Белкоммунмаш



страница1/3
Дата06.06.2016
Размер0.61 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3


Минское государственное производственное унитарное предприятие

"БЕЛКОММУНМАШ"


УТВЕРЖДАЮ

Главный конструктор-

директор ИЦ


О.В. Быцко
"_____"_______2009 г.

Троллейбус пассажирский модели 32102


Техническое описание электропривода

АКСМ32102-000000.000 ДО1


Начальник отдела


электрооборудования
В.И. Тимашов
"______"_______2009 г.


Содержание



1

2

3



4

4.1


4.2

4.3


4.3.1

4.3.2


4.3.3

4.3.4


4.3.5

4.3.6


4.3.7

4.3.8


4.3.9

4.3.10


4.3.11

4.3.12


4.3.13

4.3.14


4.3.15

4.3.16


5

5.1


5.2

5.3


5.3.1

5.3.2


5.3.3

5.4

6


Введение...........................................................................................….

Назначение............................................................................................

Технические характеристики..............................................................

Состав привода.....................................................................................

Устройство и работа составных частей привода…………………..

Тяговый двигатель...............................................................................

Блок БСВ...............................................................................................

Блок БУ1...............................................................................................

Субблок СФЗН.....................................................................................

Субблок СЛиК.....................................................................................

Субблок регулирования СР1…...........................................................

Субблок СЗ………………………………………..………………….

Субблок питания СП1………………………….…………………….

Блок БКиР…………………………………………………………….

Блоки БКФ и БКР........................................................……………….

Блок БГР....................................................................................………

Блок БКЗ.........................................................………………………..

Блок резисторов тормозных…………………………………………

Катушки (дроссели сглаживающие)……….........................……….

Катушки (реакторы помехоподавления)...............................……….

Блок БКПП…………………….....................................................…...

Блок БЗ1………………………………………………...................….

Контроллер (хода, тормоза)................................................................

Аккумуляторная батарея...........................................................……..

Работа тягового привода…………….............................................…

Режимы работы тягового привода..............................................……

Включение привода.......................................................……………..

Режим хода (разгон привода)………………………………………..

Принцип тиристорно-импульсного регулирования……………….

Работа привода в режиме хода………………………………………

Работа привода в режиме торможения……………………………..

Ограничение разрядного тока конденсаторов фильтра……………

Инструмент и принадлежности……………………………………..

Приложение А Перечень сокращенных названий элементов

электропривода и сигналов блока БУ…………….





3

3

3



4

4

4



5

8

13



16

19

28



33

37

37



37

37

37



38

38

38



38

38

39



39

39

40



41

41

43



46

48

48


49


Введение
Настоящее техническое описание предназначено для изучения устройства и работы тягового привода троллейбуса модели 32102 и ознакомления с его техническими характеристиками и эксплуатационными возможностями.

1 Назначение
Тяговый привод предназначен для установки на троллейбус и служит для регулирования скорости движения и электрического торможения троллейбуса.

Тяговый привод рассчитан на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 40 °С и среднегодовой относительной влажности 80 % при среднегодовой температуре плюс 20 °С.



2 Технические характеристики
Основные технические характеристики тягового привода:

– напряжение входное номинальное, В (Uном) ……………………………….550



  • напряжение входное предельное, В…………………………….. от 250 до 800

  • ток номинальный, А ( Iном)…………………………………………………...250

  • ток максимальный, А (Iмакс)…………………………………………………. 400

  • напряжение выходное, В…………………………………………… от 5 до Uкс

  • тип тягового двигателя………. ДК–211 БМ, последовательного возбуждения

  • степень ослабления поля тягового двигателя…………………………… до 0,3

  • максимальная токовая защита, А……………………………………………. 450

  • способ регулирования………………………сочетание частотно-импульсного
    и широтно-импульсного регулирования тока якоря тягового двигателя

  • электрическое торможение…………………электродинамическое, реостатное.


3 Состав привода
Тяговый привод троллейбуса 32102 состоит из следующих основных узлов:

  • электродвигатель ДК-211 БМ (далее - тяговый двигатель) ………………...1 шт.;

  • блок силовых вентилей (далее - блок БСВ) АКСМ32102-724000.000………1 шт.;

  • блок управления (далее - блок БУ) АКСМ201-722000.000-10..………………1 шт.;

  • блок контакторов и реле (далее - блок БКиР) АКСМ32102-723000.000.……1 шт.;

  • блок конденсаторов фильтра (далее - блок БКФ) АКСМ60102-725000.000....1шт.;

  • блок контакторов реверса (далее - блок БКР) АКСМ32104-726000.000….....1 шт.;

  • блок контактора заряда (далее - блок БКЗ) АКСМ32102-725000.000-10…….1шт.;

  • блок резисторов тормозных АКСМ221-730800.001…………………………...2 шт.;

  • катушка (сглаживающий дроссель) АКСМ201-731100.000..……………… ...2 шт.;

  • катушка (реактор помехоподавления) АКСМ201-731200.000.……………….2 шт.;

  • блок контакторов переключения полярности (далее - блок БКПП)
    АКСМ32102-725000.000……………………………………………………….1 шт.;

  • блок защиты (далее - блок БЗ1) АКСМ32102-719000.000….….……………. .1 шт.;

  • контроллер АКСМ201-730200.000……………………………………………...2 шт.;

  • аккумуляторная батарея (далее – АБ) 9НКЛБ-70 ТУ16-729.113-78 … ……….2 шт.



