikalrriaztak (pl.:Ögg l044 sor'' r'agy DB

áranrirán1'ítóirlál

"

12.4. Az rÍÍamirúnyítóklegfotttosabb fajtríi

alakídák át' Eg1,elrirrinyítók: a r,áltakozó fesz|iltséget e g1'ení'eszirltséggé . e ,r|,rri l,ezéreIltelő klióclús) egl;etlil"ittt):ítók' akinretreten rrlegjelerrő eg)'ení-esz-tiit_ rrtrg1'ságx1ilt iligg ség rlag;iságia csa[< a bentetrcti vá1takozó l'esztiltség . ve zét.t:Lhető egyenil.an1;ítók.. zt l
-

':

€ * llri,l'ff;m*:lmlis

ertel
lotvarri1tosu".u"É:''*:''u Veszteséggel

sz-ahiir-

aiakítjáit át .vrilrói.ányítót< (inverterek): az egvetrt'esztiltséget v;iitakozÓ fesz-ültséggé áranrir lráIó- :, hc,iózari kon,tntutítcíi1úi,r,irterek; azátaiakító"T"gl.'ui]váltakozó szabja rleg, rnel-Y zathozkapcsolódik, telrát rrrrikodési fi'ekverrciájéLt" abálóZat É .a?: nélktii nenr is rnűködik' . erq('-satlal(o7'lK ValL'I-I\\JZ(' ára :'^^'^'"1^]'^l'' az ő+qlnL ít'\ nPm lllcgleVu válta]
-

-i '

nritlrálózatlroz,ezétatetszőiegestr'ekverrciár'alrntlködiret. nu*l:,ug,unuk folyarnato.s' váitoz. v,llruro'; ;'.;;; .';ggatól<: 'u.'1l,u\:':.|:'',''''.Í9 vezérellretó félvezető ,-tatására. nrozgó a]katrészek, érirrtkezok t'e1haszrráiás4 nélktil,

-

'

elernekkel'

fesziiltségű egyenáranrú álarlEgy-enáramú szaggatók (choppereli): KözeI áJ'"19: bet'endezések' gépek tápláiására' Íbrrásbói váItoző nagyságÍi egjenfesztiltséget igénylő kikapcsolásása| az iclóegyAz egyenáranr ac1otúr.tí.'.iJia.1t', illetve idotartarlrÍr -be- és folyanratosan vá|toztatlrató, szabáség aiatt a ter-he1ésre jutó egyenárarn l<özépértéke lyoz1rató'

A fenti árarrrirányító-fajták korrrbinációjával

bárrrrilyerr átalakító ber'enc1ezés előá11ít1rató'

Í2.4.I.Egyenirányító kapcsolások Az egyenir ányítokapcsolások jellemzésére,csoportosítására Ü l e n t s. z tm;az

-

+

e

gy elltt

áLr-v

ított te lj e s

fé p 1

e

ri ó

d r.r s o

Ur'zúnl.att.alrszformátor.ágban Íbl1,'ó árarnol< Uo: kimenő egyenfesztlltség' A kimerreti közepes- és csúcsáram éltéke' az e gyenfe szültsé g v áItakoző ö sszetevój e'

a

k

következő fó adatok szolgálnak: szájm a-

irányának (ilán-vainal<) szárrra'

,"rr. ]2'4.].I.l fázisti,

]

t'ttas

] litenií (]F]U1Ü) egr-eniritry'ító-kapcsol(ts

A

r,áltakozó feszriitséget a cliócla eg-v-enirán.vítja' transzfortnátor- szekuncler tekelcsén rrregjeleriő pozitíi fesztiltség val'i a katócllroz képest' ellenkező dióda csak abbalr aZ esetben rryit, lra unoája'' pozitív féllrullánr esetérL Vezet' esetbetr lezár. A c1iócia tehát csak nrinclen

A

Lz1

FlU 1Ü egyerrirányító és ki nrerreti

egyerr feszii ltségének j e1alákj a

A

tratrszfornrátor számara igerr kellemetlen folyik rajta álanr' iizerrrállapotot jelent, nrivel csak az egyik félperióclrrsban

A kapcsolást a gyakorlatbarr igen ritkán

a1i
egyfazisú hídl2.4.1.2.I ftzisú, 2 utcls 2 ütemű (1F2U2Ü) egyenirítnyító kapcsolás, kap c s o l ds, Gr ae t z kap c s o l ású e gl e nil' ányít ó híd

jelA Graetz-kapcsolású egyenirányító híd és kimeneti egyenfesziiltségének alakja -' j q cpÍ;n a Dr n. -D3 diódaágon folyik *,T, u negatív félperiódusban pedig aDz' - D^ .{il Pözitív félperiódus esetén '. , e- .','-r'' '--:-'1-l+".l'^''llÁ*Á+ ;;il*É' 'yi .'a.' egyenirányítóiehát hasznosítja avá|takoző feszültség mindkét félhullámát míg nagyobb zárófeszültség Nagyobb áramok vezetésére több diódát kapcsolrrak par'lruzamosan, kialakítású a V43 sof. mozdonyok főüzemi, esetén több diódát kapcsolnak egymással .oibu. Ilyen egy hídágában 4 diódát kapcsolvalamint segédüzemí egyeniranv1iasuis. A főüzemi egyeniranyító 8 db zarófeszültség nagy blnonságú eléréseérdekében,míghídáganként Tv\ az rI4IOV-ós sorosa n 4ó lla1-l\. nak JUr\J)cul 1 r, , párhuzamo s ágatalakítottak ki, mely zsóo Á árrando 11am.',:""é:é]'' '':''? iy:nl':1;1?:,::{jj_ i{auai,^4x8 db, összesen tehát 128 db dióda van a ktilső és belso oldaiakra szim_

á;;;;*ö

rnetrikusan elosáva.

A V43 sor' mozdonyok főüzemi egyenirányítóit tóját pedig saját szellőzőjehutt.

a vontatómotor-szellőzők'

segédüzemi egyenirányi-

1egalább 4 db félvezetőt igéEzazegyenirányító kapcsolás a legelterjedtebb, annak ellenére, hogy

nyel. Elo nye viszont, ho gy e gyszerű transzformátorral tápiálható.

i00

1

2.1. ] .3..4

hín'onf(tzi st| l,ezéreleÍlen (di ódás) hídkapcsol(tsti eg1'enil'án"ító

A hárorrrtázisú 1ríclkapcso]ásbarr a fbgi'irsztót ltét sor'osarr kirpcso1t dióclái'al niitrdig a votlalfeSztiltst{g tápláLia. a kapcsolás a 1rárotlr r'otlalfe.sztiltség rnirrdeg1,ikérrek rlir'idliét télhtrllárlát ilasznosítja'

A lrárorrrfázisil híclkaprcsolásrrál az eg1'erlit'átl1,ított t-eszliltség liiktetése - tclrlit irtrtrak r'által
c-zért a 48 %. ,.'.,íg a irár.onfázisiré csal.. -{.2 9''o. ]rrdLrlitír, terhelés esetéll ez az- értélitor'ább csökken. gr'akor'li'itilag l'rárorrlfázisÍL híc1]i.apcscl1ásil eg\'enirárryítÓ tttátt - ke1iőerr irrr1rtktír' tog1'asztó nle1lett rrincs sztikség ktilön sillrításra.

-;-> tS :5,.

''€:

=::A

::*

i

hár'ornliizisti

-A

il

lrícl l
irárclrrlf}izisú ág1,enirárt;,,ító hictart ar va:litti r'or:tatójál'rlr[ivek gt'akoLiatátran e]siisorlran it ]
A

r'ezére1etlen lráromfázisir ilic1l
12.4'].1.Aszitlln'tetrikus, féligl;ezérelt.eg;J'azi'sú. híctkapcsoldsú' lirisztot'os eg',-enirátt1;i1o

a Graetz-lrícltól. lrogy az egyik ágábarr a diódák helyett tirisztorok varutak. Nag,i i114.,Ltírl terhelés esetén nrindkét tirisztor lezárI' á11apotánál (..szabadorrftrtó á1lapoÍ") az irrdr:ktiviiás fenrrtartj a' az áranlot, az áramkor az L,. R,, D 1 és D2 álanrúton záródik. telrát a diódákorr akj
Vezérlés:az a-gyujtáskésleltetési szög beállításával, illetve változtatásár'al a kimeneti egyenfesztiltség és áram folyarnatosan szabáIyozhaÍő, az egyenirányító-hícl alkalmazlrató pélciául egyenáramir m

ot

Az

oI

fo rcl

r-r ]

at s zárrr

-s

zab

á l'v

o

zás ár a ls

.

az L]d kinrerrett eg1,errf-eszültség jelalalqa látható. cr.-g-vii1táskésleltetési szög rrrelletÍ. Az Ip(t) diagramok a tirisztor'ok áramáÍ,migazlol(t)' Ioz(t) diagrarrrok a diódák árarnát nutatja

ábtán

Ir_r(t)'

az td,Ó (t) fuggvényéberr' Az ábta legalsó diagramján a háIozatt feszültség (Uil időfuggvényét rajzoituk fei, melyhezviszonyítva vizsgálhatő aberendezés által felvett áram (Ig) időfiiggvénye. Az ábrábőIláthatő.hogy az egyenírányító szinuszos tápfeszúltség mellett nem Szinuszos-, hanem négy-

rOT nratenratikai átalakítások segítségér'elbeláthaszog-jela1akir áranrot vesz fel a lrálózatból. Ir4egfele1ó folt'alrratosarr csökkerrő csircsértékti- az ,o, togy a periocliktrs rrég'vszög-jeI felborrtlrató r'égtelen sok. Az 50 Hz-es öszutopfrlt,,.ncia egész szárrru többszöröseit tartaln'razó szirrtrszlrtrllárrrok összegéle. (100 Hz. i50 Hz' stb') pec1ig szete.,ót olrtplturntoniÁttstrak, trríg ennek egész szánril többször'oseit A felharrrroriikttsok a táp1áló iráIózatbalr Szetrnyg2é5t jeieriterrek. felltarmottikrlsoÁrrak trevezzrik' (pl.: a kondenzátorok látszÓiagt'rs ,.,'e.t az 's0 Hz fr.ekyerrciára késztilt bererrciezéselt szátrrálzr kzirosalt okclzhatrralt ellelrállása a frekl,etlcia nöl,ekecitével csöl'kerr' telrát a felharrrtor'rikLrsolt tii]árainokat száma. rragy telrát a kapcsoiás egyik nagy hátr'árr)i a a terlTlelt felirarrrrorlilii.rsok rajtr-rk).

a kapcsolás alaplrarrlotiikr-ts áranra. SziL'rtén a le-oalsó cliagrarnbarr tr_irrtetttik fe1 szaggatott r'onallell (IHtsorrrl). N'Iivel a te[jesítményta táplá1ó tehárt az 50 Flz-es ár-árrrosszeter'őjérrek iclőbeli letutásiit az a1apharinonikr-rs összeter'ő szállíÜa (a felirarrrrorril
Az ábra aiapján

rr

feivett ilatásos és irrecldó álanrolt

'

r'rregállapítlrató. 1rog1,' az aiaplrarnronikus ár'anr épi7er,

cÍ'

1=

rp szöggel

érl'én)'esek- ezért késjk zl fesztiltségliez képest. Mivei azábták a kapcsolás ideá]is nrŰrködése esetérr feiével (a r'alóságbarr trregállapítlrató. 1rog1, a fázisszög (q) közel egyer'rlő a g-vúrjtáskésleltetésiszög g1''itjtáskissé nag'r'obb), tehát a cosQ teljesítrlérry-tényezó ér'télteis arrrrá] kisebb. nrirrél rrag,vobb a liésleltetésiszög. anrikor et Le'orilratÓ az a kovetkeztetés. hog1, v7eg1'er'rirárr1,íÍcs zlz áitalar táplált motol ir-rclítása icleién. szög nrég l1agy. rerrclkír'til nag1,nleclclőál'arrrot r'esz tel a lráiÓzatból. $-r,tlitásltéslcltetési .i

:+

:#

:

: 4.1

.:l

':i a

'11

:'-:-

.I ! u.{

;T i; !t,

Iu.

io,

D2

Lt

I

T.

A

i

1,,,

i"i

fé|igvezérelt aszimmetrikus egyenirányító híd és jelalakjai

r02

A

rneclc1őáranok csöld
htlgl' közr'etlentil az elsii híd telies itivezérléseelőtt kezc1ik a rnásoclik hidat tryittti. íg1' a teljesíttrréirr' ltét télre oszlik és a l'rálózatot kisebb meciclő álamok terlrelili. rlrég1rozzá rör,ii-1elrlr ic1eig. l.-alanrirrt lészteliesítrrlélrr'eliesetén is kisebb a berenclezés rrredc1őát'am-igénl,c.. A Liipcsolás rlrási]t tragr'hátt'ár1'a telrát ir tlég ígr' is rrragas nieciclőáram-fellraszrrálás.

liét sorosarr kapcsolt aszitlrllrettikr-rs lrir_1at tartaltlraznali a V46 és a Vój sol'. tll,.lzclorrro1r tőiizeIl'ri rrlíg a ltis teljesítnrétlt'[i iégstirítőköri és sze]1ozőj<öri segec1tiz-errri ,-.c-t,etlirá1nítÓk csak eg}/-eg\i féligvezérelt aszitrrlrrett'ikus lrídbÓ1 ál]trak. Mirrc]eg1,'ili e*!.r,etrilátll,ító tárcsaféh'ezetőkboi éptil f-el es le_chiitésii. a\''6j sor' nrozdonylrá] a fótizerli eqyeItirátrr'ítti szekrcitrye]iet 33. a segéc1tizenri egyeLliriiny'ító sze]trénvt 1 c1b saiát szelIőzó lrÍrti' A V46 sor. lllt)Zc]ol-lvoii főiizerlli eg1'enirátr1'ítÓi.

eg)"etrirárryítója közös }iázbirtr \/all a segéclLizemi egyerrirányítór'al és lrtitéséta7 1. Ír-lr.gtir,áz rlolrtatótrlotor-szellőzője végzi. A légstírítő-köri egyerrilárryító orrrrragábarr t-izernelhe1 nresterséges sze1lőzcs tr,-ilkr-il is. u,ü

.. L -

r, - f-

\u,

Í_

f.

-t [", tsTr

/

"'1lFn"'I

':,

fTr

(

i

\l

Frs F

''

LT

QT

L

\or

Sorosan krrpcsoll téligvezéreltaszirrr nrett"ikus

+

."1

hicl a k i

a

I1 t 1!.+.

l:í TeIie.sen yezérelt'

e g1lfd z

i sti e

53,e n i l' d t 4; ít ó - t t ít]

.:l .::

, a

Teljesen vezérelt egyfázisú egyenirányító híd

Ha a féligvezérelÍegyetlirárr.i,ítÓ-1rícl két diódáját tirisztorokkal lrel),ettesítjiiit. a]
tőteket'cseinek táplálását. dezésénekrésze.

A

gerjesztő egyerrirányító a nrozdony segédtizerrri egyenirátr),ító-bererr-

Az árarntrányító meglratározott g'vigtáskésleltetési szög felett váltóirányítóként - hátozati konrnrutációjú ittr'erter]<ént lntiködil<. nrelyngk sotán, az egyenárarnú oldalon terrnelt fesz|iltséget - a fél'ezetők által rrreghatározott. riáltozatlarl áranrírány rriellett - a megJer,ő váltakozó álanr[l liálózatba. r:á1takoző feszr-iltséggéalakítr'a vissza tudja juttatrri' alkairnas telrát a yisszatáp]áló r,il]arnos fékezésre. ilyenkor azonban - szintén nagy felharmonikus-tat'talom nrellett - rendkívril rossz teljesítmérry-tényezővel dolgozik'

103

1

2.4.1 .5'1 .Közepkivezetésű, e

A következö ábran

gyfaLi so egye

n i rá

- takarék-kapcsolás ú - teljesen vezérelt, n yíti h Íd

kialakított - úgynevezett takaréka med.dő teljesímény csökkentése érdekében

híd elvi kapcsolása látható. Az aramiranyító működése kapcso'ású - teljesen vezérelt .év."i'*íító sorosankapcsolnank. Ezze\ a transzformátor-középmegcsa;ű;, ;"*u tet t"t...o u.'er".lt hidathidakhoz képest még h'arom tirisztor is megtakarítható' poláscis módszerrel u ,oro.Á tapcsolt

tr

F7

To,. Üd

T""

r

I

€ o.l'-'*rék-kapcsol:{sÉteljesen vezérelt eryeniránynu

'E a'ÉDVmot sorozatri villamos

*lu.'"lr-

vízlzta :

l

'

motorkocsi\ teljesen Yéi":'l: Iótrzemi egyeniranyítóIlyen kapcsolÁú tekercs közbeiktatá_ ja.Megyenirány rtd *egyeniáramúkozbenső kört és annak "ljT:;i+itorgjtó A teljesen vezérelt hídra avissatÍtpláló villarrros fé_ sáva1 _ a vontatómotor-váltóiÍánftót tÍryLánja. fejezetben is említettiik _ a szukség. Vi'ouiapr'a,a'kor - mint an at2.1.4.5. arryt afé|vezetők kijelölik' iordu1 meg a-vontatlskor érvényeshezképest, az műkodik, A kapcso1rfu rendkíviil ,o.ri t"13"rítmény+ényeiőve| és nagy felha:monikus-tartalommal be' ,ij ja'*ti*tue mar nem ezt a hajtasrendszert építik

-:x É;;;il;; il;|f,r;í'íá

tt

. r--!LL ^t^ p.4.2;Az eryenirányítóknéhány kiegészítő eleme i

I 2. 4. 2. 1

.

'

t

, '

Simító'foj t óteker cs

ill. -aram' A tiriszA diódas egyeniranyítók kimeneti feszíiltségeés arama liiktető egyenfeszültség, mérvr:' főként a

.

-

_fJsdiltségénekltilrÍetésemég nagyobb toros egyeniranyítók egyenaramanak és ily.n ltiktető egyenfesztiltség közvetlenül nem nagy gyújtaskésleltetésiszogek tartomanyáb*. e' táplalására' ezértazt simítarri kell' alkalrnas sem motorok, semledig egyéb á'uo'i'*yitók hullámvölgyeiben ;"*a"u*"itasú fojtót.t.r"set kepesek arr1 hos1 a ltiktető egyenfe9zültség a mrígneses teriikben trirqlt energiát leadjak és így hullrímvölgyeket 4.rajtuk átfo1yőáram által keltett és egyéb aramiranyítők szÍtmára kitöltsék és a ltiktető egyenaramot a villamos gépek, készülékek tartalmaző hullámos egyenarammájlakltmár elviselhető mennyilegti váltakoző aramú összetevőt fojtótekercsejak. A diódás hidakhoz kisebb, a tirisztoros egyeniráayítókhoz nagyobb induktivitású ket hasmálnak.

r04

A hullámos egyenáram kialakulása

a simító_fojtótekercs után

A simító-fojtók altalában léghiitésűek.A V43 sor. mozdonyok két fojtótekercse (motorkÖrönként 11) alumínium vezetékből készÍ'ilt,alló helyzetű vasmagos fojtó, melyet saját szellőzóje hűt. A v46

sor. mozdonyok fojtótekercse a mozdony első felében taláiható. Kivitele csak aruryiban különbözik a V43 sor. mozdonyokéitól, hogy fekvő helyzetii és a nagyobb induktivitás eléréseérdekében réz vezetékből tekercselték. (Aréz fajlagos ellenallása az alumíniuménalkisebb, tehát a kisebb keresámet_ szetű huzalból nagyobb menetszám tekercselhető fel azonos térfogatban. Így érhető el a nagyobb induktivitás.) Hűtésétaz l. forgőváe vorrtatómotor-szellőzője látja el. A v63 sor. ,mozdonyokban forgóvazanként sziirtén 1-1 fojtótekercs vaÍl' melyet azt71ető vontatómotor-sze[Bző hűt. I 2. 4. 2.

2.Levalasztó fojtótelcercsek

A tirisztoros aramiranltók általtermelt felharmonikusok és egyéb zavaráramok és zavarfesailtségek átjutnak a masik aÍamiÍanÉótirisaoraihoz is és ott szarrdékolatlan gyujtast okoáatnalq ezért a ttrisztoros aramiranltókat a valtakozó aramú oldalon célszerű egymástól elválasaani. A fojtóteker_ csek alkalmasak arrq hogy ezeket az áramttiskéket letompítsák és ne engedjék ki a hiúózatha. A levalasáó fojtótekercsek* kozvetlenül a tirisáoros egyeniranltók Üé, a valtakozó aramú oldalra helyezik e\ az éramranyítóval sorosan kapcsolva. Ilyen levá{asaó fojtókon keresztúrl tápláljak aY46 és V63 sor. mozdonyok segédtizemi egyeniranyltó hídjait. t:

]

2.4.2.3.Kommutaciósfojtótekercsek

:

i

Ha egy aramiranyít ő ágat ínusy aramok míatt parhuzamos ágakból ketl HalakítaÍfi,a}&or számolni kell azral, hogy kommutáclőkor a félvezetők vezetésbe billenése sohasem egyszeÍÍe, ugyanabban az időpillanatban történik. Ha a parhuza.uros ágakköziil az egyikben előbb indul .meg az áram akkor er_ re az árarnágra jut a nagyobb terhelőárarr1 mely rohamosan növekszik és y itt lévő felvezetőket tulterhelheti. Ennek megelőzésére mindegyik fuanágba a félvezetókkel sorqsan kommutációs fojtótekercseket építenek be, mely induhivitasa folytán késlelteti az áran növekedését, mintegy ,seváratjd' a később vezetésbe billenő (gyujtó) felvezetőket, illetve korláttozza az írarnnövekedésének ütemét és ezze|megvédi a gyorsabban vezetntkezdő felvezetőket a tulterhelődésből eredő meghibásodástól. t2. 4.3. E

gyéb áramirányítók a vo ntatój árműveken

] 2. 4. 3.

1.VáItakozó aramú szaggató

A hazai villamos mozdonyok segédüzemi feszriltségének névleges értéke25O v,mely a feisóvezeték feszriltségtriréseí miatt kb. 190 és 275 V között ngadozhx. A járművekbe több olyan késailéket is beépítenelq melyek a kereskedelemben kaphatók és igy a 220-230 V-os feszúltségszintre, illetve annak tűréseire méretezettek (pl.. hűtőszekrény, kalorifer-sze|lőzőmotorol stb.). Ezek táplilásfua a!kalmaaak aY63 sor. mozdonyokban egy úgynevezett feszúltség-stabilizátort, mely kb. 230 V segédüzemi feszriltség felett biztosítja a rajta keresztul táplalt berendezés ek számára a megfelelő feszültségszintet.

105

ffiu,.' r--frt---r

A v63 sorozatú mozdonyok fesziiltségstabilizátora áramú szaggató)

(

egyfázisű' váltakozó

A váltakozó áramú szaggató kimeneti feszültsége cr gyújtáskésleltetésiszög esetén

A

feszültség-stabilizátor - mely tulajdonképpen egy teljesen vezételt váltakozó aramú szaggatő kettő darab, ellenpfuhuzamos kapcsolasú tirisztorból áll, melyek a kimeneti vríltakozó fesziiltség ktizépértékéta gyújtaskésleltetésiszog váItonatásáva| szabáIyozzék A fesztiltség-stabilizátor a segédi.izemi egyenirrínyítő tésze.

.; €,t

t 2. 4' 3. 2.

:'

,,.

Eglenóramú szaggatók

+

'-j'

Az

egyenétamt szaggatókat fő- és segédtizemi erőáwiteli célokra elsősorban a közelmúlt korszerű egyenaramú és töbE iíramrendszeni (egyen_ és váltakozó feszi.iltségti hiílózaton egyarrínt közleked_ tethető) villamos vontatójármiiveiben alkalmazzák A több aramrendszeriÍ jármúvek is alapvetően az egyenérarcru taplálásra vannak megszerkeszfve (3 kV, vagy 1'5 kV) és kiegészülnek még egy nagyfeszúltségii (25 kV, 50 }Jz, vagy 15 kV, 16213 Hz), állandó áttételíi főtranszformátorral és a hozzá kapcsolódó diódás egyenirányítővaI, mely az egyenríramúrendszgr névleges tápfesziiltségét áIlítja elő. A szaggatók közvetlentil táplálják az egyenéramúvontatómo|orokat, illetve segédtizemi gépeket és lényegében.Működéstik lényege, hogy aféIvezetőket a szabáIyózás adott alapfrekvenci_ ával bekapcsolja, majd kioltja' A bekapcsolt és kikapcsolt állapotok időtartama a kimeneti egyenfesztiltség középértékét_ időbeli átlagát - meghatarozza' a kimeneti egyenaram és -feszültség a nulla és a maximalis értékközött folyamatosan és gyakorlatilag veszteségmentesen váitonathatő.

Sok szaggatós vorrtatójármű iizemel a közúti, előviírosi és ftildalatti vasutakon, illetve az egyenarammal villamosított nagyvasutakon (Belgium, Hollandia, Franciaország, olaszország, Csehor_ szág, Szlovákía, stb. ilyen rend:-.'ii például a Cseh Vasút - Ön - 163 sorozatu 3 kV-os, illetve a Szlovak és Cseh Vasutak Zsn'Öo 362-363 sorozatu 3 kV egyenfuamra és 25 kV 50 Hzváltakoző fe szültsé gr e e gy ar ánt alkalmas villamo s mozdonyai).

A

közönséges tirisáorok vezetése a begyújtás után addig tart, arníg a tirisztor árana a félvezetőte jellemző hatfuáxan aLá nem csökken a szabaddáválási időt meghaladó időtartamig. Egyenaramú áramkörben az e|őbbi feltétel nem teljesül, mert a bekapcsolt tirisztor fuama csak akkor sziinik meg, ha az fuankört kikapcsoljuk, ezért a tirisztoros egyeniíramu szaggatőkban ktilön oltó aramkönel kell a tirisáorokat kikapcsolni. Nincs sziikség az oltókörre,ha az egyenaramú szaggatőt - a vezérlőelektródj án át olthatő tirisztorokb őI, azaz - GTo-kból alakítj ak ki.

106

Egyenaramú szaggatókat nem csak erőátviteli célokra alkalmaznak. Gyakran van sziikség szabáiyo_ zott és stabílizált egyenfesziiltségekre az egyes elektronikus' vagy kisebb teijesítményúegyéb aram_ körök tápl.á|áséna. Ezeket a berendezéseket szaggatós tápegységeknek nevezzük. 12.4.3.2.1

.Kapcsotóüzemű

-

szaggatÓs

_

Íápegys égek

E viszonylag kis teljesítményu készülékekközponti felvezetői a tranzisáorok, melyeket a vezérlés folyamatosan be- és kikapcsolgat. Működéstik közös jellemzője a - tirisÍoros szaggatókhoz képest nagy működési &ekvencia. Ilyen elven műktjdő áramkörök hozzák létre egyes korszerii vontatójarmiiveinkben az akkumulátor feszültségéből a szabáIyoző berendezések múködéséhez, alapjelek, tirisztor-gyújtóimpulzusok, stb. szárcÁra sztiksóges ktilönfele feszültségszinteket, de néharry vontató_ jármű 24 V-os halogén fenyszóróját is szaggatós tápegység látja el. A kapcsolótizemű tápegységek faj tai _ Primer oldali kapcsolóüzemíi tópegység: :

_

a háIőzati feszriltséggt egyeniranyítja, a tranzlsztor a táptranszformátor primer ríramkörében szabályoz. _ Szekunder oldali kapcsolóiizemíí tápegjlség: aT1tranzisztof viszonylag nagy frekvenciával kapcsolgatva szaggatja uUa" bemeneti feszültséget. A D_jelrí díóda a tranzisrtot lezarasakor keletkező fesztiltséghullrímotvezeti le. A tranzisáor kikapcsolt á1_ lapota mellett azL-jelti tekercs a D diódan kereszttil és a C-jelű kondenzrítor együtt biztosítja a kimeneti aram folytonosságát.

É;]

:4.

u".l

lu-,

,

I

t.-

é I.

.Í.

:

.,=

t:

.::l

,l'

t

= :a,

Szekunder oldali kapcsolóüzemű

_

szaggatós

t-.

:::.

.T

_

tápegység

lz.4.4. Yáltóirányítók (inverterek)

A közelmúlt még ma is korszeninek tekinthető jármríveinek bemeneti tirisztoros egyeniranyítói - ha azok teljesen vezéreltek - akkor megfelelő gyújtáskésleltetésiszög mellett a feszüitség iranyanak megfordításávalháIőzati kommutációjú inverterként működve képesek az energia-visszatáplalásos fékezésre (p1.:

BDVmo|. A teljesen vezérelt egyenirrínyítók vá|tóiranyítő iizemmódjanak bővebb

ismertetése meghaladja e jegy zet kereteit'

A villamos

vontatómotorokat és segédüzemi gépeket, egyéb berendezés eket szabadonfutó (autonóm) inverterek táplálják. A következőkben a BDVmot sor. villamos motorkocsik vontatómotorjait tápIáIő inverterek működését és legfontosabb jellemzőit, tulajdonságait ismertetjtik vázfatosan. ]

2.4.4. 1.A

BDVmot sor. villamos motorkocsik főüzemi invertere

A motorkocsik rövidre zárt forgőrésni hfuomfáÁsú aszinkron vontatómotorjait áraminvertet látja

eL.

Az araminverteÍ megnevezés art jelenti, hogy

egy-egy főüzemi a kapcsolást szabáIyozott egyen-

r07 rírammal ahozzá tartozó foüzemi egyenirányító táplálja és az inverter lényegében a kimenő váltakozó feszültség frekvenciáját állítja be' A következő ábra a BDVmot sorozatú villamos motorkocsik vontatómoto{át tápláló haromflizisú araminverter' illetve a jármű foaramköri elvi kapcsolását mu-

tatja.

*"{i

,-F

€

nek elvi kapcsolása

Az inverter a

szabáúyozott hfuomfazisú viíltakozó fesztiltsé get áIIít elő, amelynek .egy2nríramból frekvenciáját nullától a maximális értékigfolyamatosan képes viíltoaatrri. A motona jutó fesztiltsé_ get és ezze| egyitt a motor áramerősségét lényegében az egyenirány ítő el|it1abe szintén folyamatos szabályozéssal. Villamos fékezéskoraz inverter egyenirányítóként működii és a É'ózbénső Ltirbe egyenfesztiltséget táplríl ,

vissza.

