Разработка шкафа питания цепей управления электроподвижного состава

Требования, предъявляемые к современным шкафам питания электроподвижного состава. Концепция выбора элементной базы для управления. Выбор драйвера для IGBT транзистора. Идентификация опасностей и вредностей на электровозе. Расчет экономического эффекта.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 09.03.2012
Размер файла 3,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В дипломном проекте выполнена разработка шкафа питания (ШП) цепей управления электроподвижного состава.

Произведён анализ схем питания цепей управления электроподвижного состава, на основании которого предложена новая конфигурация структуры ШП, отвечающая современным техническим требованиям, предъявляемая к подобным устройствам.

Для принятой структуры ШП предложена электрическая схема, для которой при помощи компьютерной модели в среде Simulink установлены электрические параметры. На основании результатов компьютерного моделирования обоснованно выбрана элементная база ШП, произведён расчёт электронных элементов системы управления ШП.

В специальной части выполнен расчёт разделительного трансформатора и выпрямителя компоновка элементов, входящих в конструкцию шкафа питания, отвечающая эргономическим требованиям, минимизации габаритных показателей и удовлетворяющая условиям охлаждения элементов шкафа питания. Спроектируемый ШП обладает высоким качеством напряжения питания.

В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены вопросы безопасности при эксплуатации электровоза с разработанным шкафом питания, выполнен анализ опасностей и вредностей ШП. Предложены мероприятия по охране труда обслуживающего персонала и проведена оценка устойчивости схемы преобразователя ШП при работе в чрезвычайных ситуациях.

В разделе технико-экономическое обоснование определён экономический эффект вновь спроектированного электровоза, который составил 15,51 млн. руб.