4 Устройство и работа составных частей привода
4.1 Тяговый двигатель
В качестве тягового двигателя троллейбуса модели 32102 используется двигатель постоянного тока последовательного возбуждения типа ДК-211 БМ, предназначенный для приведения троллейбуса в движение и электроторможения. Двигатель установлен под полом троллейбуса.
Технические характеристики двигателя:

  • напряжение номинальное, В…………………………………….. 550

  • мощность номинальная, кВт……………………………………...170

  • ток якоря номинальный, А………………………………………. 340

  • частота вращения номинальная, об/мин………………………. 1700

  • частота вращения максимальная, об/мин……………………… 3900

  • режим работы номинальный, мин………………………………... 60

  • КПД номинальный, % ……………………………………………...91.



4.2 Блок БСВ
В блоке БСВ установлены:

  • силовые полупроводниковые приборы (тиристоры и диоды), предназначенные для регулирования напряжения на якоре тягового двигателя и ослабления потока обмотки возбуждения двигателя;

  • датчик тока якоря (далее - датчик ДТЯ), предназначенный для получения сигнала, пропорционального току в якорной цепи. Принцип действия датчика – измерение магнитного потока, создаваемого проводом с протекающим током.

Основные параметры датчика ДТЯ:

- коэффициент передачи тока (Кдтя)……………. 0,005

- напряжение питания, В………………………….. ± 15

- максимальный измеряемый ток, А……………….600



  • датчики напряжения коммутирующего конденсатора и фильтра.

В качестве основного тиристора VS2 (см. схему электрическую принципиальную АКСМ32102-724000.000 Э3) используется тиристор ТБ353-1000-20-732-2,5 УХЛ2.

Время включения - 40 мкс. Схемная скорость нарастания напряжения не превышает 100 В/мкс (допускается 1000 В/мкс).
Форма напряжения на тиристоре VS2 представлена на рисунке 4.1.

Коммутационные перенапряжения не превышают 25 %.



t, мкс

Рисунок 4.1 – Форма напряжения на основном тиристоре VS2
При включении основного тиристора VS2 к якорю двигателя прикладывается полное напряжение контактной сети, при отключении все напряжение прикладывается к тиристору. Для отключения основного тиристора VS2 применяется коммутирующий (вспомогательный) тиристор , который подключает коммутирующий колебательный
LC-контур к открытому основному тиристору и отключает его.

Форма напряжения на коммутирующем тиристоре VS3 представлена на рисунке 4.2.


В
U, В
исходном состоянии коммутирующий конденсатор заряжен от сети через резисторы R9-R11 с полярностью, указанной на рисунке 4.3 без скобок. Тиристор VS2 включен. Для отключения тиристора VS2 подается управляющий импульс на тиристор VS3, заряженный конденсатор С5 начинает разряжаться по цепи: C5 – VS3 – L1 – VS2 – C5. Учитывая колебательный процесс в LС-контуре, конденсатор перезарядится до напряжения противоположной полярности, указанной на рисунке 4.3 в скобках, а затем начнется обратный перезаряд.
















0


t, мкс

10




Рисунок 4.2 – Форма напряжения на коммутирующем тиристоре VS3



L1 – коммутирующий дроссель, С5 – коммутирующий конденсатор, VS2 – основной


тиристор, VS3 – коммутирующий тиристор, VD6, VD7, VD9 – обратный диод,
R9 – R11 – резистор предварительного заряда коммутирующего конденсатора
Рисунок 4.3 – Коммутирующий контур

В ходе обратного перезаряда коммутационный ток протекает через открытые тиристоры VS2 и VS3 в обратном направлении и закрывает их. После запирания тиристоров VS2 и VS3 ток продолжает течь через обратные диоды VD6, VD7, которые поддерживают на тиристорах небольшое обратное напряжение, и тиристоры восстанавливают свои запирающие свойства.

После завершения полного цикла перезаряда коммутирующий контур возвращается в исходное состояние. Потери на активных сопротивлениях в контуре компенсируются за счет цепи подзаряда на резисторах R9-R11. Избыточная энергия, запасенная контуром в связи с захватом тока нагрузки, сбрасывается через диод VD9, к которому предъявляются обычные требования к классу по обратному напряжению (двойное напряжение сети).
Форма напряжения на коммутирующем конденсаторе представлена на рисунке 4.4. Форма коммутационного тока представлена на рисунке 4.5.
Параметры L1 и С5 подобраны таким образом, чтобы обеспечивалась коммутация тока нагрузки до 500 А при величине напряжения 550 В для тиристоров со временем включения не более 40 мкс. (Амплитуда коммутационного тока - 800 А; длительность коммутации порядка 350 мкс; С5 = 90 мкФ; L1 = 30 мкГн).

Обратный диод VD5 обеспечивает протекание тока нагрузки при отключении основного тиристора. Форма напряжения на нем инверсна напряжению на основном тиристоре (рисунок 4.1).

Дроссели L2, L3 ограничивают сквозной ток, возникающий при еще проводящем состоянии диода VD5 и включении тиристора VS2. Диод VD4 является разделительным диодом между током якоря и током возбуждения в режиме торможения, а диод VD11 - обратным диодом для тока якоря и возбуждения в режиме торможения.


Рисунок 4.4 – Форма напряжения на коммутирующем конденсаторе



Рисунок 4.5 – Форма коммутационного тока



4.3 Блок БУ
Блок БУ предназначен для формирования управляющих сигналов на силовые элементы схемы (тиристоры, контакторы) в зависимости от заданного режима работы, выбранного направления движения, заданного тока в ходовом или тормозном режиме (рисунок 4.6).
Входными сигналами для блока БУ являются:

  • сигналы контроллеров хода (КХ) и торможения (КТ);

  • сигналы от блока БКР- движение вперед (ВП), назад (НЗ);

  • сигналы датчика ДТЯ;

  • сигналы датчика напряжения фильтра (ДНФ) и датчика напряжения коммутирующего конденсатора (ДНКК).


