3.7. Стабилизаторы напряжения
Питание цепей управления, освещения и заряда аккумуляторной батареи наэлектровозах ВЛ80 осуществляется от трансформатора ТРПШ с системой выпрямления и регулирования напряжения, включающей в себя трансформатор ТН и аккумуляторные батареи АБ.
Питание трансформаторов ТРПШ и ТН осуществляется напряжением 380 В переменного тока от обмотки собственных нужд тягового трансформатора. Независимо от питающего напряжения на первичной обмотке ТРПШ, напряжение на вторичной обмотке стабилизируется бесконтактным регулятором напряжения, воздействующим на ток обмотки подмагничивания.
Питание обмотки подмагничивания осуществляется от вторичной обмотки трансформатора ТН через полууправляемый мостовой выпрямитель VS1-VS2, VD12, VD13. Тиристоры VS1, VS2 включаются тогда, когда открыт транзистор VT1 регулятора напряжения. Вторичная обмотка трансформатора ТРПШ с силовым выпрямителем В1 служит для заряда аккумуляторной батареи БА и питания цепей управления стабилизированным выпрямленным напряжением 50 В. Дроссели L1, L2 служат для сглаживания выпрямленного напряжения в цепи подзаряда аккумуляторной батареи и управления.
При исчезновении напряжения на первичной обмотке ТРПШ теряет питание катушка контактора К, который переключает питание цепей управления с выпрямительного моста В1 на питание от аккумуляторной батареи. С момента отключения переменного напряжения до полного переключения контактов контактора К кратковременно возникает перерыв в питании цепей управления, но при этом не происходит ложных отключений аппаратов управления. Цепь питания катушки контактора К создается от выпрямителя В1. В цепь катушки включены резисторы R11, R12, шунтирующие блок-контакты этого контактора. Эти резисторы уменьшают коэффициент возврата контактора и время его отключения при снятии питающего переменного напряжения. Контроль тока заряда аккумуляторной батареи осуществляется по амперметру А.
Схема источника питания цепей управления электровоза ВЛ85 - это однопроводная система с заземленным минусом. Обратным проводом являются металлические конструкции электровоза. Источником питания являются стабилизатор напряжения и никель-кадмиевые аккумуляторные батареи АБ1, АБ2. Стабилизатор напряжения представляет собой статический преобразователь напряжения переменного тока в напряжение пульсирующего тока и служит для питания цепей управления, освещения и заряда аккумуляторной батареи стабилизированным напряжением 50 В.
Питание стабилизатора осуществляется напряжением 380 В переменного тока от обмотки собственных нужд тягового трансформатора или от внешнего источника при включении контактора КМ5 тумблером S3.
Со вторичной обмотки трансформатора Т1 напряжение поступает на тиристорно-диодный преобразователь, включающий в себя управляемый VS1, VS2 и неуправляемый VD1 … VD3 выпрямители, а также прямой VS3 и обратный VS4 тиристорные ключи. Неуправляемый выпрямитель VD1 … VD3 выполнен по схеме двухполупериодного выпрямителя с нулевой точкой. Управляемый VS1, VS2 собран по схеме несимметричного моста с использованием плеч VD1, VD3 неуправляемого выпрямителя.
Принцип действия выпрямителя основан на наложении регулируемого по фазе напряжения на нерегулируемое. В начале каждого полупериода питающего напряжения и до момента подачи управляющих импульсов тиристоры VS1, VS2 заперты, а цепи нагрузки замыкаются через диоды VD2, VD3 или VD1, VD2.
При подаче управляющих импульсов с определенной фазой регулирования тиристор VS1 либо VS2 откроется, разделительный диод VD2 закроется обратным напряжением, а цепи нагрузки замкнуться через соответствующие диод VD3 и тиристор VS1 либо VD1 и VS2 и через сглаживающий дроссель L1. Таким образом, после открытия тиристоров VS1 или S2 коэффициент трансформации возрастает ступенчато, напряжение на выходе выпрямителя увеличивается и приобретает ступенчатую форму.
Формирование импульсов управления на открытие тиристоров VS1, VS2 производится регулятором напряжения, обеспечивающим поддержание выпрямленного напряжения на заданном уровне. Уровень напряжения цепей управления устанавливается резистором R11 и измеряется вольтметром V.
Подзаряд аккумуляторных батарей производится током не превышающим 31 А. По мере заряда напряжение на аккумуляторных батареях растет и достигает определенного стабильного значения. Уровень ограничения тока подзаряда аккумуляторных батарей устанавливается резистором R8, а напряжения - резистором R10.
