ВВЕДЕНИЕ
В пассажирском вагоне с системой электроснабжения имеются собственные источники электрической энергии (генератор и аккумуляторная батарея), обеспечивающие питание потребителей электроэнергией при движении и на стоянке.
Основным источником электроэнергии является генератор, который приводится во вращение от оси колесной пары вагона с помощью специального привода.
В системе электроснабжения применяется только постоянный ток. На вагоне устанавливается аккумуляторная батарея, служащая резервным (на стоянках) и аварийным источником питания при выходе из строя генератора. Потребители тока также рассчитаны для работы на постоянном токе.
Цепи всех потребителей, если вагон не находится в режиме отстоя, постоянно подсоединены к аккумуляторной батарее. Таким образом, напряжение потребителей и батареи одно, общее. Генератор подключается в работу тогда, когда он может обеспечить зарядное напряжение, т. е. когда скорость движения вагона достигает 30-40 км/ч. После подключения к общим цепям от генератора получают питание потребители и подзаряжается аккумуляторная батарея.
Для питания системы электроснабжения постоянный ток может быть получен не только от генераторов постоянного тока, но и от генераторов переменного тока. В этом случае аккумуляторную батарею и потребители подключают генератору через выпрямитель.
В системах с приводом генератора от оси колесной пары номинальное напряжение составляет от 50 до 110 В. Для таких систем приняты два стандартных напряжения: для вагонов без кондиционирования воздуха 50 В и для вагонов с кондиционированием 110 В.
Основным преимуществом системы автономного электроснабжения является то, что питание потребителей в каждом вагоне не зависит от внешних источников электрической энергии. В результате этого обеспечивается возможность передачи вагонов из одного поезда в другой и их отцепки от локомотива и от поезда без нарушения нормального электроснабжения и др. Кроме того, не требуется сооружать на сети железных дорог специальные пункты для снабжения вагонов топливом, смазочными материалами и др.
1. РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА.
1.1.Назначение, условия работы.
Регуляторы напряжения генератора (РНГ), применяемые в АСЭС. предназначены для поддержания на заданном уровне выходного напряжения вагонного генератора независимо от условий его работы, характеризующихся изменением частоты вращения, нагрузки, температуры и пр. Все вагонные генераторы АСЭС являются самовозбуждающимися электрическими машинами, у которых обмотка возбуждения включается параллельно якорной обмотке. Регулятор, воздействуя на ток возбуждения, обеспечивает работу генератора в заданном режиме.
До последнего времени в вагонах ранних выпусков используются угольные РНГ, которые воздействуют на ток возбуждения, вводя в цепь обмотки возбуждения (ОВ) плавно меняющееся сопротивление угольных столбов. При таком регулировании потери энергии в столбах оказываются значительными, достигая нескольких сот киловатт-часов в год на один вагон. К тому же опыт эксплуатации показывает, что угольные РНГ обладают и малой надежностью.
В современных вагонах угольные РНГ заменены полупроводниковыми регуляторами. Заметное снижение потерь в регуляторах этого вида достигнуто за счет реализации импульсного способа регулирования. При таком способе питание к ОВ подается отдельными импульсами, длительность и частота следования которых меняются при изменении условий работы генератора.
1.2.Основные типы используемых регуляторов напряжения генератора.
В настоящее время в АСЭС можно выделить два основных типа РНГ: отечественного производства (тип 2Б.23 1), предназначенного для работы с генераторами переменного тока, и германского производства (тип 2460.025 и 2460.027), способного работать с генераторами постоянного и переменного тока. Названные типы регуляторов отличаются друг от друга принципиальными схемами и конструктивными решениями. Однако состав и взаимосвязи функциональных узлов, входящих в них, могут быть представлены структурной схемой, показанной на рис. 1.1.
Контролируемые регулятором параметры (ХI, Х2, Х3), характеризующие рабочее состояние генератора, воспринимаются датчиками Д1, Д2, ДЗ. Число датчиков зависит от количества параметров и может быть любым. Сигналы от датчиков поступают в блок формирования УФ. откуда после необходимой обработки в виде сигналов управления подаются к исполнительному узлу И. При необходимости сигнал от датчика может быть усилен промежуточным усилителем У, как это показано для одного из каналов рассматриваемой схемы. Энергия, необходимая для работы узла усиления и формирования. подается через стабилизированный узел питания П непосредственно от генератора. Названные узлы, кроме исполнительного, входят в управляющую часть РНГ.
Рис. 1.1. Структурная схема
полупроводниковых регуляторов напряжения генератора (РНГ)
Параллельно исполнительному узлу включается пусковое устройство УП, которое берет на себя его функции в начальный период работы генератора при самовозбуждении. Это подробно будет рассмотрено ниже. Конструктивно пусковое устройство в виде отдельных элементов может быть смонтировано отдельно от РНГ.
Исполнительный узел - основа силовой части регулятора. Он включается непосредственно в цепь обмотки возбуждения и обеспечивает регулирование подводимого к ней напряжения. для пояснения принципа работы каждого из вышеназванных типов РНГ остановимся на анализе работы их исполнительных и пусковых узлов, упрощенные схемы которых приведены на рис. 1.2.(а, б,). Там же помещены и необходимые для пояснения цепи генераторов. Рассматриваемые РНГ называются тиристорными, так как основными элементами их исполнительных устройств являются тиристоры.
1.3. РНГ отечественного производства 2Б.231
В регуляторе типа 2Б.231(см. рис. 1.2,а) исполнительным элементом является тиристор V1. Через него питание к обмотке возбуждения ОВ подается от одной из фаз индукторного генератора G. Вторым проводом служит общий провод группы диодов (V6, V7, V8) силового выпрямительного моста (V6- V11). Этот выпрямитель при работающем генераторе обеспечивает питанием всех потребителей в вагоне.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.