Выходными сигналами блока БУ являются:

    • импульсы управления основным тиристором VS2;

    • импульсы управления коммутирующим тиристором VS3;

    • импульсы управления тиристором ослабления поля VS1;

    • управление контактором заряда фильтра КМ1(А3.1);

    • управление контактором хода КМ1 (А5.1);

    • управление контактором тормоза КМ4 (А5.1);

    • управление контактором шунтовой обмотки КМ5 (А5.2);

    • управление контактором ослабления поля КМ2 (А5.1).


Блок БУ реализует следующий алгоритм работы:

  • при включении одного из контакторов блока БКПП (А2.3) включается контактор КМ2 блока БКЗ (А3.1);

  • при достижении величины напряжения на фильтре 250 В датчик напряжения фильтра блока БСВ дает сигнал наличия минимально допустимого напряжения на фильтре. Это условие для включения контактора КМ1 блока БКЗ. Блок БУ выдает сигнал на включение контактора. Контактор КМ1 (А3.1) включается и своим блок-контактом подает сигнал на блок БУ для разрешения включения режимов хода или торможения;

  • при нажатии на ходовую педаль включается контактор хода КМ1 блока БКиР (А5.1) и своим блок-контактом дает сигнал - разрешение на блок БУ для подачи управляющих импульсов на основной тиристор VS2. Режим хода может блокироваться внешними блокировками (включение остановочного тормоза, открытие двери пассажирского салона, перегрев блока БСВ);

  • при нажатии на тормозную педаль включается тормозной контактор КМ4 блока БКиР (А5.1) и своим блок-контактом дает сигнал - разрешение на блок БУ для подачи управляющих импульсов на основной тиристор VS2 (включение блокировки в режиме торможения отсутствует);


Рисунок 4.6




  • при величине напряжения на фильтре более 720 В вводится ограничение на ток в тормозном режиме: чем больше величина напряжения превышает 720 В, тем меньше становится задание тока торможения, и при величине напряжения 800 В ток торможения снижается до нуля, а так же происходит отключение контактора торможения КМ4 (защита элементов привода от повышенного напряжения в контактной сети);

  • при величине напряжения на коммутирующем конденсаторе менее 250 В блокируются импульсы управления основным тиристором (недостаточное напряжение для коммутации тока нагрузки);

  • при величине напряжения от 250 до 400 В датчик напряжения коммутирующего конденсатора ограничивает величину тока в ходовом режиме в функции напряжения, т.е., чем больше величина напряжения на коммутирующем конденсаторе, тем больше задание тока может быть сформировано контроллером хода. При величине напряжения более
    400 В ограничение снимается и током якоря управляет только контроллер хода;

  • при превышении величины напряжения на фильтре 800 В в режиме хода происходит отключение ходового режима и отключение ходового контактора КМ1 (А5.1).


Блок БУ формирует сигналы световой индикации на пульте водителя:

  • недопустимая величина напряжения контактной сети (менее 250 В или более
    800 В);

  • повышенный разряд АБ (величина напряжения на АБ менее 17,5 В). При дальнейшем снижении величины напряжения произойдет отключение привода.

Функциональная схема блока управления представлена на рисунке 4.7.
Контроллер хода и торможения представляет собой устройство, содержащее конечный выключатель, фиксирующий отпущенное состояние педали и аналоговый преобразователь угла поворота в напряжение на основе элемента Холла.
Контроллеры формируют два сигнала:

  • на субблок логики и коммутации СЛиК (далее - субблок СЛиК), сигнализирующий о том, что педаль нажата (или отпущена);

  • аналоговый сигнал задания тока линейно зависимый от угла поворота контроллера, т.е. от глубины нажатия педали хода или тормоза.

Сигналы задания тока (для ходового режима - Uдх, для тормозного режима – Uдт) поступают на субблок формирования задающих напряжений и выходных усилителей СФЗН и ВУ (далее - субблок СФЗН).

Субблок СлиК на основе поступающих на него сигналов с концевых выключателей педали хода КВПХ и торможения КВПТ, сигналов выбранного направления движения


Х ВПЕРЕД или Х НАЗАД формирует требуемые режимы работы – ходовой или тормозной, включает соответствующие контакторы КМ1 – КМ4, реализует необходимые

блокировки между ходовым и тормозным режимом (приоритет торможения перед режимом хода), формирует различные блокировки и защиты (если не собрана силовая схема, например, не включился какой-либо контактор), используя сигналы блок-контактов контакторов.


Сигнал РХ (разрешение хода) дает разрешение на прохождение сигнала задания тока в ходовом режиме при наличии следующих сигналов:

  • включен контактор КМ1 блока БКЗ – заряжен конденсатор фильтра и уровень напряжения на нем в норме (сигнал ХКФ);

  • включены контакторы блока БКР - выбрано направление движения вперед или назад (сигнал Х ВПЕРЕД или Х НАЗАД);

  • субблок питания выдает нормальные выходные напряжения и напряжение на входе блока (24 V) в норме. Это подтверждается включением реле исправности блока питания (сигнал РИБП);

  • отключено реле максимального тока субблока защиты – схема защиты от аварийного тока находится в исходном состоянии ( сигнал РОМТ);

  • включено реле нормального уровня напряжения фильтра (сигнал РНУНФ);

При выполнении перечисленных выше условий достигается состояние "ТИСУ ГОТОВА" и на субблоке СЛиК горит индикатор "ГОТОВ" (готовность).
При отпущенных педалях хода и торможения (сигналы КВПХ, КВПТ высокого уровня плюс 24 V) достигается исходное состояние привода и готовность блока к восприятию сигналов с контроллеров. При этом на субблоке СЛиК горит индикатор "ИСХ" (исходное состояние).

