Полупроводниковые преобразователи в системах электроснабжения вагонов, страница 2

На схеме (рисунок 1.2) преобразователь ПП имеет две цепи питания. На ходу (при работающем генераторе) к нему поступает питание от 30 аккумуляторов батареи (точка +б), а на стоянке от всей батареи. Необходимые переключения осуществляются контактами реле К1.

В группу П2 входят все вагонные потребители, работающие непосредственно от сети постоянного тока (электродвигатели, на­гревательные элементы, цепи сигнализации и управления и др.).

Постоянное совершенствование ВЭО приводит к тому, что при­менявшиеся до последнего времени в вагонах с АСЭС в качестве источников вторичных СЭС электромашинные преобразователи начинают вытесняться полупроводниковыми. Кроме того широко применявшиеся ранее в этих же вагонах аппараты регулирования и защиты, выполненные на базе электромагнитных элементов, также заменяются полупроводниковыми устройствами, выполняющими те же функции.

На базе полупроводниковых элементов (рисунок 1.1) выполнен и стабилизатор СТ (диодный ограничитель), обеспечивающий пи­тание цепей ламп накаливания (потребители группы П3).

Наглядное представление о роли вторичных СЭС при центра­лизованном электроснабжении поезда от высоковольтной магист­рали дает приведенная на рисунке 1.3 структурная схема вагонов WLX, поставляемых для дорог России из Германии.

Выделены полупроводниковые устройства. Блок управления СУ указан лишь для преобразователей 2 и 3. Для остальных полупроводниковых устройств блоки управления не показаны.

Рисунок 1.3. Структурная схема ЦЭС вагона с кондиционированием воздуха типа WLX производства Германии

Схема вагона может работать при подаче в поездную магист­раль М постоянного или переменного напряжения UM различного уровня (от 1000 до 3000 В) и частоты (50 и 16 2/3 Гц).

Через высоковольтные предохранители F1-F6, переключатели S2-S3 с механическим и Q1-Q6 с дистанционным электромагнит­ным приводом напряжение подается непосредственно к высоковоль­тным потребителям вагона, а через специальные преобразователи - к низковольтным потребителям К первой категории потребителей относятся высоковольтные отопительные элементы ТЭН для обо­грева внутренних помещений вагона и приборных ящиков. На схе­ме (рисунок 1.3), там, где это необходимо, проставлены номера про­водов, по которым передается энергия, что позволяет при анализе схем отдельных устройств лучше разобраться в их работе и взаимо­действии.

Энергия от вагонной магистрали через F3 и Q3 без дополни­тельного преобразования подается к нагревательным элементам подвагонного ящика, где сосредоточены элементы схемы управле­ния, а через F5, F6 и Q5, Q6 к нагревательным элементам высоко­вольтного комбинированного отопления. Схема включения трубча­тых электронагревателей (ТЭН) комбинированного отопления, благодаря переключающему устройству П, может меняться в зависи­мости от уровня питающего напряжения. Управление переключе­нием возложено на специальное полупроводниковое устройство выбора напряжения, имеющее на схеме обозначение HzW.

Одновременно с переключением ТЭН высоковольтного отопле­ния переключатель П меняет и схему соединения обмоток силового трансформатора Тр. На рисунке 1.3. переключатель показан условно в виде двух отдельных узлов П. Сделано это для того, чтобы подчеркнуть, что он имеет отдельные группы контактов для переключения цепей отопления и обмоток силового транс форматора, входящего в состав пятисистемного преобразователя FSU 1.1. Из узлов, пока­занных на рисунке 1.3, в состав этого преобразователя, размещенного под вагоном, кроме трансформатора входят: переключающее уст­ройство П с блоком управления HzW, выпрямитель 1, однофазные высоковольтные инверторы 2 и 3 типа WR, зарядное устройство батареи 5 типа BLG-6B и вспомогательный инвертор 6 типа HWR.

Если в магистрали постоянный ток (1500 и 3000 В) или пере­менный напряжением 1000 и 1500 В. то питание к первичной об­мотке Тр (рисунок 1.3.) подается через выпрямитель 1 и два высоко­вольтных инвертора 2, 3 (WR1 и WR2). Если же в магистрали пере­менное напряжение 3000 В с частотой 50 Гц. то с помощью пере­ключателя П выпрямитель 1 и инверторы 2, 3 выключаются из работы, а напряжение подается непосредственно к первичной обмотке силового трансформатора.

От вторичной обмотки трансформатора Тр питание к вагон­ным потребителям П1-П4 подается либо непосредственно, либо че­рез дополнительные преобразователи 4, 5, 6, 7, выполняющие фун­кции вторичных СЭС.

Непосредственно от одной из вторичных обмоток Тр по прово­дам 651 и 652 нестабилизированное напряжение 220 В, 50 Гц под­водится к группе потребителей П3. В эту группу входят нагрева­тельные элементы водоподогревателя, электрической плитки, допол­нительного отопления купе и тамбуров.

Через преобразователь 4 типа DWR.8 (однофазно-трехфазно­го переменного тока), вырабатывающий трехфазное напряжение 220/380 В, 50 Гц, питаются двигатели компрессора и вентиляторов конденсатора холодильной установки, входящие в группу потреби­телей П1.

Отдельный преобразователь 5 (переменно-постоянного тока) подает регулируемое зарядное напряжение к аккумуляторной ба­тарее GB. От нее непосредственно питаются потребители груп­пы П4 (рельсовый электромагнитный тормоз, цепи управления). Отдельные потребители получают питание от батареи через дополнительные преобразователи 6 и 7 постоянно-переменно­го тока.

Преобразователь 6 вырабатывает переменное напряжение 220 В, 50 Гц и подает его к группе потребителей П2. В эту группу входят: вентилятор, бытовой холодильник, вентилятор батареи, элек­трические бритвы. Через индивидуальные преобразователи 7 полу­чают питание лампы люминесцентного освещения, для которых вырабатывается переменное напряжение 220 В повышенной частоты (порядка 18-20 кГц).

Непосредственно от батареи, но через диодный ограничитель СТ получают питание лампы накаливания HL, используемые в це­пях ночного и аварийного освещения. На рисунке 1.3 не показаны полу­проводниковые узлы управления, входящие в состав преобразова­телей, выполненных на базе тиристоров.