.

A berendezés hátranya" hogy a váltakoző fesziiltsége szinte tisztan rregys#g_iel, mely a felharmonikusok széles skáIáját tartalmazz.a és ez a vontatómotoron is felharmonikil oyon1átékok kialakulésához vezet, egyéb hátranyos hatások mellett' Előnyként lehet viszont említeni, hogy a jrírmű főaramköre a főmegszakítón kívtil érintkezőt nem tartalmaz' amenetitányvéiltast és azaramkör kikap-

csolását afélvezetők útjíína szabáIyozás irányítja.

12,4.5. Korszerű áramirányítók és áramirányítós hajtások a vontatójármíívekben

A

legújabb fejlesztésű villamos (és dízel-villamos) vontatójárművekbe GTo-_k, vagy IGBT-k fel_ használásával olyan fő- és segédüzemi atamiranyítókat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a kozel egységnyi teljesítménytényezőjúés felharmonikusokban rendkívül szegény (tehát közel szinuszos) fuamfelvételt a jármű minden ÍlzemálLapotában, beleérlve a visszatápláló vi11amos fekezést is. Hasonló paramétení ríramokat képesek abátomfénisú aszinkron vontató- és segédtizemi motorokattáplátő áramtányítók (inverterek) is előállítani. Így a motorok finoman,rángatő,liiktető nyomatékok néllail indíthatók'

Az ilyen típusúaranitinyítók

és hajtások felépítése,mikropÍocesszoros szabályo zása és működése igen bonyolult, azonban legfobb tulajdonság aikat cé].szeriinek tartjuk ismertetni'

108

A

fotranszformátorra kapcsolt aramirányítót hálózati, vagy bemeneti aramirányítónak nevezik és impulzus üzemű. Ez nagyon leegyszenisífie artjelenti, hogy a félvezetőket a szabályozó berende_ zés atápIáIó váltakozó feszültség egy felperiódusa alatt többször begyujtja, majd kioltja úgy, hogy közben a főtranszformátor vontatási szekunder tekercsén a vezetés időtartamara rövidzarat létesli. Az inatrt rohamosan növekszik, majd a kioltást követően csökken' Az intenziv tranziens aramváltozások a transzformátor nagy induktivitasan feszültségemelkedést hozrrak létre (a transzformátor dropja 60 % körüli érték!), mely egyenirrínyítva az egyenéramú közbenső kör feszültségét adja. EzzeI az eljarással elérhető, hogy az egyenfeszültség a közbenső körben magasabb, mint a szekunder tekercs feszültsége. Az álrarniranyító az egyenélramúközbenső kör feszültségét állandó értékentartja' A közbenső kör egyenfesztiltségének igen kis hullrímosságát kondenzátor-telep simítja tovább. A rendszer sajátsága, hogy elmaradnak a hagyományos funkciójú kapcsolóelemek. A ftitranszformátorra egy főkontaktor údán kapcsolódik az fuarrtírrínyító. A jarmű főaramkörének üzembe helyezésekor a közbenső kört fel kell ttilteni azijzemi feszültségszintte, ezért meghtn az úgynevezett ioltőkontaktor. A közbenső köri kondenzátorok bekapcsolási aramlökését a töltő_kqntaktor által bekapcsolt töltő-ellenállás korlátozza,. Azilzemkész áIlapot kialakuiásakor a tölt'ö-ellenrállást a meghúzó főkontaktor rövidre záqa. A főríramkör kikapcsolásával egyidejűleg az egyenatamú közbenső kör nem lesz fesztiltségmentes, mert a közbenső köri simító kondenzátorok még energiát tiírolnak, ezért az fuamirényítő egy kisütő ellenrállást is tartalmaz, melyet a kikapcsoláskor meghuzó kisütő kontaktor kapcsol be. Villamos fekezéskor az energia a közbenső körbő1 visszafelé arurr;,k, az áramirárryító húőzati kommutációjú inverterként működik.

Az egyenaramú közbenső körre

a motor-iíramiranyítók v'annak kapcso1va., melyek szintén impulzus tizeműek. Az áJlandó értékűegyenfesziiltségből folyamatosan változtatható fesztiltségű és frekven' ciájú - az imptilans-tizemnek köszjnhetően-: a szinusáullánnot igen jól közelítő, elenyésző fe1har_ monikus-tartalmú háromfrízisú fesztiltiéget allítanak elő a vontatómotorok számrára (fesztiltséginverter). Az árarnirányító villamos fékezéskora vontatómotor ríltal termeltbaromfázisú feszültséget egyenirarryítja és a közbenső körnet adja tovább. A vontatómotor előtt egy űgynevezet1előtét_ fojtó található, mely kis frekvenciákon megnöveli a vontatómotor látszólugo, éu"oailámt, a fojtót a hozzátartoző kontaktor nagyobb frekvéncirín _ és nagyobb sebességen - rövidre zÍrvakiiktaÜa, mi_ vel ekkorra a frekvencia1övekedtével amotor látszólagos ellenálHú is jelentősen megemeldair.. A következőkben az Ögg l0t4lt114 sórozafu villamos mozdonyának főáramköri kapcsol ási váz]atát mutatjuk be, mely atárgya|telvek szerint működik. .

_rsr.v/rettr

ZSr.v/sOnz

q

er$z{

-l.il\-

É,+._

It

st

!"31t

tl46

ácq;p\1lll[

kotor drauitált'l!\

$ddl_{-,itó

Az ÖBB I0I4/11Í4 sor. mozdony főáramkörének elvi kapcsolása

109

inismertetett elveken működő aramiranyítókkal i.izemelnek a tr,tÁv Rt. Bvmot és BVhmot sorozatuvillamos motorkocsijai, valamint pl.: a DB egyes 401 sorozatu (ICE) és a legújabb 402 sorozat1(ICEz) villamos motorvonatai, valamint a 101 és 145 sorozatú villamos mozdonyok is.

Az Az

ismertetett aramiranyítók segítségévelegységes elven működő és közel egységes kialakítású, kü-

1öníóle aramrendszerű villamos, vaiamint dízel-villamos erőátvitelű mozdonyok építhetők.

A korszerú egyenaramú vontatójárműveknél értelemszerííenelmarad az egyenaramú közbenső kört előálító ha|őzati aramiranyító, az aszinkron vontatómotort ellátó motor-aramiranyító bemenetét közvetieniil a felsővezeték feszültsége táplálja' a közbenső kör névIeges feszültsége 1,5 kV, vagy

egyenáramú vontatási rendszereknél a felsővezeték-háIózatot diódás egyeniranyító aláLlomrísok látjrák el energiával, melyek nem teszik lehetővé az energia aramlási iranyanak megforduleását, ezért visszatápláló villamos fékezéscsak akkor alkalmaáatő, ha a halózaton közlekedik o1yarr jármií, amely a visszatermelt energiát - legalább részben - feltudja hasznalni, emellett a hálózati feszültség megemelkedése is csak igen korlátozott lehet, ezért sziikség van fékellenállásra, mely célszeruen a vontatómotort táplaló aramirányító egyenaramú oldalara kapcsolódik' szintén félvezetős szabáIy'ozással, mely az ellenállást akkor és olyan mértékbenkapcsolja be, amikor abáJőzatfe|vevöképessége korlátozott. Ilyen kapcsolású az olasz Vasutak (FS) 3 kV egyenaramú ETR-500 sorczatűnagysebességű motorvonatának foaramköre is. 3

kn. Az

Több (3-4) iíramrendszeni vontatójárműveknél, a többfele váltakozó aramú táplalhatóságot a főtrarszformátor prÍmer tekercsének fesztiltség-átkapcsolasával és 16 2/3 Hz-es típlálásra való mágnes}ör-szerkesáéssel biztosítjak, míg az egyenánamú közbenső kör feszültségét az egyenLíramú rendszer névleges bálőzati feszültségének megfelelően váIasztjők meg (1,5 kV, illetve 3 kv). Egyenaramú tizemben az egyenáramú főmegszakítóról a feszültség közvetleniil a közbenső körbe jut' lE= visszatáp|atő fékezésa valtakoző ératnt hálőzaton"korlátlanul a]ka1maz}rató, mert a hálőzat níindig felvevőképes (az 50 periódusú rendszerben az alallómasi tanszformátorok közvetleniil az orságos hánőzanákapcsolódva tudnak üsszatáplálni, a csökkentett periódusú rendszer forgógépes, vágy elektronikus periódusváltói pedig szintén alkalmasak az energia táramlási iranyanak megfordítá5;fua, tehát az orságos hel]őzatba történő visszatáplálásra), azonban az egyenátamúhá|őzatoÍ| az üiernbiztos villamos fékezésaz előbb említett okok miati sztikségesséteszi az egyenátamú közbenső körre kapcsolt fékellenríllás beépítéset. Ez a működésj elve az oBB 1 822 sorozatÚ (,,Brenner''-) mozdonyrínak, vagy az FS ETR_460 sorozatú (,,Cis'alpino") motorvonatarrak melyek 15 kV 16 2/3 }JzváItakozó fesziiltségti és 3 kV-os egyenaramú béú,őz"aton közlekpdhetnek. ::-+

Korszení dízel_villamos erőátvitelii mozdonyokban az egyenánamú ktizbenső kört a dízelmotor által hajtott hráromfazisú szinkrongenerátorról vett és haromfázisú diódás híddal egyenirányított fesziiltség táplálja. Gyakran erre a közbenső körre csatlakozrak a villamos vonatflítési és a segédi'izemi há|őzatokat ellátó arurrtiányítók, átalakítók is és elmaradhat a flltő- és segédtizemi generátor, valamint villarnos fékezéskotaz enetgia felhasznáLhatő a vonat energiaellátására, és a segédi.izemek táplálásarra. Ha az energia-elvétel kisebb, mint a fékezéskorfelszabaduló energia, akkor az szintén a kozbenső körre feivezetőkkel szabáIyozható módon kapcsolt fékellenálláson hővé alakítható. s€gédilrcml atrlrHÍó (segédüzcmeIl' aklrm_ töltés' stb.)

Srlnlcongcncr{tor

1'

Fóegj'.nlrÁnyltó

Egycní_ mmú

Forgó-

vÁl

Aszlnkron vontrtónotorok

lrózbcnsó

lór

2' Forgó-

vÁz

Árlmlr{_ nyÍtók

Korszerű dízel-villamos mozdony erőátvitele

110

Végezetül egy igen érdekes hajtásrendszert mutatunk be. A Francia Vasutak (SNCF) 25 kV 50 Hzes váltakozó- és 1,5 kV egyenfeszriltségű táplálásra alkalmas 26000 sorozatu villamos mozdonyát és a TGV Atlantique nagysebességri vonatokat haromfázisú szin}ron vontatómotorok hajtják. A vontatómotorok állórész-aramkörét hálőzati aramiranyító, egyenaramú közbenső kör és motoráramirányító táplálja. A szin]
A szabályozó berendezés úgy állítja be az állórész-fesztiltséget és frekvenciáját, illetve a forgórész gerjesztőaramát, hogy a motor a maximalis szinkronozó nyomatékkal gyorsítson' A szin]
a

szinkronozó nyomaték mindig azitjabb frekvenciának megfelelő szinkron fordulatra ,,rántja''. 13

Az akkumulátorokat a 6.2.3. fejezetben mar isrnertettiik. A korszerű vasúti vontatójárművek iizem_

be helyezéséhez elengedhetet]en a megfelelő fesáiltségre feltöltött

és sziikséges kapacitású akkumulátor megléte. A vasúti személykocsik világít'ísát és egyes egyéb berendezéseit iy gyakran kell akkumulátorról tríplálni. Töltés nélktil az akkumulátorok _ a jrírmű típusától fiiggően - I/2...3 óra időtartamig képesek a jrírmű tizemét ferrntartani, ezért a szÍikséges iizemkészségiszint rnegtartása érdekében az akkumulátorokat a jármű tizeme során folyamatosan maximális töltottségi állapotban kell tartaní. E célra krilönféle akkumulátor-tcil]ő beren|ezéseket alkalmazrrak.

iÉ: * !í,

5:

:i

:l:

:

]::

Az akkumulátorok kell

a következő

töltést igény{ik, tehát a töltőberendezéseknek is ezeket az igényekeq

kielégíteniük: i _ Gyorstöltés - nagyráramú töltés _, mely a lemerült

i

akkumulátor töltésekor sziikséges. Ilyenkor a feszültség nern emelledik a maximáIis értékftilé, de az ararnerősséget kor-. Iátonikell, mert a megengede@élnagyobb töltőáÍam káros tulmelegedést és intenzív..i' gázképződést okoáat, me'|Y az akkumulátort karosítja. - Csepptöltés - korlátozott fesailtségíi töltés _, mely a feltcilttitt állapot közelében lévő akkumulátort tovább tölti, illewe a feltolt
A szénoszlopos szabáIyozőban

szén gyiiníkbőIkésniit ellenállás-osziop végzi agenerátor (dinamó) gerjeszLőfuatnánakszabályozását olymódon, hogy egy tekercs érzéke:liaz akkumulátor feszültségéi és a feszültség hatásríra a tekercsen áthajtott fuatn mágneses tere egy forgó elemet mozgat, mely a szénoszlopot összenyomja és - a szén gYíriik közötti átmeneti ellenállás csökkentésével - a gerjesáőuamot növeli, vagy ellenkezőleg' a szénoszlop összenyomásának lazításávalcsökkenti aa' Ilyen jellegu szabáIyozó-berendezés látja el az M44 sorozatu dízel-vi1lamos mozdonyok te1jesítmény- szab ály ozását is.

111

A szénoszlopos szabályozó_berendezés elöl- és oldalnézete Néhány vontatójármii akkumulátor-töltő berendezésével részletesen is megismerkedtink.

I3.I. A HTV

":

típusúakkumulútor-töhő

A berendezéft a régebbi szállítású V43 sorozatú, és a _ mar

selejtezett _ prototípus V63 sorozatú mozdonyokbá, va]amint a BDt-300, BDbt-300 sorozatú vezérlőkocsikba építettékbe.

1zv

+

nt'*

A HTv típusúakkumulátor-töltő

A

kapcsolása

készi.ilék a tápfesai\tséget - mint villamos mozdonyoknáI áItalában - a fotransdormátor segéd_ izemi tekercséről kapja (250 V). A tápfeszi'iltség a B] és 82 bínosítókon és a főkapcsolón kereszliil jut a töltőberendezés szórőttanszformátorara (SzTr). Ennek szekunder köre a 83 binosítőn át a TD öntelítő transzduktor munkatekercsére és a D] - D4 snliciumdiódákra csatlakozik. Azegyenirrányított aram a diódálaól az A arammérőn, illetve arurak söntjén át jut el az akkumulátorba, mely a P1'..N] kimeneti kapocspontokhoz csatlakozik. A V feszültségmétő az E előtéttel a töltő egyenfe-

112 szültségét méri. A TD transzduktornak két gerjesztőtekercse (vezérlő tekercse) van. Ha ezekben nem folyik gerjesáőríram) a transzduk1or névleges viszonyok között aramanak kb. a felét engedi át. E^ az állapotot kézi vezérlésríüzemnek nevezzúk, melyre a berendezés az automatikus vezérlés 'B8 biztosítékanak (250 mA) kiolvadása, vagy kicsavarása esetén önmagátó1beáll'

Normális tizemben a transzduktor felgerjesáő tekercsén át állandó aram folyik, mely afr'teljes nyitásra képes gerj eszteni.

A töltőáram beszabályo zását a G1,|egerjesáő tekercsen átfolyó éramvégzí.Eztazaramot a ZL jelíi Zener-diódákból á1ló lanc szabélyozza. A Zener-diódakon küszöbfesziiitségtik alatt nem folyik iíram. Ennek elérésekorbelső ellenállasuk végtelen nagyról igen kicsi értékrecsökken, 2_3 V feszültségemelkedés hatásara ezaz áratn a transzduktor munkatekercsét |ezárja,a töltőaram ilyenkor a

névlegesnek kb. 5 Yo-ara csökken, illetve iizemben a mindenkori terhelésnek megfelelően ál1be, a töltőfesztiltséget stabil izáIja.

A késztilék belsejében nyert elhelyezést avilágítási transzformátor is (Wr),a világítási háIőzat, a 24 Y -osra a halo gén fényszórók csatlakoznak

78

V-os kivezetésre a

Normál tizemben aszabélyozott akkumulátor-feszriltség 90*1 V, mely az akkurnulátor fesáiltségmérőj éről ellenőriáető.

13.2. Az AT-1

ttpustű

tirisztoros akkumuldtor-töhő

Az AT-|típusú töltőberendezéseket azujabbszállítasú V43, valamint a V46 és V63 sorozatú moz_ donyokba'építettékbe. A berendezés segédi.izemi fe"9ziiltgégről muködik és a követk ező fő egységek tartomak hozzá;. ': '',]Ti.

_

€.

-

Táptranszformátor (TrD,mely a töltő tápfeszültség-sántjét a jármű segédtizemi hálózatánakfeszi.iltségszintjéhez illeszti (170 V, +t2 yo, -3O yo). Simító-fojtó tekercs (Z,), mely a töltőfuam hullámossá gátkor1átozza.

_

segédiizemi fesztiltségből állít elő 78 V_ot a világítási helőzattészére. Az AT-1 típusúelekkonikus berend ez€s, mely lényegébenmaga a töltő.

.

Az

^T-t

típusúakkumulátor-töltő főáramkörű kapcsolása

A töltőberendezés atÍpfesnJltségét a TRF sémajelű illesáő táptanszformátoron keresztül kapja' Az

erősiíramú egység egy egyfazisú' természetes léghűtésű,aszimmetrikus féIigvezérelthídkapósolísú

.,] €

€]l

113

tirisztoros egyenirányító. A soros kapcsolású, ZSl sémajelű simító-fojtótekercs és egy elektrolitkondenzátor biztosítjak, hogy az akkumulátorra jutó feszültség hullámossága 15 %-on belül maradjon.

Az erősaramú egység védelméta tirisáoros híd elé kötött illesztett gyorskiolvadású bixosító (B1) és az RC védőtagok látják el. A tirisztorokat az elektronikus szabályozó aramkör impulzus-sorozata gyujtja. A tirisztorok gyújtaskésleltetési szögét a szabáIyozó kimenő jele ve#érli. A szabályozó feszüitség-alapjelét és ezzel a töltőfeszültség értékéta késziilékelektronikus vezérlő paneljén lehet beszabályozni - 2 V-os lépcsőkben. A gyorstöltés aramkor\átozása hasonló módon állítható be (névleges áram 22 A,legnagyobb aram 40 A).

Túlráram e1len a mar említett B/ jelű gyorskiolvadású biztosító védi a félvezetőket' Az összes segédiizemi \eágazÁs e biztosító után következík, így a biztosító kiolvadásara jelzés nem sztikséges.

Ha bármely okbó| a kimenő feszültség pilIanatértéke 102 sziilts ég-védelem|etíItja a töltő működését

v

fölé emelkedik (tultöltés), akkor a túlfe-

Lfesziiltség-hulltÍmossúg védelem az akkumulátor aramkör megszakadásakor avatkozik be. Ilyen_ koi a sziiretlenség miatt a töltő kimenetén az egyenfeszültség hullámossága a haüárértéket meghaladja, mely azewes fogyasztók hibás működéséhez vezethet' Ha a kimenő fesziiltség minimuma a hullámosság miatt periodikusan 55 V alá csökken, akkor a védelem késleltetéssel letil$a a berendezést' Hibajelzések:

_

A ,,Tápfeszültség-kimaradds"jelzést (LI) a JI je\urelé működteti. A jelzés ferurall, ha*, aZ akkumulátor be van kapcsolva és:

.

bármely okbólnincs trípfeszültség (segédtizemi fesziiltség - p1': ki van kapcsolva a főmegszakító);

: ff ilill 1 iíl*''* l;i:Htl::'l::iÍx*; ,;:'trh'ff

_

J]

rcIé késleltetett működésű és így rövid idejű (tranziens} halózat-kimaradas esetén jelez. E relé feladata még, hogy bekapcsoláskor biztqSítsa a töltő aÍamköreinek nem helyes feléledésisorrendj ét. A ,,Kistitő óram van" jeLzést (L2) a J2 je|íi relé működteti. A jelzés elektronikus és a

A

_

:::;

tti1i'őnríkcidésÍ##lil*f;'l'.,*tíffi#Yfi

.

j1ilffi ,|x?ffi

'[fi;,

belső meghibásodás rniatt nem tölt a berendezés. A ,.Íimenőfeszültség hutlúmossdg és túlfesziiltség" jelzést (L3) a J3 jelú relé működteti. A j elzés akkumulátonól múködik, elekhonikus.

Hibajel esetén az akkumulátor-töltő letilt. A hiba elharítása után a tiltást az NI jelú ,Nyugtazás'' nyomógomb legalább 4-5 másodpercig történő nyomvatartásával lehet

-"':T1T#J:1jl'fr lil:.T'TT1ÍÍ1T',#J;ilH':$xl*"trjiff"'.;ll' . habármely okból az akkumulátor feszültsége a megengedettnélnagyobb.

A ,,TtÍpfesziiltség-kimaradds" és a,,Kimenőfeszültség hullámosstÍg és túlfesziiltség" jelzések esetén az akkumulátor-töitő JI és J3 sémajelű reléi a mozdony vezetőasúalán elhelyezett hibajelző ízzót (piktogramot) is múkodtetik.

.'.

IT4 A járműjavítói főjavítások alkalmávalújabban egyes AT-1 típusútöltőberendezésekbe egy kiegészítő elektronikus jelző'panel kerril beszerelésre, mely az akkumulátor feszültségének 65 V a1á csökkenésekor a jármű vezetőasrtalában elheiyezett akkumulátor-töltés ellenőrző lámpát vi1logtatja.

l3.3. A TA

89V/130A típusti akkumultitor-töhő

E berendezést az M41 sorozatu dízel-hidraulikus mozdonyokban alkalmazzék. A mozdonyok

se_

gédrizemi fesztiltsége és annak frekvenciája a dízelmotor fordulat szánrlátőlfiigg, ezért olyan iott,iu"rendezés sziikséges, mely a 165'..255Y és 22.'.50Hz ktizött is kifogástatJ'':ű tiz..rr.i. Így;". sztikség lcilön világítási generátorra.

A

töltőberendezés harom Íő egységből áll:

_A

TR7 jelii transzformátorból, mely a megfelelő tápfeszriltség-szintet biaosítja a töltőberendezés szÁméra. _ Az FI jelu simító-fojtótekercsbőI, mely a kimenő hul1rímosságát csökkenti. _ Az elektronikus vezérlő aramkörből, mely egy egyenáram egyfánsú, tenirészetes léghűtésű,aszimmetrikus feligvezérelt hídkapcsolású tirisao.á. és ennek gyu3tas"gy".rirrínyító szög-szabályozó, vezérlő áramkörei. A vezérlésaramszabrílyózásnak at,lrenáLil resztiltségszab ály ozást valósít meg. Az akkumulátor-töltő a bevezetőben taglalt követelményeknek megfelelően az akkumulátort két töltési feszültségen - gyorstöltési és pufferiizem - töltheti. A fesztiltsJgek közötti átkapcsolás az akkumulátor töltöttségi állapotrínak fiiggvényében automatikusan történik. Az átkapcsoláshoz sztikséges visszacsatolt jelet az Árrt jelű egyenríramú tíramváltó szolgéitatja, mely csak az akkumulátortelepbe befolyó áramot méri. A 83 jelű biaosító a TR7 transzformatár_meghibrísodása esetén olvad ki. B2

TR7

D)

rYt

'vit ---t ,l*'u | +ct2 \3-....-

{.'u

lr'

I

I

rY2

ct4

li I

lwtz TI

L-

n ll

032

fcr,r

tl tJ 1,u

,.rs11 Y rtc L vtJ .i T

a

D33

+

AVI

rt

9

,s

,0

VezérI ó

órankór

, P 2

J

{,

:

A TA 89v/130A típusúakkumulátor-töItő

A $'ujtáskésleltetési szóg

telítődésénalapszik.

A

váItoztatása

a

főáramkörének kapcsolása

szabályoző aramkörben lévő mágneses erősítők hirtelen

töltőberendezés - az AT-I típusúhoz hasonlóan - rendelkezik feszültség-hul1rímosságés tulfeszültség elleni védelemmel, azoÁbanezek működését jelzől ámpanem jeizi.

115

L

4.Kapcs or,ÓxÉszÜr,Érnx

14.1. A villamos ív, villamos kisüIések légköri nyomtísúlevegőben Grízkisülésről akkor beszéltink, ha a gázban (levegőben) aram.folyi!.. A'egymástó1 kis távolságra elhelyezett elektródok között néhany 1000 V feszültségen 10_''-10-o A nagyságrendű ríram folyik. Ez a sötét gázkisülés tartománya. Ha az iíramot 0,01 A-ig növeljiik, akkor az elektródok közötti fesniltség kb. 200 V-ra csökken és mar villogást is láthatunk, ezért eá villogó kisülésnek nevezztik. Hasonló jelenség a korona-, vagy csúcskisülés is. (A vasúti felsővezeték, nagyfeszültségű táwezeték tartószigetelői körül is látható parás, ködös' esős időben.) Az aramot 0,1 A-ig növelve az elektródok között mérhető fesztiltség ismét növekszik, kb' 300 V-ig, eközben a villgsas továbbra is láthatő. Az aramot kb. 1A-ig növelve az elektródok között mérhető feszültség tu. zo-gov-ra is lecsökkenhet (kis elektródatávolságnal) és közben megjelenik a folyamatos íy'is. Az áratrl, növelésével az ív fesziiltsége közel állandó marad. 10 kA felett a feszültség lassan ismét növekszik az elektródok között. Ezt atartomLínyt a nagyaramú ívkisiilés tartományanak nevezztik. A villogó kisiilés ríramsűníségekicsi, az elektródok fesztiltsége viszonylag nagy (kb. 300 V), míg az ívkisülésnélaz aramsűniség több nagyságrenddel nagyobb.

A villamos ív tehát olyan gázkistilés, amelyet azalábbiakjellemeznek: _ kis feszültség az elektródok között (5_2o v);

_ _

nagy iáramerősség (1 A-nálnagyobb); azív oszlopában nagy áramsűrííség(10 A-140 kA/cm2); séklete magas :

- *'":'iT:ílff';i;,ffi''fr*T' ionizációs

_

-

deionizációs

(az ív fennmaradásót segíti)

atokaz ívben

(az ív fennmaradósót nehezíti)

elektron);

- a töltött részecskékösszekapcsolódása, semlegesítődése; , _ a töltést hordozdrészecskék szétszőrődá-

az érintkező széBtál'ó pontjai izzási'g he-

_ az ívhőmérsékletcsökkenése

az érintkezők szétválása (nagy villamos térerősség + az érintkezőkbőI kilépő sok

vülnek (fémgőzök); a magas hőmérséklethatásfua a gánban (1evegőben) is ionok keletkemek.

14,2. Az eglendramú ív és oltósa Az egyenárarn az ívet fenntartj a, tehátannak

sa;

_

(a bil

át-

adódik a környezetnek); nyomásnövekedés a hőnaérséklet emelkedése hatásara, mely a részecskékmozgását lassítja.

oltását meg kell oldani.

Az ív oltását elősegítő tényezők:

_ _

az ív hossziínak növelése, az az ív hűtése;

ív nytjtása;

azív feldarabolása, több részre osztása. A

mágneses tér ugyanúgy erőhatást gyakorol a viIlamos ívre' mint bármely más ararr|árta vezetőre. (Az ív gyakorlatilag tömeg nélk{ili, atarnjartavezetőnek tekinthető.) A megszakítanaó aramot meg-

1i6 felelően kialakított tekercsen átvezetve és a kialaku'ló mágneses mezőt az étirftkezők terébe vezetve a széwáIó érintkezők között olyan erőhatást gyakorol a keletkező ívre, hogy az elmozdul, kinyú1ik és az érintkezők elé szerelt, szigetelő anyagból készült és parhuzamos szigetelő lemezekből ado ottókamrában (langtölcsérben) lehűlve megszakad.Erta megoldást (mágneses) ívf,rvásnak nevezzúk. riróneaő ani,y

Az ívfúr'ó berendezés elve

Wililil{ o

al

b)

ilUil

WffiW d, €,

oltókamra-kialakítások A levegős ívfuvás szintén kedvező lehet, mertaz aramló levegő is alkalmas azív mozgatásiíra, kinyújtásríra,valamint még hűti is azt. Önmagában, egyenaramú ív oltásríra azonbannem alkalmas, áItalában a mágneses ívfuvás egészíthető ki levegős frrvással (pi.: az Öng to++ sor. mozdonyok

motorkontaktorainríl).

I4.3. A

vtÍltakozó dram megszakítdsa

A váltakoző

arum minden felperiódusban nulla értékrecsökken, tehát egy-egy időpillanatra megszakad' Ez az idő igen rövid, azonban az ív kialvását elősegíti és oltását pegkönnyíti. (A váltakozó ríramúív könnyebben oltható, mint az egyenárarrtú,) Ha teh'Át az ívet - az'efyeniíramú ívhezhasonlóan - nffitani tudjuk, akkor az az aram nullaátmeneténél kialszik. Ezután csak az íjragyulladást kell megak.adáIyomi az ívmarudékok fetdarabolásával, az ívcsatorna hűtésével,illewe-áz ionok ,,kiöblítésével"' Az újragyulladás megakadáiyozhatő az egyenáramnál említett megoldásokkal, valamint a'zal, hogy a megszakítást olaj alatt' vagy vákuumbanvégeznsk' illetve nagynyomású ievegőt fuvunk az érinÍkezők közé. Az öblítést az érintkezők közé arumlő olaj végzi e1, amellett, hogy igen jó szigetelő tulajdonságai vannak. Vákuum esetén viszont az áramnullaátmenetében rendkívril gyorsan szétszőrődnak a vezető részecskék, amelynek eredményeként a villamos szilárdság igen hamar helyreáIl az &íntkeztjk között. Ennek megfelelően mágneses oltású, olaj_, vákuu*-, spugáaos(kén-hexafl uorid-gáz)éslégmegsz,*ítőkatalkalmaznak.