При соблюдении перечисленных выше условий, при нажатии на тормозную педаль сигнал от контроллера тормоза КВПТ становится равным нулю, и на выходе блока появляется сигнал ХвклКТ на включение контактора тормоза КМ4 и сигнал ХвклШОВ кратковременного (на время от 2 до 3 с) включения контактора шунтовой обмотки возбуждения КМ5. После подтверждения включения контактора КМ4 (сигнал ХКТ), а также подтверждения того, что ходовой контактор КМ1 не включился (отсутствует сигнал ХКХ), появляется разрешение на прохождение сигнала задания тормозного тока от UЗТТ1, UЗТТ2 через субблок СЛиК на субблок СФЗН, при этом на субблоке СЛиК загорается индикатор "ТОРМОЗ".




Рисунок 4.7 - Функциональная схема блока управления

Датчики напряжения (ДН1) в системе управления приводом используются для контроля величины напряжений на фильтре и на коммутирующем конденсаторе.

Датчики имеют гальваническую развязку входной и выходной цепи. Сигналы указанных датчиков используются в субблоке СФЗН и субблоке защиты СЗ1 (далее- субблок СЗ) для организации различных блокировок и защит.

Датчик ДТЯ используется для получения сигнала обратной связи по току и организации защит от токов короткого замыкания и перегрузки.



4.3.1 Субблок СФЗН
Субблок СФЗН (схема электрическая принципиальная АКСМ201-722700.000-20 Э3) предназначен для формирования сигналов задания тока для ходового и тормозного режимов в зависимости от сигналов контроллеров и накладываемых ограничений, а также для усиления управляющих импульсов на силовые тиристоры.
Субблок СФЗН выполняет следующие основные функции:

  • обработка сигналов UДХ, UДТ от контроллеров хода и торможения (усиление, подстройка нуля, наложение необходимых ограничений от датчиков напряжения, ограничение тока в режиме движения назад) и формирование сигналов UЗТХ1, UЗТТ1;

  • формирование сигнала задания тока;

  • формирование сигнала Х РОМН на включение контактора КМ1 блока БКЗ, а также сигнала РОМН на сигнальную лампу HL UКС не норма (при величине напряжения на фильтре менее 250 В);

  • формирование импульсов управления тиристорами блока БСВ (выходные усилители импульсов управления на тиристоры).

Формирование сигнала задания тока в режиме хода UЗТХ1 выполнено на микросхеме DA1. На вход А23 соединителя субблока подается отрицательный сигнал UДХ от контроллера хода, который усиливается микросхемой DA1 до необходимого уровня (регулируется резистором RP3). Для установки начального задания тока при отпущенной педали используется резистор RP1. Таким образом, резистором RP1 устанавливается начальное значение напряжения на выходе микросхемы DA1:6 при отпущенной педали хода, а резистором RP3 устанавливается максимальный ток для двигателя при полностью нажатой педали хода.

На микросхеме DA2 собран узел ограничения задания тока в режиме хода в зависимости от напряжения на коммутирующем конденсаторе. На один из входов микросхемы DA2 подается сигнал с датчика напряжения коммутирующего конденсатора +UДНКК (КТ8), а на второй вход - сигнал с выхода микросхемы DA1.

Алгоритм работы данного узла следующий: пока сигнал задания тока (выход микросхемы DA1) меньше, чем допускает уровень напряжения ДНКК, на выходе микросхемы DA2 отрицательное напряжении и диод VD15 отсекает звено ограничения.

В случае, когда напряжение на коммутирующем конденсаторе недостаточно для коммутации больших токов нагрузки, т.е. сигнал на выходе микросхемы DA1 превышает сигнал UДНКК – микросхема DA2 начинает переключаться в плюс, диод VD1 уменьшает входной сигнал микросхемы DA1 через резисторы RP8, R16, т.е. уменьшает и выходной сигнал микросхемы DA1, ограничивая максимальный ток задания.

Порог начала ограничения определен величиной напряжения на коммутирующем конденсаторе 400 В, т.е. когда сигнал UДНКК становится меньше 4,0 В и регулируется резистором RP5. Степень ослабления сигнала задания определяется резистором RP8 и выбрана такой, чтобы при величине напряжения 250 В задание тока уменьшалось примерно в 2 раза.

Сигнал задания тока в режиме хода через замкнутый контакт 5-6 реле хода КV22 субблока СЛиК поступает на вход микросхемы DA5 - инвертирующий повторитель и далее на вход микросхемы DА7. В цепи обратной связи микросхемы DА7 резистор R42 шунтируется в случае движения назад, т.е. уменьшается коэффициент усиления микросхемы DА7 и в режиме движения задним ходом действует ограничение тока.

Формирование сигнала задания тока в режиме торможения UЗТТ1 выполнено на микросхеме DА3, на вход которой, аналогично микросхеме DА1, поступает сигнал UДТ от контроллера торможения. Резистором RР2 устанавливается начальное значение сигнала задания тока в режиме торможения (выход микросхемы DА3) при отпущенной педали. Резистором RР4 устанавливается максимальный ток для двигателя при полностью нажатой педали тормоза. Для ослабления интенсивности торможения необходимо резистором RР4 уменьшить сигнал на выходе.


На микросхеме DА4 выполнен узел ограничения задания тока в тормозном режиме в зависимости от уровня напряжения на фильтре. Учитывая, что при интенсивном торможении за счет рекуперации возможно повышение напряжения, то для защиты электрического оборудования вводится ограничение тока. Пока величина напряжения на фильтре менее 790 В, ограничение не действует: сигнал U ДНФ (КТ-9) превышает опорное напряжение на резисторе RР6, на выходе микросхемы DА4 отрицательное напряжение, диод VD2 заперт. Когда сигнал UДНФ достигает величины 7,9 В на выходе микросхемы DА4 начинает появляться положительное напряжение и через резисторы RР7- R18 оно снижает задание тока от контроллера. Интенсивность ослабления торможения подстраивается резистором RР7 таким образом, чтобы при величине напряжения 790 В (подстраивается резистором RР6) ограничение начиналось, а при величине напряжения 860 В задание торможения (выход микросхемы DА3) снималось почти полностью.

