Статический преобразователь собственных нужд поездов постоянного напряжения
На электропоездах для питания осветительных сетей, обогревателей, двигателей компрессоров и других нагрузок используются преобразователи собственных нужд. Эти устройства получают электроэнергию от высоковольтных контактных сетей, напряжение которых изменяется в широких пределах, и обеспечивают питанием стабилизированные электрические сети поездов.
Одно из возможных технических решений – статический преобразователь собственных нужд. На рис. 21.1 представлена расчетная схема преобразователя собственных нужд, который может использоваться на электропоездах ЭД6 (работа выполнялась «Лабораторией преобразовательной техники» с участием РАО ВСМ, ФГУП ЦНИИ СЭТ и др.).
Рис. 21.1 Расчетная схема статического преобразователя собственных нужд для электропоезда ЭД6
В рассматриваемом случае преобразователь получает питание от контактной сети постоянного напряжения 3 кВ. Напряжение контактной сети изменяется в пределах от 2,2 кВ до 4 кВ. Преобразователь имеет мощность 80 кВт. Он обеспечивает питанием сеть постоянного напряжения 110 В и трехфазную сеть переменного напряжения 380 В, 50 Гц. В преобразователе с помощью трансформатора обеспечивается гальваническая развязка сетей 3 кВ, 380 В и 110В. Для уменьшения массы и габаритов трансформатора он выполняется на повышенную частоту (1000 Гц).
В расчетной схеме контактная сеть представлена источником ЭДС ек, индуктивностью Ik и активным сопротивлением Гк. Контактная сеть имеет напряжение Uk и ток ik.
На входе преобразователя имеется дроссель с индуктивностью 1ь равной 0,0055 Гн, и активным сопротивлением г,.
Напряжение контактной сети преобразуется в однофазное переменное напряжение входным трехуровневым транзисторным инвертором. Входной инвертор содержит четыре транзистора с обратными диодами, конденсаторы и другие элементы. В конденсаторах учитываются емкости Ci и С2 (по 600 мкФ) и активные сопротивления гс. Транзисторы включаются по два последовательно в каждом плече входного инвертора. Напряжение между ними распределяется с помощью входных конденсаторов, точка соединения которых с помощью диодов объединяется с точками соединения друг с другом транзисторов. Состояния транзисторов и обратных диодов описываются
Источник
Преобразователь собственных нужд псн 170
Преобразователь является комплектующим изделием для магистральных электровозов постоянного тока 2(3)ЭС4К, производства ООО «ПК«НЭВЗ».
М-ПТП-235 предназначен для преобразования высоковольтного напряжения (2200 В – 4000 В) контактной сети в напряжения, необходимые для электропитания потребителей электровоза: асинхронных электродвигателей вентиляторов и компрессоров, шкафа питания, преобразователей возбуждения тяговых двигателей, устройств обеспечения микроклимата и санитарно-технического обслуживания.
Высоковольтный статический преобразователь ПСН-100/3.1
Преобразователь является комплектующим изделием для магистральных электровозов постоянного тока ЭП2К, производства ОАО «Коломенский завод».
Преобразователь преобразует высоковольтное напряжение (2200 В – 4000 В) контактной сети в напряжения, необходимые для электропитания асинхронных электродвигателей вентиляторов и компрессора, шкафа питания, устройств обеспечения микроклимата, санитарно-технического обслуживания электровоза.
Преобразователи вспомогательного электропитания двухканальные М-ТТПП-60/220-380/110
М-ТТПП-60/200-380/110 предназначен для преобразования нестабильного трехфазного напряжения переменного тока от дизель-генератора или другого источника в два канала выходного напряжения:
– в трехфазное напряжение переменного тока с возможностью регулировки частоты и напряжения для питания электродвигателя компрессорного агрегата;
– в напряжение постоянного тока для питания бортовой сети и подзаряда аккумуляторной батареи стабилизированным напряжением 110 В с гальванической развязкой между цепями переменного и постоянного тока.