A vákuum-megszakítók vákuum-kamráit alapvetően azonos módon

alakítj{ák ki, az érintkezőkmozgatásában mutatkomak eltérések.A vákuum-kamra felépítése,működése és a vákuumban történő ér unme gszakrtás folyamata a következő :

A vákuum szigetelési tulajdonságai kittínőek, ezért az érintkezők, illetve a feszúltség alatti és ftjldelt részek közötti távolság nagy feszúltségen is igen kicsire váIasúhatő. Az érintkezők vákuumban történő széwétlása még nagy zátrlati aramok megszakitásakor is csak kismérvii &intkező-erőzióval ját. A vákuumban - ioruzálható gázokLttányában - csak az &intkezők széwálásakor felizző és elpá-

r1,7

rolgó szintén az érintkezőkbőI szérmazó mikroszkopikus fémcseppekből keletkeznek fémgőzok, melyek az éríntkezők köZül gyolsan szétdiffundálnak és ezzeI az éríntkezők közötti villamos szilárdság igen hamar helyreáll, az ívelésideje igen rövid.

A

rnegszakító egy érintkező-párból á1l, mely üvegkerámia házban van elhelyeme' Az érintkezők körtjl csésze-szerű hengeres fem árnyékolás található, mely megvédi a szigetelő haz belső felületét attól, hogy a megszakitás során keletkező fémgőzök a kerámia falakra csapódjanak le. Ene azért van sziikség, mert a fem árnyékolás hianyában a ságetelő falakon csapódnrínak le a fémgőzök és ott vezető réteget alakítananak ki, mely az érintkezőket rövidre zárő á1ívelésekhezvezethet. A rövid íveléssorán a fémgőztik nagy része így is az érintkezőkre csapódik le. A vákuum-kamra belsejében a mozgó érintkező elmozdulását rugalmas, rozsdamentes acél membrán (harmonika) teszi lehetővé biztosítva ezzel az oltókamra tömítését is. Az oltókamran kívül találhatő az érintkezők villamos kötése, illetve itt csatlakozik a múködtető rudazat amozgő érintkező oltókamrrín kívüli nyúlvanyához.

Az alacsony olvadáspontu, speciális femötvözetből késziilt foérintkezők etlená}iása igen kicsi, mechanikai szilrírdsága viszont nagy. A hengeres korong formájú főérintkezők palrísrfelülete általában

ívelten fel van hasogatva. Így sok apró csúcs alakul ki, ahol - szétvél,ó érintkózők esetén - a villamos térerősségmegnő. Ennek következtében a csúcsokon irrínyítottan sok kis ív alakul ki a megszakításkor, melyek gyűriivé zárődnak és a gyűrii kifelé tágulva a villamos ív megszakad, az ionok a vákuumtérben szÉtszőtődnak. EzzeL az eljarással elkertilhető az érintkezők beégése.

A vákuum-megszakítők - az erőteljes ívoltó tényezők hatrísara - az árartot takozó aram legfeljebb harom periódusa alatt (max. 60 ms) megszakítják.

és a villamÖs ívet a

vál-

l&r4"tie 111

ft\-harpi A\tS e}intlrcÉ. tiut rplr'lc

Á vákuum-kamra kialakítása

14.4. Kapcsolókészülékek felépítése,üzeme t4.4.1. Szakaszoló jellegű berendezések

xam

, az árarnutak előzetes kijelölését végzík- iírammentes álla_ potban' egyes esetekben az árank& zárására (arurn bekapcsolásara) korlátozott mértékbenalkalmamegszal<ítására nem alkalmasak

sak.

Pl.: felsővezetéki szakaszolők, járművekben alkalmazott szakaszoló jellegű berendezések: kapcsolóhengerek: működtetésük lehet kézi (mechanikus - vontatómotorok selejtezőhengere), elektrodinamikus (elektromágnes mozgatja),villamos motorralhajtott (fiitési feszültség-átkapcsoló egyes vasúti személykocsikban), ep. rendszeni (a mágnesszelep

-

118

útjrína léghengerbe kerülő levegőnyomás mozgatja - villamos erőátvitelri mozdonyok

menetirányváltói,

menet-fek kapcsolói):

Á" ep. kapcsolóhenger (irány váItó henger) elvi működése

1. ,relőre'i ep. szelep, 2. ,rhátra" ep. szelep, 3. működtető léghenger, 4. erősáramú érintkező henger (mozgó érintkezők) 5. álló érintIcezot<, 6. segédérintkezők

e&véb szakaszoló'kapcsolók: villamos vontatójárművek Íöríramkörének munkavédelmi fijldelésére szolgáló ftlldelőkaocsolÓi. A Íbmegszalató kikapcsolt állapotában elválasája az éttartszedő fe1őli tetővezetéket a primer bevezetőtől és a mozdony fótranszformátorrának primer tekercsétől. A ft'ldelőkapcsoló - két érintkezője segítségével- mind az éu:amszedő felőli, mind pedig a transzformátor oldali vezetékeket le'ft'ldeli. Működtetésének reteszelése is aá biaosítja, hogy fiildelt állásba csak akkor lehet fordítani ha a főmegszakítót kikapcsoltrík és , az átamszedőt leeresáették (működtető levegőjét elengedték)

1.

A ftiIdelő-kapcsoló fiildelő érintkező kés-pár,2. működtető kar,3. reteszelő (azáramszedő szele ktáIó-váltó karj a)' 4. kulcsrö g zítő kar, 5. kulcs rö gz ítő szerkezet, 6. érintkező r'ógzítő hurok.

119

A tetőn kívüli rész öntött lrazban csapágyazoft vízszintes tengely, melynek végeire vörösréz érintkező kések vannak erősítve' melyekhez flexibiiis ftjldelő vezeték csatiakozik. r'ltaett állapotban a ké_ sek a főmegszakítón lévő érintkező hurkokba (rugózott allóérintkezők) szorulnak.

A ft'ldelőkapcsoló

fontos balesetvédelmi szerepet tölt be, hiszen a tetőkijarat és a nagyfeszültségű ,,őrzi'' és csak akkor vehetők ki belőle ezek a kulcsok, ha a járművet előzetesen leftjldelték, ilietőleg a földelés csak akkor sziintethető meg, ha a kulcsok u h"lytikon, r ö gzített ál lapotban vannak. tér (gépterek) kulcsait a földelőkapcsoló

14.4.2. Megszakító jellegiÍ berendezések

Az rizemi- és tulríramok, valamint egyes esetekben a zárlati aramok tizembiztos megszakítására alkalmas berendezések. ]4.4.2.I 'Megszakítók

A megszakítók képesekaz éramkörben kialakulható maximális zarlati ríramok megfelelő időn beltili iizembiztos megszakításríra is. Ilyenek például a felsővezetéket táp1ríló a1állomÁok *.g.'*itái, valamint a villamos vontatójiírművek főmegszakítói. A fómegszakítóval a vontatójármű villamos berendezéséta felsővezctékre kapcsolhatjuk, illetve arról leválaszthatjuk. A rnozdony-fiimegszakítóknak - e jegyzet írásakor _ harom típusa haszralato s ahazatvillamos vontatójrírművéten. vtLarrarom típus a jrírmútet<íneÍTe a célra kialakított, azonos rnérehi kivágásba szerelhető. 14.4.2.1-1.A BBC DBTF 3oi 250 tÍpusti légmegszakíti

BBC (ABB) gyártmányu egypólusú, váItakoző aramú légnyomásos gyorsmegszakító. A nagynyomású levegő miíködteti a megszakítót és a szakaszolót' valamint ortiá a kikapcsoláskor keletkázo villamos ívet. Mivel a sűrített levegő a berendezés ívoltó tényezője,"'ért *rruk minimális nyomását fokozottan ellenőrizni kell. A megszakító névleges iíÍama 400 A és a névleges 25 kV-os fesziiltségen 10 kA zarlatiáram meg-

szakításiíra alkalmas. Kikapcsolasi - megszakítási - ideje 55_l00ms.-Működtetéséhez - él,ntkező mozgatás és ívoltás - 5,5-10 bar nyomású sűrített levegő sziikséges. Yezérlő fesziiltsége u i'l'mti háIő zatáltoz i ll eszkedik.

A DBTF 30i 250 megszakító nézete és oltókamrája

120

A nagyfeszültségű részek _ az oltókamra

a megszakító érintkezőkkel, a feszültségemésztő (oltó) ellenríllás és a szakas zolő - a tetőn kívül helyezteanet el, míg a vezérlő- és működtető elemeket tartalmaző doboz a géptérbe nyúlik be. Nagy részben a tető alatt található, de a tető szintje fölé is kinyulik a főmegszakító hőszigetelt 12l-es légtartálya. A légkapcsoló vezérlő és működtető mechanizmusát a beépített 220 W-os flítőelem védi a befagyástól. A fiítőelemet a termosztát úgy szabáIyozza' hogy a fedél alatt a hőmérséklet elérje a t s "c-ot.

A kapcsoló

elektropneumatikus működtetésű, a működtető (bekapcsoló és kikapcsoló) szelepeket hiírom tekercs vezér\í: a rövid idejű ríramimpulzusra mérete)ett e. ,'bp']_ .Kl],-r.k...r, valamint a nyugvóaramú, tehát állandó átamraméretezett ,,TARTÓ''-tekercs. A r,i.n.gr"utÍtó bekapcsolásahoz szükséges a,,BE''- és a ,,TARTÓ''-tekercsek egyidejtí táplátása. A bekapJsota, roryurnata a követ_ kező:

Az oltókamrában a megszakító állandóan zfuva van, csak a

szakaszoió nyitott' A ,,BE,,- és a ,,TARTÓ''-tekercsek egyidejű táplálása esetén a ,,BE"-tekercs a kilincsműv.i kiolduu megemeli a bekapcsoló szelep tány&ját, mely a légtartályból nagynyomar,i r.".gotö;á:; szakaszoló működtető dugatt5ruja alá és a dugatt5rut a bekapcsott végállrásüa mozdítva"u"r".g'",j; megszakító szakaszoló kését'A főérintkezővel egyiitt zarnak - iliewe nyitrrak - a szakaszoiót "mozgató tengellye' együtt mozgő segédérintkezők is, a megfeleiő.- bekapcsoit helyzetben nyitó - segédérintkező bontja a,'BE''-tekercset táplríló aÍamkört. A ,,TARTÓ''-tekercs továbbra is táplrílást kap, mely rugó ellenében olyan helyzetben tartja akikapcsoló szelepet működtető kilincsművet, hogy a szelep zarthelyzetben maradjon. Ezze7 a bekapcsólás folyamát abefejeződött, a bekapcsolva tartást a nyugvóráramú (,,TARTÓ''-) tekercs gerj esztése biaosítj a.

ott$t|a'.Út-fei

fesz*L+sétPü1qé (l"onö)

lgtourfitS

Szakau.tbLJr

elt
s}AravpÉ f{.nqd

crcül^kéz!

a to,i,+r. bttrcfc+Jr.gl

'

-

eh"thcrö^'NA-

ueGsLArlt$

Lé$o.rüt1(4t)

u

Tüt{qüt{.l t"

rlt'

.iciltsicro

{a}flk!.+dé

(tnol{*1ou)ir)

!d"aá+v.rot *rt*sriy+cl3

*

C\qLtakorÁI

i{Str.tpitEs

Lcclap.tl tflcptrr * Szettét{t*.' pto*

o.t Afaqstc-

dgllir

f,or3\ sti3c}cÍ{

12r

A

megszakító kikapcsol, ha megsánik a nyugvóaramú (,,TARTÓ''_) tekercs gerjesztése vagy a ' ,,Kr''-tekercset táplaljuk' illetve, ha a megszal
A következő

to lj

a vi s sza.

ábrríkon részletesen tanulmányozhatő a kikapcsolrís folyamata:

I

F tcj
hrllt|

I

I

7

iJ\J -Gl

___-

Sr^Las{o|é ntr

icdr

-...-. r

l-r.\J k; kap661t

tn"i:'ut

A DBTF 30i 250 megszakító kikapcsolási folyamata

t22

A kikapcsoló és a bekapcsoló szelepek között a megszakító védőberendezése, a nyomásőr található. E megszakító{ípusnál igen nagy jelentősége van annak, hogy megfelelő nyomású surített levegő álljon rendelkezésére, hiszen a srirített levegő a megszakító ívoltó tényezője. A bekapcsolás csak akkor engedhető meg, ha legalább egy megszakításra eiegendő levegő áll rendelkezésre, ha pedig

bekapcsolt ríllapotban csökkenne le a levegő nyomása a minimális szint alá, akkor már nem engedhető meg a kikapcsolás. A nyomásőr a bekapcsoló és a kikapcsoló szelepek kilincsműveire hat, 4,2bar nyomás alatt megakadáIyozzaa bekapcsoló szelep működését és így a megszakító bekapcsolását, míg 3,5 bar nyomásnál reteszeli a kikapcsolást is, megvédve ezzel a megszakítót az elégtelen ívoltás miatt esetlegesen bekövetkező sérülésekÍől,oltókamra-robbanástól.

Mivela megszakító működésében ilyen fontos

szerepet játszik a megfelelő nyomású srÍrített levegő,

ezért avezérlő ríramútjába még külön is beépítenekegy kb. 5,5 bana beáliított elektromos nyornáskapcsolót, mely megszal
A megszakítót etláttrík a ftjldelő kapcsolót fogadó állóérintkezőkkel is. E megszakító-típust először aY4I sorozatú mozdonyokba építettékbe Magyarországon. Nagyfokú rnegbíáatóságanak köszcjnhetően még napjainkban is ez a legelterjedtebben alkalmazott főmegszakító-fajta Európa váltakozó aramú nagyvasúti villamos vontatójárművein. 14.4.2.1.2.A GEc_ÁLsTH)M 22 CB tÍpusúvákuum-megszakíto

A megszakító névleges arama 1000 A és a névleges 25 kV-os feszültségen 10 kA zárlati aram megszakításara alkalmas. Kikapcsolási _ megszakítási - ideje 30-60 ms. Működtetéséhez - érintkező mozgatas - 4,8-10 bar nyomású sűrített levegő sziikséges. Yezérlő fesztiltsége a jármű há|őzatéttoz illeszkedik.

,a
CB megszakító oldalnézete és nagyfeszültségű kapcsolása ^22 A megszakító a tetőn kívüli, két darab kerámia szigetelőből összeépített, fiiggőleges helyzettí nagyfesziiltségű részből és a tető alatt található - a múkcjdtető légtaÍtályt és a kapcsolási állapot visszajelzésétszolgáIő segédérintkezőket is magában fogialó - vezérlőegységből á1l. A felső szigetelő-elemben foglal helyet a vákuum-oltókamra, annak felső pontjahoz csatlako zik az á:ramszedőtől érkező tetővezeték. A vákuum-oltókamra kialakítása a korábban ismertetetteknek megfelelő' Aközépmagasságban lévő csatlakozőtől vezetjtik az árarnot a jatmÍiprimer bevezetőjébez' Aszigetelő-ház alső darubjaüreges, abban taláIhatő nzérintkezőtmizgatő,izigetelő *yuguot késztilt működtető rúd. A megszakítót felszerelték a foldelő kapcsoló érintkezőinek fogadás áxa aIkalmas á1ló érintkezőkkel is.

r23 óntué"1 *

iövtt"ó"1 2áÁn

hqil.éLc*.i

.

R Úthhli;ig!

P'.'.-.

\*d:$r

(3,Sucr)

f-z-

unöaüi gt.t+*_ q""f .\ i
Lce*pJ ! r.ot

.

(\,ó bRí}

('r')

CB megszakító metszete ^22 A megszakít ő vezérlése igen egyszerú. Avezérlőegységben lévő nyomásőr villamos érintkezője akkor za'a a működtető mágnesszelep (ep. szelep) áralrninjft, ha a vezérlő légtartályban legalább 4,5 bar nyomás van. A megszakító akkor kapcsol be' ha M ep.szelep vezér|ő feszültséget kap és meghúz. A működtető ep. szetep levegőt enged a működtető léghengerbe, mely felfelé nyomja az érintkezőt működtető rudat. A megfelelő érintkező nyomast és a gyors' zéLÍást rugós mechanizmus _ biaosítja. Ez a rugós szeÍkezetmost előfeszített - kikapcsolásra kész allapotba kertil. A kikapcso1ás során a bekapcsolva tartást is ellátó ep. szelep geÍjesáése megsziinik., az elejt és kiengedi a srírítettlevegőt a múködtető léghengerből. Ennek hatásara a működtető rud lefelé mozdul e! és az előfeszített rugós szerkezet pillanatszerűen gyors miiködéssel leszakítja a mozgő érintkezőt az aI|ó érintkezőrőL, ezzeLis biztosítva a gyoxs kikapcsotrást. A keletkező ív a vákuum-oltókamrában igen hamar kialszik. A működtető nyomás csökkenése esetén - mivela nyomásőr bontja u ep. szelep aramútját - a megszakító önműködően kikapcsol. Működése a kis érintkező-elmozdulás és az ívoltó levegő-nyomás hiánya miatt igen

A v ezér!őkáb elek

halk.

+

du gaszo lható an

cs

atl

ako znak a v ezérIő do

b o

áo

z.

A 22 CBtípusú főmegszakítókat Magyarországon - egy V46

sorozatú mozdonyon vtégzetlsikeres jarüzemi kísérletekután - aY46 046-060, a BVmot 001-003 és a BVhmot 200-20I páúyaszátrrtú művekbe építettékbe először már a gyártás során' 1

4.4'2.1.3.A SÉcaenoru BVAC tÍpusÚ vákuum-megszakító

A megszakító névleges fuarrra

1000

A

és a névleges 25 kV_os feszültség mellett 16

kA zarIati árart

megszakrtási - ideje 30-60 ms. Működtetéséhez - érintkező-mozgatás _ 4,5-10 bar nyomású srírítettlevegő szükséges. Yezérlő feszültsége a jármuháIőzatához illeszkedik. A megszakítót felszerelték a foldelő kapcsoló érintkezőinek fogadásána akalmas ál1ó érintkezőkkel megszaIcltásara a1kalmas' Kikapcsolási

is.

-

r24

taY[sldé

A BVAC megszakító oldalnézete A BVAC teljesítmény-megszakító fő részei:

_ -

a vákuuÍn kapcsoló kamrát magába

foglaló nagyfeszültségű rész;

aszlgetelő közbenső rész; az elektropneumatikus vezérlés(a srirített levegő csak az érintkező mozgatását végzt, az ív oltásában nem játszik szerepet, hiszen az a vákuum-kamrában történik).

'JOrbtfts

O-g$n:.l$ulk\)

I

I

-:I

A

BvAc

tÍpusúvákuum-megszakító metszete és fő részei

' A nagyfeszültségű rész elemei: _ a vákuum-kamra (vST) - kialakítása a korábbantéttgyaltaknak megfelelő - és a rugó-

_

-

doboz (BR), a vízszintes szigetelő-porcelán (IH); a terelőfej (TR) a villamos csatlakozással (HT); ahátsó perem (B) a másik villamos csatlakozással (HT).

12s

A szigetelő közbenső rész arra szolgál, hogy

a felső nagyfeszültségű tészt azalsó, ftjldelt

a szintén fti ldpotenciál on lévő j rárműtetőtől el szi getelj e. íészei: a fiiggőleges, tireges szigetelő porcelán, mely a felso

résáői és

_ _

résá alátánLasztja (IV); az alaplap (E), mely a járműtető kivágásába illeszkedik; az,,o"-gyrírűs tömítés, mely az alaplap járműtető közötti tömítést biztosítja; _ a szigetelő anyagból készült mozgatórudés a mely a szigetelő G), |orcelrín tiregén átnyú_ lik. Az alsó rész a jrírmti belső terébe (gépterébe) nyulik és tartalmazza a vezérlő- és ellenőrző elemeket. Részei:

-

-'u*1'T;;trffffiílT;;1, o

'

;temer LégÍartaly(RE); Nyomásőr az érintkező-mozgatáshoz sztikséges minimális nyomrás meglétének ellenőrzésére (C1);

:i[*::3ffi

_

_

:

::liÍ'**;J.x"r:3ffi

,"..nnőahajtásrend-

szet elmozdulásával '"''':''"f5J*1ffi (R). Az érintkező-m ozgatő szerkezetelemei: o Tartó (nyugvóríramú) elektromágnessel egybeépített henger (M); ' DugattYú (K), mely egybe van épífvea szigetelő *y-ug,i mozgatóruddal és zarja a miiködtető henger tartó mágneskörét, ná reto t'"iyzeteuen van; Csuklós rugórendszer (Rd, mely a megszakítót nyitott (kikapcsolt) ; - -- \--_--l-_v9'É) LLvLJ-VLv h elyzetében tartja. Avezétlő aramkör elemei:

: i3"::'"Í.ffi lffi':,T"el-csatlakozó

(BT);

A kapcsoló működése a következő: _ A bekapcsolás folyamata: l

í

A bekapcsolási folyamat soriín atartő mágnes (M) és a mágnesszelep (EV) gerjesáést kap' Ennek hatásfua a mágnesszelep kinyit és szűkített keies'ámetszeten (S1) srírített levegőt alégtartalyból (RE) a működtető dugattyú 9nged 1K);ilitérbe. A működtető dugatryú és a vele összekapcsolt szigetei ő mozgatőnid (i) felfelé mozdul e1 és a vákuum-kamrában a mozgő Jrintkezőtl Cm) hozzÁ&inti azálló érintk ezőhöz(Cg úgy, hogy kcizben a kikapcsoláskor gyors érintkező-s zétválástokozó leszakító-rugót (BR) is összenyomj a. Ezzel a kis átmeneti ellenállást és jó érintkezéstbiztosító érintkező-nyomás is kialakul.

A felső he|yzetébe kenilt dugaffyú tanyétja zafia a tartőmágnes (M) mágneskörét és a mágneses erő egyben bekapcsolt állapotban r(l-gzíti is a dutatryit és ezz"1a vákuumkamrában lévő foérintkezőt. Mivel a bekapcsolj sűrített terrJgore mar nincsen szükség, ezért a mágnesszelep gerjesáéséta bekapcsolási folyamat ujgen segédérintkező segítségévelavezérlésmegszünteti, az ep. szelep elejt es a uet up".solo t.rr.go - most mar nagy keresúmetszeten - a szabadbatávoztk' AÍőmegszak rtai a gerJesztett tartómágnes (M) tartja bekapcsolt állapotban és egyben készen ália kikapcroiarru.

126

P"1:

A bekapcsoláqi' folyamad első ryozzanatai légköri nyomásrl levegő; Pn; nagynyomású levegő.

A bekapcsolási

folyam at b efejező mozzanatai

r27

A bekapcsolt, kikapcsolásra kész helyzet A kikapcsolás folyamata: A kikapcsolási parancs a tartómágnes (M) gerjesztésének megsztintetését jelenti. A és az a mágneses tér megsziÍntével a leszakító rugót összenyomó erő megszűnik duiatryút 1efelé mozgatja.A mozgást a csuklós emeltyri - eddig szintén összenyomott erejéhez. *íoju gvorsítja, miv:el ereje hozzáadődik a mozgó érintkezőt leszakító rugó át A-d"g;ti]ni Jatti térben lávő légköri nyomású levegő a nyitott mágnessze1epen fel alsó helyzeougy k"r". funetszeten - kiríramolhat. A dugattyú csillapítottan ütközik tében.

igen Eközben az é;1ntkezők nyitasa során keletkező villamos ív a viákuum-kamrában a megszakító hamar kialszik, a megszakítási - kikapcsolási - folyamat befejeződött, készen á|I az ismételt bekapcsolásra'

A kikapcsolás folyamata

128

A kikapcsolt, bekapcsolásra kész helyzet

A BVAC típusúfőrnegszakítókat a V63 154 palyaszrímú mozdonyon végzett sikeres tizemi kísérletekutríntöbbfelújítottV43ésBDVmotsorozatujrírműbeépítettéimrírb"e.

I4.4.2.2.Kontaktorok

;

A kontaktorok általában képesek az aramkör rizemi- és fulríramainak megszaüt áséna, znIathrírításá-

ra az'onban nem, illetve csak ritkrán. Sok kontaktorniál mágneses ívfuvá., ar.ur*-i']' áramú kontaktorok ívfirvó vasa lemezelt kialakításű. az orvényríramok és transzformátoros hatasok mérsékléseérdekében.

ffi#;;

Az áram-megszakítása soriín keletkező ívek az érintkezők feltiletét erőteljesen erodríljak, beégések, kráterek, szigetelő oxidrétegek keletkezrrek' melyek az,ftén az átmeneti ellená1lást jelentősen megnövelik és az érintkezők kráros mértékűtulmeleged éséhez'összeforriís áttozvezethetnek, ezért akapcsolókésailékek érintkezőittlgy képezik ki, hogy a tartós érintkezés he1yén ne alakuljon ki ív, illetve oda igen kis ellenrillású ipari ezüst-lapkát építenekbe az érintk ezők Áyagába. Az ívelésés a tartós érintkezéshelyének hatarozott elválasáását és a jó érintkezést segíti az érintkezőklegördülő mozgatása is. A gördiilő érintkező-m ozgás során azegymáshoz surlódó mozgő-és állóérintkező folyamatosan tiszful, mely a kis átmeneti ellenállás eléréi'etsegíti elá. A mágneses ívfuvásúkontaktorok öntiszruló érintkező mozgasa a következő ábrrán tanulmiányoáa-

tó.

a? \l f

I I

b!

E

gyszeres megszakítás ú éri ntkező (b ill en ő éri ntkező) m ű köd és e nyitott helyzet (a), az érintkezés kezdete (b),zárthelyzet (c)

A kontaktorok mtiködtetése - az érintkező mozgatása - lehet: mechanikus: az érintkezőket rugó ereje zárjaés ennek ellenében bütyköstrírcsa nyitja, pl' : V4 3 s or' mozdonyok fokozatkap cs olój anak telj e sítménykontaktorai ;

129

elektrodinamikus: az érintkezőket elektromágnes zátja és rugóerő és a nehézségierő nyitja, pl.: V43 sor' segédüzemi kontakÍorok, M44 sor. dízelmotor-indítókontaktorok, stb.;

pneurnatikus: az érintkezőket iéghengerbe vezetett levegőnyomás zfuja, p1.: egyes nagysebességri személykocsik mágneses sínfékénekkontaktora; elektropneumatikus (ep.): az érintkezőket mágnesszeleppel vezéreIt és iéghengerbe vezetett levegőnyomás zátja, pl.: V43, V63, V46, M44,lld62 sor. mozdonyok vontatási főríramkörében található motor- és - ha van - mezőgyengítő kontakÍorai, a vonatfiitési kontaktorok, stb.

Az elektrodinamikus kontaktor

szabad larcAl

mükdtctl lercgő

Az elektropneumatikus kontaktor elvi mííködése és felépítése csatlakozási hely,2. fúvótekercs,3. érintkezőkr4. érintkező_rugó, 5. oltókamra,6. hajlékony kötés,7. léghenger,8. kikapcsoló rugó,9. szigetelő köz_ darab, 10. segédérintkezők, 11. ep. szelep. 1.

130 lél

műkodlptá'

szdbadba _

konorpsszoddl.,-:

Az elektrop neumatikus működtetés elvi

E

1

gyen á ramú elektro

4. 4. 2. 3.

p n eu

v

ázlata

matikus ko ntakto r (GvM gyártrn ány)

olvadóbtztosítóh kismegszakítók, motorvédő kapcsolók

Az oivadóbiaosítók alkalmasak a tulríramok, zátlati áramok megsza}
kiolvadnak . Az kat alkaImaznak. hogy tulárarnok, ezzel az áramkör

áramirrínyítók fé|vezető elemeinek védelmére illesztett gyors kiolvaddsú biztosítóLényegében az aramkör ,,mesterségesen legyen gített szakaszai",annak érdekében, zárlatok esetén itt, megfelelően kialakltott heiyen olvadjon eI a vezeték, megówa tobbi részét.

13r

Srirer 7elzól<írcv Fémsepka

KerghE Kvorchwnú

olwdóvot

-

ieÉazőt

Fémsopko

Az olvadóbiztosítók kialakítási

lehetőségei

,

Az olvadóbiztosítók jelleggörbéi aá mutatjiák, hogy a névleges aram közelélen a biaosító gyakor_ latilag végtelen idő mulva olvad ki. Minél jobban tullépi az ánameússég a biztosító névlegós ,e..mát, annálhamarabb olvad ki. A keletkező villamos ív óltrísát a biztosító-betét belsejének kiarchomok-toltése segíti elő. A biaosító betéteken lévő jelzőgornb színe utal a biaosító névleges aramerősségére, a gomb kiugrása pedig a kiolvadt állapotot jelzt. Azillesáett gyorskiolvadasú fé|vezetővédő biztosítók kiolvadását - a jelziigomb kiugrását _ ríltalában mikokaicsoló érzekeli á" i*o szabétly ozását, tizemét így befolyásolj a. t tblrad.isr

z0 & rü2ü

'n

lüo no, 2ao,o 2ba 10& ,rqo trAt

Az oIvadó biztosítók j elleggörbéi

A kismegszakítők, motorvédő kapcsolók alkalmasak a hrlaramok, zfulati ríramok megszakításfua'

Túlaramvédelmi fokozatuk ikerfemes kialakítású míg a zulati fokozatelektromágneses, , tehát a tekercsben fotyó aram mágneses tere okozza a megszakító szerkezet kioldását El/fr"y;-;'o-r'ufioiltosítókkal szemben, hogy kioldás után egyszerűen visszakapcsolhatóak, illetve kapcsolóként is al-

kalmaáatók'

A motorvédő kapcsoló lényegébena kismegszakítóhoz hasonló. Túlterhelési, túlaramvédelmifokozata íkeffémes kialakítású. A két egymáshoz rögzttelt, eltérő hőtágulású fémiemez(bimetall) fiítése

lehet közvet]en - a rajta átfolyő fuamflíti -, illetve lehet közvetett - azikerfémre feltekercselt ellenállás-huzal fliti. A tulterhelés hatásfuaakkora a hőfejlődés, hogy azíkerfém.ú;mértékbenhaj1ik ki' hogy a motor aramkörében lévő érinÍkezőket nyiió kilincsművet működtetve a motort kikapcsolja.

! L

132

A zarlatokat rugó ellenében működő elelctromágnes érzékeliés szintén a kilincsmúvet mtiködtetve nyitja a kapcsoló főérintkezőít.

