4.1 Электрооборудование тягового привода катп-2

В состав тягового электрооборудования вагонов 81-760 и 81-761 входят комплекты силового электрооборудования тягового привода КАТП-2 и комплекты вспомогательного электрооборудования.

4 .1.1 Контейнер тягового инвертора.

К

Контейнер тягового инвертора

онтейнер тягового инвертора КТИ-2 У2 предназначен для размещения оборудования (аппаратуры) управления тяговым приводом и питания регулируемыми напряжением и частотой четырех асинхронных тяговых двигателей вагона в режиме тяги и управления тяговыми двигателями в режиме следящего рекуперативного и реостатного электрического торможения. Общий вид контейнера изображен на следующей странице.

Контейнер тягового инвертора включает в себя следующее оборудование, предназначенное для выполнения нижеуказанных функций:

1). Модуль силового инвертора напряжения (МСИ) – преобразует входное напряжение контактной сети постоянного тока в 3-фазное напряжение переменного тока для питания 4-х асинхронных тяговых двигателей вагона, включенных параллельно.

В состав МСИ также входит чоппер тормозного реостата тягового привода.

2). Вентилятор охлаждения МСИ (ВИ) – предназначен для охлаждения радиатора МСИ и представляет собой вентилятор осевого типа.

Вентилятор крепится своим фланцем выходного сопла к фланцу воздуховода контейнера тягового инвертора. Тип двигателя – трехфазный, асинхронный 220 В, 50 Гц, мощностью 1,1 кВт, рабочий ток 4 А, номинальная скорость вращения 2810 об/мин.

При включенном питании двигатель вентилятора вращает крыльчатку, создавая поток воздуха в воздуховоде контейнера тягового инвертора через ребра радиатора охлаждения МСИ. Выход воздуха осуществляется в выходное отверстие в днище контейнера тягового инвертора.

Вентилятор работает постоянно (в тяговом режиме, тормозном режиме и на стоянке), получая питание от блока питания вентиляторов, который содержит для этой цели отдельный инвертор. При скорости движения вагона менее 10 км/ч блок питания вентиляторов для снижения шума при подъезде поезда к станции и на станции переводит работу вентилятора на скорость вращения 1400 об/мин.

3). Блок управления тяговым приводом БУТП-2 У2 – предназначен для управления автономным инвертором напряжения на IGBT – модулях, питающим четыре тяговых двигателя вагона в режимах тяги и электрического торможения.

БУТП обеспечивает выполнение следующих основных функций:

- управление БВ, контакторами, тормозным чоппером, силовым инвертором питания тяговых двигателей в режиме тяги и электрического следящего реостатного торможения;

- электронную защиту силовых цепей тягового электрооборудования в аварийных режимах;

- управление силой тяги и торможения двигателей в функции загрузки вагона (автоведение);

- защита от юза и буксования колесных пар;

-

БУТП

эксплуатационные задачи и функции самодиагностики, включающие в себя проверку самоинициализации;

- функции конфигурирования и анализа, включающие возможность перепрограммирования БУТП.

4). Выключатель быстродействующий (БВ) UR6-31 TDP «Secheron» с панелью управления предназначен для защиты электрооборудования тягового привода от токов короткого замыкания.

Включение быстродействующего выключателя осуществляется БУТП сразу после подачи напряжения бортовой сети на контейнер тягового инвертора. Если в результате какой-либо неисправности (например, отказ ВБ или его панели управления) быстродействующий выключатель не включился, то блок управления тяговым электроприводом автоматически повторяет три попытки включения ВБ, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ», запрещающий дальнейшее включение выключателя, и на монитор машиниста выдается сигнал о неисправности тягового привода («Неисправность ТП»).

О

Линейный контактор

тключение ВБ возможно по сигналу БУТП или по сигналу его собственной защиты от тока короткого замыкания. В первом случае по сигналам электронных защит блок управления БУТП формирует сигнал"Выкл. ВБ" = 0 путем выключения соответствующего управляющего реле. Во втором случае на вход системы управления поступает сигнал о выключенном состоянии ВБ "ВБ выкл." = 1, после чего БУТП также формирует сигнал "Выкл. ВБ" = 0.

После выключения UR6 блок управления БУТП автоматически производит повторное включение выключателя. При выключении по сигналам электронных защит БУТП выдержка времени на повторное включение составляет 4,5 – 5,5 с. При выключении ВБ по его собственной токовой защите очередное включение произойдет с выдержкой времени 60 с. При этом система управления допускает только два повторных срабатывания БВ, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ».

5). Линейный контактор (ЛК) – представляет собой однополюсный электромагнитный контактор постоянного тока с естественным охлаждением. Предназначен для изоляции тягового привода от контактной сети в случае возникновения неисправности или в штатном режиме при электрическом реостатном торможении без рекуперации энергии в контактную сеть.

Кроме того, линейный контактор является частью цепи предварительного заряда конденсатора сетевого фильтра. Перед замыканием линейного контактора на короткое время замыкается зарядный контактор (ЗК), подсоединяя к источнику питания 825 В конденсатор фильтра через зарядный резистор Rз.

После того, как конденсатор фильтра зарядился, замыкается линейный контактор, ЗК размыкается, исключая резистор Rз из силовой цепи, и тяговый инвертор получает питание через ЛК.

Линейный контактор имеет вспомогательные контакты, использующиеся для передачи в БУТП информации о состоянии главных контактов.

