Электронное оборудование

      При подаче импульса управления, открывающего транзистор VT1, напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора, имеет полярность, указанную на рисунке 6 в скобках. Затем системой управления формируется импульс, запирающий VT1, и через временной интервал система управления формирует импульс, открывающий VT2. Полярность напряжения в этом случае указана без скобок.

      Далее аналогичные процессы повторяются. Таким образом, форма напряжения в первичной и вторичных обмотках трансформатора, представляет собой близкие к прямоугольным двуполярные  импульсы.

      Инвертированное напряжение со вторичной обмотки  II силового понижающего трансформатора Т1, поступает на неуправляемый мостовой выпрямитель В1 с выходным С- фильтром, обеспечивающим заданное качество пульсаций выпрямленного напряжения и далее к обмоткам возбуждения соответствующих тяговых электродвигателей.

      Инвертированное напряжение со вторичной обмотки  III силового понижающего трансформатора Т1, подается на неуправляемый мостовой выпрямитель В2 с выходным C- фильтром.

      Стабилизация  выходного напряжения постоянного тока на заданном уровне осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС) по выходному напряжению, которой охвачен преобразователь.  

      1.1.7 Стабилизатор напряжения понижающего типа СТПР600. 

      Стабилизатор  напряжения понижающего типа СТПР600 предназначен для питания шкафа преобразования частоты.

      СТПР600 обеспечивает стабилизацию выходного  напряжения постоянного тока  номинальным значением 600 В±10%.

      Состав  и принцип работы стабилизатора напряжения понижающего типа СТПР600 полностью аналогичны РН3000.

      Описание  работы стабилизатора напряжения понижающего типа СТПР600 аналогично работе РН3000, за исключением разных значений входного и стабилизированного выходного напряжения. 
 

      1.1.8 Шкаф преобразования частоты ПЧ 

      Шкаф  преобразования частоты предназначен для питания вспомогательных электрических приводов и механизмов, устройств отопления и кондиционирования воздуха кабины машиниста, цепей управления и освещения, а также заряда аккумуляторной батареи.

      Шкаф  ПЧ обеспечивает длительную работу асинхронных электродвигателей с частотами от 16 до 50 Гц в зависимости от токов тяговых электродвигателей, плавный разгон при пуске от 2.5 Гц и плавный переход с одной частоты на другую, а также стабилизацию напряжения бортовой сети электровоза и заряд аккумуляторной батареи.

      Шкаф  преобразования частоты представляет собой преобразователь напряжения типа DC\DC и преобразователь типа DC\AC (постоянный ток\переменный ток), размещенных в одном корпусе  и функционально состоит из следующих основных  узлов:

      - входного LC- фильтра;

      - высоковольтного управляемого однофазного автономного инвертора напряжения, выполненного на базе транзисторных IGBT- модулей;

      - силового трансформатора (Т1), понижающего напряжение инвертора и осуществляющего гальваническую развязку входных цепей с выходными;

      - мостового однофазного неуправляемого выпрямителя В1,В2 с выходным Г-образным LC- фильтром, обеспечивающим заданное качество пульсаций выходного напряжения;

      - трёх трёхфазных управляемых инверторов напряжения, выполненных на базе транзисторных IGBT- модулей, с фильтром напряжения на выходе каждого инвертора (Ф);

      - системы управления (СУ)

      - блока связи со шкафом ПЧ (БС-ПЧ). 

      1.1.9 Преобразователь напряжения в код. 

      Преобразователь напряжения в код ПНКВ предназначен для преобразования сигналов с датчиков тока якоря и тока обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в кодовый сигнал, с целью передачи его по интерфейсу RS-485.

      По принципу действия ПНКВ представляет собой средство измерения на основе цифрового преобразователя входного напряжения в пропорциональный частотный сигнал и микропроцессора, выполняющего преобразование частотного сигнала в кодовый. 

      1.1.10 Блок связи со средствами измерения. 

      Блок связи со средствами измерения предназначен для сбора  информации от преобразователя и взаимодействие  с  МПСУиД по двум кодовым линиям связи по  магистральному  интерфейсу RS-485.

      БС  осуществляет кодовое и информационное взаимодействие комплекта ПСН с МПСУиД по интерфейсу RS-485, в соответствии с исходными данными.  

      1.1.11 Система управления. 

      Система управления состоит из двух частей:

      - системы управления преобразователем;

      - системы управления  возбуждением  тяговых электродвигателей.

      Система управления преобразователем предназначена  для приема информации от системы управления верхнего уровня, ее обработки и выдачи управляющих команд на исполнительные устройства преобразователя, а также для приема информации от исполнительных устройств преобразователя и передачи ее к системе верхнего уровня.

      Система управления возбуждением тяговых электродвигателей предназначена для приема информации от системы верхнего уровня и от внешних датчиков, ее обработки и выдачи управляющих команд к блокам возбуждения. А также для приема информации от блоков возбуждения и передачи ее к системе верхнего уровня.

      Система управления преобразователем обеспечивает ограничение нарастания напряжения на нагрузке каналов №1–№6 на уровне 500 В/мкс, ограничение выходного тока по всем каналам преобразования, плавный вывод выходного напряжения до номинального значения не более чем за 2мс.