A

vezérlésiés világítási ráramköröket a vontatójrírműveken általában olvadóbiztosítók, vagy kismegszakítók védik' A segédüzemi gépek védelmérelomha kioldású olvadóbiztosítókat szoktak alkalmazni' A v43 sorozatú villamos mozdonyok tégsrÍrítő-motorját motorvédő kapcsotó védi. A felvezető elemek védelméreillesztett gyorskiolvadású olvadóbiztosítókat használnak fel. A technika fojlődésével a segédüzemi gépek védelméreis egyre gyakrabban alkalmamak nagy teljesítményű kismegszakítókat. ]4'4.2.4.osszetett kapcsoló-berendezés fokozatknpcsolója

a

V43 sorozatú mozdonyok No 32 típusú

A V43 sorozatú mozdonyok ,,lelke"

a fokozatkapcsoló, mely a jármű sebesség szabály6zását végzi. Összetett, hiszen megszakító és szakaszoló jellegű t"i.'"ro.remek egyaránt találhatóak benne és nemcsak egyetlen áramkör be-, illetve kikapcsotasa a feladata. A főtranszforruítor első (szabáiyoző) primer tekercsének megcsapolásafuól át kell kapcsolni azfuamot".''"dik 1tlildó áttételű) primer tekercsre' Ha az átkapcsolás úgy történn": hogy akkor kapcsoloÁa ; il";,k. z(5 fokozat, amikor már az előző kikapcsolt, akkor a vonóerő igen nagy mértékben ugrálna, mértékben riíngatna. Ha a következő fokozatattoitapcsolódna uJ, amiío. Áeg *előző fokozat is bekapcsolt helyzetben van, akkor a szabályozó tekerci két kivezetjsét - és ig/ u nit *szformátor e menetekben indukráIódó fesztiltségét - rövídre zárnfuk,mely zrárlati ríramok kialakulásríh ozvezetne. A fokozatkapcsolónak tehát úgy kell a fokozatok közötti átkapcsolásokat elvégezni, hogy a vonóerő az átkapcsolás közben ne maradjon ki, de a két fokozat kozotti primer tekerci-rés z se zánődjon rövidre ezalatt E követelményeknek az No 32 típusúfokozatkap.;il b;'""dezés úgy felel meg, hogy a két szomszédos megcsapolás közé - a záríat megakad?nyőzasa céljából - a fokozatok közötti átmenet idejére átkapcsoló ellenállást kapcsol be.

';"'í'""y;;t';i#ri;

t1 Í l Í I

1

(

FliFr

l 291

;rt7..l

L' Éji! i ia4*zi41,4i,(1

}

|!'

A választóhenger'

z-,!

! i:v r FFi

Ln

n *_i, i] n

;1

i,.i

ii-+í,

;, ú-i, ;,-'l'

;

l ,

a teljesítmény-kontaktorok és a légmotor sematikus ábrája piíros szegmensek, 3.: páros gyríjtősín, 4.: paratlangyrÍjtősín, 5., kiilr;;;tkező gtirgő, 6.: belső érintkező görgő,7': választőhenger, 8.: hajtőkar,í.:Íogazontácsa, 10.: csapos tárcsa, I1.; máltai kerék, 12.: hajtó tengely, 13';kondenzátor-áftezető, 14.;teljesítmeny-konáktor, l5.: bütykös mriktidteto tárcsak, 16.: üreges szigetelő az araldit_tengellyel, 77.: ívflrvó tekercs, 18.: átkapcsoIó e]lenáIlas,19.: kupfogaskerék, 20.: védőellenállás, 21.: l ': páratlan szegmensek, 2.:

í aa

IJJ

légmotor-dugaWű,22.: forgattyús tengely, 23.: pontozó tárcsa, 24.: végállás-határoló villa, 25, 26,27 .: fogaskerék, 28.: yezér|o bütyköstarcsa-sor,29.: belső fogazású tárcsa, 30.: vezérlő bütyk
A fokozatkapcsoló legfontosabb elemei

_ A vdlasztóltenger

a

következők:

a 33 szegmenssel (a transzformátor szabá|yoző tekercsének kivezetései), a kör alakú paros és a paratlan gyűjtősínekkel valamint a válogató kanal' olajtere a főtranszformátor olajterétől el van választva, az o\aj külön leeresáhető. Az olaj keringtetésére a választóhenger előlapjara szerelt, stirített levegővel múködő szeÍvomotorral hajtott szivattyú (,,pisszegő'') szolgál, me|y az olajat aváIasú.őhenger aljaró1 szívja és egy szűrőberendezésen átnyomva a henger felső részénjuttatja vissza.

A

vrílasztóhenger tetejébe fém emyőkkel védett 2 db tányér alakú, rugós biztonsági szelep van beépítve,melyek kb. 0,1 bar tulnyomás esetén kinyitnak' Erre azért van sziikség, hogy esetleges meghibásodás esetén, amikor az'olajtétben ív keletkezik, a fejlődő génoknyomása ne robbantsa szét a válasáóhengert'

A

valogató kat mozgását egy úgynevezett máltai kerekes szerk'ezet úgy biztosítja, hogy a kúpfogaskerekes hajtótengely 90o-os elfordulásríra a válögató kar éppen egy fokozatnyit forduljon el.

A

_

váIasztóhenger oldalrín, a hajtó tengely végénkerült elhelyezésre a két fokozat között nyitó segédérintkezó,mely a későbbiekben ismertetésre kerülő átkapcsoló ellenállás védelmét szolgríló iáramkör. része.

A

_' teljesítmény-kontaktor,melyek az átam-megszakítást és a terhelés alatti átkapcsolasokat végzik és biaosítj ék azt, hogy a szegmensről legördülő válogató kar érintkező_ görgője ne szakítson meg aramot, illetve a szegmensre rágördtilő érintkező ne zár1a az aramkört. A kontaktorok mechanikus működtetésűek, érintkezőiket - mindkettő mozgóérintkező - rugő zétr1a és elforduló hullrámtarcsa (bütykös trírcsa) nyitja - a rugóerő ellenében. Avá|asztőhenger a hiárom teljesítmény-kontaktonal lényegébenegy komplett egységet alkot. - Az dtkapcsoló ellenáIltÍs (,,tetőellenállás'', értékekb. 2C)), mely korLátozza a két transzformátor-kjvezetés között kialakuló zárlati iíramot és biaosítja a vonóerő folytonosságát a fokozatok közötti átkapcsolások tartamara. l _ A védőellendllós (értéke100 kf)), mely rállandóan összekapcsolja a paros és a prírat|an gyűjtősínt, hogy a vélogatő kar görgő-érintkezőjével éppen nem érintkező gyűjtősín a válasúőhengerben ne kerülhessen meghatározatlan feszültségre, - mivel ez az olajtérben átíveléshez vezethetne - harrem a másik gffitősínről kapjon elő-feszültséget. _ A légmotor, meIy a fokozatkapcsoló mechanikailag pontosan összehangolt elemeit (teljesítmény-kontaktorok, válogató kar, segédérintkezők) mozgatja. Felépítését tekintve négyhengeres, sűrített levegővel működtetett, négy darab ep. szelepp eI vez&elt dugatfyús motor. Az ep.szelepek a sűrített levegőt a nyomáss zabáIyoző berendezósen kereszhil kapjrík, meiy a mozdony főlégtartÍúyrínaklevegőjét kb. 3 bana csökkenti' Ennek pontos beállítrísa nagyon fontos, mer-t a sűrített levegő nyomása befolyásolja a légmotor műkodési sebességét és ezzel a fokozatkapcsoló kapcsolási idejét. Egy fokozat kapcsolása a légnrotor forgat$rus tengely i80o-os elfordulásanak felel meg. A 1égmotoÍTa van ráerősítve a fokozatkapcsoló segédórintkező-rendszere is. Ez két vezérIő bütykös tárcsasorral működtetett érintkezősort jelent, melyik egyíke a légmotor forgattyús tengely egy fordulata (2 fokozat) alatt, míg a másik a forgaffyús tengely 16 fordulata (32 fokozat) alatt tesz egy fordulatot. A tarcsasorok által működtetett segéd'éintkezők részben a légmotor sajátvezérlésére(pl.: a megkezdett fokozat befejezése,

134

ffi-SzelepcSoportok,'-megfeleIőkapcso1ása),részbenegyébvezér1ő aramkörök

iffi ff

A következő

(főmegs zú<ítő,váltakozó-

9;.;sry1n::"':"*}"íIj!i;i;;'L{':"i]

T*T'$|'ti-ixTll?;#;ő,,t.)iiut.'a,etésére,reteszeléséreszolgálnak' tárcsa, vaiamint itt található a

határoló villát *ttoa,"ro Ide van felékelve a végállás leolvasható a fokozatkapa kü'ső ;iJ;lá- lévő ská'áról belsó fogazású tarcsa, melynek csoló mindenkori áilása' állapot látható: ábran a paros fokozatnak megfelelő

l.

É'"c tJbu+

h.

$*tu'^'$t'"i'nt

és a fokozatváltás A fokozatkapcsoló sematikus rajza megfele'ő paérintkező görgője összeköti a belső kar ...3'')aválogató A paros fokozaton (O,2,4, l' r"t'a'ir"iouto' szabtlYoző tekercsének pár"r':;Éjrásínnel. be'ső a szegmenset érintkező görros - belső és a valogatókar e szegmenssel ahozzátartozőr"lgá"or.n (k:altikítása rnegfelelő kivezetésJrol or.,ri* az úgyneve r"'ű *rra"nzótir-dnezetőn gyűjtősínre, átra,.t ;;;, gójén át az a második - allandó yJ"*"'oienko:Ytii1 miatt neve zIk így) ái, allI't"rj"'it'nenvlJo"turcto a'1up"'oló eilenál'ast kap- **rv ,"ri*í*I"y-kontaktor jut. u. A tekercsbe nem folyik' a áttételú_ primer - u ,rugyouu euenauas mia_tt - aram itt cso'ja be _ szintén zért áIIapotb^r*,.,-Lonban e zárja' a*upc s o1ó ellenall ást rövidr III. telj e sítme'ry-r<'oiluta o'| tovább halad a paros kar belső éintkező görgője valogató a a kovetkező A fokozatkapcsoló továbbkapcsolásakor érintkező g;;;áj. ma'i'."'.r.apcsolja nirró u a" A külső gyűjszegmensen és a o"i* ,ruriősínen, gyííjtősínne](paros:;áÍ"'lil |:.k":""i*enet)' kiilső a szegmenset az még paratlan, külső áinttezojeig jut fesziiltség, mert egyik te1jesítmu'i'"fuor tősínről azonban "áú,*I. van. Ha a kontaktort még ará:: ioi.o'u, r.r"titt'eg. erin*"zoien masik nyiwa van. A tontukto, és'azok feszültségét (kb' tetercs iot Hvátes. r.o"t'oi "'.neteket ijzemi szabáIyozo a bezérnánk,akkor ,"r;.'ítmény_kontaktor és az iii' krnyit i"tvrave u " e'lená'láson fo700-800 V) rövidre zirnétttk'Ebben oro n éi azigv |.r.up"so!.re'ik3cso1ó rt*tt.teljesítmény-i.orriut a (vontatási) ésam a.váIffi kar tovább |o1dul' és az- érintkező*.;."iliká"b." ,'uoir. nem tahát felé tehát még lyik. A vonóerő u pí*tt* szegmens közepe e, lefelé ,".grí.orrő1 páros jeten esetben is - a _ görgői tovább gördülnek a ald'otbeztr.Felfelé lépZskor így -, a7Í'ter:esitrreny-tont mindkettő érintkezik apáratlan szegmensről van' tehát T::1íj^iaram most mfu fesailtsJg *gv"uu - másopáratian gyúJ'ő'in" n át 7z' állandó áttéteIú ".**.o.." érifikező;;ru'É" és a :' fo'yik : .kYj'ő folyik a váLogatőr* r.uiro és apátat'angyujtősín - a paros is jar.rieio."aruEmellett ^íará' dik - prime, teter.sue'

'-ín

L

L

135

para-{an szegmens és kivezetés - között

az átkapcsoló ellenálláson át. E^. az áramot korIátozza az jarulékos áramot a iI. teljesítmény-kontaktor nyitása sztinteti meg. Végül a átkapsoló ellenállás. A gató megáll úgy, kar is hogy a külső érintkező görgője a paratlan Szegmenssel és a külső gyúj_ válo tősírrnel' belső érintkezo görgője pedig csak a belső gyűjtősínnel érintkezik. Ezzel a fokozatkapcsolás befejeződött, a rendszer a paratlan fokozaton áll.

A páatlan fokozatból

a paros fokozatba lépéskora belső érintkező görgő először összeköti a paros szegrrenset a piíros (belső) gyűjtősínrrel, miközben a paratlan (külső) szegmensen futó külső érintkez5görgó érintkezik a paratlan (külső) gyűjtősínnel. Ezután zér aIL teljesítmény-kontaktor' megindula jarulékos é1tam a paros és a paratlan Szegmens között, míg az üzemi (vontatási) aram a még

zitrt l. teljesítmény-kontaktoron keresátil folyik a második primer tekercsbe. Mielőtt az érintkező görgó elhagyná a paratlan fokozat szegmensét kinyit az I' teljesítmény-kontaktor, a járulékos aram megszakad és a zárt II. teljesítrnény-kontaktoron és az átkapcsoló ellenálláson folyik az ijzemi (vonlatási) áram a második primer tekercsbe, majd a fokozat befejezésekor - amikor az érintkező görgó mar elhagyta a páratlan fokozat szegmensét és a másik görgő a paros fokozat szegmensének közepéhez ért - zát a III. teljesítrnény-kontaktor és rövidre zarja - tehát kiiktatj a - az átkapcsoló ellenállást az aramkörbőt.

Az átkapcsoló ellenállás nem

maradhat hosszabb ideig bekapcsolva, mert az intenzív hőfejlődés közben elolvadna, felizzana és súlyos mozdonytiizet okozna, méretezésefeladatához illeszkedik, te_ hát csak 1-2 másodpercig, az átkapcsolás idejéig folyhat rajta ríram. A fokozatkapcsoló hibája esetén azonban - két fokozat között megállva, bármely ok miatt, igen lassan kapcsolva (pl. télen , alacsony hőmérsékleten hosszú ideig tartó tizemen kívüli varakozások esetén a vá|asúő henger olaja besűrűsödhet) - az e|Ienállás számríra meg nem engedhető ideig lenne bekapcsolva, melyet a sulyos következrnények megelőzése érdekébenmeg kell akadóJyozni. Ezért egy - a fokozatok k
l5.1.

Méréstechnika 15.1.1. Elektromechanikus műszerek 1

Állorosnik

5.1.1,

1.Átlandó mágnesű, lengőtekercses (Depréz-) műszerek

átlerrrdő mágnes, melynek légrésébenhelyezkedik el a finoman csapágyazolt tekercs. Ehhez az árarnot a visszatérítő rugók vezetik, melyek feltekercselési iránya a hőmérsékleti hiba kiküszöbölése érdekébenellentétes. A mutató kitérítő nyomatéka a tekercsen folyó arammal egyenesen arányos, ezért a múszet skálabeosztása egyenletes. Mível az áram számtaní (elektrolitikus) kö_ zépértékét méri, ezért alapvetően csak egyenfuam mérésérealkalmas. Nagyobb áramokat söntellenállások alkalmazásával lehet mérni. Előtétellenállásokkal feszültség is mérhető vele. A legérzékenyebb (pA nagyságrend) és legpontosabb (0,2yo hiba) elektromechanikus műszerek, teljesít-

136

mény_felvételiik igen kicsi réséreis alkalmassá tehető.

(1

0-5-10-'

v/)' Egyeniranyítóval kiegészítvev áItako zó mennyiségek mé-

tele, [l

,

n +

A Depréz-míiszer kialakítása és jelölése Alkalmazása vontatój árművekben : - akkumulátor-fesziiltségmérőként; _ egyenaramú Íőgenerátor/fodinamó fesztiltségmérőjeként, feszültségosztó ellenállásról tápláIva; __ egyen:íramú főgenerátor/födinamó arammérőjeként, mérősöntről tríplálva; _ dízelmotor fordulatszrámmérőjeként (ha a fordulatszrím-jeladó egyináramú kisgenerátor - ún' tachogenerátot -,,melynek fesztiltsége az éirúetttartomrányban egy-enesen arrínyos a fordulatszámával); _ egyes étzékelőrelék mérőmiiveként(nullafesziiltség-relé, feszultségk orlátoző relé, stb.), ilyenkor a mutató helyére érintkezőket ózerelnek I 5. I. I.

2.Lágnasas műszerek

Áltoresztik tekercs, lengőrészük pedig tengelyre felerősített lágyvas darab, melyre a mutatót is felszerelik. A mérendő áramot a tekercsbe vezetik, melynek hatásríra a tekercs könil mágneses tér alakul ki. A tekercs kozelében elhelyezett lágyvas darabot a mágneses tér a tákercs belsej'e felé vonzza. A lágyvasas műszer kitérítő nyomatéka az fuasn effektív értékéneknégyzetével arányos, ezért a skálamenet nem egyenletes (és a kisebb értékektartomrínyában sűníbúa skiílaosáás). Kevésbé pontos, fogyasáása viszonylag naEY, de karosodás nélktil trilterhelhető, ránásáI!ó, olcsó, egyaránt alkalmas egyen- és váltakozó mennyiségek mérésére.Jrírművekben való alkalm azástakülönösen alkalmas. Alkalmazás a vo ntatój ármtívekb

_

en

:

vontatójármiívek váltakozó aramú feszültség- és rírammérői;

Eelc,

r'ra1

A lágyvasas műszer felépítéseés jele

r37

1 5.

]. ]' 3.

Elektrodinamikus műszerek

Mrík oüési elvtik hasonló a Depréz-műszerekéhez, a különbség az, hogy a külső mágneses teret nern állan-dÓ mágnes hozza létre, hanem szintén egy gerjesáett tekercs. Egyen- és váltakozó mennyiségek rrréréséreegyarant alkalmas' A kitéÍítőnyomaték a két tekercsben (állórész és lengőrész) folyó árarnok szotzatáva| arányos (M-I'.I2). A műszer alkalmas közvetlen arammérésre (ilyenkor a két tekeraet sorba kell kapcsolni), feszultségmérésre (iiyenkor a két tekercset prírhuzamosan kell kapcsolniés előtétellenállásokat kell alkalmazni), teljesítménymérésére(az áIlórész a feszültséget méri, a leri-gótekercs pedig az aramot). A műszerek fogyasztása viszonylag nagy, azonban a legpontosabb váltalozó aramú műszerek. Áltatátan teljesítményméréséreaIka\mazzák. N4l-42 sor. szinkroÍImotor teljesítménymérője). 1

5. ]. 1' 4.

Indukciós műszerek

Az indukciós műszer kialakítása

1.: feszültség-tekercs; 2.: áramtekercs1 3.: alumínium tárcsa; 4.: permanens mágnes a fékezéshez.

YáItakozőjellemzők mérésérealkalmasak. Áttoresztik lemezelt vasmag, melyre az osztottallórésztekercsek vannak feltekercselve. A lengőrész a vasmag légrésébenelmozduló, nem mágneseárető, de vezető ffiYa1, pl. alumínium. Az állőrész tekercseit gerjesztve a keletkező váJtakoző mágneses mező a lengőrészben örvényiíramokat indukál. Az áIlőrész és a lengőrész mágneses tereinek kölcsönhatásából alakul ki a nyomaték. Legtöbbszor az alumínium lengőrészt csapágyazott tarcsaként alakítjak ki és a nyomaték hatásara a tiárcsa forogni kezd. Az állandó mágnes a fékező nyomatékot adja. A vasmagon iíram- és feszültségtekercset helyeznek el, így a tiírcsa fordulatszáma a mért villamos munkával (energiával) arányos, tehát a berendezés fogyasáásmérőként működik. Ilyen kialakításúak a villamos vontatój árművek fo gyasáasmérői. 1'5.L.2.

Elektronikus műszerek

A korszerű

mérőmúszerek mintav ételezésielven működnek, pontosságuk igen nagy digitális kij elzésűek.

és általábarL

A vontatójárművek mérőmúszereinek (felsővezeték feszültség, vontatómotor Íram, stb.) pontossága nem elsődleges szempont. A jarmuvezetőjerészére csupán tájékoúatást kell adniuk amért mennyiségek nagyságrendjéről, melyet a ,,szeme sarkából'' odapillantva is hamar érteimezni t-,ld. Ezért a korszeró vontatójárműveken gyakJaÍL alkalmaznak LED-sor kijeizős műszereket, melyeknéI a viIágítő dió da_o szl op magas s ága arányo s a mért menrryi

A legújabb tendenciák szerint pi.:

sé g

nagy ságáv aI'

a vontatómotor éralna helyett a vontatójármu áItaI kifejtett vonó-,

illetve dinamikus fékező erőt mutatj a a muszer lö{-ban.

138

15.1.3.

A mérőmÍiszerek kapcsolása

_ a fogyasáóval sorosan kellkapcsolni (kicsi az ellenállása); _ ^zárammérőt A feszu1tségmérót a fogyasztóval, feszültségforrással párhuzamosan kell

kapcsolni

(igen nagy az ellenállása).

1

s.2.

Vezérlés- és szabdlyoztístechnika

t5.2.l. Villarnos vezérlések alyan míívelet,,mely valamely folyaA vezérléstechnikaaz írányitástechnika egylk Íqa, a vezérlés vagy megállít Nagyenergiájú folyamatokat a matot elindít, tervszerííen fenntart, megváltoztat, befolyásolnak' v|ezérles sorá:n többnyire kis energiájú hatásokkal A vezérelt berendeA rnegvalósított vezérléselvileg felbontható vezérlő és vezérelt beyTdezéy'e' vezérlésiműveletet berendezés pedig a zésben njhk avezérelni kívant műszaki folyam at, a vezér'ló el egymástói a vezérlő és vezérelt egység' vég^.A valóságbarrilyen élesen nem mindij vilasztható A vezérlésifolyamat három fb tevékenysegból all: _ érzeketés:információk szerzése a vezérelni kívárrt folyamatról; _ítélet-alkofuÍs.azinformációkatapjanarrnakeldöntése,hogymilyenmódonkellbeavata folYamatba; kozni 'iro**ri,ts: azítélet-alkotás alapjan a folyamat kívant iÍanÉbefolyásolása' binosítása" ezt a folyamatot A vezérlésfeladata a műszaki folyamat tervszení, helyes lefolyásának változásával hatarozhatjuk jellemző fi^kú*.*yireg"t - gailaje[emzők - értékeivel, azokidóbeli jellemzőnek" hanem közulük csak egy_ fizikai meg. A vezérlésifb';'# soran altdáb-an nem minden nyomás, áramerősség, feszültség' stb')' nelq vary néhánynak az értékétírjuk elő (pl,: fordul7tszáns értékétbefolyásolni akarjuh azt á1Ezeket vezérelt jellemzőknek nevázzuk. d; a vezéreltjellemzók megyáltoztatásávaltesszúk' ta|ában egy - vagy tÖbb - másik fizikai mennyiség épül fel' Az étzéke|ő, M A villamos berendezés eiektromechanikus, vagy elektronikus elemekből jól elkülönüIő a]kotórésze a vezérlőberendezés_ ítélet_alkotó és a beavatk oző szew minden

"Jtb'o

nek.

a vezérlési hatást közvetítik módja' l'

A vezérlésirendszer szerkezeti egységeinek sorozatát - amelyek

- ha'

tásláncnak 11evezzuk, a hatásvtízlat a hatáslanc e1ü ábrazolási múködése mindig stabil. Ez artjelenti, A vezérlésfontos tulajdonsága, hogy hatáslanca nyitott, így és nem attól, .ri"Jita'Jaf.rtéi"1eúő1, azokiomuináóioitól, illetve azídőtőIfirgg a feltételek hogy nem mond ellent az atény, hogy a beavatkozások elérték-ea kívánt hatást. Ennek eredményességével(pi': a vontatójármű teljesulése kapcsolatban iehet az előzó beavatkozások vezérlésekor, ha a levegő nyomása a főlégtarfőlégtartálya sűrített levegővel történő feltoltésének elindítja a iégsűrítőműkodését,tehát a tá'yban az eLőirtértlk Jísu[yed, ut to,. u nyomáskapcsoló amig a légtartály nyomása a nyomáskaptÖltési folyarnatot' A töltési paraÍlcs mindaddig fennrnarad" csolón beailított maximális értéketelnem éri')' loiszÖbÖlhetők ki, amit nem vettünk figyeVezérléssei csak az előre figyelembe vett zavarő hatások lembe az érvényre jut.

i';;;;rk*a,

15.2.1.

].A vezérlésszenlei

szükséges. Felosaásuk a rendA vezérléstechnikai feiadatok megoldásához igen sokÍélekésztilék a\apjin a kÓvetkező: fe|adathárom alaptevékenysége szerben elfoglalt szerepük szerint a vezériési

I

L r39

_ _

_

_

. A relék az

Érzékelőés jelző műveletet végző készülékek: feladatuk értesülések szerzése a vezérlendő műszaki feladathoz. A mérendő fizikai mennyiséget, jellemzőt jól továbbítható villamos jellé alakítjak úgy, hogy kimenő és bemenő jelük között egyértelmii összefiiggés legyen (p1.: potenciométer, tachogenerátor, kontakthőmérő, nyomáskapcsoló, átarn-, vagy feszúltségérzékelőrelé' végáIláskapcsoló, légaramlás-jelző, kontaktor_, kapcsolóhenger segédérintkezője, ellenőrző lámpa, mutatós, vagy digitális rnűszer, stb.) Ítélet-alkotásban részfvevo szervek: parancsadó,vagy rendelkező szervek, logikai elemek, stb. A vezérléstechnikaigen fontos elemei, segítségtikkel beavatkozhatunk a vezérlésifolyamatokba. Ezek általában különféle kapcsolók, nyomógombok, vezérlő kapcsolók, kontrollerek. Rendelkezhetnek egy, vagy több érintkezőve|, érintkező rendszerrel. A logikai elemek a vezérlésekítéletalkotását végzik. A logikai feladatok megoldásara legrégebben hasmalt készülék a relé fielfogó), melyet ma is széles körben alkalmaznak, de napjainkban mar elterjedtebbek az &intkező nélküli elektronikus logikai aramkörök' Beavatkozást végző egységek: beavatkozó szervek, végrehaj1ó szervek. A vezérlési feladat utolsó műveletét végzik. Sokszor a végrehajtó szerv közvetlentil végzi a beavatkozást - pl.: mágneskapcsoló, relé, kontaktor, ep. szelep, stb. A mágneskapcsoló (kontalctor) és a relé között lényeges különbség nincs, a megkülönböáetés alapja a kapcsolási teljesítmény, a mágneskapcsoló (kontakÍor) emellett jőrészt a főaramkör része' a vezérlésekben a védelmi funkciót látjak el, a beavatkoző szewekzárlatvéde}mére olvadó bizto sítókat, v agy ki sme gszakítókat alkalm amak.

A biztosítók

é11ntkezős vezérlések legnagyobb számban alkalmazott késziilékei. Két jól elkülöníthető

részból áLl: abeh,űzó tekercsbőI és az érintkezőkből. Ha a tekercsen meghatarczott erősségti ríram folyik át - ezt a névleges vezérlőfesztiltség áthajtja -, a relé érintkezői a kialakuló mágneses tér hatásara egy rugó ellenében elmozdulnak és képesek a:ra, hogy kiilső aramutakat zÁrJaÍLak (,,hí:wa zaú érintkező''),vagy bontsanak (,,kiesve znő éintkező"). Egy relé igen sok érintkezőtis tartalmaáat. Az időrelékke| előre berítlítható késleltetés valósítható meg. Van késleltetett meghúzasú és késleltetett elengedésű időrelé és olyan, amely mindkét irányban késleltetett. 1

5.2' 1 '2.A vezérléselcrlélalkalmazott

logikai alapfeltételek,

A következőkben bemutatásra kerülő togikai alapfeltételeket - a szemléletesség kedvéért - érintkezős, e|ektromechanikus, tehát hagyomanyos formában ábrázoljuk. A korszeni elektronikus elemekből felépülő vezérlések azonban érintkezőket nem tarta\maző logikai kapuaramkörökbőt épülnek fel, de miiködésiik lényege azonos. 15,2.1 .2.1

.Az

,,

És''fettétel

vezérlésibeavatkozás akkor és csak akkor indul el, ha azösszes megfogalm azott fe|tétel egyszerre teljesül. Ez a viIlamos vezérlésszempontjáb óI ail.jeIenti, hogy a beavatkozó szervek vezérlő aramkörben szereplő érintkezői soros kapcsolásban vannak, tehát, ha mindegyik feltétei teljesül, akkor következik be a parancs végrehajtása.

Az ,,ÉS" feltétel aú. jelenti,hogy

a

140

A logikai ,,És'' feltétel villamos vezérlésikapcsolása

5.2.1'2.2.A,, NEM-É}',' feltétet

1

a beavatkozás. Például a aú'ielenti, hogy, ha a vizsgalt hatások ellentéte teljesül, akkor indul - atularainvédelmi relék nem villamos mozdony főmegszakítója bekapcsolható, ha - többek között zaró érintkezők, hanem kiesve zaró érzékeltekfulríramot. ltt a, előz-ő ponthoz képest nem húzva érintkezők vannak sorosan kapcsolva.

Ez

1

5.2.