Содержание

  • Введение
  • 1. Анализ систем вторичных источников питания
  • 1.1 Классификация источников э.п.с.
    • 1.2 Анализ типовых структурных схем вторичных источников питания
    • 1.3 Требования, предъявляемые к современным шкафам питания электроподвижного состава
    • 1.4 Основные типы источников питания, применяемых на электроподвижном составе
  • 1.5 Тенденции развития вторичных источников источник питания
  • 2. Расчёт элементов ШП
    • 2.1 Моделирование электрических процессов в ШП
      • 2.2 Выбор пакета программ для моделирования ШП
  • 2.3 Анализ результатов моделирования ШП
  • 3. Разработка системы управления ШП
  • 3.1 Концепция выбора элементной базы для управления
  • 3.2 характеристика задач системы управления ШП
    • 3.3 Контролируемые параметры
      • 3.4 Оценка качества регулирования
      • 3.5 Выбор драйвера для IGBT транзистора
  • 3.5.1 Блок управления IGBT-модулем
  • 3.5.2 Классификация драйверов IGBT - модулей
  • 3.5.3 "Интеллектуальная" система управления затвором
  • 3.5.4 Выбор драйвера силовых полупроводниковых приборов
  • 4. КОМПОНОВКА конструктива ШП
  • 5. Безопасность жизнедеятельности
    • 5.1 Социальное значение вопросов безопасности жизнедеятельности (БЖД)
    • 5.2 Идентификация опасностей и вредностей на электровозе
  • 5.3 Анализ опасностей и вредностей при эксплуатации Э.П.С
    • 5.4 Анализ поражения электрическим током
    • 5.5 Анализ шума и вибрации на электровозе
  • 5.6 Разработка технических и организационных мер по снижению опасностей и вредностей на электровозе
  • 5.7 Меры по снижению опасности поражения электрическим током
  • 5.8 Технические меры защиты по снижению опасности поражения электрическим током
  • 5.9 Расчёт зануления
  • 5.10 Меры по устранению шума и вибраций
  • 5.11 Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях
  • 5.12 Воздействие на аппарат проникающей радиации
  • 5.13 Меры по повышению устойчивости к проникающей радиации
    • 6. Организационно-экономическая часть
    • 6.1 Технические характеристики объекта
    • 6.2 Расчёт размеров движения пассажирских поездов
    • 6.3 Расчёт потребного парка локомотивов
    • 6.4 Годовые эксплуатационные расходы
    • 6.5 Экономический эффект за срок службы парка электровозов
  • Заключение
  • Введение
  • На протяжении многих лет важную роль в развитии и проектировании электроподвижного состава играют бортовые (вторичные) источники питания (ВИП).
  • Бортовые вторичные источники питания (ВИП) - это устройства, предназначенные для преобразования входной электроэнергии переменного или постоянного напряжения при заданном качестве и роде тока электроэнергии на выходе. Система вторичного электропитания - это совокупность функционально связанных источников каналов, или одного ВИП, устройств управления, коммутации, распределения, защиты, контроля и сигнализации, обеспечивающая необходимое для цепей нагрузки питающее напряжение в соответствие с техническими требованиями.
  • Главной целью разработки ВИП является надёжное и бесперебойное обеспечение энергией различных видов нагрузок. Такими нагрузками являются:
  • - цепи управления электроподвижным составом;
  • - устройства безопасности комплексная локомотивная система безопасности, система автоматического управления тормозом, система автоматического пожаротушения;
  • - микропроцессорная система управления электровозом;
  • - прочие нагрузки- осветительное устройство, нагреватели;
  • - устройство заряда аккумуляторной батареи.
  • Традиционная практика разработки технических параметров бортовых источников питания по качеству выходного напряжения на электроподвижном составе основывается на реальных соотношениях между требованиями всех типов низковольтной нагрузки электровоза по качеству питания и возможностями бортового источника по обеспечению качественного выходного напряжения в приемлемых массогабаритных показателях. Поскольку пульсирующие составляющие выходного напряжения могут быть исключены или снижены до минимума, как схемотехническими решениями силовой части источника, так и с помощью установки индуктивно-ёмкостных фильтров, оба варианта связаны с увеличением количества оборудования и габаритных размеров источника и недолжны достигать критических величин по компоновке оборудования в кузове. В связи с этим, при разработке параметров бортового источника питания принято руководствоваться следующими подходами: выбор наиболее оптимальной силовой схемы преобразования напряжения источника, исходя из характера входного питания;
  • - зонирование всех потребителей бортового источника на группы по качеству питания. Как правило, устанавливается 3 группы потребителей.
  • Группа 1 - потребители, получающие питание непосредственно от схемы преобразования без установки дополнительного индуктивно-ёмкостного фильтра.
  • Группа 2 -потребители, получающие питание от схемы преобразования с установкой дополнительного индуктивно-ёмкостного фильтра, скомпонованного в реальных габаритах источника.
  • Группа 3 -потребители с жёсткими требованиями по качеству входного напряжения, получающие питание от схемы преобразования с установкой дополнительного индуктивно-ёмкостного фильтра, в реальных габаритах источника и, кроме того, установкой дополнительных фильтрующих элементов (источников) вне габаритов шкафа питания.
  • - проектирование бортового источника с двумя основными выходными каналами (канал «1» для потребителей группы 1 и канал «2» для потребителей групп 2 и 3).
  • Этим и другим вопросам проектирования ШП посвящён дипломный проект.
  • 1. Анализ систем вторичных источников питания
  • 1.1 Классификация источников э.п.с.
  • Применяемые на электроподвижном составе вторичные источники питания можно разделить на следующие группы:
  • 1.По виду входной электроэнергии:
  • - работающие от сети переменного тока (одно- и многофазной);
  • - работающие от сети постоянного тока;
  • - работающие от сети переменного и постоянного тока.
  • 2. По выходной мощности:
  • - микромощные (с выходной мощностью меньше 1 Вт);
  • - малой мощности (с выходной мощностью от 1 до 10 Вт);
  • - средней мощности (с выходной мощностью от 10 до 100 Вт);
  • - повышенной мощности (с выходной мощностью от 100 до 1000 Вт);
  • - большой мощности (более 1000 Вт).
  • 3. По числу выходов:
  • - одноканальные, имеющие один выход;
  • - многоканальные, имеющие два и более выходов.
  • 4. По виду выходной энергии:
  • -переменного напряжения;
  • - постоянного напряжения;
  • - комбинированные (двойного рода тока).
  • 5. По номинальному значению выходного напряжения:
  • - до 100 В - с низким напряжением;
  • - от 100 В до 1000 В - со средним напряжением;
  • - свыше 1000 В - с высоким напряжением.
  • 6. По наличию стабилизации выходного напряжения:
  • - нестабилизированные;
  • - стабилизированные.
  • 7. По методу стабилизации:
  • - с параметрической стабилизацией;
  • - с компенсационной стабилизацией:
  • а) с непрерывным регулированием по методу регулирования;
  • б) с импульсным регулированием.
  • 8. По допустимому отклонению выходного напряжения от номинального:
  • - низкой точности Д Uотн > 5 %;
  • - средней точности 1 % < ДUотн < 5 %;
  • - высокой точности 0,1 % < Дuотн < 1 %;
  • - прецизионной точности менее 0,1 %.
  • 9. По значению пульсаций выходного напряжения:
  • - с малым коэффициентом пульсации (менее 0,1 %);
  • - со средним (от 0,1 до 1 %);
  • - с большим (более 1 %).
  • Указанная классификация имеет важную роль при разработке нового шкафа питания.
  • 1.2 Анализ типовых структурных схем вторичных источников питания
  • Исходя из требований, предъявляемых к бортовым вторичным источникам питания, применяемых на электроподвижном составе, существует несколько перспективных схем ВИП, представленных ниже.
  • Их детальное изучение способствует выбору рациональной схемы питания.
  • На рисунке 1.1 изображена структурная схема вторичного источника питания.
  • Рисунок 1.1 - Структурная схема ВИП
  • Данный источник состоит из выпрямителя, который преобразует переменное напряжение в постоянное и дросселя, выступающего в качестве фильтра. Главное достоинство данного преобразователя простота конструкции. Недостаток: пульсация на выходе преобразователя может доходить до 100%, которая приводит к выходу из строя нагрузок.
  • На рисунке 2 изображена схема более сложного источника питания. Вторичный источник питания состоит из выпрямителя, сглаживающего фильтра Ф, преобразователя напряжения и выходного фильтра. Данный выпрямитель называется неуправляемым.