      Система управления возбуждением тяговых электродвигателей  обеспечивает в неустановившихся режимах работы тяговых электродвигателей форсированное изменение токов обмоток возбуждения и ограничение среднего за половину периода преобразования напряжения канала на уровне ±64 В, при напряжении контактной сети 2200-4000 В. Система управления осуществляет регулирование токов обмоток возбуждения тяговых электродвигателей по следующему закону:

      

,

      где I_в- ток обмоток возбуждения тяговых электродвигателей одной тележки; 

              I_a- ток якоря тяговых электродвигателей одной тележки;

              I_зад-заданное значение тока возбуждения для режима холостого хода;

              К- коэффициент компаундирования.

      Значения  К и I_зад передаются от системы управления электровозом.

      В неустановившихся режимах работы тяговых  электродвигателей при абсолютном значении скорости изменения тока якоря  превышающем 10000 А/с величина коэффициента компаундирования увеличивается в два раза, а при снижении абсолютного значения скорости изменения тока якоря до 500 А/с снижается до значения, заданного системой управления электровоза.

      Преобразователь имеет встроенную систему диагностики,  обеспечивающую проверку функционирования основных узлов с передачей диагностической информации системе управления верхнего уровня.

      Система управления размещается в шкафах преобразователя и питается от бортовой сети электровоза с номинальным напряжением 110 В. Допустимый диапазон изменения питающего напряжения  77-130 В. 

      1.2 Микропроцессорная система управления и диагностики МПСУ и Д

      1.2.1 Назначение. 

      Микропроцессорная система управления и диагностики МПСУ и Д выполняет функции управления всеми системами электровоза, требующие логической последовательности по командам, получаемым с пульта, с учетом сигналов, получаемых от датчиков.

      МПСУ  и Д устанавливается в каждой секции электровоза, при этом осуществляется взаимодействие между секциями электровоза по межкузовной линии связи.

      МПСУ  и Д обеспечивает:

      - автоматизированное управление  системами электровоза в режимах  «Ручное регулирование»  по командам с пульта управления и «Авторегулирование» с учетом профиля пути и сигналов, получаемых от датчиков;

      - контроль за состоянием оборудования  и агрегатов;

      - диагностику оборудования и аппаратов. 

      1.2.2 Состав системы управления. 

      Все устройства, входящие в МПСУ и Д  и взаимодействующие с ней, разделяются на системы и подсистемы трехуровневой организации обмена информацией.

      1-й  уровень.

      1.2.2.1 Подсистема аналоговых измерений (подсистема СИ) обеспечивает:

      - прием и обработку аналоговых сигналов о напряжениях и токах в различных участках силовой цепи электровоза;

      - прием и обработку аналоговых  сигналов датчиков или преобразователей давления пневматической системы;

      - прием и обработку аналоговых сигналов от датчиков температуры;

      - передачу обработанных сигналов  в линии связи с МСУЛ-А.

      1.2.2.2 Подсистема СИ включает в себя:

      - блок связи со средствами измерения  БС-СИ  (АВМЮ.466225.005-02);

      - преобразователи напряжения в код ПНКВ-1-1А (АВМЮ.411619.001);

      - делители напряжения ДН4 (АВМЮ.434312.002-01);

      - блок связи с датчиками давления  БС-ДД (ПЮЯИ.406239.001);

      - преобразователи давления измерительные  ДД-И-1,00-01 или датчики избыточного  давления ДДИ-1;

      - измерители сопротивления изоляции МГМ-1 (АВМЮ.411212.001);

      - счетчик электрический постоянного  тока СКВТ-М (АВМЮ.411152.001).

      1.2.2.3 Блоки подсистемы СИ соединены между собой одноканальной линией связи, но информация от них дублируется в блоке БС-СИ на оба канала МСУЛ-А.

      1.2.2.4 Также на 1-ом уровне обеспечивается совместная работа МПСУ и Д с другими подсистемами:

      - с подсистемой авторегулирования  (подсистема ПСН);

      - с подсистемой выявления боксования  и юза (подсистема ПБЗ).

      2-й уровень.

      1.2.2.5 Микропроцессорная система управления локомотивом (МСУЛ-А) обеспечивает:

      - разгон электровоза до заданной  скорости с возможностью последующего автоматического поддержания скорости в диапазонах, определяемых тяговыми характеристиками электровоза;

      - плавное изменение силы тяги  в режиме независимого возбуждения тяговых двигателей;

      - электрическое торможение до  заданной скорости с возможностью  последующего автоматического поддержания скорости на спусках;

      - плавное изменение силы торможения;

      - защиту от боксования и юза;

      - регулирование частоты вращения вентиляторов охлаждения ТЭД в зависимости от токовой нагрузки ТЭД;

      - ограничение величины тока и  его скорости нарастания в  якорях ТЭД;

      - регулирование и ограничение  тока возбуждения ТЭД;

      - контроль протекающих процессов  при управлении электровозом с отображением результатов на мониторе и выдача голосовой информации;

      - дублирование основных функций  по двухканальной линии связи;

      - запись в энергонезависимую память  параметров функционирования для  последующей расшифровки на ПК  действий машиниста в управлении электровозом, его состояния и состояния МПСУ.

      1.2.2.6 Система МСУЛ-А включает в себя:

      - блок связи с пультом управления  электровозом БСП (04Б.07.00.00);

      - блок управления контакторами  БУК-3 (04Б.10.00.00-03);

      - блок входных сигналов БВС  (04Б.08.00.00);

      - блок центрального вычислителя  БЦВ (04Б.06.00.00);

      - два комплекта мониторного блока,  в том числе монитор, клавиатура  и кабель (ПЮЯИ.668411.002, ПЮЯИ.467841.003-01, ПЮЯТ.685622.279-01)

      - пульт управления ПУ-МСУЛ (АВМЮ.468313.001);