Предприятие входит
в «Объединение производителей железнодорожной техники»
(НП «ОПЖТ»), которое работает над крупными текущими
и перспективными проектами
для отрасли.
Источник
Электрические характеристики ПСН
Электрические характеристики ПСН 8
Алгоритм сбора схем резервирования электровоза 13
Приложение А. Коды диагностической индикации блока МПСУ 23
Преобразователь собственных нужд (далее ПСН) предназначен для энергоснабжения цепей собственных нужд электровозов, эксплуатируемых на участках железных дорог, электрифицированных напряжением 3000 В постоянного тока.
Расшифровка условного наименования ПСН: ПСН 235 У2
Преобразователь собственных нужд
Значение номинальной выходной мощности в кВА
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
ПСН выполнен из унифицированных базовых блоков, узлов и модулей. Функционально ПСН (рисунок 1) содержит входной контактор, входной фильтр, блок защиты от импульсных выбросов входного напряжения, два контактора входных каналов, четыре входных однофазных инвертора на IGBT транзисторах с гальваническим разделением потенциалов посредством силовых трансформаторов, шесть выходных инверторов АИН1…АИН6 с входными однофазными выпрямителями, пять фильтров du/dt, один синус-фильтр и микропроцессорную систему управления (МПСУ).
Рисунок 1. Функциональная схема ПСН
Первый выходной инвертор (АИН1) обеспечивает питание трехфазным напряжением асинхронный двигатель компрессора (МК).
Второй и четвертый выходной инверторы (АИН2 и АИН4) при штатной ситуации обеспечивают однофазным напряжением соответствующие регуляторы тока возбуждения (РТВ1 и РТВ2), которые в свою очередь подают напряжение питания постоянного тока на обмотки возбуждения тяговых двигателей в режиме независимого возбуждения. При неисправности любого выходного инвертора АИН1 или АИН6 в ПСН как собственной, так и соседней секции электровоза, подача напряжения на РТВ1 и РТВ2 во всех секциях прекращается, и силовые цепи электровоза переключаются с независимого возбуждения тяговых двигателей на последовательное возбуждение. При этом, выходные инверторы АИН2 и АИН4, в зависимости от выбранного варианта сбора схем резервирования, обеспечивают трехфазным напряжением питания потребителей аварийных выходных инверторов АИН1 или АИН6.
Третий выходной инвертор (АИН3) обеспечивает однофазным питанием шкаф питания цепей управления (ШП).
Пятый выходной инвертор (АИН5) обеспечивает трехфазным напряжением устройства микроклимата, санитарно-технического обслуживания и т.п.
Шестой выходной инвертор (АИН6) обеспечивает трехфазным напряжением питания два асинхронных двигателя вентиляторов (МВ1 и МВ2), которые охлаждают тяговые двигатели электровоза.
Конструктивно ПСН выполнен в виде шкафа (рисунок 2), который устанавливается в кузове электровоза. Шкаф имеет три двери, обеспечивающих доступ к силовой части ПСН и блоку МПСУ.
Каждая дверь оснащена механическими замками, предотвращающими несанкционированный доступ в шкаф. Одновременно каждая дверь оборудована электромеханическими замками и блокировочными устройства.
Электромеханические замки осуществляют удержание каждой двери шкафа в закрытом состояние до тех пор, пока остаточное напряжение на силовых конденсаторах ПСН не снизиться до безопасного уровня. Блокировочные устройства при открывании дверей шкафа обеспечивают снятие входного напряжения с ПСН путем размыкания блок-контактов, воздействующих на входные высоковольтные цепи электровоза.
Центральная дверь шкафа имеет смотровое окно (рисунок 3) для возможности визуального наблюдения за диагностическим индикатором блока МПСУ. Диагностический индикатор служит для отображения кодов основных неисправностей ПСН без подключения персонального компьютера. Он имеет четырехзначный индикатор и три кнопки управления «I», «P» и «L».
