Електропоїзди постійного струму (стр. 7 из 14)

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

4.3 Високовольтна схема допоміжних машин

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

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

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

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

Рисунок 4.2 - Високовольтна схема допоміжних машин

5. Тиристорний імпульсний перетворювач ТІП

5.1 Принципова схема ТІП

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

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

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

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

5.2 Стадії роботи ТІП протягом одного періоду регулювання

5.2.1 Перша стадія

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

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

5.2.2 Друга стадія

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

Рисунок 5.1 Принципова схема ТІП

5.2.3 Третя стадія

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

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

5.2.4 Четверта стадія

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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