1

.2'3.A,,VAGY" feltétel

esetén meginfeltétel azt jelenti, hogy a vizsgált hatások bármelyikének bekövetkezése ',VAGY', rejt, hiszen bármely dul a beavatko zás. E múvelet egymással p*h*u*osan kapcsolt érintkezőket jel. érintkező zárt áilapota (feltétel teljestilése) esetén megjelenik a kimenő

A

A logikai ,,VAGY'' feltétel villamos vezérlésikapcsolása 1

5'2. 1 .2.4.A,, NEM-VAGY

A ,NEM_yAGY,, feltétel az előbbiek

"

feltéte]

alapján azt jelerÉi, hogy a vizsgalt események, hatások bar-

parhuzamosan kapcsoit, meíyike ellentétének bekövetkezése esetén indul a vezérlés.Ez szintén jelent. azonbannem húzva zárt,hatem ejtve zétrt érintkezőket vezérlési Az etőbbiekben ismertetett logikai alapfeltételek kombinációival gyakorlatilag az összes fo

lyamat me gszerke s frhető

-

L5.2.2.A szabályozástechnika alapj ai neveznek, amelySzabályozósnak (szabdlyozó körnek, szabdlyozdsi rendszemek) olyan rendszert a szabáIyozandő mennyiség és ben egy, vagy több összekottet és (negatív visszacsatoltÍs) találhatő jojjon létre a paaz annak értékételőíró paÍancs között abból a célból, hogy a megkívánt viszony rancs és aszabÍlyozandó mennyiség között' rendA szabályozó körökben a visszacsatolás lényege' hogy nagy teljesítményii és kispontosságú feIhaszná|ásávalúgy befolyásolszer kimenő mennyiségét a visszacsatolásba építettpontos &zékelő juk, hogy a rendszer Lmenő mennyiségének - a zavarások következtében 1étrejövő - váItozása

t4r csökkenjen. Amikor a rendszer kimenő mennyiségéneknem kívánt vá|tozása létrejön, olyarr hibajel kelekezik, amely az előremenő ágrahatva konigálja a változást

A szabáiyozandő mennyiség és a parancs kcizotti kapcsolat szemléletessé tehető, ha a szabályozási

módot elhagyjuk és minden egyes résá egy blokkal (tég ]úap) ábrázoljuk, és azttartjuk szem előtt, hogy milyen fizikai mennyiségeken kereszttil jön létre a-Z egyes blokkok közötti kapcsolat. E kapcsolatokat egyvonalas nyílfolyamattal szemléltetjtik. Az ilyen jellegű ábrét szabúlyoztísihatdsvdzlatnak nevezztik. A szabályozutdő merrnyiség és a parancs között a kívant viszonyt fenntartó kapcsolat lélezésea szabályozási kör hatásvázlat ának zárődásában fejeződik ki, tehát a szabalyozás lényege, hogy hatásvázlata - a vezérlésselellentétben -

kör

egyes konkrét részeire vonatkozó ábrázolási

mitligzért'

A szabályozó körok két fő részre osáhatók:

_

_

a technológiai folyamatot megvalósító részre, amelyet szabdlyozott szakasznak nevez-

nek;

'i afolyamatszabályozásátmegvalósító szabdlyouira. A szabályozási körnek azokat az egységeit, amelyek egy-egy önálló szabrályozási részfeladat elléftását $gzik, szabályoaíköri szervnek nevezzlik. A szabályoző kör egymáshoz kapcsolt szervek sorából épül fel. Minden szabályoző kömek tartúmaznia kell egy olyan szeryet, amely további feldolgozásra alkalmas lormában méri a szabáIyozandó mennyiséget' ez az érzékelő szerv'

Szii}ség van egy olyan szervTe' mely valamilyen formában összehasonlítja a pamncsot a szabalyozandő mennyiséggel és az eredménynek megfelelően rendelkezik. Ez az összehasonlító, vagy - a matematikai művelet alapjrín - különbség-képző szerv.

A szabályozás

nem valósítható meg olyan szerv nélktil, mely a paÍancsot az összehasonlító szerv szérraéra ieldo gozható al akban szolgáItatj a. Ez az a l apj e t- k ép ző s ze rv . 1

Az előbbi harom

szerv (érzékelő,különbség-képző, alapjel-képző) a szabélyozási körben alapvető feladatot lát el, tehát a szabáLyoző körből egyikiik sem hiányozhat.Ezeken kívül a műszaki sziiksé_ gességnek megfelelően lehetnek a szabályozLásai körben egyéb szervek is, melyek pl. a következők: _ A végrehajtó szerv (szervomotor) valamilyen bemenő merrnyiséget mechanikai elmozdulássá, elfordulássá alakít át. _ Az erősítő abemenő mennyiséget erősíti - esetleg gyengíti. _ A beavatkoaí szerv va|arnilyen közeg aramlrísát befolyásoljaT _ A távadóra akkor van sziikség,ha a szabáúyoző kör valamelyik mennyisége olyan kis értékú,hogy további felhasznáIás céLjénamrír közvetlenül nem alkalmas, akkor atávadóval teszik - általában más ftzikaí mennyiséggéátalakítva - a szabályozókör többi eleme szátmfu a felhaszrrálh atőv á. _ A kompenzdló szeryet azért építika szabáIyozási körbe, hogy segítségéveljó dinarnikus tulajdonságu szabályozást érjenek el: a rendszer stabilisan vegye fel nyugalmi helyzetét, art gyorsart' legfeljebb néhany kis, csillapodó lengés után érje el.

A

szabályozástechnikábarL az egyes szervek kapcsolatát megteremtő ftzikai mennyiségeket (hatásvázlatban az egyes blokaok ki- és bemenő mennyiségeit) jeleknek neveznJk A jel ínformáció valamilyen fizikai mennyiségtőI. Az olyan jelet, amely egyúttal a szabáIyozási folyamatról is informál, j e ll e mz őnek nev ezik'

jellemzőre irányul' mely egyb et a szabáIyozoÍI szakasz kimenő jele. A szabáIyozott szakasz bemenő jele a módosított jellemző. Ez egyben az &zékelő szerv bemenő jele ís. Az érzéke\ő szerv kimenő jele az ellenőrző jel' A szabáIyozott je|Iemző éÍtékét előíró - ez ideig parancsként emiített - fizikai rnennyiség az ulapjel' Az alapjel-képző szerv bemenő jelét' ha időben

A szabályo

zás a szabtÍllpzott

142 állandó, bedllító jelnek, ha váLtoző vezető jelnek nevezziik. A szabályozásteclrnikában minden o1y3n mennyiséget, amely hátrányosan befolyásolja a szabáiyozott jellemző értékét- zavarő jelnek nevezztik.

A szabályozó körök elsősorban elektronikus elemekből épülnek fel.

l5.3. A

villamos védelmek elve, míÍködése

A

vontatójármű villamos gépeit, késztilékeit és kábelhálőzatát különbözó berendezések védik a meghibásodások ellen és igyekeznek megakadáIyozni a már kialakult hiba további karokozását.

A védelmi berendezések egyik része a villamos berendezéseket védi, a másik része balesetvédelrni feladatot lát el.

A villamos berendezések védelme

:

_ feszültségvédelemből; - túlaramvédelemből; _ testzáxlat-védelemból; _ áramiriínyító-védelmekből és - hibás kapcsolásokkal szembeni védelemből áil.

:

15.3.L. A feszültségvédelem

A feszultségvédelem rövid ideig trn;tő (tranziens) túlfeszültségekelleni védelmet, minimális és rnaximális feszültség-védelmet jelent. ]

5.3.I

'

]

.Tranziens túlfeszüItség-védelem

A tulfesziiltség a maximalis tizemi feszúltségnélnagyobb feszültség' melyre méreteú.ék,tehátettóI an meg kell óvni. A túlfesziiltségekeredete

_

_ _

a berendezést miír nem

:

légköri eredefti túlfesziiltségek: közvetett, vagy közvetlen villámcsapás (közvetett villámcsapás esetén a villrímaram/fesztiltség távhatas útjan - indukÍív,kapacitív csatolással _ okoz tulfesztiltségetaz elektromos bá|őzatbar) kapcsolási eredetű tulfeszültségek: induktív elemeken lezaj]1ő gyors (tranziens) - áltaIában valamilyen kapcsolás végrehajtásaként kialakuló - arárüvaitozások okozzák. 15'3.1 .1'1 .Védekezésa Iégkori eredetű túlfesztjltségekket szemben sz1|
a fő-

transzformátor induktivitásrín) ,,visszaverődik'', miveL az az ríramlökés száníra nagy ellenállást jelent és a szikraközbe bekényszertilve a föld felé levezetődik' Az utanfolyó Írarn aháIőzaton zérlatot okoz, mely a táppont tulríramvédelmétműködteti és az átramot megszakítva a keletkezett ívet kioltja a sziktakozön. Egyszerri megoldás, azonban bá.r:ánya, hogy szennyezett környezet és nedves időjrírás ...ten a sziIrtaköz azizemí fesztiltségen is átiithet, ami zavarokat okoz. A huIlámtorlasztó tekercs á\taLában néhány menetií légrnagos tekercs, mely az üzemi aramok szirnátaelhanyagolható mértékú elienállástjelent.

r43

mozdonyba

hullámtorlasaó

-:I

A tűlfeszültség-védelmi szikraköz villamos vontatój árművö n szelephatású tulfeszültségJevezető alkalmazásával: A levezető fesztiltségfiiggő ellenállásokból (minél nagyobb feszriltséget kapcsolunk tá, awá| kisebb az ellenállása) és szikraköz(ök)ből áll. Ezek a szikraközök azonban zélrt, tiszta térben vannak, tehát az áhitési feszriltség közel allandó. Minél nagyobb a levezetendő fesztiltség, annál nagyobb ráram folyhat át alevezetőn jelentősen csökkentve ezze! afogyasáóra jutó túlfeszültség-résá. A fesztiltséghullrím lecsengése után az ellenállas'ismét növekszik, az iíram csökken, míg azilzemi fesztiltség közelében a szikraközben az ív kialszik, így a balőzatbőI nem folyik utanfolyó áranrt, aháIőzatbatmásodlagos iizemzavar nem keletkezik. A villamos vontatójármúveken alkalmazott tulfeszültség-levezető névleges fesziiltsége 30 kV, mely aá jelenti, hogy a berendezés 30 kV névleges fesziiltségű háúőzatonwemeltethető. Megszólalási feszültsége kb. 55 kV-os lökőfesziiltségnél van.

G!u)töszikrokö2

otlöszikro közök

Feszültsá9íÜ99ö

ellrnállosok

FöId

ell sh€z

A szelephatású trúlfeszültség-levezető metszete 1

_ Az

5.3.1 .1

.2.Védekezés a kapcsolásÍ eredetű túIfeszüttségekket szemben

egyeniíramúműködtető tekercsekre a feszültség szempontjáb őI znőbányban igénybevett,ugynevezett szabadonfutó dióddt kapcsolnak, rnely az e\lertétes iranyú kikapcsolási önindukciós fesniltséget a tekercs ellenállásan vezeti le, hiszen ekkor nyitóirrínyu az ígénybevétele.Ezzel a megoldással a működtető tekercs iírama kissé tovább muad ferrrr, tehát rövid idejű kikapcsolási késleltetés ís elérhető vele, ha ez például egy kontaktor ep. szelepének működtető tekercse.

r44

jj5:HÍi*üu;a

_

_

-

A szabadonfutó dióda alkalmazása

és működése

RC_elemek alkalmaása (p1.: V46 sor. trafó csillapítás). A kondenzátorok nem engedik meg a fesztiltség gyors növekedését, így korlátozzék a túlfeszültségek kialakulását. Az aramkört érintkezővel ellenőrzött illesáett gyorskiolvadású bixosítók védik. Szelén tulfeszültség-levezetők alkalmazása (V63 sor. trafo csillapítás). A szelén ele_ mek Zener-diódaként működve a feszriltség-növekedés hatásara-ve zetővé válnak, a tulfeszültség_hullrímot levezetik, majd regeneráIódnak és ismét tezamat. A szelén eleme_ ket illesáett gyorskiolvadású biztosítók védik, melyek kiolvadását érintkező ellenőrzi. A hagyomiínyos, BBC-főmegszakítók kíkapcsolrásakor is keletkezik tulfeszültség-hullám, melyet le kell vezetrri, egyébként az oltókamrában nem alszik ki az ív és a htíterhelés hatásiíra a porcelán ívkamra felrobbanhat. E túlfeszültség levezetésére szoIgái az oltókamrával parhuzamosan kapcsolt fesztiltségemésztő (oltó-) ellenállás, mely á szelephatású tulfesztiltség-levezetőknél alkalmazott fesziiltségfiiggő szilícium-karbid ellenállás-elemekből épüt fel. A viíkuum_főmegszakítók működése igen gyors' ezért nagy áramok megszakítása Sorrín tekintélyes tulfesáiltség-lökések keletkeáetnek, melyek levezetéséről megfelelő esetleg pótlólagosan felszerelt - tulfesztiltség-levezetők segítségévelgondoskodni kell. E célra megfelelő méretezésűszelephatású tulfeszültségJevezetőkeiis szoktak alkal-

maz:i.

A V46 sorozatít mozclonyok RC-r,écIelmének kapcsolása

r

-c-l,'

tTf

I'

A v63 sorozatú mozdonyok szelén túlfeszültség-levezetőinek kapcsolása

145

]5.3'1.2.Minirnális (nullfeszüItség-), tnaximáIis feszültség-védelem (tartós túlfeszültség-védelem)

A

vontatójármúveken általanos iranyelv az, hogy nem hozható létre addig zárt fő- és segédiizerni árarrrkör, amíg az aramkör elemein nem á11 rendelkezésre legalább a névleges feszültség minimurna, illerve ha egy zárt iramkörben a feszültség a meghatározott minimális értékalá csökken, akkor az ararrrkört meg kell szakítani.

E

védelmek kialakíthatók elektromechanikus mérőműves feszültségrelékből, vagy elektronikus szin1érzékelő aramkörökbői. A védelem bemenő jele - ha az ellenőrzendő aramkör névleges feszültsége 250 V-nál nagyobb - feszültségváltó útjan, majd egyenirányítva kerül a relé mérőmúvére, 250 V alatt pedig egyeniranyítás után közvetlenül. Elektronikus szintéruékelő esetében mindig leosztott fesztiltségjelre van szlikség, mert az elektronika ekkora feszültséget nem visel el. Így fldául ha a félsővezetékben nincs legalább 17,5 kv feszültség, akkor a villamos vontatójrlrmű primer nullafeszültség-védelme nem teszi lehetővé a jármú főmegszakítójánák bekapcsolását' ha pedig menet közben - bekapcsolt főmegszakító esetén - kimarad, vagy bárÉrely okbót 17,5 kV aiá cscikken a vonali feszüItség, akkor ugyanez a védelem kikapcsolja a vontatójilrmű főmegszakítóját. E vedelemnek természetesen késleltetett mtíködésűnek kell lennie (0,5-1 s), mert pillanatszeni áramszedő-lepattanasok hatásarunem kapcsolhat ki a főmegszakító. A v43 sor. mozdonyoknál a2o9 sémajelű, a többi hazai villamos járműnél a ROP sémajelű reiés' ilietőleg ele}Íronikus védelem látja el eÁ a feladatot.

A V43 sorozatú mozdonyok kézi menetszabályozésa miatt sziikség van a vontatómotorokra jutó fesztiltség korlátozásríra. A vontatómotor feszültségvaltóról (303) jövő feszültségjel _ egyeniranyítás után - a vontatómotor feszültségkorlátoző teléj&e (2I2) kenil, mely - a motorkörben mért - kb. 1400 v esetén meghúz és nem engedi a fokozatkapcsolót felfelé vezérelni, illetve a29. fokozatig lefelé is fidjavezérelni an.

A korszerű, elektronikus szabályozású vontatójarműveknél 0/46, V63, BDVmot, BVmot, BVhmot, Ösn tot+ sor., stb.) sztikség van a tartósan magas (29 kV-ot elérő) vonali feszriltség esetére szolgáló túlfeszültség-védelemreis. A primer tulfeszriltség-levezető e fesziiltségszinten még nem szólal meg. E védelern szintén feszúltségrelével,vagy szintérzékelő elektronikával oldható meg és megszólalása esetén a jármu fomegszakítóját kapcsolja ki. A V43 sorozatú mozdonyok egyenaramú segédiizemi rendszerének minimális feszültségét a segédüzerni feszültségellenőrző relé (51ó) figyeli és nem engedi működni az egyenáramú segédtizemeket (vontatómotor- és transzformátor-szellőző, valamint a főlégsűrítő), ha a segédüzemi egyeniranyító egyenaramú oldalán nem áll rendelkezésre legalább 155Y. Ez a védelem is késleltetett kiejtésű (7,5...2,5 sec.). E védelemre azértvan sziikség' mertüzemben lévő mozdonyon a segédiizemi feszültség kimaradása esetén - ha az 5 16-os relé nem ejtené ki a segédüzemi motorok üzemi kontaktorait - a segédtizemi gépek bekapcsolt állapotban maradnának és a főmegszakítő bekapcsolásakor (a segédtizemi fesziiltség visszatérésekor) a gépek indítóellenállás nélkül, egyszerre indulnanak és az így kialakuló aram a segédi.izemi egyenirényítőt meg nem engedhető mértékben túlterhelné és a gépek, valamint a segédüzemíegyeniranyító biztosítói kiolvadnanak.

A mérőműve

s el ektromechanikus

relék kialakí tása a következő

:

E relékben igen pontosan beállíthatő - améréstechnikával foglalkozó fejezetben megismert -Depréz mérőmű taláIható, azonban a mérőmű nem mutatót' hanem egy meghaténozot|értéknélzárő, iIIeNe nyitó érintkezőt mozgat AÍnak érdekében,hogy a mérőmű pontos lehessen, csak kis tömegű lehet az érintkező, így kialakítása nem teszi lehetővé, hogy a vezérlő aramkörokben található kontaktorok, ep. szelepek, stb. - viszonylagftagy - atarrtán közvetlenül megszakíthassa. A probléma átl'tldalásara e relékbe egy segédrelétépítettekbe, mely a vezérlő áramkörben sztikséges kapcsolásokat - vi_

146 szonylag teherbíróbb érintkezői útjan - elvégzi, a mérőmű érintkezóje pedig csak eá a kis segédrelét kapcsolja. A segédrelétekercse más vezérlő aramkörökből kap táplálást.

A méromű beállításara spirálrugót feszítő, vagy |azító forgató gomb szolgál. Az egyeniranyított _ mérendő, ellenőrzendő - feszültség a relé Depréz mérőművének tekercsére jut (1) és aá elforgatja. Errnek hatasara annak érintkezője (2) átáII a szaggatott vonallal rajzolt helyzetébe. Ekkor az akkumulátor arama a ,,*'' pontról a segédrelé(3) egyik, majd másik tekercsén (4' 5) halad át és az aramkör a mérőmű átváltó érintkezőjón át (2) záródik a ,,-'' akkumulátor vezeték felé' A segédrelé(3) két tekercsének (4, 5) gerjesáése összeadódik és a segédreléis meghúz. A segédrelé egyik átvaltó érintkezője (6) előtétellenáliáson (7) kereszliil az egyik tekercsen át (4) öntartást biztosít a relének a ,,-'' pont felé' (A relé behúzva tartásiíhoz abehuzásnál kisebb aram is elegendő.)

|F

I

ctatlatotá5

s*a"u

Catttilodr

+

bvq,tloe-ás

A Depréz mérőtekercses relé kialakítása, kapcsolása Ha a mérpművön a beallítasi értékalácsökken a fesziiltség, akkor az visszaforog, érintke zője (2) átvalt és ,,+'' pontról az akkumulátor fuana a segédrelé (3) egyik átvá|tő érintkezőjén(6), az előtétellenrílláson (7) át jut a segédrelé két tekercs&e (4,5), azonban most olyan iranyban folyik az akkumulátor ,,-'' felé, hogy a két tekercs egymás fluxusát lerontja és a segédrelé (3) is elejt. A segédreléabban az esetben is elejt, ha a saját tápIáIő ága megszakad.

A relé beavatkozó szerve

a segédreléáltal működtetett érintkező (7), mely a vezérlő aramkörökben

végn eI a sziikséges kapcsolásokat.

A V43 sorozatú mozdonyokban alkalm

'

azott Depréz-m&őre!ék bekötését a követke

ző

táb|ázat tar-

talmazza.

A.,m.ét'őmntéÍ:lÍápllilüó,ii'f;ramköÍ::::i:::,l::::::i:il:::ji::iIi:i

b'.intmífpja:.l.

2,I2,,,;:t:,,

",,'|,'5Í:6 ',...,,t23.5

A

,,,.'^"'-

....+.'v..é'Z€Íé]ké',:..'.,l

301/1

20r

202

228

30311

207

517

581

2071r 449 259

230 227 228

252

"é,t..iáp.tá!'ó..,;etámktii'''''

'll

lvezat:éké; ",.véiéték'é1

700

198

031

i98

001

198

700

i98

235 sémajelű - következőkben ismertetésre kerülő - differenciál-védelmi (transzformátot foldzárlawédelmi) relé nem feszü1tségvédelmi firnkciót iát el, azonban kialakítása a többi mérőműves relé-

vel azonos.

r47 75.3.2.

A TúIáramvédelenr I 5. 3. 2. I.

Egyszerű

tú laramvéde Ime

k

A

r.-ontatójármű, vagy a tápLiút lailső aramkÖrok (pl.: villamos vonatfirtés) egyes villamos berendezéseinek, gépeinek meghibásodása, vezérlésihibák, a motorok túlterhelése, stb. a tervezettnél, illetve

megmgedhetőnél nagyobb áramÍblvételt okoz, amely további károkat okozhat. A nagyobb aramÍ-elvételtöl meg kell Óvni a úplalo tbsztiltségÍ'orrást, a kérdéseskészüléket, gépet és a vezetékhátózatot. A rdelem kialakításanak módját, beallítását meghatározza az áramkorben fblyó üzemi áram erossége, Ü' esetleges zárlati áram nagysága, valamint a lekapcsolás megkívánt sebessége.

A

tuláLramvédelem tárgykörébe egyes kapcsolókészrilékek is beletartoznak. Ilyenek például a kapcso1ókészúIékeknéltaglalt olvadóbiaosítok' kismegszakítók és motorvédo kapcsolók is, hiszen túIarrn- és zár|atérzékelésükbiztosított és a túláramok, zárlatok esetén közvetlenül szakítjak meg €Lz árarnot.

Szííkebbértelemben véve a túlaramvédelem alatt a túláramvódelmi reléket es'elektronikus szintérzékelö, védeimi áramkörÖket értjük. A tuláramvédeimi relék érzékelik a védendö késajléktblé tblyó árarnot éshaaz a relé beallítási értékeÍölé nő, akkor - altalában a beallító rugó ellenében - a tekercs_ ben keletkező mágneses tér behűzza a relét és annak érintkezői megszakítjak a jármti főmegszakítójana.k tartó áramkörét, vagy a dízelmotor alacsony üresjáratra áJlitásétval, esetleg a gerjesztőkontaktor tarti áramkörének bontásával kÖzvetve lekapcsolják a védendo készüléket. Kikapcsolt allapotban altalában mechanikus kilincsmű rogzlti a tularamvédelmi reléket. E kilincsmű visszaallításával hozható ataphelyzetbe a védelem. Egyes tuláramvédelmi relék nem, vagy csak bizonyos esetekben állíthatók üssza. A visszaárllítás megtörténtének ellenőrzésére e reléket őlamzfura]látjik el, mely a visszaáIlitás soráLrr megsénil. A tularamvédelmek visszaallításanak általanos elveh az egyes védelem-fajtak bemutatásakor megemiítjülg de az eÍÍevonatkozó részletes szabályozást azL.l. sz. Utasítás és az egyes vontatójármiivek kezelési szabéiyzatatartúmazza

A túláramvédelmek két fokozatban működhetnek _ Statikus títlúramvédelmifokozat:A statikus fularam art jelenti,hogy az áram erőssége üszonylag lassan növekszilg nem hirteleq néhany ms alatt. A védelem |rllzárólag az áramerősség mindenkori nagyságát képes érzékelniés értékelni.Az elelrtromechanikus tuláramvédelmek általában csak ezzel a fokozattal rendelkeznek. ZÍrlat esetén a védelmi lekapcsolás ideje olyan hosszú, hogy a zár|at kovetkeáinényeit csak csökkenteni :

fudja, de megelőzni már nem.

_ Dinamikus

tuldramvédelmíJbkozaÍ (árammeredekség-védelem). ez a fokozat az aramerősség tényleges értékéntúl annak növekedésÍ útemét,időbeti vá]tozását is érzét
_

Kijzvetett érzékelésíÍ re[ék, amikor az erősáramű áramkorben lévo áramv áItő köntetitésével tápláljuk a relé tekercsét, a relét az áramváltő áttételénekmegfelelően kell beállítaru. E relék nagy pontosságúak és kis méretuek, mivel csak 1-5 A_es nagyságrendú áramokat kell elviselniük. llyenek például aY43 sorozatú mozdonyok tuláramreléi.

148

_

Közvetlen érzékelésiÍreld<, amikor a relé érzékelő tekercsén közvetleniil vezetjük át a védendő erősaramú aramkört. A kozvetlen túlaramrelék - tekintettel a nagy áramoka roboszfus kialakításúak és ezért kevésbépontosan beállíthatók. Ilyenek pI': azM44 so_ rozatu mozdonyok Rt1, Rt2 jelű vontatómotor tularamreléi. A vontatójárműveken a következő relés, illetve elektronikus tuláramvédelmeket alkalmazzuk: - Csak villamos vontatójárműveken: o Primer túltÍramvédelem:a jérrrrű átvezető aramváltójan (primer aramváltó) át a fotranszformátorba befolyó aramot érzékeliés - a jármű névleges és maximá1is teljesítményétől fiiggő - beállítási értékénél nagyobb aram esetén megszólal és kikapcsolja a jármű főmegszakítóját. Visszaríllítani általában csak akkor szabad, ha ezze! egyidejűleg a - későbbiekben ismertetésre kerülő _ vonatflitési túláramvédeiem is megszólalt (olyan nagy mérvíizédat keletkezett a vonatflítési fővezetéken, hogy a prirner aramot is jelentősen megnövelte). Mtiködése egyéb esetben a jármű szolgálatképtélenséget okozó, súlyos megbibásodásara utalhat, tehát nem ríllítható vissza. Szekunder túláramvédelmek(yi.: segédtizemi, motorieöri, stb.): altalában árafrvríltó tltjat érzékelika védendő ráramkör aramerősségét és megszóla1asukkor a jrírmű fömegszakítóját kapcsoljak ki. A védendő motor séniléseesetén azt - a jrírmiíre előírt módon - selejtezni kell és a védelem csak ezután állítható vissza.

Dízel-";#:r;;,',:I::n"jffi::1L:?á[T-1Íffi*xtrffi

o

f '#*"",őkÓz-

vetítésévelérzékeliaf'utőáramot és - a jrírmű fotranszformátora fiítésitekercsének, illetve a fiitési generátorának névleges teljesítrnényealapjan - beallított áramérték elérésekormegszólal. Villamos vontatójrírmúveknél a főmegszakító kikapcs ol rís áv al, dízel vontatój árműveknél p e di g áltatáb an a fiité s i g eneirítor l e gerjesüésével(gerjesáőkontaktor kikapcsolásával) szünteti u r*Iuti, illet^"gde a vonatfiítési ve tulríramokat a fiitési ríramkörben. Általában visszaállítható, kontakÍort csak akkor szabad ismét bekapcsolni, ha a hibát már elhrírítottrík. Vontatómotor-túldramvédelem: a üllamos vontatójrírműveknél közvetett aramvríltós - túlaramvédelmet alkalmazrrak, megszólal éLsa - altaléLban - a fo-

r#í*:':jí'J]]']i::5**

i

(M4 0, M44 s or. vontatómotor- aramkörét közvetlen tularamrelék védik. AzM44 sor. mozdony túlaramreléi külön vezérlő {íramköni tekerccsel is rendelkeznek, azért, hogy a meghúzott állapotú relé kilincsművének kioldását ne kézzel kelljen elvégezni - mivel ez az etősétamu tekercs közelsége miatt veszélyes lehet -, hanem táwezérléssellegyen visszaáIlíthatő a leoldott (meghúzott) relé. E tularamrelék megszólalása hatására kikapcsolnak az adott motor-aramkör főkontakÍorai (motorkontaktorok), valamint a dízelmotor alacsony üresjiírási fordulatra áll. 1

5' 3. 2. 2.

Differ enc iál+úlár amv édel em

A villamos vontatójrírművek főtranszformátor anak egyiklegfontosabb védelme a d'ifferenciál-védelem. Ennek lényege, hogy méri a fotranszformátorba (árműbe) befolyó primer áramot, vaIamint az Íizemi földeléseken kereszftil (mozdonytest _ forgóviu-keret - járműtengely - kerekek - sín) az alállomás felé visszafolyó üzemi földríramokat. Hibamentes üzem esetén a kettőnek meg kell egyeznie, tehát a mozdonyba a felsővezetékből befolyó átamnak és a sín felé elfolyó aramok összegének

L I

r49 egyeúőnek kell lennie. A következő ábta a differenciál-védelem elvi kapcsolását mutatj a. Láthatő, yaz érzékelőáramkcjrben (középső ág) nem folyik áram, a védelem alapnelyzetben marad'.

hog

TJtrq651-

focnÁLor

Ir = fz

)

Itt = Izt; frt - fzt = 0

Iz =

Ir

-Ir)

Iz' = fr' - I"'

11+12

-)

A differenciál-túláramvédelem elvi kapcsolása

Il

+I2,;I1'-I2' ;r 0.

és mÍiködése

Hiba esetén, amikor a transzformátorban ftjldzírlat keletkezik, akkor az áramegy része - megkerülve az'3gynevezett kompenzrílt ftldríramváltót - a zárlati hibahelyen közvetlenüi folyik a m|a rete. Ekkor a primer iíramváltón át befolyó iíram nagyobb, mint a kompenzalt ftildríramv altőn Ít elfolyó ararn,tehát a kapcsolas kiegyenlítetlen, a középső ágban ríram folyik. Azidekapcsolt érzéke1ő elem (elektromechanikus relé, vagy elektronikus szintérzékelő) - ha a beállítrísi erteienet nagyobb hibaararn folyik átrujta - megszólal és kikapcsolja a villamos vontatójármú főmegszakítóját. Egyesvillamos mozdonyok vezetőfiilke fritése (V43, V63 sor.) o1vadó biztosítón és kapcsolókészüléken kereszttil a főtranszformátor flitési tekercséről kap táplatást, azonban a fiítőtestek üzemi ftjldelése közvetlenüI a jarmtiszekrényhez van köwe és nincsen áfrrezeyle a kompenzált ft'ldríramváiton.'Ez aztjelenti, hogy a differenciál-védeiem étzékelő áramköre ezeknél a járművekné1 a vezetőfiilke_fiités bekapcsolt állapota esetén - nem kiegyenlített, a védelem érzékelő elemét úgy ke11 beállítani, hogy erre azfuamerósségre még ne működjön. Ha a yezetőfiilke fiÍtőtest e járműveknél meghibásodik és ziírlatos lesz, akkor a fi.ilkeflitési biztosító kiolvadrísával egyidejűleg - a znlati aram nagyságatőIfiiggően - leoldhat a differencial-védelem is. Altalrílos elvként kimondható, hogy a leoldott difFerenciríl-védelem- azo\l, villamos vontatójrírmií_ veknél, ahol a vezetőfiilke frítéseaY43 sorozatú villamos mozdonyokéval analóg módon valósu1t meg - visszaál]íthatő, ha egyidejűleg a vezetőfiilke fiítésolvadóbiztosítója is kioivadt. Egyéb esetekben általábarl, e védelem megszőlaIása a jármű súlyos meghibásodásarahrvja fel a figylhet és nagymérvii további sérüléseketakadályoz me g. 1

5. 3.