Кнопка «I» предназначена для пролистывания кодов присутствующих неисправностей. Рисунок 3. Смотровое окно
Кнопка «P» предназначена для отображения данных о текущих процессах.
Кнопка «L» предназначена для стирания из памяти отображенных кодов.
В нормальном режиме работы (при отсутствии неисправностей) диагностический индикатор показывает код «9999». Сообщение о неисправности появляется в момент ее обнаружения, код которой высвечивается до обнаружения следующей неисправности. Такой подход позволяет отображать кратковременные неисправности в ПСН. В связи с этим сообщение о неисправности на диагностическом индикаторе говорит только о том, что такая неисправность была зафиксирована, но не о том, что она все еще присутствует. Информация о неисправностях стирается после снятия напряжения питания с блока МПСУ. Перечень кодов неисправностей ПСН приведены в приложении А.
Слева на боковой стороне шкафа ПСН установлен световой индикатор HL1, который горит при отсутствии опасного остаточного напряжения на силовых конденсаторах ПСН.
Рисунок 4. Вентиляторы шкафа ПСН
Принудительное охлаждение панели управления блока МПСУ производит вентилятор М1 (рисунок 4). Он осуществляет обдув контроллера резервирования и центрального блока управления воздухом сверху вниз.
Принудительное охлаждение реакторов входного фильтра, фильтров du/dt, синус-фильтра, а также радиаторов силовых модулей, силовых трансформаторов осуществляется внешним забортным воздухом окружающей среды посредством встроенных в шкафу вентиляторов М2 и М3. Производительность каждого вентилятора 700 л/с.
Забортный воздух через очистительный фильтр форкамеры, поступает в воздуховод ПСН, в котором он распределяется на два потока. При этом один поток забортного воздуха от воздуховода ПСН проходит сверху вниз через воздушный канал, в котором выступают ребра охлаждения радиаторов силовых модулей и силовых трансформаторов. Данный воздушный канал расположен вдоль центральной части шкафа ПСН. Другой поток забортного воздуха проходит сверху вниз через воздушный канал расположенный в заднем отсеке шкафа, в котором установлены реакторы входного фильтра, фильтров du/dt, и синус-фильтра.
Внизу весь нагретый забортный воздух собирается и посредством вентиляторов М2 и М3 выбрасывается из кузова электровоза через выпускные решетки, которые расположены на дне шкафа ПСН.
Принудительное охлаждение остальных элементов и блоков ПСН, расположенных в передней части шкафа, осуществляется с помощью вентиляторов М4 и М5, которые установлены на верхней части боковых дверей. При этом воздух из кузова электровоза поступает внутрь шкафа ПСН через очистительные фильтры, расположенные на верхней части боковых дверей, и затем выбрасывается в кузов электровоза через выпускные решетки, распложенные на нижней части боковых дверей шкафа.
Электрические характеристики ПСН
Характеристики и параметры ПСН представлены в таблицах 1- 6.
Таблица 1. Параметры входного рабочего напряжения.
| Наименование параметра | Значение |
| Номинальное напряжение постоянного тока, В | 3000 |
| Максимальное напряжение постоянного тока, В | 4000 |
| Минимальное напряжение постоянного тока, В | 2200 |
Таблица 2. Выходные параметры первого инвертора АИН1.
| Наименование параметра | Значение |
| Число фаз | 3 |
| Номинальная выходная мощность, кВА | 55 |
| Номинальное выходное линейное напряжение, В | 380 ± 38 |
| Номинальная частота, Гц | 50 ± 1 |
| Номинальный ток, А | 83 |
| Максимальный пусковой ток в течение 20 с, А | 125 |
| Скорость нарастания частоты, Гц/с, не более | 5 |
Таблица 3. Выходные параметры инверторов АИН2 и АИН4.