На микросхеме DА6 собран узел защиты от снижения напряжения на фильтре. При величине напряжения на фильтре (в контактной сети) менее 250 В опорное напряжение с резисторов R33, R33* больше сигнала UДНФ, микросхема DА6 переключается в состояние ’’плюс’’, через диод VD3 происходит блокировка задания тока ( в ходовом и в тормозном режимах), загорается индикатор VD18 (недопустимое напряжение на фильтре - "НДНФ"), включается транзистор VT1, отключается реле КV1. Реле КV1 контактами 5-6 отключает реле контактора КМ1 блока БКЗ (контактор КМ1 отключается), контактами 2-3 включает индикатор отсутствия напряжения 550 В на пульте водителя.


Выходные усилители управляющих импульсов на тиристоры (одинаковые для всех тиристоров) формируют импульсы необходимой мощности.

Усилитель имеет два входа:



  • основной вход, на который подаются маломощные импульсы управления;

  • блокировочный вход, подача на который потенциала высокого уровня блокирует работу усилителя и блокирует выходные импульсы.

Первичная обмотка импульсного трансформатора включается между точками U1(+) и U2(-) (рисунок 4.8). Для исключения попадания отрицательного напряжения на управляющий электрод тиристора применены отсекающие диоды.




Рисунок 4.8

Примерная форма импульсов управления представлена на рисунках 4.9, 4.10.

Длительность импульса управления коммутирующим тиристором составляет около 70 мкс, длительность импульса заполнения в пачке импульсов управления основным тиристором - не менее 30 мкс.




0

Рисунок 4.9 – Импульсы управления с подключенным управляющим

электродом


0


t, мкс

Рисунок 4.10 – Импульсы управления с отключенным управляющим элeктродом



4.3.2 Субблок СЛиК
Субблок СЛиК предназначен для управления релейно-контакторной частью привода, а также на основе сигналов обратной связи с контакторной части, для выработки различных логических сигналов на включение режимов хода или торможения, проезда обесточенных участков контактной сети, обеспечения приоритета режима торможения перед режимом хода, блокировки ходового или тормозного режима при несобранной силовой схеме (не включение контактора), блокировки режима хода при действии внешних блокировок, контроля включения контакторов реверса и т.п.
Реле KV1, KV2 (схема электрическая принципиальная АКСМ201-722200.000-20 ЭЗ) предназначены для отработки сигнала КВПХ концевого выключателя педали хода. При отпущенной педали выходной сигнал концевого выключателя составляет +24 V (концевой выключатель замкнут), транзистор VT1 отключен и реле KV1, KV2 отключены. При нажатии педали происходит размыкание концевого выключателя, включаются транзистор VT1 и реле KV1, KV2. Контакты реле KV1, KV2 использованы в логической схеме включения ходового режима.

Аналогичным образом происходит управление тормозными реле KV3, KV4 от сигнала КВПТ концевого выключателя педали тормоза. Реле KV7 управляет контактором КМ1 блока БКЗ, шунтирующим зарядное сопротивление фильтра. При замыкании контакта реле КV1 субблока СФЗН (сигнал РОМН – отсутствие минимального напряжения на фильтре) происходит подача напряжения на реле КV7, которое включается и своим контактом 2-3 включает контактор фильтра КМ1 блока БКЗ (сигнал ХВКЛ КФ). Выдержка времени на элементах R7 и С1 необходима для задержки включения реле КV7 после срабатывания реле КV1 субблока СФЗН , т.к. реле КV1 срабатывает при величине напряжения на фильтре 250 В и при этом включать шунтирующий контактор КМ1 еще рано.

На реле KV8 реализована "нулевая" защита привода - контролируются цепи готовности привода и исходное состояние контроллеров хода и торможения.

На контакте В25 соединителя субблока напряжение 0 В (минус 24 В) присутствует при замкнутом состоянии контактов реле исправности блока питания (контакты 2-3 реле KV1 субблока питания, сигнал РИБП), при замкнутом состоянии контактов реле нормального уровня напряжения на фильтре (контакты 2-3 реле KV2 субблока СЗ, сигнал РНУНФ) и при замкнутом состоянии контактов реле отсутствия максимального тока (контакты 2-3 реле KV1 субблока СЗ, сигнал РОМТ). При включении управления приводом "вперед" или "назад" включаются соответствующие контакторы КМ1 или КМ2 блока БКР, которые своими замыкающими блок-контактами включают реле KV12 (движение вперед) или реле KV13, KV14 (движение назад).

При включении только одного из этих реле (KV12 или KV13, KV14) обеспечивается цепь протекания тока через мостик из контактов реле KV12, KV13 и напряжение 0 В
(минус 24 В) поступает на катушку реле KV8. При этом загорается индикатор VD8, сигнализирующий о достижении состояния готовности привода ("ГОТОВ").

Невыполнение какого-либо из этих условий (неисправен блок питания, аварийное напряжение на фильтре, срабатывание защиты от аварийного тока, не включение контакторов реверса или одновременное включение контакторов вперед и назад) приводит к потере состояния "ГОТОВ", реле KV8 отключается и обесточивается вся оставшаяся часть схемы (не включаются режимы хода и торможения).

При отпущенных педалях хода и торможения реле KV1, KV3 отключены, на катушку реле KV8 через контакты 1-2 реле KV3, контакты 1-2 реле KV1, контакты 4-5 реле KV1 подается напряжение плюс 24 В. Загорается индикатор VD9 "ИСХ", сигнализирующий о достижении исходного состояния. Реле КV8 включается и своими контактами 2-3 ставится на самопитание (блокируя контакты реле КV1, КV3) и подает напряжение
плюс 24 В на катушки реле КV9- КV11, КV15- КV21.