  • Рисунок 1.2 - Структурная схема неуправляемого выпрямителя
  • Достоинство этой схемы - минимальный коэффициент пульсации на выходе.
  • Недостаток - сложность конструкции, обусловленная большим количеством элементов.
  • 3. На рисунке 1.3 изображен управляемый преобразователь, который лишен таких недостатков как сложность конструкции силовых элементов и высокий коэффициент пульсации.
  • Главный недостаток конструкции - это сложность системы управления преобразователем.
  • Рисунок 1.3 - Структурная схема управляемого выпрямителя
  • Приведём примеры структурных схем вторичных источников питания, содержащих более сложные конструкции, но при этом обеспечивающие стабильное напряжение на выходе источника.
  • Структурная схема сетевого ВИП с выпрямителем, имеющим входной трансформатор (рис. 1.4).
  • Рисунок 1.4 - ВИП с сетевым трансформатором
  • В - выпрямитель;
  • Т - трансформатор;
  • ВБ - вентильный блок;
  • СФ - сглаживающие фильтры;
  • СН - стабилизатор напряжения.
  • В зависимости от мощности, номинального значения, допустимой нестабильности и коэффициента пульсации выходного напряжения может применяться СН параметрического или компенсационного типа (возможны и комбинации этих типов), а в последнем случае - с непрерывным или импульсным режимом работы регулирующего элемента. В любом случае СН способствует также сглаживанию пульсаций выходного напряжения.
  • Трансформатор Т осуществляет согласование уровней входного и выходного напряжений, а также и гальваническую развязку входной и выходной цепей для того, чтобы один из выходных выводов ВИП мог быть заземлен, что необходимо для снижения степени воздействия помех на нагрузку, питаемую от данного ВИП, а также для безопасности обслуживающего персонала. Если ВИП является многоканальным, то необходимо иметь соответствующее число отдельных вторичных обмоток трансформатора Т, вентильных блоков ВБ, фильтров СФ и стабилизаторов напряжения СН, причем схемы включения вентильных блоков и типы СФ и СН в отдельных каналах могут быть различными. В случае значительных колебаний входного напряжения, а также для исключения или упрощения стабилизаторов отдельных каналов можно использовать стабилизатор на стороне переменного тока СН~ (феррорезонансного типа) или ТПН (тиристорный преобразователь напряжения).
  • Наиболее существенным недостатком этой схемы являются значительные масса и габариты ВИП, из-за наличия сетевого трансформатора Т и фильтра СФ, рассчитанного на подавление низкочастотных составляющих. С целью снижения массы и габаритов в последнее время находят широкое применение ВИП, выполненные по так называемой бестранформаторной схеме либо за счёт высокой частоты коммутации. Рассмотрим структурные схемы такого преобразователя.
  • Структурная схема ВИП с выходом на постоянном напряжении, содержащая выпрямитель с бестранформаторным входом и высокочастотный преобразователь постоянного тока в постоянный ток (ППТ) (рис. 1.5).
  • Рисунок 1.5 - ВИП без сетевого трансформатора
  • Здесь согласование уровней напряжений Uвых и Uвх производится высокочастотным преобразователем П, имеющем на выходе столько вторичных обмоток, сколько каналов выходного напряжения должен иметь ВИП. Иногда эти ВИП называют "квазибестранформаторными".
  • Стабилизация выходного напряжения ВИП осуществляется либо регулятором постоянного напряжения РПН1 или П, выполненным по схеме автономного инвертора. Частота преобразования - 20-100 кГц, если П транзисторный и1-10 кГц, если П тиристорный. Недостаток - трехкратное преобразование энергии, и вследствие этого низкий коэффициент полезного действия (КПД).Достоинства - имеется выигрыш в массе и размерах по сравнению с ВИП с сетевым трансформатором. Структурная схема ВИП с входом и выходом на постоянном напряжении, содержащая высокочастотный преобразователь П (рис. 1.6)
  • Рисунок 1.6 - ВИП с высокочастотным преобразователем
  • Основным узлом здесь является высокочастотный преобразователь П, преобразующий постоянное напряжение в переменное, выпрямитель В и выходной сглаживающий фильтр СФ2.Для стабилизации выходного напряжения можно использовать регуляторы РПН1 и РПН2, установленные во входной или выходной цепях. Фильтр СФ1 является входным и защищает источник питания от импульсной помехи, возникающей от работы П.
  • Структурная схема ВИП с входом и выходом на постоянном напряжении без промежуточного высокочастотного преобразователя (рис. 1.7)
  • Рисунок 1.7 - ВИП без высокочастотного преобразователя
  • Если отношение выходного и входного напряжений лежит в диапазоне от 0,25-0,3 до 3-4 и не требуется гальванической развязки входной и выходной цепей, то возможно применение ВИП на базе регуляторов постоянного напряжения с входным и выходным сглаживающими фильтрами СФ1 и СФ2.
  • В этом случае применимы импульсные регуляторы, как последовательного, так и параллельного типов, в зависимости от конкретных требований. Структурная схема ВИП с выходом на переменном напряжении, содержащая выпрямитель с входным трансформатором (рис. 1.8).
  • Рисунок 1.8 - ВИП с входным трансформатором
  • Эти ВИП применяются, когда частота, число фаз, колебания напряжения, либо форма его кривой или сразу несколько перечисленных показателей для какого-либо потребителя отличается от соответствующего показателя промышленной или специальной сети (50 Гц) или (400 Гц). Выходное напряжение с требуемыми показателями качества формирует автономный инвертор И. Для уменьшения массогабаритных показателей можно применить бестранформаторный выпрямитель, а трансформатор для согласования напряжений и гальванического разделения цепей может быть применен на выходе инвертора. Структурная схема ВИП с выходом на переменном напряжении, содержащая выпрямитель с бестранформаторным входом (рис. 1.9).
  • Рисунок 1.9 - ВИП с промежуточным коммутатором
  • Этот ВИП содержит промежуточный преобразователь П с частотой выходного напряжения раз в 10 больше требуемой выходной. Затем с помощью ПЧ (иногда называемого коммутатором) формируется напряжение требуемой частоты и фазности. Фильтр СФ2 улучшает форму кривой выходного напряжения до требуемого уровня. Выигрыш в массе и габаритах возможен благодаря тому, что П работает на высокой частоте. Отметим, что в общем случае выпрямитель, подключаемый к питающей сети, может быть как неуправляемым, так и управляемым.
  • Анализируя рассмотренные выше схемы, можно отметить следующие наиболее характерные решения.
  • 1. Наличие регуляторов, работающих в импульсном (ключевом
  • режиме), имеющих более высокий КПД, чем параметрические стабилизаторы.
  • 2. Наличие высокочастотного преобразовательного звена с разделительным трансформатором.
  • 1.3 Требования, предъявляемые к современным шкафам питания электроподвижного состава
  • К современные источники электропитания э.п.с должны предъявляться следующие требования:
  • - современная элементная база, обеспечивающая качественный диапазон значений выходных характеристик преобразователей;
  • - блочная или модульная конструкция преобразователей, обеспечивающая более удобные условия эксплуатации;
  • - унификация элементов преобразователя;
  • - бесперебойное снабжение электроэнергией ответственных нагрузок в аварийной ситуации;
  • - минимальный коэффициент пульсации выходного напряжения;
  • - надёжный и бесперебойный подзаряд аккумуляторной батареи;
  • - надежность силовых элементов схемы источника питания;
  • - малые габаритные размеры;
  • - минимальную себестоимость производства источника питания.
  • Все вышеперечисленные требования к конструкции преобразоватля являются очень важными и являются неотъемлемой частью техничеких требований, предъявляемых к конструкции и электрической принципиальной схеме преобразователя.
  • Приведём более подробное описание основных источников питания, применяемых на электроподвижном составе, разработанных в ОАО «ВЭлНИИ» за последние годы.
  • 1.4 Основные типы источников питания, применяемых на электроподвижном составе
  • На серийном электроподвижном составе успешно применяются несколько типов ШП: ШП-232, ШП-262, ШП-21.
  • Остановимся на их изучении более подробно.
  • Шкаф питания ШП - 232 электровоза 2ЭС4К предназначен для питания цепей управления, освещения, сигнализации напряжением 110 В пульсирующего (постоянного) тока, устройств защиты, заряда и подзаряда аккумуляторной батареи (АБ) 84НК 125П электровоза.
  • Технические характеристики:
  • Номинальная мощность, кВт20
  • Питающее напряжение - прямоугольные
  • разно-полярные импульсы длительностью ,мсот 0,7 до 1,2
  • Частота, Гц400
  • Амплитуда импульсов, В от 550 до 1000