3. T estzár|at-v

éd

el

e

m (foldzárlat_v

éd

el

e

m)

Az olyan állapotot, amelyben územszerúennem földelt vezetéktesthez (foidpotenciálon iévő beren_ dezéshez) ér,testzfulatnak,vagy ha a test ftjldelt, ftjldzarlatnak

nevezztik.

A vontatójárművek nagy részének(szekunder) fő- és segédüzemi ríramköre - néhrínyjá.mű kívételével _ földfliggetlen, tehát izemszeruen nem foldelt. A hiba esetén kialakuló földzárlatokat &zékelni és jelezn kell, mert a másik ágban kíalakuló további foldzárlatok mar rövidzfuIatként jelent-

keznek és a jármű szolgáiatképtelenségét okozhatják.

A vontatómotorok, segédiizemi gépek, fogenerátorok körttize

esetén szintén működésbe lép a fo1dzulatvéde\em, mert a kialakuló ív testzfuIatot okoz. A föIdzárlatvédelem megszőlalása _ ekkor fedővédelemül szolgálhat az esetleges tularamvéd elem szérnfua.

i50 1 5

.

j .j

.

1'

E gl s ar kú (e gt

sz

e

r ű) fc) l dz

ár l aN

é de l e

m

Egyesrégebbi építésűvontatójárműveknél csak egysarkú földzárlatvédelmet építettekki. Ez aú jelenti hogy a védendő, földfi.iggetlen, egyenaramú aramkör negatív pólusát egy relé tekercsén ' esetleg ellenálláson és kiiktató kapcsolón - kereszttil a testhez kapcsolják Ha t€lát apozitív ágban például valamelyik vezeték szigetelése megsérül, akkor az aramkör a foldzárlatvédeJrni relé tekercsén kereszttil zárődik, és ha a ftjldzárlati aram nagysága meghaiadja a relé beál1íLísi értékét,akkor az meghíz és érintkezői útjÍínbeavatkozik. Hasonló foldzarlat-védelmet alkalrnaanak pI' az M40, M61 és M62 sorozatú dízel-villamos mozdonyoknál is. A foldzrírlafvédelem megsólalásanak következményeként - általában - a dízelmotor alacsony riresjarati fordulatra áll, kikapcsol a fögenerátor gerjesztőkontaktora, valamint kikapcsolnak a főkontakÍorok (motorkontaktorok)is. A védelem működéséről gyakran jelzőlámpa is tájékoztat. A ft'ldzarlatvédelmi relét meghúzott állapotban kilincsmű reteszeli. Ha például a ftjidzarlatot az egyik vontatómotor körttize okozta, akkor a hibás vontatómotort - vagy motorpiírt - szabályosan le kell selejtezrri, a ftildzariatvédelni relét vissza kell allítani és az ólomzrínal ellátott kiiktató kapcsoló segítségévelbénítani keil. Így a menet - ha egyéb hibajelenség, égésreutaló jel, stb. nem mutatkoiik - a vonatkoző utasítás oktan me ghatár o zott áll omasi g, j avító b énlsígfo lytatható.

Az egysarku foldzárlat-védelem nagy hátrrínya, hogy

a negatív ágban bekövetkező

földzarlatra nem reagál, aztnemtudja érzékelniés e filldzarlat - mivel a relé tekercsével parhuzamosan kapcsolódik ki is iktatja a védelmet, apozitív ágban esetleg később bekövetkező ftldzarlat teljes zrírlatként je-

lentkezik.

=-,

I

+{3

,trint

,

-7t0 ArnPcfmer&Pzl

7Í,

t.

B5 I

I

Fvn

I

AzM44sor.mozdonyfőáramkörénekÍtiIdzárlat.védeIme Fvr: Íijldzárlat-védelmi relé; P p a foldzárlat-védelem kiiktató kapcsolój a

151

] 5. 3.

3 . 2.

Ké ts arku fal dzárl at-v édelem

A kétsarkúföldzárlat-védelem lényege, hogy bármelyik ágban következik be a foldzarlat, a védelrni relé, vagy elektronika aú. étzékeIi. E ft'ldzarlat-védelmek igazából nem védelmi funkciót látnak el, csak figyelmeüetőjelzést adnak, hiszen egyoldali ftjldzarlattal a jármű még - a szabályokban rneg-

hatarozott ideig - tizemben tartható.

A kétsarkúftjldzrírlatvédelem egyszerűen megvalósítható' Két, egyenlő értékűés viszonylag nagy ellenállás segítségévela védendő háIőzat fesniltségétleoszfva az aramkör középpontját állítjuk elő. (Lásd a következő ábrát.) A ellenríllásokon az aramkcjr fesniltségénekfelét mérhetjiik.

qJ 17.

r.l/

t2

A kétsarkr'i fiildzárlat-védelem elvi kapcsolása

és miiködése

Haezt a középpontot egy relé (esetleg kismegszakító) tekercsén, vagy valamilyen elektronikus érzékelő elemen kereszhilleftldeljtik, akkor olyan kapcsoláshoz jutunk, amely bármely oldali föIdzárlat esetén áramot índítaz érzékelő elemen át. Ha a földzarlati áram az étzékelő beállítási értékét meghaladja' akkor a védelem megszólal és jelzést ad a mozdonyvezetőnek. A relés ftildzrírlatvédel_ mek visszaiíllÍthatók, a korszerri elektronikus foldzarlat-védelmek pedíg a ftIdzénlat megsántével önműködően törlik a jelzést. t'I

.l

ll:r

{

\T'

:.i_

Az akkumulátor kétsarkrú fiildzárlat_védelmének kapcsolása

Az akkumulátor-telepek kétsarkúfö\dzétrlat-védelméhez nincs szúkség feszültségosztó, középpont-

képző ellenállásokra, hiszen az akkumulátor cellák egyébkéntis több elemből soros és prírhuiamos kapcsolás útján alkotják a teijes telepet. Könnyen megÍaláIható tehát az akkumulátor-telep villamos

r52 középpontja, amely kivezethető és az előbbiekben bemutatott módon, relé, kismegszakító tekercsén, vagyelektronikus érzékelőaramkörön keresztül leföldelhető' Az akkumulátor foldzárlat-védelme a toválbiakban szintén azonos módon működik, mint a főáramköri, vagy segédüzemi kétsarkú foldzát|at-védelmek. Az akkumulátor ftildzarlatát egyes vontatójármúveken nem a ftldzarlat-jelzőlámpa (piktogram) kigyulladása jeLzi, hanem az akkumulátor foldzárlat_védelem az akkumulátor feszültségrrrérőjétkapcsolja ki (pl.: V43 sor.). Ha tehát e jarmúveken aú. tapasáaljuk, hogy a jármű rendben iizemel, azonban mindegyik vezetőáIláson nulla Voltot mutat az akkumulátor fesztiltségmérője, akkor ez az al&lxrtul áto r (v ezérlő aramkö r) foldzfulatara utal . L5.3.4. Áramirányító-védelmek

Mintazt a féIvezetokkel és aramiranyítókkal foglalkozó fejezetben mar megismer[tik, a félvezető

elernek (diódák, tirisztorok, stb') igen érzékenyeka tulfeszültségekkel, és a magas hőmérséklettel így áttétel'esen a tuliíramokkal - szemben. Az aramirrínyító védelmek tehát elsősorban az átarnirÍnyítókatfelépítő félvezető elemeket védik.

Az áarirányító

mint késztilék- tekintetében kétfele zaiatfqtát különbözlethettink meg és a védelrnek is errrrek me gfelelően csoporto síthatók : _ Belső aÍrlat: Ebben az esetben a hiba az étrarrirányítóban keresendő. Ha egy, vagy több félvezető meghibásodott - ziírlatossá valt -, akkor, ha több félvezető van egy ágban sorosan kapcsolva, akkor a többi féIvezetőrejutó feszültség megnövekszik, túllépheti a megengedett legnagyobb zrírófesztiltség-értéket. A megnövekedett feszültség nagyobb aramterhelést is eredményez, melyek együttesen a többi felvezető tönkrerneneteléhez vezetnek. _ Külső zárlat: Ez azt jelenti, hogy az aramiranyító kifogástalanul iizemel, félvezetői épek, azonban ataplált aramkörben keletkezet1zár|at, mely a megengedettrrél nagyobb aramot kényszerítaz fuarirányítőta, és beavatkozás nélkril e nagy őrarn az fuaminínyítót is krírosítaná. _

] 5. 3. 4. ].

Belső zárlarvéde lem

Az állaúő

nagyságú névleges fesztiltségről ráplalt áramiranyítókban az árarrnrányítóra kapcsolt fesailtség - az éilandó transzformátot-áttéteIek következtében - nem befolyásolhatő. Az ilyen ríramiranyítók felvezetőivel sorosan _ mint aztmfu az olvadóbiztosítók tárgyalásakapcsán megemlítetriik _ illesztett, gyorskiolvadású biztosítókat kapcsolnak, mely a féIvezető eletn bármilyen okból bekövetkezó tulterhelése esetén késedelem néllail kiolvad és ezt mikrokapcsoló jelzi a jármű szabáúyozása számára.

A V43

sorozatú villamos mozdonyok diódás egyenirányítőjaru _ és így a vontatómotorokra - jutó fesziiltséget a mozdony fokozatkapcsolójával tudjuk szabáiyomi' A mozdony 32 feszültségfokozattal rendeikezik annak érdekében,hogy a felsővezeték feszúltségénekalsó trÍréshatárakózeiében is leadhassa amozdony névleges teljesítményét.Ebből következően a vonaifeszültség maximálís feszültsége közelében alacsonyabb fokozatkapcsoló-fokozat mellett érhető el a kb. 1400 V-os vontatómotor-feszültség. Meg kell tehát akadályoznt aú.,hogy az egyerurényítóra tul magas fesniltség keniljön. Erre hivatott részben a vontatómotor-feszültségkorlátozó relé (212), mely legfeljebb a 29. fokozatig képes a fokozatkapcsolót levezérelni' illetve felfelé vezérlésétbiármikor meg fudja akadáIyozni.

Az egyenirányíto egy hídágában 4 (esetenként 5) dióda van

sorba kapcsolva.

A diódakkal

ellenaIlásokból és kondenzátorokból felépítettugynevezeÍ|,,RC" elemek vannak párhuzatnosan kapcsolva, annak érdekében,hogy a sorosan kapcsolt diódakon a feszültséget egyenlően elosszák. Ha egy dióda zátlatossá válik, akkor ará jutő feszúltség is a többi - még ép - diódán oszlik meg, tehát a fesniit-

i53 ségiik növekszik. A diódákra jutó fesniltséget feszültségváltók (szimmetria-transzformátorok) útján érzékelia belső zéxIat-védelem. A V43 sorozatú mozdonyokban jelenleg kétféleegyeniranyító_ védelmi berendezés működhet. 1

5.3.4.1

.1'ASPERKOG -5 típusu egyenirányíto-védetmi berendezés

Ez a berendezéskizétőlag'a belső zarlatokat érzékeli.Ha a diódákra jutó zárőfesni\tség a megengedett hatarértéket tullépi, akkot a berendezés a2I1 és a 2IIll sémajelű vezérlésirelék útjarr amozdony fokozatkapcsolój át a 9. fokozatra vezérli le. Ezután meg kell figyelni, hogy a védelern melyik fokozatnál indítja ismét vissza a fokozatkapcsolót és e fokozat alatt I-2 fokozattal kell továbbközlekedni. Ha a védelem hibás és nem engedi a fokozatkapcsolót a 10. fokozat folé, vagy olyan mérv[í egyenirányító hiba alakult ki, hogy csak nagyon kis motorfeszültséggel lehetne továbbhaladni, akkor a hibas egységet az egyerutányítóval együtt selejtezri kell - a műszaki utasításokban meghatározottak szerint.

A védelmi berendezés előlapjan je lzőIámpektalálhatók, melyek azt mutatjak, nory melyik hídágban volt a zfulat' A szintén az előlapon található ,,Igen nagy zÍxőfesztiltség leképezése''-felirafu nyomógomb segítségévela védelem kipróbálható, megnyomása hatásara a fokozatkapcsolónak a 9. fokozatig kell levezérlődnie. A védelem műkÓdésérőLavezetőasáalon található jelzőlámpa is tájékoáatja a mozdonyvezetot. 1

5.3'4' 1 .2.Az

EzV-3

típusÚ egyenirányító-védetmi berendezés

AzEZY

típusúvédelmi berendezés mind a belső, mind a külső zarlatokat érzékeliés beavatkozik a mozdony iizemébe. Belső zánlat hatrísara szintén lefelé vezérli a fokozatkapcsolót (a2II sémajeití vezérlési relé segítségével),azonban csak addig, amíg a diódárkra jutó feszültség a megengedett érték aIá nem csökken, közben világít avezetőasrtafon az,,Egyenirányi1$''-jelző1ámpa. Működésekor csupán tudomasul kell venni, hogy melyik fokozatig engedi a fokozatkapcsolót. Ha ez tul alacsony motorfeszültséget jelent, akkor az előbbiekben leírt módon szintén selejtezri kell.

A

berendezés előlapj én található kismegszakítóval helyezhető iizembe a berendezés. Lekapcsolt helyzetében bontja a hozzá tartoző véltakoző- és az egyenaramú motorkontaktor vezérlési aramkörét, mert hatásos védelem hianyában nem helyeáető feszültség ilá az adott egyeniranyító. Szintén az előlapon találhatóak a belső (és kiilső) zérlatjelzéséreszolgpló jelzőlámprík, valamint a

próba- és törlés nyomógombok. A belső zarlat-próba nyomógomb meghyomása hatásara - arníg a gombot nyomva tartjuk - a fokozatkapcsoló lefelé vezérlődik' 1

5. 3. 4' 2.

Külső zárlarvédelem

A tirisáoros aramirányítók külső

elleni védelmétgyakorlatilag az aramkör tularamvédelme látja el, mely sokszor árammeredekség-érzékelésselis kiegésztil. A védelem míiködése esetén egyrésá tiltja a tirisztorok gffitását, másrésá kikapcsolja a jarmú főmegszakítóját. Egyben elláthatja a tápIáIt villamos gép tűIararrtvédelmét is. zfuIat

A SPERKOG-5 típusúegyenirányító-védelemmel felszereltv43 sorozafu mozdonyok egyenirányítóinak külső zarlat-védelmét a reléállvanyon elhelyezett2I8/1 sémajelű tuláramvédelmi relék látják el. Kialakításuk ugyanolyan, mint a vontatómotorok 218 sémajelű tularamreléi, azonban megszólalásuk esetén nem a ,,TARTÓ''-, hanem a ,,Kl''_tekercs útján kapcsoljak ki a főmegszakítót, és így működésük gyorsabb.

-

154

Y43 sorozatú mozdonyokban nincsenek típusúegyenirányító-védelemmel rendelkező elektronikus ktilső zárlat-védelme 218/1re1ék, hanem í uea.t.* Í::Í!*,1?^:?]:i''ff'"T:i"il?l1: szintén a ,,Kl"-tekercs táplálásával. Az elektronikus ii1'"'''iln;Tffi"r-'-;i#*;;;zakítót vezetőasúalon lévő idöket eredményez. Megszólalása estén a beavatkozás igen gyoÍS lévő törlés nyomógombbal 'ekapcsolási szintén ::é"A jelzést a védele; elő'apjan azaz ''Egyenirányito,,-jeuáiampa kup"rolható vissza (a főmegszakító ,,dupláni]'(', fő*"gszakító.r"á u kti'onb"o nyug;azrtikell, a vontatómotor körttize (zarlata) t itíp"rot;.. Ha a véáetem működését bekapcsoláru "r"terr'*l_*J egyenirányítóval együtt selejtezni kell' okoÁa,akkor a vontatómotort az A külső zarlat-próba nyomógomb megnyomása A berendezés külső zarlat-védelme is kipróbálható. avezetőasúalon és a védelmen egyaránt világíés ai"t"ota*pat hatásara kikapcsol a fómegszakító tanal.

LzELY-3

védelmek L5.3.5. Hibás kapcsolásokkal szembeni vagy villamos alapvetően reteszelések, amelyek mechanikus' védelmek elleni kapcsolások hibás A Az alábbiakban néhány zfuják'ki az egyrnast veszély ertető kapcsolásokat. útonakadályozzékmeg, péld[t sorolunk fel.

_ példával: Mechanikus reteszelések néhany _ tetókijarat _ A vezetőasztal_reteszkulcs - aramszedő szelektaló-váltó - foldelókapcsoló - szabáIyszení kezelés esetén - megakadá_ és nagyfeszüttségü tér kulcsok reteszlánc juthasson be a kezelőszemélyzet a mozdony nagyfeLyozza,hogy nagyfesztilts,:g áratt sztiltség1i terébe' hogy vontatási tel_ Az iranyvaltó kapcsoló csak a kontroller nulla állásában állítható,sérüléseket okozva a - sulyos jesítrnény kifejtése közben ne lehessen iranyt váltani , járműben, stb' Villamos reteszelések - néhány példával: .^ ^ alatt' fokozat kapcsolhatók be a 10' söntfokozatúnem mozdonyok sor. A V43 nulla _ A v63 sor. mozdonvot ro*"g" uu"d1"n.rr, Lup..olható be, ha a kontroller nem

stb'

A

reteszeléseket részletesen azegyesjárműtípusok

targyalása során fogjr1k megismernr.

mert össze-

tárgyaí között kiilönleges fontosságúak, Íramszedők a villamos vontatás fe1szerelési energíafonás köés a helyhez kötött munkavezeték, tehát az kotő szervül szolgálnak a mozgőjármű sebességéig,a legváltozatosabb és leg_

Lz

helyzet étói amaximális zött. Azaramszedőnek a jármű allo ko'ott is biztosítania kell u megr"t.to minőség1i aramszedést' szélsőségesebb időjrirasi t<
155

kis elhasználódásara keli törekedni. E kettő azonban egymással ellentétben amíg a jó érintkezésnagy fe1ületi nyomást igényel, addig csekély kopás csak kis felületi nyomással érhető el' Látható, hogy az egymással ellentétes elvárások csak részben, kompromissru_ és az érintkező felületek á1l, mert

rnokkal telj esíthetők.

A felsővezetékes üzem áramszedoinek szerkezetében _ rendeltetését tekintve

-

két fő rész különböz-

tethető meg:

_ -

munkavezetékkel közvetlenül érintkező csúszósaru; a sarut hordozó és rugalmas mozgását biáosító szerkezet. a

Magyarországon korábban 6000 mm-es sugánal ívelt, majd később egyenes' középen a kenést biztosító grafitos vazelin számára hornyolt csúszósarukat alkalmaáak. A V40, v60, v44 és V55 sorozatú mozdonyok áramszedőin még csak egy csúszóív volt, rníg aY47 sorozatú villamos rnozdonyok Aop-2|7 típusúteljes ollós aramszedői rnar két csúszóívet hordoztak - így iizem közben elegendő volt egy iíramszedőt tizerneltetni. A váltakozó aramrnal villamosított vasutakon rna már Európa-szerte - így hazánkban is - 6000...9000mm sugárral ívelt egy d,arabból készült keményszén csúszósarukat alkalmazrrak. Az alumínium jelentősen koptatja a-felsővezetéket és éles sorjaréteget képez ki rajta, míg a szén a vezetéket jóval kevésbékoptatja és korrózióvédő, sima graÍitréteggelvonja be aú.. Ívképződésesetén az alumínium hegedésre hajlamos, míg a szén elégve elillan. A mai szénsaruk élettartama többszöröse (10-20_szorosa) az alurníniumból késnilt sarukénak, a felsővezeték kopása pedig alig fete szénsaruk hasmiílata esetén. Egyes - elsósorban egyenaramú - vontatási rendszereknél bronzos szenet, esetleg vas csúszósarut is hasmalnak.

Az

egyenéttamú felsővezetékes nagyvasúti vontatási rendszereknél a bálőzat feszültsége ,,csak'' 1500, illetve 3000V, szembena 15, illetve 25kV-os váltakozó ararnúrendszerekkel. Erurek eredményekénta felsővezetékből felvett aram nagyságrendekkel nagyobb. (A vríltakozó ararnú rendszereknél - a jarmí1teljesítményétőlfuggően - 30...800 A primer aram leszedésévelkell számolni, míg

az egyenátramú rendszereknél az éuartszedőn levett áramerősség több ezer A.) A nagyfesztiltségű vá|takozó aramú rendszerekhez megfelelő a két, viszonylag keskeny Q0-30rnm szélJs) szénlécöl

szerelt csúszó, azonban a jelentősen nagyobb áramok miatt egyenararn esetén _ gyakran nagyobb sarunyomás mellett - 4-,6-szoros csúszósarut kell használni. A több ríramrendszerű jrárműveknél vagy kulon áramszedő van az egyeniíramú-és külön másik a valtakozó áramú tizem szétmára (pl.: az ÖBÉ 1822 sorczatu mozdonya, mely 3000 V egyenárammal és 15 kv 16 2/3 Hz-es váltakozó arammal üzemel), vagy ugyartad a - gyakran négyszeres szénsaruval ellátott - iíramszedót alkalmazzék, de a sarunyomást egy kiegészítő (általában levegős) szerkezet az egyenáramú üálózaton megnöveli (pl: a CD372 - DB AG 180 sorozatu mozdonyai' melyek 3kV egyeniírarnrnal és 15kV 162l3Hz-es váItakoző arammal működnek, vagy aZSR gso, ZsruÖn 362,363 sorozatu mozdonyai, melyek a 3 kV egyeniíram mellett 25 kV 50 Hz-es váltakoző árarnú hálőzaton is tizemelhetnek).

Az

átatrtszedő palettájanak szélességenem

az áramtendszertől' hanem attól fugg, hogy mekkora a

fe1sővezetékLr':,győzása az adottvasuthálőzatan. Ennek megfelelően példáut kót eltérő palettaszélességű áramszedővel kell felszerelru az SBB' ÖBB, illetve DB kölcsönösen haszrrált, egymás vonalaka átjwő villamos vontatój árműveit, mert bar a táplálás rendszere azonos - 1 5 kv 16 2l3 Hz -, a fel-

sővezeték-kígyózása Svájcban jóval kisebb. Az eltérő felsővezeték-Iogyőzás rniatt sztikséges másik - szélesebb palettájú - átamszedővel köziekedtetni a vtÁv és a GySEV/ROeEE vonalain az ÖBg 1014 sorozatu mozdonyait is.

A vasutakon napjainkban eherjedten alkalmazott áramszedő-hordozószerkezetek

_ _

teljes ollós (pantográf) fuamszedők; félollós (fél-pantogúf) ttramszedők.

a

következők:

r56 r_1 Á_a.- "-oÁA-q7eÍkezet ^ áramszedő-szelkeze teljes tömeq:' nagy ki_ ::'-':h"tetlenségú A feLsovezeték magasságváltozá:T..i J.-"'* i' r"r adata ez' a felsovezeték tti""*i, *i-.rregg.r megfelelő a célra a - a csúszósaru ktilön erre nem íinden esetueritudjá _ ,*.*'.ur-"-* ,.u.rreg*.11.* köveszemben megfogalmazott sebb nérvú,ougu.ruulár,*asaí az*u*r".áokke1 ze. terjeriw.-e' követi, készÉiltelem segítsE*u"", j

:':il*1amszedőknét

(p1':

^

merőleges forL"r-.1i]-,^']'?í1':'ffj}T:flTinL!::il:,!:,:Tl1!':;:l'ó:ns1o'1"l'*uo igyekeztek .i, ^vágan{9ngelvre hátrabil-

r'aua'si iranyóí firggően reltélfel, melyet azugynever,91t ,*.^^.vZ*Jjorozó síkban vál"ro"á niágíí.ges dinamikus igénybevételeket gástenge'y rcrur o"riil' n*9k'á]:.r**""o lent és a kis magasságvaitoza::Y,, kiegyenlíteni' több-keu"..iiíártékben követni' szögú billenesseitodta tozo

-'sitittá kc"gL (or+crcü

cé)

Abillenőkeretes(ostorozócsöves)áramszt

)dő nézete és működése

LzÍ$abbtípusúaramszedőknéleztafela|ato|j"bb:1i].:égbenateleszkóp-szerkezetek,illetvea kerül ismenetésre - látj a el' *earÍrru -;;r, ;típusoknál csúszósaru

teljes ollós dramszedő 1ó,1. AzAop-317 ttpusú aY431001_1379 és a záqo-n.Gyárilag aY42123-5y: Magyarors V41 és aramszedő-típus A tlilrredó-fajp Később az összes * ía t"itir, mozbooyo*'á ", 'egelterjedtebb 001_0 12 páLyasnámú V63

Y42sorozatttrnozdonyAop-2t7,a,u*,".aoiétisetípusracserélték' gyártották' & Cie) gyar licenc íájaalapjinhazankban Boveri (Brown BBC svájci AzÍoa*tszedőt a a csóbő' kéo11ózó rész alsó karjai Az 4 db támszigetelőre .,-T".+:dik. van csapágyan/a' A csőtenA hegesztett acél a'só keret *;í;;;;"{: 9:J{ó'csapaggya: sziilt főtengeiyre varurak felékelve, i.iíJá*a (egy áramszedőn tehát négy (töriék) ii"arir* il;ekötésénél a törőelem "* gely és az a'sők*"k és iehuzó erő' Durva erőhatásra rltem"io arÁsÁát at az és így meg_ darab), .""o k"r.r"i'l uáoait szerkezete, az áranszedő leereszkedik' urot'ózó nut nem elnyíródik, u -go.rítobbé sértilésektól' óvható a többi eleme a nagyobb hogy az alsó karok össze.egymással, meiy biaosíd.a, kapcsolja rud cső kot A csőtengelyeket összekötő á-r"r'í"iio)or.ilok, amelyeket merevíto Ár'*arokhorJrutrur.o^ur. elmozduegytitt mozogjanakl'i e és acsak fuggőleges

csuk'ópontjához;;'ő'il

össze. A sarutartó . Ár* "rrózókarok .gv."or."ségeibő1 származő erőket' f.irő".';ték-kisebb fel vesrj lást megen gedő tel.eszkóp " ki s mértékben elfordulhat' körül ízszitrtesr""e"ti v rutartó

A

sa_

151

Az

Ítramszedő feiemelését két csavamrgó végzí,melyek előfeszített állapotban csavaÍos kötéssel

vannak a főtengelyekhez erősítve. A rugók húzóereje a csőtengelyt elfordítja, hogy az iíramszedő felemelkedjen. Az aramszedő lehúzását és - saját rugói erejénekfelszabadításával - feleresztését a jánnűtetőn - tehát foldpotenciálon - Iévő léghenger múködteti. A léghengerben lévő helyretoló rugd összenyomásával - amit a bebocsátott levegő által eImozdított dugattyú végez - az emelőrugó ereje felszabadul és az étramszedő felemelkedik. Kiengedve a levegőt a léghengerből a helyretoló rugó a szigetelő vonórúd s egítségévelIehazza az aramszedőt.

Az átartszedőnek

7-10 másodperc alatt felütődés előtt az aramszedőt megfogni'

kell legalább két utemben ernelkednie. Célszerű közvetlen a

Az így megvalósuló emelést furulya-szenÍ kiképzésríbeömlőszelep segítségéveloldottak meg. A léghengerben elmozduló dugattyú következtében egyre több fi'rrat váiik szabaddá és így fokozatosan, több lépcsőben töltődik fel a léghenger és ilyen módon is engedi fel az áramszedőt. A léghengeren lévő ,,emelés'' állítócsavarral a sziikséges levegőszabáIyozás ebégezhető.

Igen fontos adat azríramszedő leereszkedési ideje is. Az esés ideje kb. 5 másodperc körül kell, hogy legyen. A leeresáésnek intenzíven kell indulnia, hogy a csúszósaru minél gyorsabban eltávoiodjék a felsővezetéktől, segíwe ezzel' az esetlegesen keletkező ív mielőbbi megszakadását, majd lelassulva'

finoman kell az alsó véghelyzetében lévő gumis és rugózott iitközőn felütköarie. Eú. a követelményt egy golyós iirítőszelep segítségéveloldottak meg. A levegő először nagy keresámetszeten kereszttil kezd kiríramlani a léghengerből, ezért a helyretoló rugó is erőteljesen htuza lefelé az ríramszedőt. A golyó később beül a szelep nyílásába és csak kísebb keresztmetszeten át engedi mar ki a levegőt, ezért a dugattyú megtorpan és lassan éri el a lehúzott ríllapothoz tartoző véghelyzetét' e mozgást követi az étatlszedő is. A leereszkedés ideje a léghengeren lévő ,,ejtés'' allítócsavarra], allítható be.

A saru nyomásának névleges értéke70+5 N. Beállítása az

árarrtszedő két emelőrugójrínak forgatásával (lazítás vagy feszítés)állítható be. Ha a nyomás a magasság változásával a trirésnéljobban változik, akkor a szögemelt5rűt kell beállítani. A sarunyomás optimális értékeés allandósága is fontos feltétele a jő étranszedő-felsővezeték kapcsolatnak és azilzembiÍonságának. J

elmagy

j,TéÍel ::l:l:t3i.i.:.:

,:.iI4.,.i .,1,t,15,,,,,,

ló

':,:.ll'.17 l:.:18.ri:..

ar

ánat a következő

}vÍéEnevd'él Csap KúDos szes Rugótengely Csúszórugó Rugóház

Anya

..:..Ig.il:'.

Rueóház-tartó

:';,,?ifr"

Egvenes bevezető

'27',

;,?5

Csuklócsap Rögzítő gyűni Egyenes kar Villás kar Tüske

,2i6

Szegecs szeg

',,,,,21',,,::;;

23,, ,,24

,:,,,21 ,1,;,28,,',,,,:

29' .l.,30

ábr ához:

Csukló Csapágy Merevítő szorító

Mer. szor. csavar

TétEI.

