2.2.3. Расчет и выбор элементов блока выходных усилителей (бву)
Для систем с ФСУ вертикального принципа управления В можно в соответствии с заданием использовать БВУ, которые применяются на электровозах ВЛ80р в БУВИП-113, типа БВУ-428 на вспомогательном тиристоре (рис. 2.4).
Изобразить в расчетно-пояснительной записке принципиальную электрическую схему блока. Выписать параметры элементов блока, которые приведены в таблице 2.10. Рассчитывать блок не нужно.
Таблица 2.10
Условное обозначение |
Наименование и технические параметры |
Количество |
С1 |
Конденсатор К73-16-160-2; 160 В, 2,0 мкФ±10% |
1 |
С2 |
Конденсатор МБМ-160-0,05; 160 В, 0,05 мкФ±10% |
1 |
R1, R2 |
Резистор МЛТ-2; 200 Ом±5% |
2 |
R3 |
Резистор МЛТ-0,5; 300 Ом±5% |
1 |
R4 |
Резистор МЛТ-0,5; 2,2 кОм±10% |
1 |
R5 |
Резистор МЛТ-0,5; 510 Ом±5% |
1 |
VD1 |
Диод КД209А |
1 |
VD2 |
Стабилитрон Д814А |
1 |
VS |
Тиристор КУ201И |
1 |
VD3 |
Диод КД202Д |
1 |
БВУ состоит из вспомогательного тиристора VS, конденсатора С1, импульсного трансформатора ТV. Заряд конденсатора С1 выполняется в нерабочий полупериод (в полупериод, когда тиристор VS не отпирается) через однополупериодный выпрямитель (диод VD1), токоограничивающие резисторы R1, R2 и первичную обмотку импульсного трансформатора TV.
Рис. 2.4. Принципиальная электрическая схема БВУ-428 на
вспомогательном тиристоре
Импульс управления с предыдущего блока поступает на контакты а9-а0 через R3, VD2 прикладывается к управляющему электроду и к катоду тиристора VS. Тиристор отпирается, а конденсатор С1 разряжается через анод-катод тиристора и первичную обмотку импульсного трансформатора. За счет мощного импульса тока разряда конденсатора в первичной обмотке во вторичной обмотке формируется импульс ЭДС взаимоиндукции с крутым фронтом, под действием которой протекает ток управления силовыми тиристорами выпрямителя (через клеммы а1-а6). Фильтр защиты от помех цепи управления R3, C2, R4 образует входное сопротивление БВУ Rвх=R3+R4.
Для систем с ФСУ вертикального принципа управления В можно в соответствии с заданием использовать БВУ, которые применяются на электровозах ВЛ85 в БУВИП-133, типа БВУ-549 на транзисторах обратной проводимости n-p-n (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Принципиальная электрическая схема БВУ-549 на
транзисторах обратной проводимости
Параметры элементов БВУ сведены в таблицу 2.11.
Таблица 2.11
Условное обозначение |
Наименование, технические данные |
Кол-во |
VD1, VD2 |
Диод КД209А |
2 |
С1 |
Конденсатор К73-16-63-0,1; 0,1мкФ±5% |
1 |
R1 |
Резистор МЛТ-0,25; 240 Ом±5% |
1 |
VT1 |
Транзистор КТ817Г |
1 |
VT2 |
Транзистор КТ808АМ |
1 |
R2 |
Резистор МЛТ-2; 91 Ом±5% |
1 |
R3 |
Резистор МЛТ-0,25; 10 Ом±5% |
1 |
Окончание таблицы 2.11
Условное обозначение |
Наименование, технические данные |
Кол-во |
VD2, VD3 |
Диод КД-202Д |
2 |
С2 |
Конденсатор К73-16-100-3,9; 3,9 мкФ±5% |
1 |
TV |
Трансформатор ТИ-241; 6ТН.174.241.СП |
1 |
R4 |
Резистор МЛТ-2; 20 Ом±5% |
1 |
R5 |
Резистор МЛТ-2; 10 Ом±5% |
1 |
В промежутке между импульсами управления Uвх конденсатор С2 заряжается от источника питания Uп, а транзисторы VT1 и VT2 в режиме отсечки. С поступлением импульса управления от предыдущего блока Uвх протекает ток базы транзисторов, и они переходят в режим насыщения.
Конденсатор С2 разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора. При этом во вторичной обмотке формируется импульс с крутым фронтом для управления силовыми тиристорами выпрямителя. С помощью диода VD2 исключается высокий потенциал на коллекторе транзистора VT2 во время запирания и предотвращается пробой перехода коллектор-эмиттер. Фильтр защиты цепи управления БВУ от помех С1, R1 в основном определяет входное сопротивление БВУ Rвх = R1.
В расчетно-пояснительной записке нужно изобразить принципиальную электрическую схему БВУ-549. Выписать параметры элементов блока, которые приведены в таблице 2.11. Рассчитывать блок не нужно.
Для систем с ФСУ горизонтального принципа управления Г необходимо в соответствии с заданием рассчитать БВУ на транзисторах прямой проводимости типа p-n-p (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Принципиальная электрическая схема БВУ на транзисторах прямой проводимости типа p-n-p
Блок представляет собой ждущий блокинг-генератор, формирующий мощные импульсы управления силовыми тиристорами выпрямителя, близкие по форме к прямоугольной с крутым фронтом с длительностью от единиц до нескольких сотен микросекунд. Транзисторы работают в ключевом режиме.
Во время импульса напряжения Uвх, поступившего с предыдущего блока, протекает ток базы, отпирающий транзистор VT1 предварительного каскада усиления. Через переход эмиттер-коллектор транзистора VT1 от источника питания Uп протекает ток базы транзистора VT2. Транзистор VT2 отпирается, по первичной обмотке w1 от источника питания Uп протекает ток коллектора транзистора. Некоторое время транзистор удерживается в режиме насыщения за счет импульса напряжения обмотки обратной связи импульсного трансформатора. Во вторичной обмотке трансформатора w2 наводится ЭДС взаимоиндукции и протекает ток управления силовыми тиристорами выпрямителя. Диод VD2 исключает пробой перехода коллектор-эмиттер VT2 в момент запирания транзистора.