  • Выходное напряжение, В 110,0 ± 5,5
  • Шкаф питания ШП-232 представляет собой объемную модульную конструкцию, состоящую из двух модулей механически и электрически связанных между собой разборными соединениями. На верхнем каркасе предусмотрены бобышки для установки блока питания кондиционера.
  • В нижнем модуле - блока аппаратов расположены массивные узлы и аппараты шкафа питания: однофазный трансформатор типа ТО-140, дроссель типа Д-49, электромагнитный контактор типа МК-2, два зажима контактных Х1, Х4 на М8 и панель с предохранителем на 63А, 660В.
  • В верхнем модуле расположены: лицевая панель с приборами типа М1611 (амперметр и вольтметр), тумблеры типа ПТ26-1. В одном ряду с лицевой панелью расположены легкосъёмные блоки: блок питания (БП-163), блок формирования импульсов (БФИ-162), блок управления (БУ-161) и панель регулировочных резисторов. За панелью регулировочных резисторов находятся панель конденсаторов ПК - 318, панель предохранителей, панель выпрямителей 12 ПВ - 538.
  • Схема электрическая принципиальная ШП - 232 представлена в соответствии с рисунком 1.4.1. Однофазное переменное напряжение 600В, 400 Гц поступает на выводы 1-3 зажима контактного Х1. Входное напряжение ШП - 232 изменяется в пределах от 540 до 660В. Для формирования стабилизированного выходного напряжения (110,0±5,5)В пульсирующего (постоянного) тока используется переменное напряжение 170В вторичной обмотки трансформатора Т1. Формирование заданного значения напряжения (110,0±5,5)В осуществляется мостовой схемой на диодах VD3, VD4 и тиристорах VS1, VS2. Формирование необходимых потенциальных условий подзаряда аккумуляторной батареи осуществляется тиристорным ключом VS3.
  • Переключение питания цепей нагрузки с ШП на АБ и обратно, при потере и восстановлении питания, осуществляется с помощью нормально замкнутого силового контакта электромагнитного контактора КМ и диода VD7, подключенного к аккумуляторной батарее.
  • Управление тиристорами VS1 - VS3 осуществляется от блока формирования импульсов БФИ-162, который получает сигналы от блока управления БУ-161. Питание цепей схем блоков БУ-161 и БФИ-162 осуществляется от двуполярных источников питания расположенных в блоке питания БП-163. Питание катушки электромагнитного контактора КМ осуществляется от выпрямителя на диодах VD1 - VD4, что исключает её питание напряжением от аккумуляторной батареи. Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания осуществляется в положении «нормально» переключателя SA1 - «цепи управления». Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания в аварийном режиме осуществляется в положении «аварийно» переключателя SA1 - «цепи управления» от цепи входа 2 от другой секции. Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания от розеток депо осуществляется в положении «источник депо» переключателя SA1 - «цепи управления». Подзаряд аккумуляторной батареи от шкафа питания этой же секции осуществляется в положении «нормально» переключателя SA2 - «батарея». Возможен подзаряд АБ данной секции от ШП другой секции в положении «аварийно» переключателя SA2 - «батарея». Заряд АБ от розетки депо осуществляется в положении «источник депо» переключателя SA2 - «батарея». Контроль напряжение в цепях управления или на аккумуляторной батарее возможно по вольтметру PV ШП, переключая тумблер SA4 в положение «цепи управления» или «напряжение батареи». Контроль за током подзаряда или разряда аккумуляторной батареи осуществляют по амперметру РА ШП. При заряде АБ стрелка РА должна отклоняться вправо от нуля и при разряде - влево от нуля. Подсветку шкал вольтметра и амперметра ШП можно осуществить, включив тумблер SA3. Включением и выключением тумблера SA5 - «включение ШП» можно включать или отключать напряжение питания на входе ШП. Защита внутренних цепей ШП от токов к.з. или значительных перегрузок осуществляется с помощью предохранителей FU1 - FU7. Сигнализация о заряде АБ от ШП осуществляется с помощью нормально-замкнутого вспомогательного контакта контактора КМ. Контроль предохранителей и плавких вставок производят с помощью панели контроля предохранителей .
  • Схема управления ШП содержит три блока (кассеты) :
  • - блок питания БП - 163;
  • - блок управления БУ - 161;
  • - блок формирования импульсов БФИ - 162.
  • Схема блока питания БП-163 содержит вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого получает питание от вторичной обмотки силового трансформатора ШП.
  • Ко вторичной обмотке трансформатора БП - 163 подключены выпрямитель на 50В для питания БФИ - 162, параметрический стабилизатор ±15 В для питания датчика тока и транзисторный стабилизатор ±10 В для питания микросхем БФИ - 162. Предусмотрены также выходы синхронизации напряжения. Импульсы синхронизации сформированы на стабилитронах VD1,VD2. Схема блока управления БУ - 161 содержит элементы формирования синхроимпульсов на микросхеме DD1, сигналы с выхода которых поступают через элементы “ИЛИ - НЕ” на базу транзистора VT1, который в свою очередь, в моменты между синхроимпульсами разряжает конденсатор С8. Соответственно, в периоды действия синхроимпульсов, на конденсаторе С8 формируется пилообразное напряжение. Угол наклона “пилы” определяется произведением значения сопротивления резистора R3 и значения конденсатора С8. Назначение “пилы” - использование принципа вертикального фазового регулирования управления тиристорами. В схеме БУ - 161 представлены три регулятора : по напряжению силового выпрямителя “110 В” - на микросхеме DA1, по напряжению на аккумуляторной батарее - на микросхеме DA5 и по току заряда аккумуляторной батареи - на микросхеме DA3. Напряжение обратной связи , пропорциональное напряжению выхода 1, снимаемое с регулируемого резистора R12 ШП, через сглаживающий фильтр R6 - C3 поступает на прямой вход регулятора DA1. При этом на инвертирующий вход поступает опорное напряжение, сформированное на термостабильном стабилитроне VD1. Постоянная времени регулятора определяется произведением значений конденсатора С4 и сопротивления R7. Коэффициент усиления регулятора DA1 определяется значением сопротивления резистора R9. Сигнал рассогласования с выхода регулятора DA1 поступает на вход компаратора DA2, на котором сравнивается с пилообразным напряжением и формируется сигнал управления тиристорами VS1 и VS2 ШП. Чем больше сигнал рассогласования, тем больше фаза выходного импульса. Далее этот сигнал поступает на входы логических элементов “3И - НЕ” DD3.1 и DD3.2, с помощью которых происходит разделение сигнала по полупериодам. При этом используются сигналы синхроимпульсов. После дополнительного усиления и инвертирования посредством DD4.1, DD4.3 эти сигналы поступают на выход БУ - 161. Сигнал обратной связи, пропорциональный напряжению аккумуляторной батареи, снимается с цепочки резисторов R9, R14, R10, R11, расположенных в верхнем модуле ШП. Резистор R9 представляет собой медную катушку, сопротивление которой уменьшается при снижении температуры окружающего воздуха, уменьшая тем самым напряжение, снимаемое с регулируемого резистора R14. Это напряжение поступает на прямой вход регулятора напряжения DA5. Сигнал обратной связи, пропорциональный значению тока заряда аккумуляторной батареи, снимаемый с датчика тока, поступает на регулируемый резистор R13 ШП и далее на прямой вход регулятора DA3.
  • Сигналы обратных связей по току и напряжению сравниваются с опорными напряжениями, поступающими на инвертирующие входы этих регуляторов. Сигнал рассогласования с выходов регуляторов DA3 и DA5 объединяются по “ИЛИ” с помощью диодов VD3, VD4. Далее он поступает на инвертирующий вход компаратора DA4, на выходе которого формируются импульсы определенной длительности, которые в свою очередь поступают на вход элемента “3И - НЕ” микросхемы DD3.3. Выходной импульс формируется при условии открытого состояния тиристоров VS1, VS2. Для этого предусмотрен разрешающий сигнал, сформированный на DD2.2 (элементы “ИЛИ”) и DD4.2 (“НЕ”). После инвертирования и усиления сигнала на DD4.4 он поступает в цепь управления тиристора VS3. Схема блока формирования импульсов БФИ-162 приведена в соответствии с рисунком 9 . Блок формирования импульсов содержит три одинаковых формирователя. Через зарядные резисторы R1 - R4, R7 - R10 и R13 - R16 осуществляется заряд коммутирующих конденсаторов С1, С2, С3 соответственно. В момент прохождения сигнала управления транзистором VT1 (VT2, VT3), он открывается и осуществляется разряд соответствующего конденсатора и с помощью импульсного трансформатора формируется импульс тока управления соответствующим тиристором.