Ii

Mer. szor. anya i?l':':::::::

riii::;33':

.34.: ;.:..:35

.:.i36 ,37rt,.,:,, .;...':.58.,,,,

,ti:,3.9:,,,,t, :::.i.:i40i....l |,.,,4,Í,,:

41 ,,rrt4l

Merevítő csukló

Keresácső

Anya Tengelv

Biztonsáei ék Szigetelö rud Kiegyenlítő cső Illesáő csavar Csap Csap

Rögzítő gytini Emelő ful

44.t.l

Emelő kar

t5

Himba Kulissza Kulissza csapásv

,:46',;::

....48

Illesztő csap

tt::149 :::::::51)':::::.:

j..51 ,,,

.
54 55 j....5'6 t5.,7' ,.,j,.5Ül:.,., :,:1,:,,59,,,,,,

i:,,,ő0,,,i 6,1.,,,,

62 63 1,';;:.:.,64:

':,:,55 ,t,,.,,6,6,

Ütktiző rugó Biztosító anya Lehúzórud Feiöntvény Szögemelt5rü

Feszítő csavttr Emelő rugó

:i;:;::,

:;:::::

j:l.*ó8:::Ii lrl.r.l:6'S:l;:r..l

!

!:?f.A:::::

.::

:,:,:,:,7;l .t:t.:2:::i

':t:..L5:r:

Utköző

KeresÍcső Hajlékony kötés Alsókar-csapágy Főtengely-csapágv Fe]ső kar Merevítő Alsó kar

::nE:.::: ,t::.,:7:6,,,1,,

::.:l.l

.l

t,79

li.,i80 8.1

Csukló

82

Csapágy Csukló

,:,84

83,..,:

Csukló-csap Szorító anya

Villa Hajlékony kötés Helyező csap Zsírzó somb

Csavarbiáosító Lemezház Gyűniszár Emelőcsavat

Hossáartó Lebinő szigetelő Támszigetelő Tartó szigetelő Léghenger Emelőkar Tartó láb Szelep

158

61 ;:'l

Q_l_,

i

..i

I

I

69-'K

\71 i-

^'

L:

7B

I I

82

'o

o

.J

--??

)\, 23

N-zs -?á

26

?

i8 17

t trÉ

5'o f,/

t6

r9

20

36

\ 11

*'y/// Y4'/.fr

,r,./

''!

iÉ

i

>-*

' t\-

f21 4f \.

Az Aop-317 típusúáramszedő szerkezete, felépítése

159

Az

árarnszedő a selejtező darabon keresz|iil csatlakozík a jármű tetővezetékéhez. Az áramszedő územzavart okozó séri'iléseesetén az árasnszedőt - a biztonsági intézkedésekmegtétele után - teljesen lehúzott állapotában rögzíteni kell és a selejtező darab segítségévelföldelve le kell k,it.'i u t.iovezetékről, biaosítva ezzel a jármű további üzemeltethetőségét'

Míg pl. az Aop-2l7-es aramszedot - tekintettel a gyors és csillapítatlan felcsapódásra

-

csak

40 km/h sebesség alatt volt szabad menet kozben felengedni, addig az Aop-317 típusúáramszedő a jármtíre engedéiyezett sebességhatáron belülbánnekkora sebesség mellett felereszthető.

1

6.2. Az AFp-I

21' AFp-22I és AFp-22

lP

típusúféIollós dramszedő-csaldd

En az aramszedő-típust gyarilag a Y46 001-060, a Y63 013-156 sorozatu mozdonyokra és a BDVmot, BVmot és BVhmot sorozafii villamos motorkocsikra szerelték fel. Több V63 és V43 sorozatu mozdony Aop-317 típusúaramszedőjét is e a típus-család valame1yik tagjrára cseréltékle a nagyjavítások során. Az éttanszedő nem licencia alapjan készült, hazai fej|esúéseredménye, melyben meghatitroző szerepük volt a

vtÁv Rt.

szakembereinek.

A félollós ríramszedő műkjdése alapvetően

nem különböák a teljes ollós aramszedőétől. Tömege, helyigénye a teljes ollósénril kisebb, így mozgása is könnyedebb. Sarunyomása, működési idJje szintén megegyezik.

Az AFp-L'2I

és22I típusok lényeges lnilo,nbsége, hogy a 121-es változatemelőkar öntvénye he1yett a22l-es típusniílhajlított csőszerkezetet alkalma*ak. A 22l-es típus emelórugói is eltérőek, azonban mindkettő hrárom trímszigetelőn nyugszik, míg a 22IP váItozat 4 pontos alátarnasnású, tehát közvetlenül felszerelh etó az Aop- 3 1 7-es iíramszedő helyére.

Az emelőrügók görgős lánc segítségévelfordítják el a nyomókar tengelyét és ezzela nyomókart. A húzókar emeli fel a felső karokat a végéna csúszósaruval, mely az Aop-317-es típusnál megismert teleszkópok útjan csatlakozik a keresácsőhoz. Az egyenes vezető rud biztosítja a csúszólap felsővezetékkel parhuzamos síkúvezetését.

Az AFp

aramszedő család működtetés ét is az Aop-317 típusnál targyait léghenger végzi, az fuanszedő selejtezésének módja is megegyezik.

A félkaÍúaramszedőkbe is építettek be törőelemet. E törőelem ahuzőkar alsó részéntalá1ható. Cé1ja ugyanaz' mínt azt az Aop-317 típusnál targyaltuk, azonban működésének következménye eltéú. Azitt alkalmazott 1 db {örőelem elnyíródása esetén az áramszedő nem lreszkedik le. A törőe]em elszakadása követkeaében az ríramszedő huzókarja meghosszabbodik. Az elem eltörését követő aramszedó-leeresáéS után az aramszedő többé nem tud felemelkedni, mivel a törőelem működése

miatt meghosszabbodott nyomókar nem képes a felső karokat felemelni. Az fuarnszedőt oldahól szemlélve látható, hogy az áramszedő a leeresáett helyzetben rnegszokott vízszintes síkhoz képest ferde' a csúszósaruval ellentétes oldala felfelé á1l, valamint látható, hogy a működtető léghengeibői a lehúzórúd kitolódott helyzetben van, tehát jól működik. Az aramszedő a továbbiakban szoigálatképtelen, javítása irant intézkedni kell.

Az AFp

álramszedő család is a jrírműre engedélyezettbátmekkora sebesség mellett feleresáhető'

160

353lt 66 I

\

Az AFp-121 típusúáramszedő szerkezete I elmugy

afirrt az

ábt éűtoz:

:l:ltl(il .i..ri[$j

Csap

i:tI[$ilnii*iafffii Egyenes vez' rÚd

,,:':':,14:,1

Kúpos szes

Tengely

:.::iiÍsa':.:.

ii.i:i.:l'{

lilt,: :i...:Í8i:]::]i .::;]|.;.Í9".:.::::

,,,:,,':?Í)i;i ,,,,:,:,2:llt,

rt:::: 1;23';,,:,:,:

:':;:,,24,,, .::':'

J1:

',:,,..2íi..1,.,,

a)r':

.:

Rugótengely Csúszórugó Rugóház

Anya Rugóház-tartó Rögzítő csavar Menetes csap Röszítő anva Persely Egyenes vez. teng. Persely

iiii;l:4liii:ti;l

:i44i::..ii {5:,:::

i46:i i:::::i99l:i

;ilií$.l

i::::::alÍ:i:::

;,:,,,.3ü:,i

:ii:i:41i..i..ti

Keresácső Felső kar

]iiit.'.Éf.9li;I

t::a,::id?::tta::

Biztosító lemez Csapágy Hailékonv kötés Szorító csavarok Szorító Emelőkar öntvény Nyomókar rúd Csap

lttt!.:*ilitt:t:l :|:i'Á

9i:il

Üzési.,:'iiii|]

Töróelem Határoló csavar Külső rugó Belső rugó Feszítő csavar Csap

Riigzítő gyűní Hossztartó Rugótartó rrld Utktiző rugó

i;i::r5Si:i'

Lehúzó rud

.!.:i:54.:.t.l

Kulissza

Rögzítő gyűríi

Illesztő csap

Htvókar

]il:::::5É

Csapágyak

'.::::l 'l:

Himba Hailékony kötés

iléteI

wtt

iSi:':i.

Láncfeszítő 59 |:::iió.üiji|: l.irr:'. *.,:;ii

:.i:i:i#.iii. ::i:::::63;i::..i

ii;i6

iiii.i$s ,.tttj66il

irri:68i:!,r,r;r }..i:.:.i

ü:i.iii:

,ii:7ili.:,

'||:.1e:::

Biáosító huzal Nyomókar tengely

Nyomókar csapágy Helyező csap

Zskzó eomb Csavarbiztosító Zártsze|vény Keresztcső Rögzítő csavar Göreős lánc Tartószigetelő Sze|epház Léghenger Emelőkar

16.3. Légrugós óramszedők A technika fejlődésévelmegsztilettek

a csavalTugó heIyett szabáIyozolt nyomással működő légrugós

áramszedők Előnyrik, hogy külön működtető léghengerre nincsen sztikség, illetve a plecíziós nyomásszabályoző O,}Lbar nyomás pontossággal képes a Iégrugó nyomását szabáIyozns'' így a sarunyomás és annak állandósága pontosabban beállítható, mint a hagyományos típusoknál. E ktjvetelmény halmozottanjelentkezik a nagysebességű (200 km/h és afelett) járműveknéI, ezért ezekÍLéInéhríny régebbi építéstitlpus kivételével -kizínőlag légrugós aramszedőket alka|maznak, de kisebb sebességű villamos járműveken is egyre gyakrabban megtalálhatoat' Áitaaban törőelemre sincs

161

sztikség, csupán egy ütés, nagyobb dinamikus igénybevétel érzékelésére alkalmas elemre, meiy egy szelepet kinyiwa nagy keresztmetszeten át elengedi a levegot a légrugóból és az aramszedő azonnal leereszkedik. A légrugó beömlő- és ürítőszelepének megfelelő kialakításával és beállításával az emelési és ejtési idők, csillapítások is könnyen beszabályoáatók.

A továbbiakban két - hazánkban is iizemelő - légrugós aramszedőt mutatunk be vázlatosan. 16.3.L. A SmmnNs gyártmányú BwLo_128 típusúáramszedő

Ez1az áramszedő típust alkalmazzapI.az Öng toubek között az1O14lI114 sorozatu két aramrendszení villamos mozdonyain.

Az fuamszedőt két darab fiiggőleges helyzehi légrugó emeli fel. A nyomásszab éúyozőtés a szelepeket tartalmaző doboz az átamszedő alapkeretére van felszerelve. A rnűködtető levegőt műanyag cső vezeti a szelepekhez, ennek anyagateflon alapú, tehát jó szigetelő, azidőjaúsviszontagságainak jól ellenáll és kevéssé sérülékeny A rugózott csúszólap-felfiiggesztés gondoskodik

a kismérvű felsővezeték-rnagasságvaltozások tonságos követésérőlés a keménypontoknál adódó dinamikus igénybevételeÉcsillapításaról.

biz-

Sre'u cdürtÁt

Fe\r;

1tffiIr;

Yo.

Á\catHk!|cl

{r.+$.1s'5

tere.td

rlá

Slrlege:o6srt

AlrJ 1*..-'

,,T;ré.|.-r ---/ cJil\aplt DnsL:!.leüjt E\."s\g

té1r.^1l

A'ra.,*1a;1g:J

A Síemens BwLo-128 típusúáramszedő nézete 16.3.2.

A SCHLINKgyártmányú WBL

85 típusúáramszedő

E típusból egy darabot kipróbálásra kapott kölcsön a vtÁv Rt. és aY63 156 paIyaszámú mozdonyra szerelte fel. A másik fuamszedő - a WBL 85 típussal azonos csúszópalettával szerelt - hagyományos AFp-22I típusu. A DB AG néhany ICE villamos motorvonatát is wBL 85 típusúárawszedővel láttak el'

Az

A szelepeket és nyomáss zabÍlyzőt tattalmazó doboz szintén az érarlszedő alapkeretén került felszerelésre, azonban a csúszósaru-felőli áramszedőt egy darab ferde belyzehi légrugó emeli fel.

L r62 végétA levegő hozzávezetése és a paletta rugőzása az előbb ismertetett SiEvENs iíramszedőéhez hasonló.

TeLS 1ot

\Jere{8 ,riÁ

l_liclro*olikxt crirbpltár lc*r.rtj

A SCIII]NK wBL 85 típusúáramszedő

ENERGIAELLÁTÁsA Ahazu villamos vontatás - néhany helyi eltéréstől eltekinwe - kezdettőI az 50 Hz-es nagyfeszültségű (16kV) váltakoző árarnothasználtafel. Az 1960-as évek elejétől kezdődött meg az áttérésa szabviínyos 25 kV-os fesailtségre. Az európai nagyvasutaknál lényegében négy villamosítási rendszer alakult ki, melyeket szabványosítottak, ezek akövetkezők] .+

-

_ Az

'*"111;;ndszerek

o

3000 V. váltakozó aramú rendszerek:

:lifJ; I3?:"

kis fesziiltség miatt sűrtín kell egyeni ranyítő alállomásokat telepíteni, a vonali feszültségesések pedig csak úgy tarthatók a szabványos értékekközött, ha nagy [eresilmetszetri felsővezetéketéshozzátápvezetékeket is alkalmaznak A nagyobb munkavezeték-keresúmetszetet álta]ában kettős munkavezeték beépítésével érik el, és a tartósodronyokat is szokták többszörözni. A tápvezetéklől rendszeresen - meghatérozott számí tartóoszloponként - Ieágazást létesíteneka fe1sővezeté|
163

A

váltakozó aramú rendszerek egyik közbenső állomása a csökkentett periódusú rendszer. Itt a nagyfeszültségű táplálás, valamint a csökkentett periódus miatt kisebb látszó1agos (induktív) ellenállású felsővezeték-rendszer együttes eredményeként az alállomások távolsága nagyobbr & - a 25 kV 50 Hz-es táplálásnál szokásossal közel megegyező nagyságura - választható, azonban az átalakító állomások vesáeséges forgógépekkel állítottak és állítjak ma is tulnyomórészt elő a csökkentett periódusú egyfazisú váltakozó áramot, amellett, hogy a vasutak saját erőművekkel és saját egyfazisú energiaellátő háIőzattal (55, és 110 kV 16 2/3Hz) is rendelkeznek, melynek fenntartása igen költséges. A hagyomanyos vontatójárművek e rendszerben is még viszonylag egyszerunek mondhatók: fokozatkapcsolós takaréktranszformátor áLtaI tápIáIt váltakozó aramú soros motorokat alkalmaaak. A sok induktív jellegű fogyasáó miatt, valamint a közcélú hálózattől elszigetelt, egyfazisú táplálási rendszer követkeáében igen hangsúlyozottan jelentkezik a meddő teljesítménygazdáIkodás' A vonatfrítésszabványos feszültségszintje 1000V, I62l3Hz, me|y a fotranszformátonól vehető. Az jnarr periódusú vasút-villamosításniíl az aláIlomások egyszeníek, lényegeben a közcélú nagyfeszültségti haromfazisú hálózatok két-kétfazisara csatlakozó egyszení transzformátorokról vanszó. A felsővezeték-hálőzat egyszerií, tulzottan nagy vezeték-keresztrnetszetekre nincsen sziikség és a nagy feszültség miatt az aláIlomások tavolsága is viszonylag nagy 1ehet. EzzeL szemben a vontatójrírművek mar bonyolultabbak, hiszen az 50 Hz-es fesziiltség közvetlenül nem hasmalható fel a vontatómotorok, segédüzemek, stb. táplalásiíra, átalakítókra van sztikség. E rendszerben az 1500 V, 5 0 Hz-es vonatfiitési feszültsé get szabviínyo sítottiík.

"'Í% -850Ve.á' ti{\\\ j#$I.

15ooV e.á'

3ooov

e á.

il$i-E$ iskvl6,ri Hz

::

25kv50Hz

Vasútvillamosítási rendszerek Európában

164

A Xf,.

szazad elején háromfázisú vontatási rendszerrel is kísérleteztek.Kandó Kálmán nevéhez fii-

ződikaz olaszországi Valtellina vasútvonal villamosítása. A háromfázisú tápláiási rendszerhez kettős felsolezetéket kellett kiépíteni' a harmadik fáeis vezetője a vasúti sín volt. A kettős felsővezeték munÍ
1 7. I

A

.

Aldllo mds o k

(tr ans zfo r mdtor

transzformátor_áLllomások

Az

-óllo mds o k)

az országos i20 kV feszultségű táwezeték-hÍlőzathoz csatlakoznak.

energiaellátás biztonsága érdekében két, egymástól fuggetlen táppontból kapnak e1látást, mely úgy erhető el, hogy. _ egy két táppontot összekötő egyszer haromfazisú (egyrendszeni) távvezetéket ,,felhasítanak", vagy - egy kétszer haromfazisú (kétrendszeríi)táwezetékről kettős leágazást késátenek. A primer oldalon a I2O kV-os gyűjtősínre szakaszolóval és megszakítóval két fázisracsatlakoznak a 120/25 kV áttételű vontatási transfornrátorok C,A", ,B'). Gd. a következő ábrát!) Az ábrán a 120 kV-os gyiijtősínt egyszeriisíwe ábrazoltuh a távvezeték csatlakozást pedig elhagytuk. A transzformátor szekunder oldalarőL a szakaszolókon, és megszakítón kereszhil jutunk a kitáplaló ágakba, melyek kozatt abiaonság érdekében egy tartalék is van. A kitáplaló ágakban keniltek beépítésreaz ugynevezett vonaluzsgáió ellenallások. Ezek segítségévelkorlátozott fesailtséggel és árarnerősséggel lehet a zárlati hibahelyet vizsgá:lni és behatarolni. A vonalvizsgaló ellenallásokat tiepmszerűen szakaszolók zÍq'íkrÖvidre. Ezutrán szintén szakaszolók útj?n jut az energia a vonali hossááncoblaváginyonként széwáLasztt4 illetve egyvágányu pa1ya esetén lailon a hossááncra és

kúlön atápvezeté|ce.

Az alallornások az általuk tápltlt vonalszakasz közepén csatlakoznak

a felsővezetél
A

transzformátorá]lomásokban és a felsővezeték-hálózaton alkaImazott kapcsoló-berendezések távműködtetésűelg vagy helyszíni (kéá) kapcsolásúak.

magyar vasutak régebbi alállomásain (pl.: KiskunféIegyhÍua' Kistelek, Istvántelek' stb.) 6 MVA teljesítményu,fix áttételű transzforrnátorok kerultek beépítésre.Ahol a teljesítmény-igényeknövekedése szukségessétette' ott 2-2 db 6 MVA-es transzformátort fixen ikerbe kapcsolva üzemeltetnek (p1. : Népliget). Sokhelyutt találunk terhelés alatti automatikus feszultségs zabályozős (fokozatkapcsolós) 12 MVA-es transzformátorokat is (p1.: Pestlőrinc' Sopron). A legnagyobb teljesítményúhazai alállomási transzformátorok szintén terhelés alatti automatikus feszültségszabáIyozős 16 MVA-es transzfo rmáto ro k (B i atorb ágy, B al at o n-fo Ldv ár, Kap o sfu red, stb )

A

.

16-s

t20 kV-os g1,űjtősín

R S

fazisok

T

sZakasZoló

szakaszoló

megszakító

megszakító

..A" transdonni{tor, 120/25 kY 6, L2,vagy 16 MVA.

,'B'' transdorm:ítor i20/25 kV.

-

6.L2.vagy 16MVA.

szakaszoló

<--szakaszolók->

<_megszakítók-+

e-szakaszolók--> a

vonalvizsgaló

vonalvizsgíló ellenálláshoz

<--

szakaszolók-+

szakaszolók

J

.1.

<- vonali

lt

kitríplálás a kezdöpont felé

vonali -+

kitríplrílás a vépont felé

+- szakaszolók ->

jobb vágarry - ba]vágáry <- kétvágányuprái án hosszliinc; hosszlánc - tápvezeték <- e1w_ágánvú pályán

lt

+

jobb vágárry - balvágáry

+

hosszlánc _ tápvezeték

hosszliinc:

Egy 120125 kV_os vontatási alá]lomás általános, egyszerűsített elvi kapcsolási váalata

17.2. A felsővezetékJttÍlózat A felsovezetéki berendezések kialakitása a |elép ítésükben

megegyeznek'

nyí1t Vonalon és az áIlomáson eltérő, azonban alapvető

166

A vj]Iamos vontatójárművek

a vontatáshoz szúkségesvillamos energiát aramszedőjiik segítségévela munlavezetékről kapjak. A munkavezeték - a felft'iggesztés céljából - hornyolt kialakítású65, 80' vagy t 00 .''*' k.'"''tmetszetií, igen tisáa vörösrézből készül.

Á hazai munkavezeték keresztmetszete

A rnunkavezeték fiiggesztők segítségévela folötte húzódó tartósodronyhoz van rögzífue. A tartósodrony' a munkavezeték és fiiggesztők szorító és kötőelemekkelösszeszerelt, meghatarozott hossáságú szakaszaít - melyek egymástólmechanikaitag fiiggetlenek - hosszltÍncnak nevezztik. Költségkímélésiokokból régebben épúltekhosszláncok tartósodrony nélkul' segédsodronnyal is. Ezeket a hosszláncokat tartósodrony nélkülíhosszláncoknak nevezajk és csak kis sebességgel (max. 40 km/h) j rírhatók'

Közös

KÜlön _

utonfeszítésr] hosszldnc

kütön uiónfeszítet! hosszlónc

Rö9zítelt lortósodronyos ulonfe szítés

Tortósodrony

nélkÜli hosszlónc

Felsővezetéki hosszIánc-típusok

167

A

hosszláncok a hőmérséklet-váItozás hatásara hosszukat vríltoaatjak' Az ebből adódó belógásr'áltozások elkerülésére a hosszláncokat a végükön súlyutrínfeszítésselkell etlátni.

A hosszláncok közepe

az elmozdulás ellen/x ponttaI van rögzítv e. A nagy Jix pont feIadata a tartósodrony rögzítése, a kis fix pont pedíg a munkavezetéket rögzíti a tartósodronyhoz' noqy fixpont

A hosszláncok rögzítése fix pontokkal

A keménypont amtnkavezetéken koncentráltan jelenlévő helyi többlet tömeg, amely a haladó és a munkavezetékkelérintkező aramszedőn lefeIé irányuló gyorsító erőt hoz létre és ezáItal az i1.antszedés minőségét ronda. 17

.2.1.

A vonali felsővezeték_rendszer

A vonali felsővezeték - kevés kivétellel - egyedi oszlopokon lévő tartószerkezetekre

mást követő hosszláncokból áll.

szerelt, egy-

A munkavezeték a vágránytengelyhezképest jobbra és balra kígyózik. A kígyózás miatt a munkavezeték az aramszedő saruval nem azonos helyen érintkezik, melynek követkexében azt egyenletesebben koptatja.

Két-, vagy többváganyu pályrín a nyílt vonali felsővezetékek egymástól mechanikailag és vi1lamosan is fiiggetlen ríramköröket képeznek, így a villamos energia az egyik vonali felsővezeték kikapcsolása esetén a másik vonali vezetéken eljuthat a mögöttes háIőzatésne. Egyváganyú pályán a második vonali vezetéket - villamos szempontből - az oszlopok csúcsián lévő bakoú ''"'"ttoldhátó ''lg"te]őkön haladó tápvezeték helyettesíti, tehát a mögöttes szakaszok taplá1ása ezenkercsztti1 meg.

nípvez etdk

munko-

csöcsotlokozósú szigetelő

Belsó

KÜtsó kígyózás

torió oszlop

kígyózós

tópvezeték

E

'9:"Y

-:, vo90 ny

m

unkove zeték

A tartószerkezetek és a felsőve zeték kigy ólzása

o

168

A vo1ali vezeték az állomások előtti villamos szakaszolásoknál elhelyezett iizemi szakaszolónkeresrtü[ csatlakozik az állomások megkerülő vezetékéhez, s azon keresztiil a kapcsolókertekhez. táprr ereték kö zvetl enüI az áIlomás i kapcs olókerthez csatlakozik.

A

A vasitvonalak villamosítása során egymás utan több hosszláncot kell alkalmazni és a hosszlancok váltáÉt áramszedővel járható és aramszedésre alkalmas kivitelben kell elkészíteni. E*. a feladatot látjrtlei a mechanikai és villamos szakaszolások. A n-zerhanikai szakaszolús (vonali szakaszolds) csak a hosszláncok szerkezeti fliggetlenségét biztosíÉja'villamos elválasztást nem jelent. órom szedőveI

I

'€

me

nem érintkezo

neti róny

'

munkovezeték óromszedóvel

érintkezómunkovezelék

A mechanikai (vonali) szakaszolás kialakítása

A

villamos szakaszolós QÍllomds előtti szakaszolds) elsődleges feladata az álomási és a vonali felsővezeték-rendszer aramszedővel járható villamos szÉtváJasdása, emellett biztosítja az allomási és a vonali hosszláncok egymástól való szerkezeti fiiggetlenségét is.

A villamos szakaszolásnál a szigetelést a két vezeték közötti kb. 500lnm-es levegőréteg biáosítja

(légszigetelés). A légszigetelésenáthaladó aramszedő-csúszósaru a két - üzemszeriien azonos potencii{lon lévő - vezeték_szakasá tjsszeköti. Ha valamelyik ríramkcjr fesziiltségmentes és ftldelt - pl. karbantartási, vagy egyéb munkák, hibaelhárítás, stb. miatt -, akkor az arunkötök összekötése csák az á:lmszedő idej ében történő leeresáésével akadályozható meg. meneiiróny 65m

-

.5-10m

T--T

,villomos r,0rit

1 _f

- --*' megkerÜlö

I

vezeték A(SR

150

t

s_*

25mn2

u.;oroti ;.tzo

Á villamos (állomási) szakaszolás kialakítása

Az

otszágos távvezeték-háIőzat közel szimmetrikus terhelésének biztosítása érdekében a szomszédos alállomások, vagy :ugyanazon alaIlomás két vontatási transzformátora atáyvezeték más és más fénisairő| kap táplálást (egyfánisú terhelések köze1 szimmetrikus elosztása a fazisok között)' A szomszédos alállomások, vagy transzformátorok áItaI táplált vonalszak aszokat ftÍzíshattÍrokválasrtják el egymástól. Afazishaténokat az állomási szakaszd'ással azonos módon nem lehet kialakítani, mivel art az aramszedő osszezátttá. A különbóző fázisrőI tap|ált szakaszok között kb. 40-50 kV fe-

169

sniltségktilönbség van, tehát e vezetékek összezarását - és a súlyos územzavafi okozó fáziszárlat kialakulását - mindenképpen meg kell akadályozni.

A fázishatarok rendeltetésük szerint lehetnek:

_ _

vonali fazishatarok és alallomás előtti fázishatarok.

A vonali fazishatar többnyire egy,

vonali hosszláncban kialakított semleges (feszültségmentes, de nem foldelt) szakasz, melynek hossza általában 60 m. A semleges szakasá a két szomszédos tápszakasztól légszigetelés,vagy azzalegyenértékű egyéb szigetelés választjael. a

A fazishatarok kialakíthatók speciális' telőkkel (lásd később) is.

e célra szolgá|ő fázishattÍr-szigetelőkkel, vagy szakasazige-

Flury gyártmányú frízishatár-szigetelő

Fázishatár_szigetelőkkel

L

kialakított fázishatár

fázishatat semleges szakasza a fáaishatán szakaszolőkkal a két szomszédos alállom ás tápszakaszáhelyeáető. Mindkét szakaszo|óbezárása esetén akéttápszakasz összekapcsoIható, ha az egyik a]ríilomás tápszakaszátbármely okbói a szomszédos alállomásnak kell átvennie' E szakaszolók is kézi-, vagy távműködtetésűek lehetnek ' A fazishatáx szakaszolóinak elnevezése a vonaiszakaszkezdő és végpontjaról történik, de a név utai arra is, hogy a szakaszoló a vonali, vagy atápvezetékben, ilietve a jobb, vagy abalvágányban van. ró1 feszültség aIá

170

semle

g

es szokosz

Vonoli vezefék kezd

ri

po nt

td pvez eié k

Vonoli fózishotór egyvó9ónyÚ

k

pótyón

ezdőpont

jobb

vógóny t(j

VonoIi fózishoiór kétvógdnyú pótyón A r.oll:rli Íiizisli:tt:ir'oii liialakítása f +kezdöpónt

és

lirrpcsoiása egy- és iiétr'rigaírr1,,r! p jli.1.i'in

T

,to

vá9ponl*

a;) *vö

+kezddpont

rn

FózisholórszigeleIós vonoli fózishotór kétvó9dnyú pilyón

vonoli Íózishotór e9yvógónyú pólyin

E --+* Vd Tö

Vb

J^-

,'^u végpont*

'

Kv

+N22!Spsnt

+t4-

-

Vv

Kj

-szigetelös vonoli fózishotór e9yvó9ónyri

.+

líb

: _.. -6ro

+!ezdőPont

Szokosz

Ir) í

vé9ponl+

uöj

Fózishotórszigetelös

,

vbb

-f\ tt

_..

Szoko sz

pólyón

véqponl.-

vj

- szigetelös vonoti fcízisholór kétvrí9ónyú pólyón

ftizishotórszigetelö

szokosz-sziqeleló vonolösvekötö

1

tópösszekötó

J

}

szokoszoló

Fázishatár-szigetelőkkel

kialakított fázishatár kapcsolása

Az alállollás előtti fázislratár'bizto::ítja e9}'alállomás kti]önböző

ir.ánr,ir tápszzrkaszairrak r,i1lairlos

i
vég ponl

olól lomós hoz

*

Két szokoszolóból is óllhot

elötli frjzishorór egyvógónyÚ prílyón

Alóltomds

Alóllomós elótti

Az aiálIonrás eiőtti iízishatárok ós az alállorrrási kapcsolása 17.2.2.

fózi

sholrir

kétvó9ónyLi pólyón

'

betri p! ál ri'sok kjaIrrkíf rísa és

Az :iliolllii. i fcisől,czeté!i'-rendszer

Keresztmezós elrendezés

vótosrszlgeteló

eIren

dezés

megkerútő vezeték

kereszlf etÍÜ 9 g eszló,, K"

tipusú oszlop

Kereióllósos'

telsó irciny

-

kereiótlós 6

9erendo

tsó ir<1nysodrony

kereszliortó sodrony k erqidll{5 rd tzítetl' K R típu_

sú osztop

kompenzólt hosszlónc Íélkompenzólt hosszlónc @

E

m

€

E m

a

keretótlós

fl'. -,tépcdis beionolop t--:í

iovo\s

ÁIlonrási felsővezeték-rendszerek

beio nolop

iípusúoszlop fiÍx

t,um

ÍTl

1,8 m

1

172

Az á]lomások felsővezetéke egymás mellett lévő, a kitérők felett egymást keresáező, általában csopoít €san felfiiggesáett hosszláncokból áll.

