Авторизация на сайте

лучший сайт где можно скачать шаблоны для dle 11.2 бесплатно

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Контроль и анализ офисного пространства Энергоэффективное здание Ценностное предложение по автоматизации АЗС Умный дом для дизайнерских компаний Ценностное предложение для организации светофорного движения Умный дом для архитектурных бюро и мастерских Умный дом для управляющих компаний Система Умный дом для владельцев квартир

Как с нами связаться

  • +7 (925) 612-78-77
  • info@houseclever.ru
  • 111250, Россия, Москва, ул.Красноказарменная 13, здание МЭИ(ТУ) М-206А
» » » Блок регулирования напряжения для автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов дальнего следования.

Блок регулирования напряжения для автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов дальнего следования.

admin 4-04-2019, 05:00 71 Статьи / Статьи про энергетику

Анучин А.С, Силаев Ф.А.



Блок регулирования напряжения для автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов дальнего следования.


Основным типом системы электроснабженияпассажирских вагонов дальнего следования в нашей стране стала смешеннаясистема, в которой питание осуществляется от подвагонного генератора и межвагоннойвысоковольтной магистрали. Из-за наличия вРоссии огромной длины неэлектрифицированных железныхдорог и отсутствия тепловозов, имеющих возможность выдать необходимое высокоенапряжение в вагонную сеть, высоковольтная магистраль используется только дляпитания комбинированной системы отопления. Все остальные потребители, такие какосвещение, кондиционер, кипятильник, низковольтное отопление и циркуляционныйнасос, вентиляция и т.д. питаются от подвагонного генератора.

Рис.1. Наиболее распространенная схема электроснабжения

Наиболее распространенная системаэлектроснабжения содержит индукторный генератор, приводимый в движение отколесной пары через редуктор, карданный вал и эластичную муфту, выпрямитель, ккоторому подключена нагрузка и аккумулятор, и возбудитель. Регулированиевыходного напряжения осуществляется по обмотке возбуждения. Данное устройствовыпускается фирмой ООО НПЦ "Экспресс" (г. Тверь).

Представленная на рис.1 схема имеет ряднедостатков, так питание нагрузки осуществляется, только начиная со скоростиоколо 35 км/ч. На более низких скоростях ЭДС генератора оказывается ниженапряжения аккумуляторной батареи, что не позволяет производить ее заряд ипитать от генератора нагрузку. Отмечаются эпизодические выходы из строявозбудителя, при которых напряжение генератора на высоких скоростяхнеконтролируемо растет. Аккумуляторные батареи являются естественным демпфером системырегулирования напряжения, что негативно сказывается на сроке их службы.

Данные недостатки были учтены в блокерегулирования напряжения (БРН), разработанном совместно ОООНПП "Цикл ", ООО "НПФ Вектор" и ОАО "Ижевскийрадиозавод" по заказу ООО "АВП Технология". Преобразователь поставляется вместес комплектом электрооборудования вагона "КВИНТ-ЭВ". Помимо возбудителя ивыпрямителя БРН содержит транзисторный статический преобразователь напряжения.Схема электроснабжения вагона на базе БРН представлена на рис. 2.

Рис.2. Схема электроснабжения на базе БРН

Статический преобразователь БРН выполненпо схеме "несимметричного моста", которая приведена на рис. 3. Такая схемапозволяет повышать и понижать входноенапряжение.

Рис.3. Статический преобразователь напряжения по схеме "несимметричный мост"

DCDC-преобразователь построен на базевысокочастотных транзисторов фирмы Semikron. ЧастотаШИМ составляет 30 кГц, а управление по двум каналам осуществляется с фазовымсдвигом на 180 , что позволяет уменьшить нагрузку на электролиты засчет более высокочастотной и гладкой формы их тока. Ключи VT1 и VT2 являютсяпонижающими ключами, а VT3 и VT4 повышающими. Система управленияпреобразователя содержит контура тока дросселей и контур напряжения высокогобыстродействия, что позволяет, не превышая допустимые токи, отрабатыватьприложение нагрузки скачком (включение кондиционера постоянного тока, локальныекороткие замыкания).