Параллельно включенные контакты реле KV18, KV1, KV16 обеспечивают блокировку включения хода при одновременном нажатии педали хода и тормоза, а также отключение и блокировку хода после отпускании только тормозной педали. Реле KV1 включается и размыкает свои контакты 4-5 при нажатой педали хода, реле KV18 включается и замыкает свои контакты 1-2 при включении режима торможения; реле KV16 включается с выдержкой времени после включения тормозного режима.


Блокировка работает следующим образом:

  • в режиме хода контакты 2-1 и 4-5 реле KV1 разомкнуты (реле включено) питание реле KV8 осуществляется через размыкающие контакты 1-2(4-5) реле KV16 (KV16 отключено);

  • в режиме торможения включается реле КV3 и при отпущенной педали хода питание реле KV8 осуществляется через контакт 4-5 реле KV1 и контакты 3-2 реле KV18 и КV3;

  • когда в режиме хода нажимается педаль тормоза, контакт 5-6 реле КV3 отключает реле включения контактора хода КV15. Отключение контактора хода вызывает отключение реле КV10 и включение реле КV17, которое включает контактор тормоза КМ4. Включение контактора тормоза КМ4 вызывает включение реле КV11, а контакт 5-6 реле KV11 включает реле KV18, KV19. Реле KV16 включается с выдержкой времени. Таким образом, напряжение на катушке KV8 в режиме торможения при нажатой ходовой педали обеспечивается через контакты 3-2 реле KV18 и КV3;

  • отпускание тормозной педали при нажатой ходовой педали приводит к размыканию контактов 1-2 реле KV18 и КV3. Контакты 1-2, 5-4 реле KV16 еще не замкнуться (реализована выдержка времени как на включение, так и на отключение реле), катушка реле KV8 теряет питание, контакт 2-3 реле KV8 обесточивает цепи питания реле KV9- KV11, KV15- KV22, гаснет индикатор VD9 "ИСХ", теряется исходное состояние и режим хода не включается. Для включения режима хода в этом случае необходимо отпустить ходовую педаль в исходное положение (замкнутся контакты реле KV1, KV3, включится реле KV8) и опять нажать на ходовую педаль.

Реле KV9, KV10, KV11 включаются от сигналов ХКФ, ХКХ, ХКТ подтверждающих включение контакторов фильтра (КМ1 блока БКЗ), хода (КМ1 блока БКиР), тормоза (КМ4 блока БКиР). Реле включаются при включении блок-контактов контакторов.

Реле KV15 включает своими контактами контактор хода КМ1 (сигнал ХвклКХ).
Для включения реле KV15 необходимо выполнение следующих условий:


      • отпущена тормозная педаль (выключено реле КV3);

      • нажата ходовая педаль (включено реле KV2);

      • отключено реле KV18 – нет задания торможения;

      • отключено реле KV11 (сигнал отключенного состояния контактора торможения КМ4).

Контакт 2-3 реле KV15 подает питание плюс 24 В на реле KV22 (реле хода), а второй контакт 5-6 включает контактор хода КМ1.

На контакт А21 разъема подается напряжение 0 В (минус 24 В) при отсутствии внешних блокировок ходового режима При включении контактора хода КМ1 включается реле KV10 и включается реле KV22, которое своими замыкающими контактами 5-6 замыкает цепь прохождения сигнала задания тока хода (Uзтх) в субблоке СФЗН. При этом загорается индикатор VD19 "ХОД"на субблоке СЛиК.

Реле KV16, как отмечалось выше, включается и отключается с выдержкой времени в режиме торможения, необходимой для блокировки включения ходового режима после отпускания тормозной педали.

При нажатии педали тормоза включается реле KV3 и своими контактами 4-5 разрывает цепь питания реле KV15 (отключается контактор хода КМ1, реле KV15, KV10). Через замкнутые контакты 1-2 реле KV10 включается реле KV17, которое своими контактами
5-6 включает контактор тормоза КМ4. После срабатывания контактора КМ4 (силовая цепь собрана) включается реле KV11, через контакты 5-6 которого подается напряжение на реле KV18, KV19. Замкнутые контакты 3-2 реле KV19 замыкают цепь прохождения сигнала задания тока торможения (Uзтт) в субблоке СФЗН. Одновременно загорается индикатор VD19 "ТОРМОЗ".

Реле KV20 управляет контактором включения шунтовой обмотки возбуждения двигателя КМ5. В режиме торможения реле KV4 подает напряжение 0 В (минус 24 В) на схему, выполненную на транзисторах VТ3, VТ4, которая обеспечивает включение реле KV20 и контактора КМ5 на время от 2 до 3 с. Таким образом, шунтовое возбуждение используется только при переходе в тормозной режим для начального возбуждения двигателя. При включении реле KV4 включается реле KV21, которое своими контактами подает сигнал о включении режима торможения.



4.3.3 Субблок регулирования СР1
Субблок регулирования СР1 (далее субблок СР) является центральным узлом системы регулирования и управления приводом, выполняет следующие основные функции:

  • выработка сигналов управления основным и коммутирующим тиристорами (зоны допустимой работы тиристоров VS2 и VS3);

  • обработка сигналов датчика тока якоря Uдтя (прецизионное выпрямление и усиление).

На основе сигнала задания тока и сигнала обратной связи по току субблок СР вырабатывает управляющие воздействия на основной и коммутирующий тиристоры, реализует необходимые блокировки между зонами допустимой работы основного и коммутирующего тиристоров, модулирует широкие импульсы управления основным тиристором, формирует сигнал отрицательной обратной связи по току якоря Uост.