Размещено на http://www.allbest.ru/

  • Шкаф питания ШП-262 предназначен для питания цепей управления, освещения, сигнализации, питания обогревателей лобовых и боковых стекол кабины напряжением постоянного тока 110 В и подзаряда аккумуляторной батареи электровоза.
  • Технические характеристики:
  • Номинальное линейное напряжение на выводах 1-2-3
  • зажима контактного Х1,В380
  • Диапазон рабочего входного линейного напряжения
  • на выводах 1-2-3 зажима контактного Х1, Вот 320 до 420
  • Номинальная частота синусоидального трехфазного
  • питающего напряжения, Гц50
  • Допустимые отклонения частоты, Гц±1
  • Импульсные перенапряжения на выводах 1-2-3
  • зажима контактного Х1, В1500
  • Максимальная потребляемая мощность, кВА30
  • Номинальное напряжение постоянного (пульсирующего)
  • тока относительно общего минуса (выводы Х2:9,10), В50
  • Шкаф питания, в соответствии с рисунком , представляет собой объемную модульную конструкцию, состоящую из верхнего и нижнего модулей механически и электрически соединенных разборными соединениями.
  • В верхнем модуле, рядом с лицевой панелью, на которой расположены измерительные приборы типа М1611, установлены легкосъемные блоки: БП-96-2, БУ-94-3 и БФИ-95-4. Слева, сверху над блоком БП-96 расположены регулировочные резисторы R6, R7, R8 и терморезистивная катушка R9, обеспечивающая необходимое изменение сигнала обратной связи по напряжению в пределах рабочего температурного диапазона. На лицевой панели, кроме амперметра РА и вольтметра PV, расположены тумблеры типа ПТ26-1 для включения ШП и коммутации вольтметра к цепям выхода 2 и аккумуляторной батареи. За лицевой панелью, рядом с корпусами измерительных приборов, установлены лампы подсветки шкал приборов. Ниже лицевой панели расположена панель, на которой размещены рукоятки пакетных переключателей SA1 и SA2. Пакетные переключатели SA1 и SA2 предназначены для коммутации цепей нагрузок и цепи аккумуляторной батареи к выпрямителям шкафа питания в положениях «нормально» и к альтернативному источнику питания (от другой секции электровоза) в положении «аварийно» переключателя SA1 «цепи управления». При переключении переключателей SA1 и SA2 шкафа питания в положение «источник депо» возможно питание цепей нагрузок выхода 1 и 2 или выхода 3 по цепи от розетки депо. Подаваемое на розетку депо напряжение должно соответствовать требованиям для питающих напряжений выхода 2 или выхода 3 - при заряде аккумуляторной батареи от сети депо. В обоих случаях контроль за током и напряжением можно осуществлять по вольтметру PV и амперметру PA на лицевой панели шкафа питания. Для контроля плавких вставок и предохранителей между рукоятками пакетных переключателей расположена панель контроля предохранителей. Свечение сигнальной лампы HL1 при подключении плавкой вставки или предохранителя означает их исправность. Ниже панели находится панель предохранителей ПП-616 на которой расположены предохранители типа ПП57 на токи 100 и 160 А, предназначенные для защиты от перегрузки цепей нагрузок и аккумуляторной батареи, а предохранители с плавкой вставкой типа ВПБ6-37, на ток 3,15 А - для защиты слаботочных цепей. За панелью предохранителей установлена панель конденсаторов ПК-318 и панель с элементами ПЭ-620, на которой расположены: элементы выпрямительного силового моста, дополнительное плечо слаботочного выпрямительного моста, прямой - VS4 тиристорный ключ, датчики напряжения - TV1, TV2 типа LV100 и датчик тока TA1 типа LT100. Кроме этого на ПЭ-620 установлены реактор типа Р-72, два резистора типа С5-35В и вилка типа РП14А-30 для оперативного подключения слаботочного монтажа панели к схеме шкафа питания. Для обеспечения необходимого минимального напряжения на нагрузке при потере - восстановлении питания на входе ШП предусмотрена цепь от +0,8UGB через разделительный диод VD4.
  • Для подключения внешнего монтажа к шкафу питания на задней стенке верхнего модуля установлены зажимы контактные Х2 и Х3.
  • В нижнем модуле шкафа питания размещены: силовой 3-фазный трансформатор типа Т-132, дроссель типа ДС-1, контактор электромагнитный типа МК-2 и промежуточный зажим контактный Х4 для подключения цепей нижнего модуля к цепям верхнего модуля шкафа питания. Для подключения питающего напряжения к шкафу питания предназначен зажим контактный Х1.
  • Схема электрическая принципиальная шкафа питания представлена на рисунке 1.4.2 и представляет собой устройство, преобразующее трехфазное напряжение 380 В, 50 Гц в постоянное (пульсирующее) напряжение (110,0±5,5) В для питания цепей управления, освещения, сигнализации, а также формирования необходимых потенциальных условий для подзаряда аккумуляторной батареи. В связи с изменением питающего напряжения в диапазоне от 320 до 420 В в схеме шкафа питания применена трехфазная несимметричная мостовая схема выпрямления на диодах VS1-VS3. Формирование необходимых потенциальных условий подзаряда аккумуляторной батареи осуществляется тиристорным ключом VS4.
  • Переключение питания цепей нагрузки с ШП на аккумуляторную батарею и обратно, при потере и восстановлении питания, осуществляется с помощью нормально замкнутого силового контакта контактора КМ и разделительного диода VD4.
  • С целью исключения разряда аккумуляторной батареи на цепи обогрева лобовых и боковых стекол кабины электровоза, применен нормально открытый силовой контакт электромагнитного контактора КМ. Катушка КМ получает питание от отдельного выпрямителя, состоящего из диодов VD1-VD3 и VD5-VD7 шкафа питания, что исключает ее питание от аккумуляторной батареи.
  • Переключателем SA1 - «цепи управления» возможна коммутация цепей нагрузок выходов 1, 2 в положении «нормально», когда питание их осуществляется от ШП или в положении «аварийно», когда питание осуществляется в соответствии от другой секции или в положении «источник депо», когда питание осуществляется от входа 2 - «розетка депо».
  • Переключатель SA2 - «батарея» подключает цепи аккумуляторной батареи к ШП и нагрузкам в положении «нормально», а также возможен заряд аккумуляторной батареи в положении рукоятки переключателя - «источник депо». При этом переключатель SA1 - «цепи управления» должен находиться в положении “0”.
  • Для контроля напряжения на нагрузке выхода 2 или на аккумуляторной батарее предусмотрен тумблер SA3, который необходимо переключить в одно из положений: «напряжение батареи» или «цепи управления».
  • Сигнализация о заряде аккумуляторной батареи от шкафа питания осуществляется с помощью нормально замкнутого контакта электромагнитного контактора КМ - “3Б”.
  • Регулирование заданных значений: выходного напряжения, отсечки по току и ограничения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи осуществляется с помощью регулируемых резисторов R6, R7 и R8 соответственно. Изменение уставки ограничения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи в диапазоне рабочей температуры осуществляется автоматически с помощью термокомпенсационной катушки R9. При снижении температуры окружающего воздуха снижается сопротивление медной катушки R9, при этом уменьшается сигнал обратной связи, снимаемый с подвижного контакта резистора R8. Уменьшение сигнала обратной связи вызывает, в свою очередь, увеличение напряжения на аккумуляторной батарее.
  • Система управления ШП-262 состоит из трех конструктивных модулей: блока питания БП-96, блока управления БУ-94 и блока формирования импульсов БФИ-95.
  • Схема блока питания БП-96 представляет собой выпрямитель на диодах VD1 - VD3, на вход которого поступает переменное трехфазное напряжение 75 В от вторичной обмотки силового трансформатора шкафа питания. Выпрямленное напряжение поступает на входы параметрических стабилизаторов:
  • - ±15 В, в состав которого входят резисторы R5 - R8, стабилитроны VD4, VD5, сглаживающие конденсаторы С2, С3;
  • - ±10 В, в состав которого входят резисторы R3, R4 и R9, стабилитроны VD6, VD7, сглаживающие конденсаторы С4, С5 и помехозащитные С6, С7;
  • - ±9 В, в состав которого входят резисторы R1, R2, стабилитрон VD8, сглаживающий конденсатор С8.
  • Схема блока управления БУ-94 представляет собой устройство управляющее трехфазным выпрямителем со стабилизацией выходного напряжения (110,0±5,5) В, ограничивающее напряжение на аккумуляторной батарее на уровне от 122 до 141 В в диапазоне изменения рабочей температуры и отсечкой по току подзаряда на уровне 42 А.
  • Управление силовыми тиристорами выпрямительного моста сводится к подаче пачек управляющих импульсов с необходимой фазой регулирования.
  • Формирование импульсов с необходимой фазой регулирования происходит на компараторах DA5-DA7 путем сравнения текущего значения сигнала обратной связи по выходному напряжению с пилообразным напряжением, сформированным на конденсаторах С5-С7 для каждого канала фаз U, V, W соответственно.
  • Фазные напряжения с вторичных обмоток трансформатора поступают на входы оптотранзисторов VT1 - VT3, при этом по цепи коллектор-эмиттер транзистора, резистор R18 (R24, R30) происходит заряд конденсаторов С5 (С6, С7). При закрытии транзистора VT1 (VT2, VT3), конденсатор С5 (С6, С7) разряжается по цепи: VD6 (VD7, VD8), резистор R17 (R23, R29), “общий” провод. Таким образом, формируется импульс пилообразной формы, соответствующий длительности положительного полупериода фазного напряжения. Аналогично формируются “пилы” фаз V и W. Пилообразное напряжение через резистор R36 (R40, R44) поступает на прямой вход компаратора DA5 (DA6, DA7) и через диоды VD9 - VD11, резистор R32 на прямой вход компаратора DA4. На инверсные входы DA5 - DA7 поступает напряжение с регулятора напряжения DA1, равное усиленному значению разности опорного напряжения 9 В поступающего на инверсный вход этого регулятора и обратной связи по напряжению на выходе выпрямителя, которое приходит на прямой вход регулятора. На выходе компараторов DA5-DA7, таким образом, формируются импульсы с необходимой фазой регулирования. Далее они поступают на “Х” входы коммутатора DD2, а на разрешающие входы “V” этого коммутатора поступают импульсы повышенной частоты с мультивибратора, реализованного на микросхеме DD1. Таким образом, на выходе коммутатора формируются пачки импульсов, которые поступают на входы БФИ.
  • Сигнал обратной связи по напряжению на аккумуляторной батарее поступает на прямой вход операционного усилителя DA2, выполняющего роль регулятора напряжения. На инверсный вход DA2 поступает опорное напряжение 9 В. Усиленная разность этих напряжений поступает на анод разделительного диода VD4. Аналогично построен регулятор по току заряда аккумуляторной батареи на компараторе DA3. Максимальное значение сигнала обратных связей по напряжению и току заряда аккумуляторной батареи поступает через резистор R31 на инверсный вход компаратора DA4, где происходит сравнение с суммарной “пилой” фаз U, V, W. С выхода этого компаратора импульс с определенной фазой регулирования поступает на вход Х ключа DD2, а на вход V этого ключа поступает напряжение высокой частоты с генератора. Таким образом, формируются импульсы управления тиристором VS4.
  • Схема блока формирования импульсов БФИ-95 представляет собой четыре однотипных усилителя-формирователя импульсов. Рассмотрим принцип работы на примере одного из усилителей-формирователей.
  • До прихода управляющего импульса происходит заряд конденсаторов С2 (С4, С6, С8) по цепи +50 В, токоограничивающие резисторы R1//R2, диод VD1 (VD5, VD9, VD13), диод VD2 (VD6, VD10, VD14), общий провод.
  • С приходом на вход эмиттерного повторителя VT1 управляющего импульса через помехозащитную цепочку R3, C1 открывается транзистор VT2 и, предварительно заряженный конденсатор С2 разряжается через эмиттер-коллекторный переход VT2 и первичную обмотку импульсного трансформатора Т1. При этом формируется на вторичных обмотках импульсного трансформатора импульсы управления силовыми тиристорами ШП. Визуально наличие импульсов управления можно наблюдать по свечению на лицевой панели блока БФИ-95 светодиодов V1-V4, подключенных к выводам 5-6 импульсных трансформаторов.
  • Аналогично работают усилители-формирователи по входам 2, 3, 4 управляющие соответственно силовыми тиристорами VS2, VS3, VS4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

