Раздел 3 Вспомогательное электрооборудование подвижного состава

Тема 3.1 Источники питания собственных нужд

Назначение статических преобразователей. Устройство и принцип действия статического преобразователя 550В на 28В.

Литература: [1] с.28-31.

Методические указания

Статический преобразователь предназначен для понижения «высокого» напряжения контактной сети 550 В до «низкого» напряжения – 28 В, необходимого для питания низковольтных цепей и зарядки аккумуляторных батарей.

Статический преобразователь получил такое название, потому что его конструкция не предусматривает наличие вращающихся частей, подверженных износу при работе, в отличие от электромашинного генератора. Электронная система регулирования обеспечивает постоянство необходимого напряжения 28 В на выходе, не зависимо от колеблющегося в широких пределах напряжения контактной сети и постоянно изменяющейся нагрузки в низковольтной цепи.

Статический преобразователь построен по принципу снижения напряжения с применением промежуточного звена переменного тока. При этом постоянный ток напряжением 550 В сначала преобразуется инвертором в переменный, затем напряжение 550 В переменного тока понижается трансформатором до 28 В переменного тока и после этого выпрямителем преобразуется в напряжение 28 В постоянного тока, нужное для зарядки аккумуляторных батарей и питания низковольтных цепей.

Статический преобразователь работает при соблюдении четырёх условий:

1. Напряжение в контактной сети, подаваемое на статический преобразователь, находится в диапазоне от 400 до 720 В;

2. Напряжение на аккумуляторных батареях (на выходе преобразователя) лежит в диапазоне от 17 до 32 В;

3. Отсутствует перегрев оборудования преобразователя;

4. Отсутствует перегрузка или короткое замыкание на выходе.

Если хотя бы одно из этих условий не выполнено, то преобразователь отключается, индикатор «Норма» на корпусе преобразователя гаснет, а на блоке сигнализации неисправностей на задней стенке кабины загорается лампочка «Неисправность преобразователя».

Для защиты преобразователя от перегрузки его системой управления постоянно измеряется уровень тока на выходе. В случае превышения допустимой величины тока преобразователь отключается и снова включается при снижении тока. Более того, постоянно контролируется и поддерживается на должном уровне (28 В) напряжение на выходе преобразователя. В высоковольтных цепях защита преобразователя производится автоматическим выключателем.

Вопросы для самоконтроля:

1 Назовите назначение статического преобразователя.

2 Перечислите условия работы статического преобразователя.

3 Расскажите принцип работы статического преобразователя.

Тема 3.2 Вспомогательные цепи высокого напряжения 550 и 750 в

Назначение и оборудование вспомогательных высоковольтных электрических цепей.

Литература: [1] с.269-275, [4] с.215-218.

Методические указания

Назначение электрических вспомогательных машин. Вспомогательные электрические машины постоянного тока, применяемые на подвижном составе, работают на номинальном напряжении 550 В, 24 и 12 В. Электродвигатели для привода генераторов собственных нужд и вентиляторов пускотормозных резисторов, а также привода компрессоров выполняются с последовательным возбуждением и работают на номинальном напряжении 550 В. Они рассчитаны на работу при больших колебаниях напряжения в контактной сети и неблагоприятных атмосферных условиях. Приводной электродвигатель и генератор собственных нужд составляют агрегат, который называется двигательгенератором. Электродвигатель с вентилятором составляют агрегат двигатель-вентилятор. Он служит для вентиляции пассажирского салона и охлаждения пускотормозных резисторов, а также тяговых электродвигателей в том случае, если последние рассчитаны на независимую вентиляцию. С целью упрощения электрооборудования часто вентилятор и генератор собственных нужд приводятся в действие от одного электродвигателя. В этом случае требуется электродвигатель мощностью 2,5-5 кВт, причем мощность приводного электродвигателя выбирают пропорциональной объему подаваемого воздуха и его напору, определяемому потерей давления в потребителях и воздухопроводах. Объем подаваемого воздуха и его напор зависят от частоты вращения вентилятора.

Для питания сжатым воздухом тормозной системы, пневмоподвески экипажа и других потребителей сжатого воздуха обычно устанавливают поршневой одноступенчатый компрессор с подачей 300-500 л/мин и максимальным давлением до 0,8 МПа. Электродвигатель с компрессором в сборе составляют агрегат, называемый двигатель-компрессором. Требуемое давление сжатого воздуха в запасных резервуарах поддерживается автоматически регулятором давления, который после повышения давления выше установленного отключает двигатель-компрессор от питания, а при снижении давления ниже заданного снова его включает.

Подачу компрессора следует выбирать такой, чтобы обеспечить нормальное среднее потребление сжатого воздуха при продолжительности включения ПВ-50 % всего времени работы агрегата.

Мощность электродвигателя компрессора требуется в пределах 2-4 кВт.

Все вспомогательные электродвигатели получают питание через постоянно введенные в их цепь индивидуальные резисторы, которые называются демпферными. Демпферный резистор служит для снижения максимальных значений переходных токов, возникающих при колебаниях напряжения в контактной сети и, в частности, при проездах пересечений, изоляторов и других спецчастей контактной сети.

Включение и выключение цепей вспомогательных двигателей осуществляются выключателями с ручным приводом или контакторами. Для защиты от перегрузок и коротких замыканий в каждой цепи установлены плавкие предохранители.

Освещение и световая сигнализация. Освещение салона электрифицированного подвижного состава может осуществляться либо непосредственно от контактной сети, как на трамвайных вагонах, либо от аккумуляторных батарей, как на троллейбусах ЗиУ-9 .

Отопление и стеклообогреватели. В целях экономии электроэнергии на некоторых троллейбусах для обогрева пассажирского салона используется тепло, выделяемое в пускотормозных реостатах. Воздух, засасываемый вентилятором из салона, проходит через пускотормозной реостат, нагревается и в зимнее время возвращается обратно в пассажирский салон, а в летнее время выбрасывается в атмосферу. Таким образом, обеспечиваются вентиляция салона и его отопление. Дополнительно к этому пассажирский салон и кабина водителя обогреваются электрическими печами.

Вопросы для самоконтроля:

1 Расскажите о вспомогательных цепях высокого напряжения 550 В.

2 Расскажите о вспомогательных цепях высокого напряжения 750 В.