Применение DCDC-преобразователя,способного работать в режиме повышения, позволяет осуществлять питание вагонауже со скорости 10 км/ч, обеспечивая приблизительно треть от номинальноймощности. Данное свойство весьма полезно на участках дорог, где скоростьдвижения ограничена (например, район Адлера), так как снимаемой мощности ужехватает для освещения вагона, кипячения воды и включения кондиционера на первойступени производительности. По сути, это очень важное достижение, так как вдействительности электрооборудование вагона редко потребляет полную мощность.Для полной нагрузки вагон должен быть прогрет на солнце (максимальнаяпроизводительность кондиционера), а аккумулятор должен быть полностью разряжен.Поэтому реальная нагрузка не превышает 60% от максимальной,а в обычных условиях 40%. 

Применение высокочастотногопреобразователя позволило качественно стабилизировать выходное напряжение назажимах аккумуляторной батареи (АБ) и перестать использовать ее в качестведемпфера. Система управления анализирует показания двух датчиков температурыаккумуляторов и в функции их показаний осуществляет регулирование напряжения позависимости, определяемой типом батареи (см. рис.4).Помимо напряжения контролируется ток заряда и производится его стабилизация надопустимом уровне. 

Рис.4. Зависимость максимального напряжения заряда в функции температуры для кислотной аккумуляторной батареи

По предварительной оценке исключениеперезаряда батареи в совокупности с гладким напряжением и ограничениемзарядного тока позволяет ожидать увеличение срока службы АБ в несколько раз поотношению к существующему решению.

Для управления возбуждением генератораприменена схема несимметричного моста. Данная схема (см.рис.5) невосприимчива к пробою одного из транзисторов. В случае пробоятранзистора релейный регулятор напряжения выхода генератора продолжит работу,однако в систему управления заложен алгоритм определения количества рабочихтранзисторов, который выдаст предупреждение о неисправности на верхний уровень.

Рис.5. Схема управления обмоткой возбуждения генератора

Релейный регулятор обмотки возбуждениягенератора работает по заданию выходного выпрямленного напряжения иконтролирует ток обмотки, чтобы он не превышал максимально допустимый.Напряжение генератора задано на уровне около 150 Вольт, DCDC-преобразовательпри этом работает в выгодном энергетически режиме понижения напряжения. Еслииз-за низкой скорости движения, генератор не может выдать заданное напряжение,то ток обмотки стабилизируется на безопасном уровне. В таком режимеDCDC-преобразователь может переходить в режим повышения напряжения.Осциллограмма работы контура возбуждения приведена на рис.6.

Рис.6. Работа контура возбуждения

Основной DCDC-преобразователь построенна высокочастотных модулях Semitrans с рабочейтемпературой до 40°C.Схема управления обмоткой возбуждения собрана на дискретных транзисторах. Дляработы на стоянке от внешней сети при температурах ниже 40°C предусмотренацепь предварительного подогрева силовой части.

Рис.7. Силовая часть и общий вид БРН

Система управления выполнена наконтроллере МК10.5, построенного на базе микроконтроллера TMS320LF2406Aфирмы Texas Instruments.Микроконтроллер имеет производительность 40 млн. операций в секунду, содержитвстроенную Flash-память, код в которой защищен от копирования и реверсногоинжиниринга 64-разрядным паролем. Программное обеспечение написано на языкеассемблер. Связь с верхним уровнем – системой "КВИНТ-ЭВ" осуществляется поинтерфейсу CAN с протоколом CANopen. Следуетотметить, что преобразователь является полностью автономным и не управляется поCAN-сети. Она необходима только для передачи на верхний уровень информации постепени заряда АБ, текущем уровне напряжения и скорости вращения генератора(его частоте), которая используется системой "КВИНТ-ЭВ" для расчетапройденного вагоном пути. То есть обрыв связи БРН с вагонной CAN-сетью неприведет к обесточиванию потребителей.

Испытания БРН проводились в составе"КВИНТ-ЭВ" на опытном вагоне, приписанном к Октябрьской железной дороге.Система успешно прошла испытания на маршрутах "Москва – Мурманск – Москва" и"Москва – Санкт-Петербург – Москва" при температурах от -28°C до 25°Cи от -40°C до 40°C в условиях климатической камеры.


Анонсы статей


Похожие новости

  • Вопросы и ответы пользователей
  • Эффективный метод программной реализации дискретных управляющих автоматов во встроенных системах управления
  • Вентиляция и кондиционирование
  • Умный дом в современной России.
  • Перспективная микропроцессорная элементная база

  • Добавить комментарий