  • Шкаф питания ШП-21 предназначен для питания цепей управления, освещения, сигнализации, радиостанции, подзаряда аккумуляторной батареи и для питания электроплитки. Предусмотрено быстродействующее автоматическое переключение цепей нагрузки с выпрямителя на аккумуляторнуо батарею и обратно.
  • Технические характеристики:
  • Номинальное входное напряжение переменного тока,В380
  • Диапазон изменения входного напряжения, Вот 280 до 470
  • Номинальная частота питающего напряжения, Гц 50
  • Максимальная потребляемая мощность, кВт, не более 13
  • Номинальное напряжение постоянного тока
  • "Выход I" и "Выход II", В 50
  • Напряжение подзаряда аккумуляторной батареи "Выход III"
  • в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до
  • плюсбОХ, В от 57,5 до 75
  • Номинальное напряжение переменного тока, В:
  • "Выход IV" 75
  • "ВыходУ" 100
  • Отклонение напряжения на "Выход I" и "Выход II" в
  • диапазоне рабочих токов и температуре
  • от минус 50°С до плюс 60°С2,5
  • Диапазон рабочих токов, А:
  • "Выход I"от 14,5 до 65
  • "Выход II" от 1,5 до 40
  • "Выход III" от нуля до31
  • "Выход IV и V" от нуля до 10
  • Масса, кг 350
  • Шкаф питания представляет собой металлическую конструкцию. Шкаф состоит из основания, на котором размещены трансформатор Т1 и дроссель L1; металлического каркаса, на котором размещены все остальные панели и элементы схемы. Спереди, в верхней части на петлях закреплена лицевая панель. Ниже лицевой панели в углублении, также на петлях, установлена другая панель. Обе панели, при необходимости, могут откидываться на угол 90° и 60° соответственно.
  • Внутри, за лицевой панелью, расположены две панели: регулятор напряжения (РН) и панель с резисторами . Обе панели легкосъемны и электрически соединены с помощью разъемных соединений.
  • На лицевой панели расположены измерительные приборы: вольтметр PV на 0-150 В и амперметр РА со шкалой 75-0-75 А. Для подсветки шкал приборов установлены лампы EL1 и EL2. На этой же панели расположены тумблеры S1-S4 и предохранитель F3. На отдельной панели установлены регулируемые резисторы R8, R9, R14 и вилка диагностического разъема Х4, доступ к которым возможен через прямоугольное окно в металлической панели, закрываемой и пломбируемой планкой. На этой же панели, с внутренней стороны, закреплен резистор R13. На панели размещены рубильники SA1-SA3 и предохранители F1 и F2. Для контроля предохранителей на передней части предусмотрены специальные выводы.
  • Регулятор напряжения собран на изоляционной панели, на которой расположены плата с элементами, импульсные трансформаторы Т1 и Т2, дроссели. На уголках-охладителях установлены стабилитроны V11, V21, V23, тиристор V22, диоды V7, V8, V20. Кроме того, на шпильках закреплены резисторы R23, R36, R34 и R35, а так же вилка разъема Х5. На лепестках установлены стабилитрон V17, резистор R33 и на панели установлен регулируемый резистор R32.
  • За регулятором напряжения и панелью резисторов на раме размещены трансформатор Т2, дроссель 12, шунт R3, терморезистивный элемент R15 и панель защиты от перенапряжений, на которой установлены резисторы R1 и R2 и два конденсатора С1 и С2.
  • С задней стороны шкафа питания на уровне панели с элементами 3 расположена панель преобразователей с тиристорами V1, V2, V7, V8 и диодами V3-V5. Для охлаждения этих диодов и тиристоров применены охладители. На этой же панели установлены элементы защиты цепей управления тиристоров V9, V10, резисторы R3, R4, R10-R12, конденсаторы СЗ-С5.
  • На раме каркаса шкафа питания закреплен контактор КМ. Для внешних соединений шкафа питания установлены зажимы контактные Х1, Х2, ХЗ и диагностический разъем Х4. Нижняя часть шкафа питания с лицевой стороны закрывается съёмным листом .
  • Питающее напряжение подается на зажим контактный Х1 и с него на вы воды 1 и 2 трансформатора Т1.
  • Напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 с выводов 4, 6 и 7 подается на выводы 5, 6 и 7 зажима контактного ХЗ.
  • Схема электрическая принципиальная представлена на рисунке 1.4.3
  • Напряжение питания со вторичной обмотки трансформатора подается на тиристорно-диодный преобразователь, состоящий из тиристоров V1, V2 и диодов V3-V5. Для защиты этих выпрямителей от перенапряжения к выводам 3 и 7 трансформатора Т1 подключена защитная панель, на которой размещены резисторы R1, R2 и конденсаторы С1, С2.
  • Неуправляемый выпрямитель с диодами V3-V5 выполнен по схеме двух-полупериодного выпрямителя с нулевой точкой.
  • Управляемый выпрямитель преобразователя выполнен на тиристорах V1, V2 с использованием плеч неуправляемого выпрямителя V4, V3.
  • Принцип действия преобразователя основан на наложении регулируемого по фазе напряжения на нерегулируемое. В начале каждого полупериода питающего напряжения до подачи управляющих импульсов тиристоры V1 и V2 заперты и контур тока составляют диоды V3 и V5 или V4 и V5 и резисторы R5-R7. При подаче управляющих импульсов с определенной фазой регулирования тиристор V1 и V2 откроется, разделительный диод V5 закроется обратным напряжением, а контур тока составляют диоды V4 или V3. На "Выход I" подается напряжение непосредственно с панели преобразователя, а на "Выход II" - через дроссель 11, который снижает пульсации тока в нагрузке.
  • Для заряда и подзаряда аккумуляторной батареи предусмотрена цепь, состоящая из дросселя 12, трансформатора Т2 и тиристорного ключа V7. Для контроля за величиной тока заряда и формированием сигнала, пропорционального его величине, в цепь заряда включен трансформатор Т2, вторичная обмотка которого работает на выделение этого сигнала с помощью резистора R9.
  • Сигнал обратной связи по напряжению на аккумуляторной батарее формируется на резисторах R13-R15. Уставка ограничения напряжения на аккумуляторной батарее устанавливается с помощью резистора R14 и изменяется автоматически во всем диапазоне рабочих температур за счет терморезистивных свойств катушки R15. С отключением питающего напряжения отпирается тиристорный ключ V8 и "Выход I" и "Выход II" подключаются к аккумуляторной батарее.
  • Защита аккумуляторной батареи от токов коротких замыканий осуществляется быстродействующими плавкими предохранителями F1 и F2. Питающий трансформатор Т1 и выпрямители V1-V5 защищены от токов коротких замыканий предохранителем F16, установленным вне шкафа.
  • Рубильник SA1 позволяет подключить цепи нагрузки данной секции к шкафу питания другой секции. Рубильник SA2 позволяет переключать цепи нагрузки данной секции шкафа к "источнику депо". Для подключения аккумуляторной батареи к "источнику депо" или данному шкафу питания предназначен рубильник SA3. Для формирования импульсов управления тиристорами в схему управления шкафа питания входят следующие функциональные узлы:
  • - регулятор напряжения (РН);
  • - тиристорный импульсный регулятор напряжения и тока заряда аккумуляторной батареи;
  • - узел управления обратным тиристорным ключом.
  • - РН предназначен для формирования, усиления и выдачи импульсов на открытие тиристоров V1, V2 управляемого выпрямителя.
  • Принцип действия РН заключается в автоматическом изменении фазы импульсов управления в зависимости от величин напряжений на входе и выходе устройства. Это осуществляется путем изменения времени разряда конденсаторов СЗ и С4 во времязадающих RC-цепочках. Разряд каждого из конденсаторов СЗ и С4 осуществляется по двум цепям, одна из которых неуправляемая, другая управляемая сигналом обратной связи по напряжению, снимаемому с регулируемого резистора R8.
  • На выходе неуправляемой времязадающей RC-цепочки включен двухкаскадный транзисторный ключ. Он открывается в момент окончания разряда конденсатора и выдает управляющий сигнал на соответствующий тиристор V1 или V2. Параметры неуправляемых разрядных цепей этих конденсаторов выбраны таким образом, чтобы при отключенной управляемой цепи разряда конденсаторов уровень выходного напряжения составлял около 40 В. При подключенной управляемой цепи разряда конденсаторов время их разряда уменьшается и соответственно изменяется фаза импульсов управления тиристорами V1 и V2, обеспечивая увеличение выпрямленного напряжения до 50 В. Заряд конденсаторов СЗ и С4 осуществляется в нерабочие для тиристоров V1 и V2 полупериоды питающего напряжения от Т1/4-6 через диоды V7 и V8 амплитудного значения напряжения на этой обмотке. В рабочие полупериоды питающего напряжения конденсатор СЗ разряжается через резисторы R9-R11 и база-эмиттерный переход транзистора V6 до уровня опорного напряжения на стабилитроне V11. Одновременно происходит разряд этих конденсаторов через транзисторы V13 и V14, управляемые сигналом обратной связи, снимаемом с резистора R8. В зависимости от величины сигнала обратной связи изменяется степень открытия транзисторов V13 и V14, что в конечном итоге изменит общее сопротивление разрядной цепи, а следовательно и постоянную времени разряда конденсаторов СЗ и С4. В периоды протекания тока разряда конденсаторов СЗ и С4 транзисторы V5 и V6 открыты, a V3 и V4 закрыты. При снижении напряжения на конденсаторах СЗ и С4 до уровня опорного напряжения на стабилитроне V11 происходит открытие соответствующего транзистора V3 или V4, происходит выдача импульсов управления от импульсных трансформаторов Т1 и Т2 на соответствующие тиристоры V1 и V2.
  • При снижении напряжения на выходе шкафа пропорционально снижается напряжение обратной связи, и, в случае снижения напряжения ниже опорного напряжения на стабилитроне V12, транзистор V13 закрывается, а транзистор V14 открывается, что приводит к уменьшению общего разрядного сопротивления и снижению времени разряда конденсаторов СЗ и С4. Уменьшение фазы открытия силовых тиристоров V1 и V2 приводит к увеличению напряжения на выходе шкафа питания.
  • При увеличении напряжения на выходе шкафа питания происходит обратный процесс. Таким образом, происходит стабилизация выходного напряжения. При этом точность стабилизации зависит от стабильности опорного напряжения стабилитрона V12 и коэффициента усиления каскада транзисторов V13 и V14.
  • В состав импульсного регулятора напряжения и тока заряда аккумуляторной батареи входят основной тиристорный ключ V7 и вспомогательный тиристор V22.
  • Принцип действия этого регулятора основан на регулировании скважности открытого состояния тиристора V7, управление которым осуществляется в каждый полупериод питающего напряжения по цепи: положительный выход преобразователя напряжения, провод 12, конденсатор С12, резистор R35, диод V28, провод 40, управляющий переход тиристора V7, аккумуляторная батарея, минус преобразователя напряжения. При запертом тиристоре V22 тиристор V7 отпирается каждый полупериод питающего напряжения и пропускает импульсы тока заряда аккумуляторной батареи, с частотой 100 Гц.
  • Система автоматического ограничения тока заряда и напряжения на аккумуляторной батарее построена на сравнении сигналов, пропорциональных величине тока заряда и напряжению на аккумуляторной батарее с величиной опорного напряжения стабилитрона V23. При этом сигнал обратной связи по току снимается с регулируемого резистора R9, выпрямляется диодным мостом V24-V27, сглаживается фильтром из дросселя 12(РН), конденсатора С14 и поступает через разделительный диод V31 на резистор R38. А сигнал обратной связи по напряжению, снимаемый с делителя напряжения, состоящего из резисторов R13-R15, поступает по проводам 49 и 13 на конденсатор С13, через диод V30, также на резистор R38, включенный параллельно стабилитрону V23 через управляющий переход тиристора V22. При достижении величины напряжения на резисторе R38 больше величины напряжения на опорном стабилитроне V23, отпирается тиристор V22, что в свою очередь приведет к запиранию тиристорного ключа V7 и пропуску серии импульсов тока заряда аккумуляторной батареи. Следующее отпирание тиристорного ключа произойдет лишь тогда, когда контролируемый параметр будет меньше величины уставки, что в свою очередь вызовет запирание тиристора V22.
  • Управление обратным тиристорным ключом V8 осуществляется от узла, состоящего из элементов: дроссель L1 (РН), конденсатор С11, стабилитрон V21, диод V20. Сглаживающий фильтр L1-C11 включен на разность напряжений аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения. В случае исчезновения питающего напряжения разность этих напряжений становится больше напряжения на стабилитроне V21 и тиристорный ключ V8 отпирается током от аккумуляторной батареи и цепи управления получают питание от аккумуляторной батареи сначала через тиристор V8, и, с замыканием силовых контактов КМ, минуя тиристор V8.