Таблица 4. Выходные параметры третьего инвертора АИН3.
| Наименование параметра | Значение |
| Число фаз | 1 |
| Номинальная выходная мощность, кВА | 23 |
| Номинальное значение выходного напряжения, В | 600 ± 30 |
| Номинальная частота, Гц | 400 ± 4 |
| Форма кривой напряжения | двуполярные прямоугольные импульсы |
| Номинальный ток, А | 43 |
Таблица 5. Выходные параметры пятого инвертора АИН5.
| Наименование параметра | Значение |
| Число фаз | 3 |
| Номинальная выходная мощность, кВА | 30 |
| Номинальное выходное линейное напряжение, В | 380 ± 38 |
| Номинальная частота, Гц | 50 ± 1 |
| Номинальный ток, А | 45 |
| Максимальный пусковой ток в течение 20 с, А | 59 |
Таблица 6. Выходные параметры шестого инвертора АИН6.
| Наименование параметра | Значение |
| Число фаз | 3 |
| Номинальная выходная мощность, кВА | 50 |
| Номинальное выходное линейное напряжение, В | 380 ± 38 |
| Номинальная частота, Гц | 50 ± 1 |
| Номинальный ток, А | 76 |
| Максимальный пусковой ток в течение 20 с, А | 114 |
| Диапазон изменения выходного напряжения, В | 38…380 |
| Диапазон изменения частоты выходного напряжения, Гц | 5…50 |
К.п.д. ПСН при входном номинальном напряжении 3000 В постоянного тока и номинальной нагрузке не менее 90 %.
Амплитуда и частота выходных напряжений инверторов АИН1, АИН2, АИН4 и АИН6 принимают значения, соответствующие командам, которые поступают от МСУД электровоза в блок МПСУ ПСН.
Параметры напряжения питания блока МПСУ должны соответствовать следующим значениям:
| · | номинальное напряжение, В………………………………. | 110; |
| · | максимальное рабочее напряжение, В……………………. | 142; |
| · | минимальное рабочее напряжение, В…………………….. | 77; |
| · | максимально допустимое мгновенное значение напряжения, В, не более…………………………………….. | 150; |
| · | коэффициент пульсаций напряжения, %, не более……… | 10. |
Гарантированный автоматический запуск ПСН происходит по сигналу от МСУД электровоза при наличии:
· питания напряжения блока МПСУ не менее 77 В и не более 142 В;
· входного напряжения не менее 2200 В и не более 4000 В.
Блок МПСУ ПСН по командам, поступающим от МСУД электровоза, обеспечивает:
· плавный частотный пуск асинхронного двигателя компрессора МК;
· плавный частотный пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей вентиляторов МВ;
· сбор схем резервирования вспомогательных цепей электровоза.
Блок МПСУ обеспечивает выключение ПСН в следующих случаях:
· при превышении входного напряжения выше 4150 ± 150 В;
· при падении входного напряжения ниже 2100 ± 100 В.
Блок МПСУ обеспечивает отключение неисправного входного канала путем размыкания соответствующего контактора К2 или К3 входного блока (электрическая схема ПСН и вспомогательных цепей приведена на рисунке 5).
Преобразователь оснащен следующими защитами:
· от внешних коротких межфазных замыканий в цепи нагрузки каждого выходного инвертора АИН1…АИН6;
· от превышения максимального допустимого входного напряжения выходного инвертора АИН1…АИН6;
· от обрыва фазы в нагрузке выходных инверторов АИН1 и АИН6, а также выходных инверторов АИН2 и АИН4 в режиме резервирования;
· от недопустимого перегрева радиаторов силовых модулей.
Блок МПСУ после любого аварийного выключения обеспечивает трехкратный автоматический пуск предполагаемого аварийного входного (выходного) канала или входного (выходного) инвертора. В случае третьего повторения аварийного отключения блок МПСУ окончательно выключает соответствующий аварийный входной (выходной) канал или входной (выходной) инвертор. Данный подход позволяет исключить ложное отключение входного канала или выходного инвертора в результате воздействия случайных помех.
Дата добавления: 2019-09-13 ; просмотров: 1300 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
