Электровоз ЭП2К. Руководство по эксплуатации (ЭП2К.00 РЭ). Техническое описание

напряжения АИН1 … АИН3. Напряжение на промежуточных шинах гальванически развязано

от сети 3000 В и стабилизируется на уровне 620 В.

При появлении напряжения на промежуточных шинах инвертор АИН1 начинает

работать на постоянной частоте 50 Гц. Остальные два инвертора АИН2 и АИН3 начинают

работу с минимальной частоты 5 Гц с постоянным нарастанием ее до значения 50 Гц. Через

контакты ХМ1:5÷ХМ1:7 (для АИН2) и ХМ1:9÷ХМ1:11 (для АИН3) поступают кодовые

сигналы для управления выходными напряжениями. С помощью ненулевой комбинации

сигналов на трехзарядном коде получаем 7 значений напряжений с соответствующей частотой,

приведенных в табл. 1.

Таблица 1.

№ п/п

bit 0

bit 1

bit 2

Частота, Гц

Напряжение, В

152

228

266

304

342

380

К инвертору АИН1 подключен синусоидальный фильтр SF1, состоящий из

индуктивности L100 и конденсаторов С100 … С102. К конденсаторам параллельно

подключены разрядные сопротивления R100 … R102. Выходы инвертора выведены на зажимы

1U5, 1V5 и 1W5.

К инвертору АИН2 подключен синусоидальный фильтр SF2, состоящий из

индуктивности L200 и конденсаторов С200 … С202. К конденсаторам параллельно

подключены разрядные сопротивления R200 … R202. Выходы инвертора выведены на зажимы

2U5, 2V5 и 2W5.

К инвертору АИН3 подключен синусоидальный фильтр SF3, состоящий из

индуктивности L300 и конденсаторов С300 … С302. К конденсаторам параллельно

подключены разрядные сопротивления R300 … R302. Выходы инвертора выведены на зажимы

3U5, 3V5 и 3W5.

Порядок включения ПСН при температуре окружающей среды ниже минус 40ºС

определяет система температурного контроля - термоблок А15. Работа ПСН начинается с

включения контактора КМ80, подающего входное напряжение на резисторы подогрева R2 …

321

R5. В кабину машиниста выдается сигнал о начале процесса прогрева ПСН блок – контактами

контактора КМ80. При достижении температуры на радиаторах IGBT – транзисторов значения

температуры от минус 35ºС до минус 40ºС система температурного контроля дает разрешение

на включение ПСН по обычному алгоритму.

СУ ПСН включает в себя основную плату управления А7 и ряд вспомогательных узлов,

выполняющих подчиненные функции (датчики, источники питания, преобразователи, линии

связи и т.п.)

Функции вспомогательных узлов:

датчик UV1 контролирует наличие и уровень ВНП. Сигнал с датчика поступает на

плату управления А7;

датчики UА1 контролирует ток по цепи ВНП. Сигнал с датчика поступает на плату

управления А7;

датчик UV2 контролирует уровень напряжения на промежуточной шине. Сигнал с

датчика поступает на плату управления А7;

датчик UА2 контролирует ток, протекающий от выхода ВПП по промежуточной

шине к входу АИН. Сигнал с датчика поступает на плату управления А7;

источник питания 11 0В/24 В (А14) предназначен для преобразования питающего

напряжения СУ в напряжение 24 В;

плата источников А8 предназначена для преобразования напряжения 24 В в

напряжения +5 В и ±15В, необходимые для питания платы управления А7.

На плату управления А7 поступает информация с датчиков, контролирующих

состояние ПСН, и на основании полученной информации плата управления вырабатывает

сигналы,

Информация о текущем состоянии устройства высвечивается светодиодными

индикаторами расположенными на передней стороне платы управления.

322

323

630

455

515

515 макс.

~ 640

~1554

1500

1410

1450

Точка крепления

Точки крепления

Фланец

входного

воздуховода

Болт

заземления

Остекление

отсека платы

управления

Патрубок

выходного

воздуховода

Точка

крепления

206

230

10 шпилек

М8х25

170

653

588

690

Центр масс шкафа

Двери верхней части

аппаратурного отсека

Обшивки нижней

части аппаратурного

отсека

Рисунок 9.7- Пеобразователь ПСН-100/3

9.3Шкаф питания ШП-262

ШП-262 предназначен для питания от сети переменного трехфазного тока с

напряжением от 320 до 420 В и частотой 50 Гц потребителей бортовой сети постоянного тока с

напряжением 110 В и подзаряда аккумуляторной батареи 84KL160Р с гальванической развязкой

между цепями переменного и постоянного тока.

ШП имеет следующие технические характеристики:

- степень защиты по ГОСТ 14254-96

IP20;

- рабочее положение

вертикальное;

- режим работы

продолжительный;

- охлаждение

воздушное с естественной вентиляцией;

- номинальное входное линейное напряжение трехфазного тока

на выводах 1-2-3 зажима контактного Х1 (вход 1), В

380;

- диапазон допустимых значений линейного входного

напряжения, В

от 320 до 420;

- возможные неповторяющиеся импульсные перенапряжения

на входе 1, В

1500;

- номинальная частота, Гц

50;

- допустимые отклонения частоты, Гц

±1;

- потребляемая мощность в номинальном режиме, кВА

30;

- к.п.д. в номинальном режиме, %

87;

- коэффициент мощности в номинальном режиме, не менее, о.е. 0,87;

- номинальное напряжение постоянного (пульсирующего) тока, В:



на входе 2 (выводы Х2: 6,5-Х2:9,10)

110;



на выходе 1 (выводы Х2: 1-Х2:9,10)

110;



на выходе 2 (выводы Х2: 2-Х2:9,10)

110.

- допустимые отклонения от номинального значения напряжения, В:



на входе 2

±5,5;



на выходе 1

±5,5;



на выходе 2

±5,5.

- коэффициент пульсации напряжения на активную нагрузку, %, не более:



на входе 2

100;



на выходе 1

100;



на выходе 2

- максимальное значение эффективного напряжения

325

на выходе 2, В

121;

- диапазон рабочего тока в цепи, А:



- выхода 1

от 3 до 60;



- выхода 2

от 1до 100;

- максимальный ток в цепи, А:



входа 3

60;



входа 4

100;



выхода 3

65;

- напряжение подзаряда на выходе 3 при подключенной аккумуляторной батарее

(выводы Х2:3-Х2:4) и температуре охлаждающего воздуха

от плюс 30

С до минус 50

С, В

от 126 до 134;

- ограничение тока подзаряда аккумуляторной батареи, А

40±2;

- максимальный коэффициент пульсации на выходе 3 при подключенной аккумуляторной

батарее, %,

12.

Сопротивление изоляции шкафа питания в нормальных климатических условиях между

выводами зажимов контактных Х2-Х4 и корпусом ШП, между выводами зажимов контактных Х2-

Х4 и Х1, между выводами зажима контактного Х1 и корпусом, не менее:



при нормальных условиях

100 Мом;



после испытаний на теплостойкость

6 Мом;



после испытаний на влагостойкость

1 МОм.

Электрическая изоляция ШП выдерживает действие испытательного напряжения

частотой 50 Гц в течение 1мин:



между выводами зажимов контактных Х2-Х4 и корпусом

(1500±75) В;



между выводами зажимов контактных Х2-Х4 и Х1

(2500±125) В;



между выводами зажима контактного Х1 и корпусом (2500±125) В.

Состав ШП.

ШП представляет собой объемную модульную конструкцию, состоящую из верхнего и

нижнего модулей механически и электрически соединенных разборными соединениями.

В верхнем модуле, рядом с лицевой панелью, на которой расположены измерительные

приборы типа М1611, установлены сменные блоки БП-96, БУ-94 и БФИ-95. Их соединение со

схемой ШП осуществляется с помощью разъемных соединений типа РП14-30ЛО и РП14А-30. Слева,

сверху над блоком БП-96 расположены регулировочные резисторы R6, R7, R8 и

326

терморезистивная катушка R9, обеспечивающая необходимое изменение сигнала обратной связи

по напряжению в пределах рабочего температурного диапазона. На лицевой панели расположены

амперметр РА, вольтметр PV, тумблеры типа ПТ26-1 для включения ШП и коммутации

вольтметра к цепям выхода 2 и аккумуляторной батареи.

За лицевой панелью, рядом с корпусами измерительных приборов, установлены лампы

подсветки шкал приборов.

Ниже лицевой панели, за прозрачными створками 5, на гетинаксовой панели в углублении

расположена панель переключателей. На ней размещены пакетные переключатели SA1, SA2.

Переключатель SA1 «Цепи управления» коммутирует цепи бортовой сети «Uвых1 110 В»

и «Uвых2 110 В»:



в положении «0» - отключены;



в положении «Нормально»: «Uвых1 110 В» подключена к выходу выпрямителя ШП,

«Uвых2 110 В» подключена к выходу фильтра ШП (L1,C5);



в положении «Аварийно»: «Uвых1 110 В» подключена ко входу «+Uвх4 110 В»,

«Uвых2 110 В» подключена ко входу «+Uвх3 110 В» (бортовая сеть другой секции

электровоза);



в положении «Источник депо» обе цепи подключены ко входу «+Uвх2 Розетка депо»

(стационарный источник питания депо).

Переключатель SA2 «Батарея» коммутирует цепи аккумуляторной батареи (далее АБ)

«+UGB», «+0,8UGB», «-UGB»:



в положении «0» - отключены;



в положении «Нормально»: «+UGB» подключена к выходу цепи подзаряда АБ (L2),

«+0,8UGB» подключена к аноду диода VD4, «-UGB» подключена к цепи «Общий -

110 В» через датчик тока TA1;



в положении«Источник депо»: «+UGB» подключена ко входу «+Uвх2 Розетка депо»,

«+0,8UGB» отключена, «-UGB» подключена к цепи «Общий -110 В» через датчик тока

TA1.

Подаваемое на розетку депо напряжение должно соответствовать требованиям для

питающих напряжений выхода 2 или выхода 3 (при заряде АБ от сети депо). Во всех случаях

контроль за током и напряжением можно осуществлять по вольтметру PV и амперметру РА на

лицевой панели ШП. Ниже панели переключателей на расположена панель предохранителей:



FU1 (типа ПП57, 100 А) для защиты цепи «Uвых1 110 В»;



FU2 (типа ПП57, 160 А) для защиты цепи «Uвых2 110 В»;



FU3, FU4, FU5 (типа ПП57, 160 А) для защиты цепей «+UGB», «+0,8UGB», «-UGB»;

327



FU6 (типа ВПБ6-37, 3,15 А) для защиты входной цепи «Общий -110 В» блока питания

БП-96;



FU7 (типа ВПБ6-37, 3,15 А) для защиты цепи включения ШП (последовательно с SA5

«Включение ШП»).

За панелью переключателей установлены:



панель конденсаторов типа ПК-318, на которой расположены параллельно соединённые

конденсаторы выходного фильтра ШП суммарной ёмкостью 5104 мкФ (C5);



панель с элементами ПЭ-514 на которой расположены: элементы выпрямительного

силового моста, дополнительное плечо слаботочного выпрямительного моста,

тиристорный ключ VS4для управления подзарядом АБ, датчики напряжения TV1 и TV2

(типа LV100/SP84), датчик тока ТА1 (типа LT100-T/SP97), реактор типа Р-72, дроссель

типа Д-007, два резистора типа С5-35В, вилка типа РП14А-30 для оперативного

подключения слаботочного монтажа панели к схеме ШП.

Для подключения внешнего монтажа к ШП сзади верхнего модуля установлены зажимы

контактные Х2 и Х3.

В нижнем модуле ШП размещены: силовой трехфазный трансформатор типа Т-153,

дроссель типа ДС-1, контактор электромагнитный типа МК-2 и промежуточный зажим

контактный Х4 для подключения цепей нижнего модуля к цепям верхнего модуля ШП.

Для подключения питающего напряжения к ШП предназначен зажим контактный Х1.

Принцип работы

ШП представляет собой устройство, преобразующее переменное трехфазное напряжение

~380 В, 50 Гц в постоянное напряжение (110,0±5,5) В для питания бортовой сети электровоза и

формирования тока подзаряда аккумуляторной батареи. Питание на ШП подаётся от статического

преобразователя собственных нужд (далее ПСН).

Для стабилизации выходного напряжения (110,0±5,5) В при изменении питающего

напряжения в диапазоне от 320 до 420 В в схеме ШП (рисунок ) применён трехфазный

несимметричный мостовой выпрямитель с управлением по тиристорам VS1-VS3. Управление

током подзаряда АБ осуществляется по тиристору VS4.

Переключение питания бортовой сети с ШП на аккумуляторную батарею и обратно, при

пропадании и восстановлении входного напряжения ШП, осуществляется нормально замкнутым

силовым контактом контактора КМ и диодом VD4.

При питании бортовой сети от АБ для экономии ёмкости АБ отключается выходная цепь

«Uвых1 110 В» (обогрев лобовых и боковых стекол кабины электровоза), нормально открытым

силовым контактом электромагнитного контактора КМ.

328

Катушка КМ получает питание от отдельного выпрямителя, состоящего из диодов VD1-VD6

ШП, что исключает ее питание от аккумуляторной батареи.

Для контроля напряжения цепи «Uвых2 110 В» или аккумуляторной батареи предусмотрен

тумблер SA3, который необходимо переключить в одно из положений: «Напряжение батареи»

или «Цепи управления».

Сигнализация о заряде аккумуляторной батареи от ШП осуществляется с помощью нормально

замкнутого контакта электромагнитного контактора КМ - "Сигнализация 3Б".

Регулирование заданных значений: выходного напряжения, отсечки по току и ограничения

напряжения подзаряда аккумуляторной батареи осуществляется с помощью регулируемых

резисторов R6, R7 и R8 соответственно.

Изменение уставки ограничения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи в

диапазоне рабочей температуры осуществляется автоматически с помощью

термокомпенсационной катушки R9. При снижении температуры окружающего воздуха

снижается сопротивление медной катушки R9, при этом уменьшается сигнал обратной связи

снимаемый с подвижного контакта резистора R8. Уменьшение сигнала обратной связи вызывает,

в свою очередь, увеличение напряжения на аккумуляторной батарее.

Система управления ШП состоит из трех конструктивных модулей: блока питания БП-96, блока

управления БУ-94 и блока формирования импульсов БФИ-95.

329

9.4.Регулятор возбуждения импульсный РВИ-8

Регулятор возбуждения импульсный РВИ-8 предназачен для преобразования

постоянного напряжения на блоках пуско-тормозных резисторов, регулируемого в

зависимости от тока якоря тяговых двигателей, в регулируемое импульсное напря-

жение, которым питаются шесть последовательно соединенных обмоток возбуждения

тяговых двигателей в режиме реостатного торможения.

Технические характеристики

Рабочее положение………………………………………………..вертикальное

Режим работы ………………………………………………… продолжительный

Охлаждение …………………………………………… естественное,воздушное

Охлаждение модуля чоппера………………………….воздушное,принудительное

Скорость воздуха в межреберном пространстве охладителя,м/с………..8

Расход воздуха, м³/мин ………………………………………………… 15

Потеря напора,Па ……………………………………………………….. 80

Неравномерность распределения воздуха в канале

Не должна превышать,% ………………………………………………….30

Номинальное входное напряжение на выводах блоков

Пуско-тормозных резисторов, Вср ………………………………………260

Номинальный ток возбуждения ,Аср …………………………………….565

Коэффициент пульсации тока, % …………………………………………..8

Рабочая частота,Гц ……………………………………………………….2х300

Скважность ………………………………………………………………. 0,3-1

Габаритные размеры:

Высота,мм …………………………………………………………………1486

Ширина,мм …………………………………………………………………833

Глубина,мм …………………………………………………………………800

Масса,кг ……………………………………………………………………..400

Конструктивно РВИ-8 выполнен в виде сварного металлического каркаса с двухсторонним