Для обеспечения режимов заряда аккумуляторной батареи в ее цепь включен прямой тиристорный ключ VS3, соединенный последовательно с токоограничивающим дросселем L2. Тиристор VS3 обеспечивает импульсное регулирование напряжения заряда, разделение цепей нагрузки и заряда аккумуляторной батареи. Благодаря импульсному заряду аккумуляторов амплитудным значением выпрямленного напряжения среднее за период значение напряжения на выходе выпрямителя. Это обеспечивает автоматическое поддержание заданного напряжения заряда при колебании питающего
Тумблер S5 обеспечивает возможность ступенчатого изменения уровня ограничения напряжения подзаряда аккумуляторных батарей при температуре окружающей среды ниже минус 10 ОС.
При исчезновении напряжения на обмотках трансформатора Т1 цепи управления автоматически переключаются на питание от аккумуляторных батарей АБ1, АБ2.
Рубильник SA1 имеет два рабочих положения. В положении "Нормально" цепи управления получают питание от стабилизатора напряжения, а в положении "Аварийно" – от аккумуляторной батареи.
На головных вагонах электропоезда ЭД9 размещены выпрямительно-стабилизирующие устройства, обеспечивающие питание цепей постоянного тока напряжением 110 В и заряд аккумуляторных батарей, размещенных на головных и прицепных вагонах. При этом выпрямительно-стабилизирующее устройство исключает связь между заземленной обмоткой главного трансформатора и двухпроводной схемой цепей управления.
Каждая установка содержит разделительный трансформатор ТрР мощностью 9 кВА, тиристоры VS1 и VS2, диоды VD1 … VD3, сглаживающий дроссель LФ, контактор тиристоров КТ, контактор батареи БК и электронный блок управления и защиты.
Первичная обмотка трансформатора ТрР подключена к сети 220 В и защищена от аварийных режимов (короткого замыкания) в цепях вторичной обмотки предохранителем Пр10 (80 А). Вторичная обмотка состоит из трех секций с напряжениями на выводах 48 В, 48 В, 90 В. Обмотки соединены последовательно.
|
Диоды VD1 … VD4, подключенные ко вторичной обмотке ТрР, образуют несимметричный двухполупериодный выпрямитель. Стабилизация выходного напряжения выпрямителя обеспечивается тиристором VS2, заряд аккумуляторных батарей осуществляется через тиристор VS1.
Цепи R26-С5, R27-С10, R2-С11 защищают диоды и тиристоры от перенапряжений. Резервное питание потребителей напряжением 110 В поступает от аккумуляторных батарей, нормально работающих в режиме постоянного подзаряда.
В первый полупериод цепи управления питаются по цепи: диод VD2, сглаживающий дроссель LФ, потребители, диод VDЗ (напряжение 90 В).
Во второй полупериод цепь тока такова: диод VS1, сглаживающий дроссель LФ, потребители, диод VD4 (напряжение 138 В). Тиристор VS2 выполняет роль дополнительного управляемого плеча моста, стабилизируя напряжение на выходе выпрямителя, которое подключено параллельно диоду VD1.
Длительность включения напряжений 90 В и 138 В в конечном итоге определяет значение стабилизированного напряжения 110 В.
Заряд АБ протекает по следующим цепям: первый полупериод — предохранитель Пр45 (60 А), тиристор VS1, предохранитель Пр14 («плюс» АБ), контакт выключателя батареи ВБ, «плюс» АБ, «минус» АБ, предохранитель Пр15 («минус» АБ), контакт выключателя батареи ВБ, шунт амперметра Ш1, диод VD4, (напряжение 138 В); второй полупериод — диод VD2, дроссель LФ, диод VS5, предохранитель Пр14, контакт выключателя батареи ВБ, «плюс» АБ, «минус» АБ, предохранитель Пр15, контакт выключателя батареи ВБ, шунт амперметра Ш1, диод VDЗ (напряжение 90 В).
При наведении ЭДС во вторичной обмотке разделительного трансформатора ТрР получает питание катушка контактора тиристоров КТ (его включение обеспечивает электронный блок регулятора напряжения). Силовые контакты КТ обеспечивают: подключение «плюса» выпрямителя к выходу трансформатора ТрР; подключение «минуса» на питание электронного блока регулятора напряжения.
Назначения блокировочных контактов контактора КТ: размыкающий разрывает питание на сигнальную лампу пульта управления «Зарядный агрегат» (контроль работы выпрямительно-стабилизирующего устройства); замыкающий включает батарейный контактор БК головного вагона, а через поездной провод на всех прицепных вагонах.
Катушки контакторов БК при выключении своими блокировочными контактами обеспечивают: размыкающий на головных вагонах разделение питания стабилизированным напряжением цепей управления от цепей заряда АБ; на прицепных вагонах — отделение цепей заряда АБ от цепей управления.
Резистор R24 размещается вне кузова и используется в качестве датчика температуры окружающего воздуха для корректировки уставки электронного блока регулятора напряжения по напряжению заряда аккумуляторных батарей.