Конденсаторы С1-С4 образуют фильтр питания 15 В (схема электрическая принципиальная АКСМ201-722300.000-20 Э3).

На микросхемах DA1-DA3 реализован задатчик интенсивности. На вход микросхемы DA1 через резистор R1 поступает сигнал задания тока якоря +Uзт (в ходовом и в тормозном режимах). Учитывая отсутствие сигнала с выхода микросхемы DA3, микросхема DA1 переключается в минус, и через резисторный делитель R9 - R10 происходит заряд конденсатора С7 (при этом, если отсутствует сигнал задания регулирования Хрег, то выходной сигнал микросхемы DA2 в состоянии логического плюса и он отсекается диодом VD14, разрешая работу задатчика интенсивности. Если же сигнал Хрег присутствует, микросхема DA2 блокирует прохождение сигнала задания тока. Постоянная времени R12-С7 определяет скорость нарастания тока в ходовом режиме и характеризует плавность разгона. Кроме того, в тормозном режиме открывается транзистор VТ2 и из цепи заряда конденсатора С7 исключается делитель R9 - R10 и происходит заряд конденсатора С7 от более высокого напряжения. При этом скорость нарастания тока выше и определяется только параметрами R11 - С7. При достижении напряжения на выходе микросхемы DA3 уровня входного напряжения +UЗТ. происходит переключение микросхемы DA1 в плюс, заряд конденсатора С7 прекращается и происходит уменьшение входного напряжения микросхемы DA3. При уменьшении выходного сигнала микросхемы DA3 происходит переключение микросхемы DA1, опять происходит заряд конденсатора С7 и увеличение входного напряжения микросхемы DA3.

Выходная характеристика задатчика интенсивности представлена на рисунке 4.11.



0

Рисунок 4.11 - Выходная характеристика задатчика интенсивности


Таким образом, функции задатчика интенсивности - сглаживание входного ступенчатого сигнала +Uзт. На микросхеме DA6 реализован регулятор тока (далее - РТ). На один из входов РТ подается сигнал задания тока с выхода микросхемы DA3, на второй вход - сигнал обратной связи по току с эмиттерного повторителя VT6 - VT7. Регулирование происходит по разности заданных сигналов. Если больше задание тока чем обратная связь, то происходит увеличение выходного сигнала микросхемы DA6, если наоборот (ток в якоре больше заданного тока) - происходит уменьшение выходного сигнала РТ.

РТ пропорционально-интегральный, т.е. регулирование осуществляется без статического отклонения. Постоянная времени С9, С10 - R36, R37 выбирается равной постоянной якорной цепи: ТЯЦ - LЯЦ/RЯЦ, где LЯЦ, RЯЦ – индуктивность и активное сопротивление силовой якорной цепи (LЯЦ, RЯЦ включают тяговый двигатель, сглаживающий дроссель, силовые провода).

На микросхемах DA4, DA5 реализован управляющий ограничитель напряжения, который служит для ограничения буксования троллейбуса на гладкой дороге. Например, троллейбус трогается с места на обледенелой дороге, ходовая педаль нажата незначительно, однако сцепления нет, колеса крутятся, и ток в якоре уменьшается за счет действия электродвижущей силы (ЭДС) двигателя. Т.к. уменьшается ток, то уменьшается и сигнал обратной связи по току и при неизменном задании тока происходит увеличение выходного сигнала РТ микросхемы DA6, и, следовательно, и сигнала повторителя микросхемы DA4. Выходной сигнал микросхемы DA4 через делитель R33, R34 поступает на неинвертирующий вход микросхемы DA5. Данный сигнал начинает превышать незначительный сигнал задания тока UЗТ (педаль нажата незначительно), поступающий через резисторный делитель R2, RP2, R20 на инвертирующий вход микросхемы DA5. Микросхема DA5 начинает переключаться в плюс и через диод VD5, резистор R19 уменьшает входной сигнал для повторителя микросхемы DA4, т.е. уменьшается входной сигнал микросхемы DA4.

Когда сигнал задания тока UЗТ превышает значение сигнала на инвертирующем входе микросхемы DA5, который определяется прямым падением напряжения на диодах VD8-VD11, микросхема DA5 переключится в минус и снимет ограничение с выходного сигнала РТ.

Таким образом, при малых заданиях тока происходит ограничение выходного сигнала РТ и, следовательно, ограничение напряжения на якоре тягового двигателя (двигатель не может разгоняться до номинальной скорости), а при больших заданиях тока происходит снятие ограничения, и двигатель уже может разогнаться до номинальных скоростей. Величина порога срабатывания ограничения определяется количеством диодов, включенных в резисторный делитель R33, R34 (рисунок 4.12). Т.е., чем больше количество диодов установлено, тем при более большем задании тока происходит снятие блокировки с сигнала РТ микросхемы DA6.

Рисунок 4.12


На микросхемах DA17-DA19 собран преобразователь сигнала датчика тока якоря Uдтя в сигнал отрицательной обратной связи по току Uост. На резистор R120 поступает сигнал UДТЯ и микросхема DA19 усиливает его до необходимой величины (сигнал на входе микросхемы DA19 должен соответствовать пропорции: 100 А тока в якорной цепи –
2 В на выходе микросхемы DA19, т.е. 50 А/В).
На микросхемах DA17, DA18 реализован прецизионный выпрямитель сигнала датчика тока, т.е. сигнал на входе микросхем DA17, DA18 может изменять свой знак (ток в режиме хода и торможения в различных направлениях), а на выходе выпрямителя он строго однополярен. При этом микросхема DA17 работает как повторитель на положительном сигнале тока, а микросхема DA18 - на отрицательном. На транзисторах VT6, VT7 реализован эмиттерный повторитель для усилений сигнала обратной связи по току.
На микросхемах DA7-DA9 реализован так называемый функциональный преобразователь, выходное напряжение которого управляет частотой генератора пилообразного напряжения.
Выходная характеристика функционального преобразователя изображена на рисунке 4.13, схема - на рисунке 4.14.