обслуживанием, в котором в соответствии с рисунком смонтированы:

-модуль чоппера А2;

-блок управляющего питания А3;

-панель с диодами (V1-V3);

-сглаживающий фильтр (L1,C1,R1,R2);

332

-панель с элементами (V4-V6,A1,X1);

-панель с предохранителями (F1-F3,F4-F6,X2);

-панель управления ПУ-605 (А4)

-трансформатор Т-154 (Т1);

-панель датчика тока (Т2);

-панель датчика тока (Т3);

-панель датчика тока (Т4);

Электрический монтаж силовых цепей выполнен шинами, цепей управления -проводом МГШВ.

Работа РВИ-8.

Схема электрическая принципиальная РВИ-8 приведена на рисунке .

Начальное возбуждение тяговых двигателей для уверенного входа в генераторный режим

обеспечивается от трехфазного выхода статического преобразователя собственных нужд электровоза

(ПСН) с линейным напряжением 380В переменного тока частотой 50 Гц, который через выводы

4,5,6 зажимов Х2,предохранители F4-F6

Подключаются к первичной обмотке трансформатора Т1.Со вторичной обмотки через

Трехфазный выпрямитель V4,V5,V6 с нулевой точкой выпрямленное напряжение подается на

сглаживающий фильтр L1C1 и далее на вход модуля чоппера А2(IGBT транзисторы

V1,V2),выполненном по схеме импульсного регулятора напряжения.

Управление модулями IGBT транзисторов V1 и V2 в модуле А2 осуществляется со

сдвигом 180° эл.

После появления напряжения на якорях тяговых двигателей нагрузка плавно переходит на блоки

пуско-тормозных резисторов (клеммы 1,2,3).

При работе в режиме реостатного тормоза, в первоначальный момент происходит

заряд емкостного фильтра С1.

Процесс импульсного регулирования начинается подачей управляющего импульса на один из

модулей IGBT V1 (V2).

В результате открытия одного из транзисторов IGBT V1 (V2) к обмоткам возбуждения тяговых

двигателей прикладывается полное напряжение на фильтре С1

И ток возбуждения начинает увеличиваться.

После того, как панель управления А4 даст команду на включение модулей IGBT V1 (V2),ток

возбуждения замыкается через обратные диоды V3,V4, включенные параллельно. Изменение

(спадание) тока возбуждения происходит по экспоненте, определяемой постоянной времени цепи

обмоток возбуждения тяговых двигателей.

333

Напряжение на выходе импульсного регулятора, подводимое к обмоткам возбуждения, в

процессе регулирования характеризуется средним значением, которое зависит от напряжения

источника и соотношения между продолжительностью импульсов и пауз.

Плавное регулирование среднего значения напряжения питания обмоток возбуждения

осуществляется изменением длительности подачи импульсов управления на модули IGBT V1 (V2) в

зависимости от требуемого тока возбуждения и скорости его

нарастания.

Диоды V1-V6, включенные по схеме «ИЛИ», обеспечивают питание импульсного

регулятора РВИ-8 от источника с наибольшим напряжением: в начале при включении

электрического тормоза от статического преобразователя собственных нужд, а затем

через диоды V1-V3 от пуско-тормозных резисторов.

Для защиты РВИ-8 используются следующие элементы:

-предохранители F1-F3 от токов короткого замыкания;

-система управления с датчиками тока Т3,Т4 обеспечивает защиту транзисторов V1,V2 при

величине мгновенного тока свыше 600А.

При этом производится полное запирание транзисторов с выдачей релейного сигнала на пульт

машиниста.

Для предварительного подогрева элементов модуля А2 при температуре окружа-

ющей среды ниже минус 40°С используются нагреватель Е1, команду на включение

которого выдает термопреобразователь сопротивления R5.

При достижении охладителем модуля чоппера А2 температуры 80°С,которая контролируется

термометром-термостатом В2,панель управления А4 дает команду на отключение РВИ-8.

334

Электровоз ЭП2К. Руководство по эксплуатации (ЭП2К.00 РЭ). Техническое описание - часть 21