Подобные документы

  • Формирование асимметричных прямоугольных импульсов переменного тока. Преимущества и недостатки исследованных аналогов и расчеты экономического эффекта от использования нового прибора. Патентный поиск и требования, касающиеся основных блоков установки.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 20.07.2014

  • Синтез системы автоматического управления волновым насосом для аппарата "Искусственное сердце". Выбор и обоснование выбора элементной базы локального режима управления. Расчет датчика обратной связи. Построение желаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ дискретной системы.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.03.2012

  • Разработка системы автоматического управления для дозирования отбеливателя в стиральной машине. Определение элементной базы и расчет передаточных функций выбранных элементов. Выбор микропроцессора, дозатора. Расчет фотоэлектрического датчика уровня.

    курсовая работа [921,7 K], добавлен 20.10.2013

  • Технические характеристики субблока. Принцип функционирования. Обоснование выбора элементной базы. Расчет на действие механических нагрузок. Тепловой расчет. Разработка технологического процесса сборки субблока. Специальная технологическая оснастка.

    курсовая работа [592,6 K], добавлен 24.02.2009

  • Обзор конструктивных особенностей универсальных превенторов; требования, предъявляемые к современным установкам. Разработка противовыбросового оборудования для разведочного и эксплуатационного бурения: обоснование выбора, расчет универсального превентора.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 05.02.2013

  • Выбор элементной базы пульта управления и индикации, его обоснование и анализ. Описание функциональной схемы модуля напряжений, разработка его конструкции. Расчет вибропрочности печатной платы, оценка надежности и порядок проведения теплового расчета.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.09.2012

  • Анализ методов диагностирования системы управления промышленным объектом на базе микропроцессорного контроллера. Выбор и обоснование выбора типа и количества модулей. Планирование внутреннего пространства шкафа. Методы диагностирования системы управления.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.03.2013

  • Требования к системе управления электроприводом. Выбор принципиальной схемы главных цепей. Сравнение возможных вариантов и выбор способа управления. Математическое описание объекта управления. Анализ статических и динамических характеристик системы.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 30.04.2012

  • Выбор элементной базы локальной системы управления. Выбор датчика угла поворота, двигателя, редуктора, усилителя, реле и датчика движения. Расчет корректирующего устройства. Построение логарифмической амплитудной частотной характеристики системы.

    курсовая работа [710,0 K], добавлен 20.10.2013

  • Требования, предъявляемые к подъемно-транспортному оборудованию. Предложения по модернизации привода. Выбор сечения кабелей питающих отдельные электроприемники. Расчет электрических нагрузок. Разработка системы автоматического управления козловым краном.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 07.01.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.