Encyklopedia

Nastawnik

Nastawnik jest urządzeniem elektrycznym obsługiwanym przez maszynistę pojazdu trakcyjnego, służącym do nastawiania prędkości i kierunku wirowania elektrycznych silników trakcyjnych tego pojazdu.

W skład nastawnika wchodzą następujące części:
- wał główny (pozycji jezdnych) (koło sterowne w lokomotywach, korba w ezt)
- wał kierunkowy (odejmowalna dźwignia w postaci klucza)
- wał bocznikowania (dźwignia bocznikowania w lokomotywach)

Poszczególne wały nastawnika uruchamia się poprzez oddzielne dźwignie tj, dźwignię kierunku jazdy, dźwignię bocznikowania. Wał kierunkowy jest mechanicznie uzależniony z wałem głównym pozycji jezdnych. Ruch wału głównego (koła, korby) możliwy jest w przypadku gdy wał kierunkowy ustawiony będzie odejmowalną dźwignią (kluczem) w pozycji innej niż 0. Niemożliwe jest również wyjęcie tej dźwigni, dopóty nie ustawi się w położenie 0 kierownicy bądź korby wału głównego.

Ze względu na rozwiązanie konstrukcyjne nastawniki dzielą się na:
- walcowe, w którym nastawnik składa się z izolacyjnego materiału w postaci walca umieszczonego na wale
- krzywkowe (tzw. stycznikowe) w którym nastawnik składa się z izolacyjnego materiału w postaci niesymetrycznych tarcz (krzywek) osadzonych na wale.

Nastawnik w lokomotywach elektrycznych

Nastawnik w lokomotywach elektrycznych jest nastawnikiem o konstrukcji krzywkowej. Wał główny składa się z koła sterownego – kierownicy, wał kierunkowy uruchamia się odejmowalną dźwignią w postaci klucza, natomiast wał bocznikowania uruchamiany jest dźwignią bocznikowania.

W lokomotywach czterosilnikowych serii EU06, EU/EP07, EP08 na wale głównym znajdują się 43 pozycje jazdy. Poszczególne charakterystyczne pozycje to:
- pozycja 0 (luz) jest pozycją, w której przez silniki nie przepływa prąd,
- pozycja 1 jest pozycją w której załączane są styczniki liniowe podające napięcie na silniki trakcyjne połączone szeregowo, w obwód silników włączone są też wszystkie rezystory rozruchowe ograniczające prąd płynący przez silniki,
- pozycje 2-27 są to pozycje, w których podczas rozruchu do obwodu silników trakcyjnych połączonych szeregowo włączone są rezystory rozruchowe, im wyższa pozycja tym mniejsza wartość rezystancji rezystorów włączona jest w obwód.
- pozycja 28, jest to pozycja w której silniki połączone są szeregowo a rezystory rozruchowe nie biorą udziału w przepływie prądu, tzw. pozycja szeregowa bezoporowa oznaczona literką S. Na tej pozycji możliwe jest przestawienie dźwigni bocznikowania umożliwiającą włączenie równolegle w obwód wzbudzenia silnika dodatkowe rezystory (tzw. boczniki) mające na celu osłabienie pola wzbudzenia, a tym samym zwiększenie szybkości wirowania wirników (szybkości jazdy pojazdu).
- pozycje 29-42 są to pozycje, w których uzwojenia dwóch grup silników połączone są równolegle (w grupie 2 silniki połączone szeregowo) włączone są rezystory rozruchowe ograniczające prąd przepływający przez te silniki, im wyższa pozycja tym mniejsza wartość rezystancji rezystorów włączona jest w obwód.
- pozycja 43, jest to pozycja w której uzwojenia dwóch grup silników połączone są równolegle (w grupie 2 silniki połączone szeregowo) a rezystory rozruchowe nie biorą udziału w przepływie prądu, tzw. pozycja równoległa bezoporowa oznaczona literką R. Podobnie jak w przypadku pozycji 28 - S. możliwe jest przestawienie dźwigni bocznikowania.

W lokomotywach sześciosilnikowych serii ET22 na wale głównym znajduje się 48 pozycji jazdy. Poszczególne charakterystyczne pozycje to:
- pozycja 0 (luz) jest pozycją, w której przez silniki nie przepływa prąd,
- pozycja 1 jest pozycją w której załączane są styczniki liniowe podające napięcie na silniki trakcyjne połączone szeregowo, w obwód silników włączone są też wszystkie rezystory rozruchowe,
- pozycje 2-20 są to pozycje, w których podczas rozruchu do obwodu silników trakcyjnych połączonych szeregowo włączone są rezystory rozruchowe,
- pozycja 21, jest to pozycja w której silniki połączone są szeregowo a rezystory rozruchowe nie biorą udziału w przepływie prądu, tzw. pozycja szeregowa bezoporowa oznaczona literką S. Na tej pozycji możliwe jest przestawienie dźwigni bocznikowania,
- pozycje 22-35 są to pozycje, w których w której uzwojenia dwóch grup silników połączone są równolegle (w grupie 3 silniki połączone szeregowo) włączone są rezystory rozruchowe,
- pozycja 36 jest to pozycja, w której uzwojenia dwóch grup silników połączone są równolegle (w grupie 3 silniki połączone szeregowo) a rezystory rozruchowe nie biorą udziału w przepływie prądu, tzw. pozycja szeregowo-równoległa bezoporowa oznaczona literką SR. Podobnie jak w przypadku pozycji 21 - S. możliwe jest przestawienie dźwigni bocznikowania,
- pozycje 37-47 są to pozycje, w których uzwojenia trzech grup silników połączone są równolegle (w grupie 2 silniki połączone szeregowo) włączone są rezystory rozruchowe,
- pozycja 48 jest to pozycja, w której uzwojenia trzech grup silników połączone są równolegle (w grupie 2 silniki połączone szeregowo) a rezystory rozruchowe nie biorą udziału w przepływie prądu, tzw. pozycja równoległa bezoporowa oznaczona literką R. Na tej pozycji możliwe jest przestawienie dźwigni bocznikowania,