A hosszláncokat

_ _

a

helyi adottságoktól fiiggően

:

keresztmezők, keretállások, vagy egyedi tartóoszlopokon lévő tartószerkezetek tartjak,

Az

ánomások felsővezeték-há|őzatában a vágánycsoportonként történő kapcsolhatóság érdekében ararnköröket alakítanak ki. Az aramkorök villamos elválasáását az étramszedővel jiírt helyekefi szakaszsrigetelők, az aramszedővel nem járt helyeken pedig vdlasazÍgetel(Íkbidosítjak'

Iragyományos és ABB gyártmányú szakaszszigetelő

Flu ry gyártmányú szakaszszigetelő

Az aÍamkörök

_

lehetnek:

állomasi ríramkörök; külön rendeltetésri aramkörök; egyébríramkörök' Az áIlomási aramkörök kapcsolása a kapcsolókertben, a külön rende1tetésű aramkörök pedig az árankörök közelében elhelyezett szakaszolókkal történik.

-

17.3. Földelések A ftjldelésekfajtái a következők: - uzemiföldelés;

_

-

érintésvédelmiföldelés; munkahelyi földelés.

kapcsolása

173 17.3.1.

Az üzemi fiildelés

A villamos mozdonyok

és a felsővezetél
a fiítőaram vísszavezeté_

se is üzemi földelésnek tekintendő.

o tó

ltomds feIsővezeté k

vógóny( tízemi föHetés

)

A vontatási áram útja

Azizemifcildelést avágányzatés a ftild együttesen alkotja. Fontos, t'ogy uiagrínyok egyes sínszálai is helyenként egymással jő vezető sodronyokkal cissze legyenek kötve. Egv"' térközbiztosító és állomrási berendezéseknél csak az egyik sínsziílszolgál folyamatos an az rírÁ visszavezetésére,a másik sínszalba épített- a biztosítóberendezés mtiködését szolgáló - szigetelt mezőtát kell hida1ni. Az egysínszéiasszigetelésiÍ tjnműködő térközbiaosító berendezéssel felúerelt vonalakon, illetve az egysínsálas ságetelésű vriltó- és vágrínyfoglaltságot étzékelőbiztosítóberendezésekkel felszerelt állomásokon a vágényoknak váltakona csak az egyik sínsziílaszolgál a villamos vontatás tizemi ftildelésétil - a másik sínsziíl a biztosítóberendezés mut
gányok nem szigetelt sínsziálai egymással ,,Z''-alakis,kötésekkel vannak
ki'tés

taiattt sinszól

szigete{t sí,nszól

sínvigetetds

h o

sszi

rtí nyú

ótkötés

drosszet

{

jtó) tronszíormólor

oszLop tronszformótoq '.',

u%

;''f ll', i:;i:''

u

"

Üzemi ftildelések 17

.3.2. Érintésvédelmiftildelés

Minden érintésnekkitett, územszeriien feszültség alatt nem iílló, de hiba esetén feszültség atrá kerülő felsővezetéki berendezést érintésvédelmifcjldeléssel kell ellátni. Az érintésvédelmifoldelés kapcsolatot létesíta foldelend ő férrtatgy és a földelt sítthálőzatközött. A kapcsolat lehet közvetlen fémes,

174

vagY.ha a biztosítóberendezés ezt nem teszi lehetővé, akkor - szikraköz közbeikÍatásával kialakí-

tott. Ia a fém targy természetes földelési ellenállása kicsi, akkor a közvetlen ftjldelés a vasúti biztosítóbtrendezés múködésében zavarokat okoáat, ezértvan snikség a szikraközös floldelésre.

A rnrrnkavezeték közelében - a feisővezetéki berendezés fiiggőleges vetületétől szakmai utasítások-

ban rneghatfuozott távolságon belül - lévő fem tárgyakat szintén érintésvédelmiföldeléssel kell ellátni , rnert a villamos távhatás, vagy meghibásodás következtében benniik környezetükhoz képest veszélyes érintésifeszültség keletkezhet. A villamos távhatás a következő módokon jöhet létre: a munkavezetékben folyó aram fesziiltséget indukál a közelében lévő fém targyakban (induktív csatolás); _ a munkavezeték feszültsége hiba (pl.: felsővezeték-szakadás) esetén vezetés, átívelés útjan átadódhat a közeli femtargyakra (konduktív csatolás); a munkavezeték és a fém vezető anyagú téngy, valamint a közötttik lévő szigetelő levegőréteg kondenzátort alkot és villamos feltöitődés jöhet létre (kapacitív csatolás).

-

Az érintésvédelmiÍiildelésekkialakítása 17

.3.3.

Munkahelyi fiÍldelés

Földelés, melyet a felsővezetéki berendezéseken, azoktartozékain, valamint a felsóvezeték tartóosz_ lopaira szerelt - tizemi utasításokban meghatőrozot1távolságon belül lévő - egyéb berendezéseken végzett munkak tartarrára az éIet és a testi épségvédelmének céljából ideiglenesen létesítenek,vagy amelyet az ilzemí ftjldelésen végzett munkák, mérések,stb. miatt az ilzemi foldelés helyett alkalmaznak.

A munkahelyi ftildelés fajtái:

_

_

_

ideiglenes mrrnkahelyi ftildelés: A ftjldelés végrehajtásának eszköze aföldelőrúd. Aftldelés xégrehajtásakor jól vezető femes kapcsolatot kell létrehozrri az iizemszeriien fesztiltség alatt á|Iő, de a floldelés telepítése előtt kikapcsolt felsővezetél
fix munkahelyi fildelés: Abban az esetben, Lta az ideiglenes munkahelyi földelést hosszabb időre kell telepíteni, abinonság fokozása érdekében az uzemszerűen fesztiltség alatt áIló, de a fix foldelés telepítése előtt kikapcsolt felsővezetéki berendezés és az izemi földelés között a ft'ldelőrudon kívül fémsodrony segítségévelis kapcsolatot lehet létesíteni.Az így elké sztilt fti l delé st Jix mu n k a h e ly i fö ld e lésnek nev ezaLk' gépi frldelés:

olyan állomásokon, ahol az ideiglenes munkahelyi földelések telepítési gyakorisága igen nagy (yi.: határállomások) az ideiglenes munkahelyi földelések telepítésiidejének csökkentése érdekében gépi földelő berendezések is alkalmazásta kert'ilhetnek. A gépi föidelő berendezésben a foldelőrudat ki.ilön e célra készült villamos távműködtetésű szakaszolők helyettesítik, a földeiés látbatőságát pedig automatikusan beálló jelzőtáncsak biztosítják.

175

17.4. A 2x25 kV-os vasúnillamosítósi rendszer Azonos hosszuságú táplálási szakaszon átviendő teljesítmény növelése elsősorban a feszii1tség növelésévellehetséges, azonban a felsővezeték feszültségének névleges értékeit,illetve a níréshatarokat szabványok rögzítik. Ha tehát adott vonalszakaszon a nagyobb forgalom, illetve a nagyobb teijesítménytivillamos vontatójárművek közlekedtetésre teljesítmény-bővítésrevan szt'ikség, akkor a tápláló alállomások közötti távolságot - a tápszakaszok hosszát - is csökkenteni kell, amellett, hogy az aléilomásokon beépítetttranszformátoroknak is nagyobb teljesítményűeknek keli lennitik A vasúti alállomások bővítése,új aláliomások telepítésesziikségessé teheti a l2akV-os háIőzat megerősítését,vagy esetleg új 120 kV_os táwezeték építését.

A bővítésiigényből adódó beruhrízás költségkihatása mérsékelhető a2x25 kV-os vontatási rendszer alkalmazásával, mert az enetgiát 50 kV-on szá|Iíwakisebb aramok folynak. Új vonalak villarnosításakor kevesebb vontatási alállomásra van sziikség, esetenként elkerülhető a I2O kV-os táwezeték megerősítése' vagy kiépítése.A rendszer járulékos haszna, hogy a távközlési-és egyéb gyengeiíramú há|őzat zavartatása kisebb, mint a hagyományos, 1x25 kV-os táplálás esetén' Ez arza! magyarázható, hogy azokban a szakaszokban, ahol villamos vontatójiírmű nem közlekedik, az aláIlomás felé visszafolyó fuam nagy része - mely egyébkénta gyengearamú foldkábelekben zavarjeleket (pl.: búgófeszültség) indukrál - kikerül a fi'ldből és a sínhálőzatből és a felsővezetéken és ahozzáközeli

tápvezetéken halad.

A rendszer hánánya, hogy a tápvezeték és a felsővezetékközé takarék-transzformátorokat kell kap-

csolni, melyek telepítési költsége az |x25 kY-os rendszemél nem jelentkezik, valamint az ríramkór impedanciája és vesztesége - a takarékhanszformátorok miatt - nagyobb az lx25 kV-os rendszerhez képest.

A2x25 kV-os rendszerrelvillamosítottiák Magyarországon

Murakeresztur - Nagykanizsa - Ba]atonszentgyörgy vasútvonal -szakaszt.

Kaposvár - Somogyszob _ Gyékényes (Keszthely) - Fonyoa - siófot - saúadbaityar, a

A2x25 kV_os rendszer kialakítása egyvágányűpályaesetén _ i|yen a fenti vonal is _ a következő: Az 50 kV-os táplálás középpontját közvetlenü!, vagy a mellé telepített takaréktranszformátor útján lefoldelik, míg egyik végéta tápvezetélce, másik végétpedig a hosszláncra kapcsolják. Miná a

hossziánc, mind a tápvezeték feszriltsége tehát aftjldhöz (arósínhez) képe5t 25 ki,míg egymáshoz képest 50 kV. Ezért a tápvezeték és a hosszlánc közvetlenül nem kapcsolható össze, egymástól el vannak szigetelve.

A tápv ezeték és a fels ővezeték csak e gyszere feszülts é gmente síthető. A munkavezeték és a sínhálőzatközött tehát továbbra is 25 kV a feszültség. A palya mentén - meg-

hatéltozotttávolságokra - 2:I áttételű takaréktranszformátorokat kell telepíteni. Nagi'on leegyszenísítveúgy fogható fel, hogy a villamos vontatójrírmúvet 25 kV-on mindig két takaréktranszformátor táplálja, míg e transzformátorokat primer oldalról 50 kv-taltáplaljuk. p kcizelitésben láthatő, hogy az irnpedancia négyszeresére nőtt (a prírhuzamos vezetőket sorosítotuk), az áram a felére csökkent, és így 25 kV-os a feszültségesés azonos teljesítménymellett akkora iesz, mint hagyományos tápláIás mellett.

A részletes elemzések szerint az impedartcia négyszeresnélkisebb mértékbennő, így azonos köve-

telmények mellett 2x25 kY-os rendszerben hosszabb szakasztápláIhatő,mint hagyományosan' Ha a tápvezeték és a munkavezeték közelebb kerülhet egymáshoz, akkor a kör induktivitása - és így az impedancia - tovább csokken.

t76

/2o

kv

/-r) Irl

T

itr

;i_l .l ll

5ottt

I :

hossz/ón" I

:l -rl

\.\ to

br!

t+

\

L----.r I

^2x25

,c!h

\l

táe.ezs#}

kV_os táplálás kapcsolása és működése

13.vrr,rÁnnos nrzroNsÁcrncmrrx.q., ÉRn{rÉsvronl-rMa vasÚTr .IÁRMuvEr

Üznnrpr,rrrÉsnsonÁN

A villamos vontatójármű bármely

tészét,amely feszültség alá kerülhet' csak akkor szabad megközelíteni, vagy megérinteni, ha a következő feltételek egyidejúleg teljesiilnek: _ az árarrLszedőket leeresáették; _ a jrírmiivet külső aramfonás (mozdonyszíni csatlakozas, villamos vonatfiités) nem táplálja; _ a villamos gépek egyike sem forog; _ a kondenzátorok nem tarolnak energiát; r a vezérIő aramköri hibakeresés kivételével a villamos vontátójárművet a ftldelőkapcsolóval szab ély szeriien leftildelték; _ tetőmunkálatoknal a felsővezetéket is szabáLyszerűen lefoldelték és a szomszédos váganyok feszültség a\att áI1ő felsővezeték-szerelvényei sem veszélyeúetik a biztonságos munkavégzést. Véletlen fesniltség aIáheIyezés megakadáLyozása érdekébenavezetőasrtal ieteszkulcsát a hibaelharítás tartartira a hibaelharítást végzó magánáI köteles tartani, ha aú' a földelés céljából nem kell az átamszedő szelektálő vá|tóban tartani. Idegen vasút vontatójárműve esetén a jtmtlre érvényes kezelési szabályzat és azúzemeltető vasút rendelkezései szerint kell értelemszerűen eljárni.

Dízel vontatőjarmíi villamos vezérló, villamos segédrizemi, villamos fritési és villamos erőáwiteli berendezésein, melyek a mozdonyszekrényhez (sínhez) képest 42Y-nálnagyobb feszültség alá kenilhetnek' megéÍinteni, illetve ezekenmunkát végeznt a következő feltételek mellett szabad': _ a díze\motort leáilítottiík, a vezér|ésirendszert feszültségmentesítették, kivéve, ha a

_

hibakeresés ene iranyul; a jfumn sem mozdonyszíni csatlakozásról sem a fiitési fovezetéken keresztül nem kerülhet feszültség alá;

1',77

_

többesvezérlés esetén a jrírművek között a villamos csatlásokat (fiítés,vezérlés)megsztintették; a segédüzemi és a fiítésiberendezéseken végzett munkáknál külön gondot kell ford'ítaní az ezek szabáiyozó berendezéseibe építettkondenzátorok kisütésére.

Bekapcsolt felsővezeték alatt álló villamos vontatójánnű tetőberendezéseit nrég közvetve sem szabad megközelíteni' vagy megérinteni.

Az érintésveszélyrefokozottan ügyelni kell az olyan villamos mozdonyoknál, ahol az oldaljardríró1 a feszültség alatt á1ló tetőberendezés kézzel elérhető. Az ilyen villamos mozdonyok oldaljardáin csak a tetőberendezés szabáIyszerű ftildelése után szabad tartózkodni.

Villamos felsővezeték alatt dízel vontatójármli tetején' ilietve a járműszekrény azon részén,amely a megközelítési távolságon belül van csak a felsővezeték szabályszeni Ítildelése után szabad munkát végezni. A megközelítési távolságra vonatkoző szabáIyozást a vasút szakmai utasításai tartalmazzák.

A villamos felsővezeték szükségesséváló ftildelése e!ótt azilletékes forgalmi s/olgálattev ő

utján

az

alállomás elektrikusától - a helyszín pontos megnevezésével - kikapcsolást ke1l kémi, a kikapcsolás megtörténtéről a visszajelentést meg kell várni. Ezutrán az előzetesen elfektetett állapotban összeszerelt ftildelő rúd saruit el kell helyeari a síneken és a csavarszorítóval - jó érintkezéstbiztosítva - a sínfejre kell szorítani. olyan helyet kell keresni, ahol a sínek tisáiík, szerrnyeződés nem kenilhet a sín és a ftjldelő saruja közé. Enftan a ftldelő rudat a szigetelő alatt megfogva fel kell akasztani a munkavezetékre, vagy az azzal jő fémes kapcsolatban lévő munkavezeték-tartó oldalkana. Alapelv, hogy mindig legalább annyi földelő rudat kell haszrálni és olyan iriínyban' ahány iranyból és ahonnan a munkahelyre feszü]tség érkezhet (pl.: egy keresztezésnél akar 4 ftjldelő rúdra is sztikség lehet). A munka befejeztével a ftildelő rudat először a felsővezetékről kell eltávolítani, a sínről .'uk u rud elfektetése és szétszedése utlín szabad lecsavaroni. Enatán kérhető az előbbiekben ismertetett módon a visszakapcsolás.

Leszakadt felsővezetéket megközelíteni, megérinteni. életveszélyes,ezÉrt tilos. A feszültség alatt álló felsővezeték leftildelése (kényszerftildetés) tilos, kivéve, ha közvetlen élet-, vagy vagyonvédelmi okból nincs elegendő idő az ideiglenes munkaheiyi ftildelés telepítéseelőtt a földelendő ríramkör előzetes kikapcsolásara. A kényszerft)ldelésvégrehajtását a vasút miiszaki utasításaiban szabályozza

A villamos

vonatfritési kapcsolatokat csak feszültségmentes iíllapotban szabad össze-' vagy szétkapcsolni, mert a feszriltség alatt történő kapcsolás életveszélyes. '

A kulccsal

zánt fővezetéki kapcsolatokat ftapcsolati doboz, vakdoboz, vagy míndkeltő) az ezel
Két jármű között lévő villamos flitési kapcsolatok köZül esak az egyiket szabad összekapcso]ni. másik kapcsolódoboz fedelét be kell csukni és a kapcsoló dugasá a vakdobozban kel1 rogiíteni'

A

A iengőkábelnek használaton krvül hová máshovátörténő

a vakdobozban kell lennie, lépcsőre, kapaszkodóra, illetve bárelhelyezése még ideiglenesen sem hirhető meg.

Kiolvadt frítésiolvadó biztosítót csak fesniltségmentesítésutan szabad' a megfelelő értékűvetpó-

tolni.

Minden szeméIyszáilító vonatban a villamos fritési kábeleket egész éven át feszültség atatt állőnak kell tekinteni, kivéve, ha a vonatot gőzmozdony továbbítja és nincs a vonatban villamos vonatflitő kocsi és a villamos előfiités lehetősége isl
178

Vill

arrros

fiités alatt á1ló szerelvényeknél a fékpróba megtartható, azonban a kocsik között,

alatC Égzendő

b

ármily en munkáho z

fe s zült

s é gm

ente s ítést ke 1l

vagy

kérni.

A vj]lamos vonatfiitési berendezés kapcsolatait össze-, illetve szétkapcsolni, biztosító-, vagy bárrnilyerr rnás nagyfeszültségű készrilékszekrénytkinyitni, biztosítót cserélni, fiítőtesten, kapcsolókon,

vezetekeken javítást végezni csak akkor szabad, ha a feszültségmentesítésmegtörtént, vagyis ha: _ a mozdonyvezető, a villamos f,ítőkocsi kezelője a fiítőaramot szolgáltató jármtivön lévő f,itési fokapcsoló, illetve vezetőasúal reteszkulcsát a munkálatokat vezető, vagy végrehajtó dolgozónak átadta, vagy ha, _ a mozdonyvezető' villamos vonatfiÍtő kocsi kezelője és az előfiÍtőgép/telep kezelője feszültségmentesítést bizonyító írásos engedélyt állít ki és artsajátkezti aláírásával e1Iátvaátadja a munkálatokat vezető, vagy végző dolgozónak. Az írásos engedélyt olyán esetben kellkiállítani, ha reteszkulcs nincs, vagy meghibásodás miatt nem vehető ki a reteszből. - a villamos előfiítéscsatlakozó fejét a dolgozó reteszelte és a retészkulcsot magához vette.

A reteszkulcsot, vagy az engedélyt csak az összes munkak teljes befejezése utrín szabad a mozdonyvezetönek, a üllamos fritőkocsi kezelőjének visszaadni. A visszaadás előtt az engedéIyen a munkák befejezésétalríírással kell igazolni. A reteszkulcs, va1y az engedély visszaadása utiín a vonatfiÍtési berenlezést fesáiltség alatt állónak kell tekinteni.

179

Felhaszndlt irodalom e uÁv Rt'

hatályos műszaki utasításai.

Varga Jenő: Vasúti dízel vontatójárművek Lovas - Mezei: Vasúti dízeljrírmű-vezetők zsebkönyve dr. Kassai - Kőhalmi - oroszvary - Szládik: Nagyvasúti villamos mozdonyok

Lovas - Mezei - Zádori: Villamosmozdony-vezetők zsebkönyve dt. Czére Béla: A vasúti technika kézikönyve I.

Hanzel András

:

Elektrotechnika

Hunor LászLi: Vasúti járművek félvezetői l.-il.

HorváthViktor -ZádoriZo|tén: Villamos mozdonyok műszaki leírása és',kezelésiutasítasa a mozdonyvezetőkrészére I.-il. Hunor - Barcá: Útrnutató aY43 sorozatú mozdony menetszolg áIatához Hunor László:Útmutató a villamos mozdonyok menetszolgálatáútoz,IV. rész, V63 sorozatú rnozdony

Hunor Lász]ó: A V46 sorozatú villamos tolatómozdony szerkezete éskezelése Bencsik - Lovas - Mezei: Vasúti vontatójárművek iizemeltetési zsebkönyve Rónai Endre: Vasúti villamos felsővezeték Bakos István

Fodor Csaba: A2X25 kV-os nagyvasúti villarnosenergia_ellátás rendszerterve Verebélf Laszlő _ Sztrókay P"ríl: Viilamos vasutak _

Csríki - Ganszlgy - Ipsits - Marti: Teljesítmény-elektronika dr. Domonkos Siándor - dr. Papp György: Villamos készülékek dr. Bausz Imre: Irányítástechnika

Miklós - dr. Nagy Lászlőné: Villamos vezérlések Téglás Imréné- Szlávik Lásztőné - Mersich Ivánné - dr. Papp Árpaane - Nagy Géza -Major -' LászIő: Villamos méréstechnika 'n dr. Tverdota

Bakos Istvan -Balcző Zoltén: Villarnosságtan Barabás Miklós: Villamos gépek

g - Leitfaden fiir Triebfahrzeugfiihrerausbildung ÖBn - DB 822: Beschreibung und Bedienungsanweisung fiir die Triebfahrzeuge DB AG' - Arbeitsmappe ftir die Aus- und Fortbildung von Triebfahrzeugfiihrern Ön

DB AG. - Arbeitsmappe

- Grundlagen der

Lokomotivtechnik

Deutsche Bundesbahn - Beschreibung des Druckluftschnellschalters Bauart DBTF Az egyes gépek, készulékek gyríri leírásai és kezelési utasításai.

-

r80

Tartulomjegyzék

""""""""""""'2

1. ANTAGSZERKEZETIALAPISMERETEK

gÁl'Óz'tror z. ncrr,NÁnu,nj -

És'lzox

3

ÖsszBr'ÜccÉsnr""""

.3

-3

-

z-

tt

Az

2.5.1.

áramerősség"""""""'

KirchoffI. (,,csomóponti,,)

2.5.3. Elleruáu^

.'.'.....'.'........'""

tÖrvény", o'riarhrro.oro,

-nii'"i-Á 'aa"á'ia

phn

kapocsfeszültség, ideólis 'q9w-'' Forrós- és Kqpocveszul'Daéi', 3.1.3. Forrá.s4. Á 5.

vELAMos

nop"roi;

"it"rauarot,

eredője""""'

'"""" "6

tarvinye alapján)""

)r"iliiroirr-ferrattsagforrasok.-....""' --

TELJEsÍrvrÉtwÉstwuxxa

""""""'9

.10 ..........................10

:

ín

181

8.5.

A MÁGNrsrs rÉnrnossÉc'............

8.6.3. Az anyagokfelosztása mágneses

8,8. 8.9.

szempontból..................

A uÁcNrSEs TÉRBE HELYEZETT, '$'qyp61ÁrlÁnr vEZETÓRE HATÓ ERŐ Az ÁnqvIraar ÁrlÁnr pÁruruZAMos VEzEToK KÓZÖTT rpu.ÉpÓ pnoHATÁs..........

8'] I.]' A nyugalmi 8. 1

1.2.

Á

kc)lcsÓncjs

indukció......' indukció.'.....

......'...,'.,.'..23

.....................25

........26

'...'...'...'.27 .................27

r82

1l.2.2.2. Autotranszformátorok

(takarékkapcsolású-, vagy takarék transzformátorok).''............'.

.......''..'....'..'. 51

]Í.3,1.Azaszin]qongépekműkÓdéseésszerkezete.'..'.,,,.',',... I7 -3.3. Az aszinlaon gép Íeljes nyomaték-fordulatszám (M-n)

1Í.3.5' Az aszinlaon

jelleggörbéje.......''.'...

motorokfordulatszám-szabályozasa

.'.....62

'.,....66

1I .3.6. Az aszin]ton motorokforgásiránydnak megváltoztatása .'

1

I

I '4.2. Az eglenóramú gépek szerkezetifelépítése. L4.3. Az eglenáramú gépek gerjesztési módjai.........

11

.4.6. Az armatúra-reakció követltezményeinek

] 1.4.7.

...............l'.... j:...........

.'.....'...'....:...........

kiküszcjbÓIése.................'.

Az eglenáramú villamos gépek jellemzői, ijzeme és alkalmazásuk.........'.......

ll.4.7,z.1. Az egyenárunú motorok l|.4.7 '2.2.

Az

egyenárunú motorok

indítrása és forduiatszám-véltoztatisa.'. forgasirány-válto^atása........

I|.4'7.2.4. A parhuzamos gerjesztésű (mellékáramkörű, sönt-)

motorok'........

..'...............71

'...'.'.'...72

....'..'........'..'.'74

'......76

...............'......,.. 82 '..'''.......'... 86 .''.'.........'....... 87

183 t2.

ÁnavuruNyÍrÓx.......

FÍ:LvEzETÓK

I2.4.

Az ÁRÁMRANyÍrÓr I-eGroNrosABB l2'4'l'1' l

fázisú,

1

l2.4'l .2. 1 fazisú, 2

utas

l

ütemü

utas 2 ütemű

rerrÁ..........

............98

egyenirányító-kapcsolás..'.....

1trtutÜ; (

..'.'..'............'....92

........

99

1F2U2Ü) egyenirányító kapcsolás, egyfázisú hídkapcsolas, Graetz kapcsolású egyenirányÍ-

l2.4.|.3. A háromfázisú vezéreletlen (diódás) h{dkapcsolású egyenirrinyítl. ....'...........1'.......'...'....'.'........'...'. I2.4.|.4. Aszimmetrikus, féligvezérelt, egyflízisú, hídkapcsolású, tirisáoros egyeniranyító . ... ....... . .'.......'......'....'.....

loo l00

l2.4.l.5.1. Középkivezetésü, - takarék-kapcsolású - teuesen vezérelt, egyfázisú egyenirányító híd....'...'..........'.............. l03 12.4.2. Az eglenirártyítóknéhárr kiegészítő eleme..'.....''..''.. ....................I03

invertere.'....... vontatójárművekben........ 3. AKKUMULÁToR-TÖLTÓ ÉsTÖLTÉSSZAB LIr ozÓ BERENDEZÉsEK.. l2.4.4.l. A BDVmot sor. villamos motorkocsik ftüzemi

l2'4.5. Korszerű áramirányítók és áramirátlyítós hajtások a

1

l3.2. Az AT_1 rÍpusÚ TIRIszToRos AKKUMULÁToR-TÖLTÓ....... A TA 89V/130A TÍPUSÚÁKKUM{]LÁToR_TÖLTŐ........'.....

:.'.....' 106 ....

..110

'..........'.''.....l12

13.3.

............'.........114

l4.l. A VILLAMos fu, vltI.ÁMos KISÜLÉSEKLÉGKÖzutIYoMÁsÚI-EvgcÖnpN.'....'....'.....'.+. a

........'......'.....l

14'4. KÁPCSoLÓKÉszÜLÉKEKFELÉPÍTÉSE, ÜZEME....'..

14.4.2.1.I. A

BBc DBTF

légmegszakító

30i 250 típusú

kapcsolÓk

15.

l5

'........'.....I 17

l4.4.2.I.2.AGEC.ALSTHoM22CBtípusúvákuum-megszakító l4,4.2.l.3. A SÉcIüRoN BVAC típusúvákuum-megszakitó.,.....'''... 14.4.2.3. o]vadóbiaosítók, kismegszakítók, motorvédő 14'4.z.4. Összetett kapcsoló-berendezés - aV43 sorozatu mozdonyok

'...'....'........I07

No

....... 119

..'.......I23 .......'.........' 130

32 típusúfokozatkapcsolója..'..............

MÉRxs- vEZÉRLÉs_ÉsszenÁLYozÁsTEcHNIKA, vILLAMos

vÉopLlmx

......'..'....L32 .......'......135

184

szemben '..'..''.... I42 szemben'.... ........:..........'..... l43 tulfeszültség-védelem) ........'..... l45

15.3.1.1.l. Védekezés a légköri eredetű tulfeszültségekkel 15.3.l.l.2. Védekezés akapcsolasi eredetű túlfeszültségekkel l5.3.l.2. Minimális (nullfeszültség-), maximális feszültség-védelem (tartós

1 5.3.4. l. l. 15.3.4.1.2.

A SPERKOG-5 típusúegyenirányító-védelmi

AIEZY-3

típusúegyenirányítÓ-védelmi

15.3'5. Hibás lrapcsolásokkal 16.

AFP-l2l, AFp-221 ÉsAFP-ZZLP rÍpusÚ FÉLoLLÓs

16.3.1. A ÍIEMENI glártmányú

'...-......... áramszedő..........^...

I

53

l53

.....''.....I54 ...........154

ÁnevszEpÖ_csAlÁD.......

BWL}-128 típusúáramszedő

]6.3.2. A SCHUNK glártmárly, WBL 85 típusú

..............'............159 ...'.' ]

61

.........161

FILSŐVEaETtrT
17.l.

AlÁrlouÁsor(lneNszronuÁToR-ÁLloMÁsoK).'..........

2x25 KV_os vAsÚTVILLAMosÍTÁsI

I'7.4. 18.

....'.........'.

Ánq'}ÍsznoÓx..............

l6.l.AzAoP-317TÍPUsÚTELJEsoLLÓsÁRÁMsZEDo..........

17.

..........................

szembenivédelmek......

NAGYVASÚTI FELsÓvBzBrÉxr

16.2. lLz

berendezés .....

berendezés...

^

RENDSZER....

.........................''...'....'.'..,.164

..........'175

VILLAMoS BIZToNSÁGTECHNIKA, ÉRINTÉsvÉnrlBM A vAsÚTI JliRMÚvEK ÜZEMELTETÉSE