Рисунок 4.13 – Выходная характеристика преобразователя



Рисунок 4.14 – Схема функционального преобразователя


При нулевом входном сигнале на выходе функционального преобразователя присутствует нулевой выходной сигнал. При увеличении входного напряжения UУ ШИМ (выходное напряжение регулятора тока или звена ограничения) происходит повторяемое увеличение выходного напряжения микросхемы DA9, т.к. выходы микросхем DA7, DA8 находятся в плюсе и отсечены диодами VD16, VD41 (частота генератора пилообразного напряжения увеличивается). Опорное напряжение формируется на делителе R97, R103, R104. При увеличении напряжения до величины 1/4 от максимального значения UОП МАХ (ориентировочно 2,5 В) происходит переключение микросхемы DA8 и она начинает работать как инвертирующий повторитель, т.е. из входного напряжения UУ ШИМ на сумматоре микросхемы DA9 начинает вычитаться такое же напряжение, уменьшенное на величину 1/4 UОП МАХ. Таким образом, на выходе микросхемы DA9 формируется горизонтальная составляющая выходной характеристики (частота генератора пилообразного напряжения постоянна). Когда входное напряжение UУ ШИМ достигает величины 3/4 UОП МАХ , происходит переключение микросхемы DA7 и на ее выходе формируется сигнал, повторяющий превышение UУ ШИМ на 3/4 UОП МАХ. Указанный сигнал отрицательного знака поступает на вход микросхемы DA9 и совместно с выходным сигналом микросхемы DA8 вычитается из сигнала UУ ШИМ. Таким образом, формируется третья часть выходной характеристики функционального преобразователя частоты - спадающая часть (частота генератора пилообразного напряжения уменьшается).

На микросхеме DA11 собран генератор пилообразного напряжения. Входным сигналом для микросхемы DA11 является выход функционального преобразователя. В начальной зоне регулирования выходной сигнал микросхемы DA9 линейно возрастает, т.е. возрастает скорость заряда конденсатора С15, происходит увеличение частоты генератора пилообразного напряжения с 20 Гц (начальная частота определяется делителем R62, R63 и резистором R65 при нулевом уровне сигнала на выходе микросхемы DA9) до 400 Гц (когда напряжение UУ ШИМ достигло величины 1/4 UОП МАХ). При дальнейшем увеличении напряжения UУ ШИМ выходное напряжение микросхемы DA9 остается постоянным и, следовательно, частота работы привода остается постоянной.

Когда начинает формироваться спадающая часть выходной характеристики микросхемы DA9 происходит плавное уменьшение частоты генератора от 400 до 20 Гц (при нулевом значении сигнала на выходе микросхемы DA9). Микросхема DA12 определяет амплитуду пилообразного напряжения. Когда линейно изменяющееся напряжение на выходе микросхемы DA11 достигает уровня уставки резисторного делителя R79, RP5, происходит переключение микросхемы DA12, сигнал на входе микросхемы DD3:9 принимает низкий уровень (логический ), инвертор DD3 переключается и формирует узкий импульс синхронизации. Указанный импульс открывает транзистор VT4 и происходит быстрый разряд конденсатора С15. Как только конденсатор С15 разрядится, микросхема DA12 под действием опорного напряжения через делитель R79, RP5 переключится в исходное состояние.

На микросхеме DD3 собран, так называемый, "расширитель импульсов" на вход которого поступает узкий импульс синхронизации с выхода микросхемы DA12, а на выходе присутствует импульс длительностью, определяемой параметрами конденсаторов С13, С14 (в данном случае t = (270-330) мкс). Указанный импульс управляет транзистором VT4 и, следовательно, сбросом генератора пилообразного напряжения, а также поступает на вход микросхемы DA10 генератора модифицированного пилообразного напряжения. По заднему фронту импульса одновибратор DD1.1, DD1.2, R48, R49, C12, VD15 формирует импульс длительностью порядка 200 мкс.


Диаграммы импульсов, поясняющие работу схемы, представлены на рисунке 4.15. Диаграммы нарисованы для четырех разных напряжений уровня широтно-импульсной модуляции (ШИМ):

а) UУПР ШИМ1 – начальное напряжение управления;

б) UУПР ШИМ 2 > UУПР ШИМ 1 (в пределах 1-ой зоны регулирования – частотной – до 2,5 В);

в) UУПР ШИМ 3 > UУПР ШИМ 2 – от 2,5 до 1,5 В - зона широтно-импульсного регулирования;

г) UУПР ШИМ 4 > UУПР ШИМ 3 – от 7,5 до 10 В - зона частотного регулирования. На выходе микросхемы DA11 пилообразное напряжение регулируемой частоты уменьшается в пределах от 400 до 20 Гц).
На выходе микросхемы DD3:8 импульсы синхронизации, которые сбрасывают генератор пилообразного напряжения, одновременно формируют на пилообразном сигнале (микросхема DA10:6) горизонтальный участок запрета включения основного тиристора после включения коммутирующего тиристора. Эта блокировка ограничивает минимальную ширину импульса на основной тиристор по следующей причине: для запирания основного тиристора и восстановления его свойств необходимо к основному тиристору приложить обратное напряжение в течение времени, необходимого для закрывания тиристора (порядка 40 мкс), т.е. для обеспечения надежной коммутации накладывается ограничение на включение основного тиристора и прохождение коммутационных процессов.


t, мкс



t, мкс

t, мкс

t, мкс


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница