ИДМБ.661141.004 РЭ5
(3ТС.000.003 РЭ5)
1.2 Шкаф питания шп-232
1.2.1 Назначение
Шкаф питания ШП - 232 предназначен для питания цепей управления, освещения, сигнализации напряжением 110 В пульсирующего (постоянного) тока, устройств защиты, заряда и подзаряда аккумуляторной батареи (АБ) 84НК 125П электровоза.
1.2.2 Технические характеристики
Номинальная мощность, кВт ……………………………….………..……. 20
Питающее напряжение – прямоугольные
разно-полярные импульсы длительностью ,мс ……….….…... от 0,7 до 1,2
Частота , Гц …………………………………………………...…………...400
Амплитуда импульсов, В ………………………………........от 550 до 1000
Выходное напряжение, В ……………………………..............…..110,0 5,5
Номинальное эффективное рабочее напряжение на входе 1
(выводы 1-3 зажима контактного Х1), В ……….……………….…..….. 600
Допустимое отклонение напряжения
на входе 1, В, не более ………………………………………………...…. ±30
Номинальная частота питающего напряжения
на входе 1, Гц ……………………………………………………...….…. 400
Допустимые отклонения частоты питающего
напряжения от номинального значения, Гц ……………….…………..... ± 4
Возможное неповторяющееся импульсное
перенапряжение на входе 1, В, не более ………………...…….…..…....1500
Потребляемая мощность в номинальном режиме, кВА ………………….15
К.п.д. в номинальном режиме, %, не менее ……………………………… 85
Номинальное входное напряжение на выводах 8-9
зажима контактного Х2, В ………………………………………..……... 110
Номинальный ток в цепи выводов 8-9 (выход 2),
выводов 10-11 (вход 4), выводов 12-13 (вход 5)
зажима контактного Х2, А ……………………………………….………... 80
Номинальный ток в цепи выводов 9-16, А....................................................70
Номинальное напряжение на выводах 9-16, В.............................................86
Максимальный рабочий ток
выхода 3, (выводы Х3:9-Х2:5) А, не более...................................................30
Диапазон рабочего напряжения на выходе 2, на входе 4, на выходе 3
и на входе 5 в диапазоне рабочей температуры окружающего
воздуха от плюс 50º С до минус 50º С, В ……………….….....от 122 до 142
Коэффициент пульсации напряжения на выводах 8 - 9
зажима контактного Х2, % , не более ………………………………..…….10
Ограничение среднего значения тока подзаряда
аккумуляторной батареи, А ………………………………………….……..31
Номинальное выходное напряжение
пульсирующего тока на выводах 7-6 зажима
контактного Х2 (выход1), В ………………………………….…….……..110
Допустимые отклонения напряжения
на выходе 1, В, не более ……………………………………………..… ± 5,5
Коэффициент пульсации напряжения на выходе 1, %, не более ……..…..1
Диапазон рабочего тока в цепи выхода 1, А …………….…….. от 1 до 100
Максимальный ток в цепях входа 2
(Х2 : 1-X2 : 2) и входа3 (X2 : 3-X : 4), А …………………….………….. 100
Максимальный ток в цепи выводов 8-5
зажима контактного Х2, А ………………………………………………. 5,5
Номинальное входное напряжение пульсирующего тока
на входе 2 и входе 3, В ………………………………………………..… 110
Масса, кг…………………………………………………………………...470
1.2.3 Конструкция шп-232
Шкаф питания ШП-232 в соответствии с рисунком 5 , представляет собой объемную модульную конструкцию, состоящую из двух модулей механически и электрически связанных между собой разборными соединениями. На верхнем каркасе 4 предусмотрены бобышки для установки блока питания кондиционера.
В нижнем модуле - блока аппаратов 1 (БА-164) расположены массивные узлы и аппараты шкафа питания: однофазный трансформатор 15 типа
ТО-140, дроссель 14 типа Д-49, электромагнитный контактор 3 типа МК-2, два зажима контактных Х1, Х4 на М8 и панель с предохранителем 2 на 63А, 660В.