Ponieważ przez pozycje, w których do obwodu włączone są rezystory rozruchowe przepływa duży prąd powodujący silne nagrzanie rezystorów. Aby nie doszło do ich uszkodzenia, czas jazdy na tych pozycjach jest ograniczony do 5 minut a jego przekroczenie sygnalizuje sygnał dźwiękowy. Natomiast czas jazdy na pozycjach bezoporowych jest nieograniczony, zaleca się aby wykonując rozruch pojazdu trakcyjnego jak najszybciej uzyskać pozycję jazdy bezoporową która jest naturalną pozycją pracy silników trakcyjnych.

Wał bocznikowania uruchamiany jest dźwignią bocznikowania, która w lokomotywach serii EU06, EU/EP07, EP08 posiada 7 pozycji w tym 6 stopni osłabienia pola wzbudzenia. Są to następujące pozycje:
- pozycja 0, pełne pole wzbudzenia 100%,
- pozycja 1, 75,5% pola wzbudzenia,
- pozycja 2, 58,2% pola wzbudzenia,
- pozycja 3, 43,5% pola wzbudzenia,
- pozycja 4, 34,7% pola wzbudzenia,
- pozycja 5, 28% pola wzbudzenia,
- pozycja 6, 22% pola wzbudzenia,

Podobnie jak w lokomotywach czterosilnikowych wał bocznikowania uruchamiany jest dźwignią bocznikowania, która w lokomotywach serii ET22 także posiada 7 pozycji w tym 6 stopni osłabienia pola wzbudzenia:
- pozycja 0, pełne pole wzbudzenia 100%,
- pozycja 1, 74% pola wzbudzenia,
- pozycja 2, 55,7% pola wzbudzenia,
- pozycja 3, 43,2% pola wzbudzenia,
- pozycja 4, 36,5% pola wzbudzenia,
- pozycja 5, 28% pola wzbudzenia,
- pozycja 6, 22% pola wzbudzenia,

Wał kierunkowy nastawnika w lokomotywach cztero- jak i sześcioosiowych uruchamiany jest odejmowalną dźwignią – kluczem. Możliwe jest ustawianie 4 pozycji:
- pozycja 0, wyłączony
- pozycja T, jazda do tyłu
- pozycja N1, jazda do przodu oraz załączony układ przystosowania sił do nacisku kół podczas rozruchu
- pozycja N2, jazda do przodu

Nastawnik w elektrycznych zespołach trakcyjnych

Nastawnik w elektrycznych zespołach trakcyjnych jest nastawnikiem o konstrukcji walcowej. Wał główny składa się z korby, wał kierunkowy podobnie jak w lokomotywach, uruchamia się odejmowalną dźwignią w postaci klucza, natomiast nastawnik nie posiada wału bocznikowania, jednak bocznikowanie możliwe jest poprzez ustawienie wału głównego na odpowiednią pozycję jazdy.

Z względu na samoczynny rozruch, w elektrycznych zespołach trakcyjnych serii EN57, ED72 na wale głównym znajduje się 7 pozycji jazdy. Poszczególne charakterystyczne pozycje to:
- pozycja 0 (luz) jest pozycją, w której przez silniki nie przepływa prąd,
- pozycja P (przetok), jest pozycją w której w obwód silników połączonych szeregowo włączone są wszystkie rezystory rozruchowe ograniczające prąd płynący przez silniki.
- pozycja S (szeregowe), jest to pozycja w której silniki połączone są szeregowo natomiast rezystory rozruchowe poprzez wał kułakowy odłączone są samoczynnie gdy wartość prądu przepływająca przez silniki spadnie poniżej ustawionej nastawy cewki samoczynnego rozruchu. Po odłączeniu rezystorów silnik pracuje na charakterystyce naturalnej.
- pozycja R (równoległe), jest to pozycja w której 2 grupy silników połączone są równolegle natomiast rezystory rozruchowe poprzez wał kułakowy odłączone są samoczynnie gdy wartość prądu przepływająca przez silniki spadnie poniżej ustawionej nastawy cewki samoczynnego rozruchu. Po odłączeniu rezystorów silnik pracuje na charakterystyce naturalnej.
- pozycja BI (bocznik I), osłabienie pola wzbudzenia pierwszego stopnia (0,97x72,5% pola)
- pozycja BII (bocznik II), osłabienie pola wzbudzenia drugiego stopnia (0,97x56% pola)
- pozycja BIII (bocznik III), osłabienie pola wzbudzenia trzeciego stopnia (0,97x45% pola)

Wał kierunkowy nastawnika w elektrycznych zespołach trakcyjnych jest uruchamiany jest odejmowalną dźwignią – kluczem. W ezt serii EN57 możliwe jest ustawianie 5 pozycji:
- pozycja I, jazda do tyłu
- pozycja WYŁ, wyłączenie jednostki
- pozycja 0
- pozycja I, jazda do przodu z niską nastawą cewki samoczynnego rozruchu PSR – 135A
- pozycja II, jazda do przodu z wysoką nastawą cewki samoczynnego rozruchu PSR – 175A

Natomiast w serii ED72 pozycje I, WYŁ, 0 oraz:
- pozycja I, jazda do przodu tylko układ szeregowy oraz boczniki (PSR – 135A)
- pozycja II, jazda do przodu (PSR – 175A)