6 ) Зарядный контактор (ЗК) – предназначен для подключения к напряжению контактной сети зарядного сопротивления конденсатора сетевого фильтра с целью ограничения тока заряда конденсатора.

Контактор является устройством, управляемым электромагнитным полем, снабжен двойной размыкающей цепью. Параллельно катушке контактора подключен варистор, который размещен внутри корпуса контактора.

Зарядный контактор подключает подводимое напряжение 825 В контактной сети через зарядный резистор к тяговому инвертору для заряда конденсатора сетевого фильтра.

Зарядный

резистор

Контактором управляет БУТП, включая его через промежуточное реле на панели реле.

7

Зарядный контактор

). Зарядный резистор конденсатора фильтра (R_З) номинальным сопротивлением 14±10% Ом – предназначен для ограничения тока заряда конденсатора сетевого фильтра.

Резистор состоит из четырех постоянных проволочных резисторов типа, включенных параллельно.

Номинальная мощность зарядного резистора 800 Вт.

Зарядный резистор устанавливается снаружи отсека контакторов КТИ и крепится болтами М8.

8). Разрядный резистор конденсатора фильтра (R_Р) с номинальным сопротивлением 1100±10% Ом – обеспечивает безопасный разряд конденсатора фильтра перед проведением технического обслуживания.

Р

Разрядный резистор

езистор разрядный состоит из восьми постоянных проволочных резисторов сопротивлением 2,2±10% кОм.

Резисторы обеспечивают разряд конденсатора сетевого фильтра (Сф) от номинального линейного напряжения 825 В постоянного тока до напряжения менее 50 В за время около двух минут.

Р азрядный резистор имеет естественное охлаждение, устанавливается снаружи отсека БВ и крепится болтами.

Номинальная мощность разрядного резистора 600 Вт.

9). Варистор – нелинейный полупроводниковый резистор предназначен для защиты тягового оборудования от перенапряжения.

Варистор включен параллельно конденсатору сетевого фильтра.

10). Датчики тока (ДТ) (5 шт.) – предназначены для формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемому току, и передачи этих сигналов в БУТП в качестве сигналов обратных связей для управления МСИ и защиты тягового привода от перегрузок.

Датчики линейного тока (ДТId1) и (ДТId2) измеряют прямой (Id1) и обратный (Id2) ток тягового привода.

Датчики фазного тока (ДТа), (ДТb), и (ДТс) измеряют ток в фазах A(Ia), B(Ib) и C(Ic) на выходе силового инвертора.

11). Датчики напряжения (ДН) (3 шт.) – предназначены для формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемому напряжению, и передачи этих сигналов в БУТП в качестве сигналов обратных связей для управления МСИ и защиты тягового привода от перегрузок.

Датчик линейного напряжения (ДНUc) измеряет напряжение Uc на конденсаторе сетевого фильтра, а датчики линейного напряжения ДНUab и ДНUca на выходе МСИ.

12). Панель промежуточных реле (ПР) – предназначена для управления электрическими цепями включения линейного и зарядного контакторов по командам БУТП, а также для формирования сигналов направления движения и признака резервного управления для БУТП по командам бортового компьютера вагонного управления ( БКВУ) и пульта машиниста.

Номинальное напряжение постоянного тока для цепей бортовой сети – 80 В, и напряжение постоянного тока для связей с БКВУ – 24 В.

1

Панель промежуточных реле

3). Субблок источника питания контейнера тягового привода – предназначен для питания устройств управления, размещенных в контейнере, стабилизированным, гальваническим развязанным напряжением.

14). Блок питания вентиляторов БПВ – предназначен для питания асинхронных двигателей вентиляторов охлаждения тормозного резистора и МСИ.

Номинальное напряжение питания силовой цепи постоянного тока – 750 В, выходное номинальное линейное напряжение каждого канала 220 В, с частотой 50 Гц, номинальная мощность каждого канала 2,2 кВт, номинальный ток - 6 А.

Входное напряжение от тяговой сети подводится к блоку питания вентиляторов (БПВ). Блок питания в своем составе имеет понижающий чоппер и два независимых инвертора. Каждый инвертор преобразует выходное напряжение постоянного тока чоппера в 3-фазное напряжение 220 В, частотой 25/50 Гц.

М

Конденсатор сетевого фильтра

ощность каждого инвертора 1,5 кВт.

Б ПВ имеет естественное охлаждение и установлен внутри КТИ.

15). Конденсаторы сетевого фильтра (Сф1 и Сф2), номинальная емкость 16000±10% мкФ – служат малоиндуктивными источниками напряжения для силового инвертора и реостатного тормозного чоппера.

Конденсаторы сетевого фильтра Сф1 и Сф2 соединены параллельно.

1 6). Промежуточный дроссель фильтра (ПД) - представляет собой низкоиндуктивный дроссель (10 мкГн), подавляющий колебания тока, которые могут возникать между конденсатором фильтра Сф и конденсатором фильтра Си, установленном в модуле силового инвертора.

К

Промежуточный дроссель фильтра

орпус контейнера представляет собой металлическую сварную конструкцию из нескольких секций. Секции контейнера разбиты на отсеки для того, чтобы отделить силовое оборудование от аппаратуры управления и обеспечить соответствие требованиям электромагнитной совместимости.

Доступ к оборудованию, размещенному в отсеках, обеспечивается через их крышки, закрепленные болтами.

Для обеспечения требований безопасности при эксплуатации электрооборудования на крышки нанесены предупреждающие знаки и надписи.

Контейнер закреплен к раме вагона при помощи 12-ти болтов М16.