В верхнем модуле расположены: лицевая панель 7 с приборами типа М1611 (амперметр и вольтметр), тумблеры типа ПТ26-1. В одном ряду с лицевой панелью расположены легко съёмные блоки: блок питания 9 (БП-163), блок формирования импульсов 11 (БФИ-162), блок управления 10 (БУ-161) и панель регулировочных резисторов 8. За панелью регулировочных резисторов находятся панель конденсаторов 13 ПК - 318, панель предохранителей 5 , панель выпрямителей 12 ПВ - 538. Для подключения внешнего монтажа шкафа питания предусмотрены два зажима контактных на М5 и М8. Для внутренних соединений используются соединители типа РП14-30 и РП14А-30.
Схема электрическая принципиальная ШП - 232 представлена в соответствии с рисунком 6. Однофазное переменное напряжение 600В, 400 Гц поступает на выводы 1-3 зажима контактного Х1. Входное напряжение ШП - 232 изменяется в пределах от 540 до 660В. Для формирования стабилизированного выходного напряжения (110,0 ± 5,5) В пульсирующего (постоянного) тока используется переменное напряжение 170 В вторичной обмотки трансформатора Т1. Формирование заданного значения напряжения (110,0 ± 5,5) В осуществляется мостовой схемой на диодах VD3, VD4 и тиристорах VS1, VS2. Фор
мирование необходимых потенциальных условий подзаряда аккумуляторной батареи осуществляется тиристорным ключом VS3.
Переключение питания цепей нагрузки с ШП на АБ и обратно, при потере и восстановлении питания, осуществляется с помощью нормально замкнутого силового контакта электромагнитного контактора КМ и диода VD7, подключенного к аккумуляторной батарее.
Управление тиристорами VS1 - VS3 осуществляется от блока формирования импульсов БФИ-162, который получает сигналы от блока управления БУ-161. Питание цепей схем блоков БУ-161 и БФИ-162 осуществляется от двуполярных источников питания расположенных в блоке питания БП-163.
Питание катушки электромагнитного контактора КМ осуществляется от выпрямителя на диодах VD1 - VD4, что исключает её питание напряжением от аккумуляторной батареи.
Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания осуществляется в положении НОРМАЛЬНО переключателя SA1 – ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ. Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания в аварийном режиме осуществляется в положении АВАРИЙНО переключателя SA1 - ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ от цепи входа 2 от другой секции. Питание цепей нагрузок выхода 1 шкафа питания от розеток депо осуществляется в положении ИСТОЧНИК ДЕПО переключателя SA1 – ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ. подзаряд аккумуляторной батареи от шкафа питания этой же секции осуществляется в положении НОРМАЛЬНО переключателя SA2 - БАТАРЕЯ. Возможен подзаряд АБ данной секции от ШП другой секции в положении АВАРИЙНО переключателя SA2 – БАТАРЕЯ. Заряд АБ от розетки депо осуществляется в положении ИСТОЧНИК ДЕПО переключателя SA2 – БАТАРЕЯ.
Контролировать напряжение в цепях управления или на аккумуляторной батарее возможно по вольтметру PV ШП, переключая тумблер SA4 в положение ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ или НАПРЯЖЕНИЕ БАТАРЕИ.
Контроль за током подзаряда или разряда аккумуляторной батареи осуществлять по амперметру РА ШП. При заряде АБ стрелка РА должна отклоняться вправо от нуля и при разряде – влево от нуля. Подсветку шкал вольтметра и амперметра ШП можно осуществить, включив тумблер SA3.
Включением и выключением тумблера SA5 – ВКЛЮЧЕНИЕ ШП можно включать или отключать напряжение питания на входе ШП. Защита внутренних цепей ШП от токов к.з. или значительных перегрузок осуществляется с помощью предохранителей FU1 - FU7. Сигнализация о заряде АБ от ШП осуществляется с помощью нормально-замкнутого вспомогательного контакта контактора КМ. Контроль предохранителей и плавких вставок производят с помощью панели контроля предохранителей 6.
Схема управления ШП содержит три блока (кассеты) :
- блок питания БП - 163;
- блок управления БУ – 161;
- блок формирования импульсов БФИ – 162.
Схема блока питания БП–163 приведена в соответствии с рисунком 7. Схема содержит вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого получает питание от вторичной обмотки силового трансформатора ШП.
Ко вторичной обмотке трансформатора БП - 163 подключены выпрямитель на 50В для питания БФИ - 162, параметрический стабилизатор ±15 В для питания датчика тока и транзисторный стабилизатор ±10 В для питания микросхем БФИ - 162. Предусмотрены также выходы синхронизации напряжения. Импульсы синхронизации сформированы на стабилитронах VD1,VD2.
Схема блока управления БУ – 161 приведена в соответствии с рисунком 8. Схема содержит элементы формирования синхроимпульсов на микросхеме DD1, сигналы с выхода которых поступают через элементы “ИЛИ - НЕ” на базу транзистора VT1, который в свою очередь, в моменты между синхроимпульсами разряжает конденсатор С8.
Соответственно, в периоды действия синхроимпульсов, на конденсаторе С8 формируется пилообразное напряжение. Угол наклона “пилы” определяется произведением значения сопротивления резистора R3 и значения конденсатора С8. Назначение “пилы” – использование принципа вертикального фазового регулирования управления тиристорами.
В схеме БУ - 161 представлены три регулятора : по напряжению силового выпрямителя “110 В” – на микросхеме DA1, по напряжению на аккумуляторной батарее - на микросхеме DA5 и по току заряда аккумуляторной батареи - на микросхеме DA3.
Напряжение обратной связи , пропорциональное напряжению выхода 1, снимаемое с регулируемого резистора R12 ШП, через сглаживающий фильтр R6 - C3 поступает на прямой вход регулятора DA1. При этом на инвертирующий вход поступает опорное напряжение, сформированное на термостабильном стабилитроне VD1. Постоянная времени регулятора определяется произведением значений конденсатора С4 и сопротивления R7. Коэффициент усиления регулятора DA1 определяется значением сопротивления резистора R9.
Сигнал рассогласования с выхода регулятора DA1 поступает на вход компаратора DA2, на котором сравнивается с пилообразным напряжением и формируется сигнал управления тиристорами VS1 и VS2 ШП. Чем больше сигнал рассогласования, тем больше фаза выходного импульса.
Далее этот сигнал поступает на входы логических элементов “3И - НЕ” DD3.1 и DD3.2, с помощью которых происходит разделение сигнала по полупериодам. При этом используются сигналы синхроимпульсов.
После дополнительного усиления и инвертирования посредством DD4.1, DD4.3 эти сигналы поступают на выход БУ - 161. Сигнал обратной связи, пропорциональный напряжению аккумуляторной батареи, снимается с цепочки резисторов R9, R14, R10, R11, расположенных в верхнем модуле ШП. Резистор R9 представляет собой медную катушку, сопротивление которой уменьшается
при снижении температуры окружающего воздуха, уменьшая тем самым напряжение, снимаемое с регулируемого резистора R14. Это напряжение поступает на прямой вход регулятора напряжения DA5. Сигнал обратной связи, пропорциональный значению тока заряда аккумуляторной батареи, снимаемый с датчика тока, поступает на регулируемый резистор R13 ШП и далее на прямой вход регулятора DA3.
Сигналы обратных связей по току и напряжению сравниваются с опорными напряжениями, поступающими на инвертирующие входы этих регуляторов.
Сигнал рассогласования с выходов регуляторов DA3 и DA5 объединяются по “ИЛИ” с помощью диодов VD3, VD4. Далее он поступает на инвертирующий вход компаратора DA4, на выходе которого формируются импульсы определенной длительности, которые в свою очередь поступают на вход элемента “3И - НЕ” микросхемы DD3.3. Выходной импульс формируется при условии открытого состояния тиристоров VS1, VS2. Для этого предусмотрен разрешающий сигнал, сформированный на DD2.2 (элементы “ИЛИ”) и DD4.2 (“НЕ”). После инвертирования и усиления сигнала на DD4.4 он поступает в цепь управления тиристора VS3.
Схема блока формирования импульсов БФИ-162 приведена в соответствии с рисунком 9 . Блок формирования импульсов содержит три одинаковых формирователя. Через зарядные резисторы R1 – R4, R7 – R10 и R13 - R16 осуществляется заряд коммутирующих конденсаторов С1, С2, С3 соответственно. В момент прохождения сигнала управления транзистором VT1 (VT2, VT3), он открывается и осуществляется разряд соответствующего конденсатора и с помощью импульсного трансформатора формируется импульс тока управления соответствующим тиристором.
Вторичные обмотки импульсных трансформаторов (выводы 5,6) включены по схеме положительной обратной связи, что обеспечивает блокинг – процесс.