какое напряжение вырабатывает псн 110
Назначение и конструкция ПСН
Преобразователь статический собственных нужд ПСН предназначен
− управления током обмотки возбуждения тяговых двигателей электровоза постоянного тока по схеме независимого возбуждения в режимах тяги, электродинамического и рекуперативного торможения;
− обеспечения плавного пуска и плавного регулирования частоты вращения асинхронных электродвигателей вспомогательных механизмов электровоза (вентиляторов охлаждения, турбокомпрессора) путем изменения величины и частоты подводимого напряжения;
− электропитания цепей управления и освещения и заряда аккумуляторной батареи;
-электропитания потребителей системы микроклимата кабины машиниста и микроволновой печи.
Источником питания самого преобразователя является контактная сеть напряжением 3000 В.
Конструкция ПСН постоянно совершенствуется с учетом эксплуатационных замечаний. На электровозах до 27 номера установлен комплект ПСН-200, на электровозах 15, 27 и далее устанавливается комплект ПСН 210-3.
Силовая схема подключения ПСН обеспечивает резервирование устройств ПСН при их выходе из строя.
В комплект ПСН – 200 (см. рисунок 8.1) входят:
— два понижающих регулятора РН – 3000М4;
— два статических преобразователя СТПР – 1000 М4;
— два статических преобразователя СТПР – 600 М4;
— два преобразователя напряжения в код ПНКВ – 1 – 1А;
— контролер измерительный КИ ППУ.
В комплект ПСН 210 – 3 (см. рисунок 8.2) входят:
— статический преобразователь СТПР – 1000 М4;
— статический преобразователь СТПР – 600 М4;
— два преобразователя напряжения в код ПНКВ – 1 – 1А;
— контролер измерительный КИ ППУ.
Все конструктивные части ПСН имеют законченное конструктивное исполнение. Объединение осуществляется кабелями. Охлаждение аппаратуры – принудительное от встроенных в шкафы вентиляторов.
Для начала работы ПСН требуется наличие следующих условий:
— должно быть подано низковольтное напряжение микропроцессорной части аппаратуры ПСН;
— входное высоковольтное напряжение на входе должно быть 2200 – 4000 В.
После подачи низковольтного напряжения микропроцессорная часть каждого прибора ПСН проводит самодиагностику и по запросу из МПСУ и Д передает диагностический массив состояния аппаратуры.
При положительном завершении самодиагностики и подаче команды из МПСУ и Д на подключение ПСН к высокому напряжению начинается работа ПСН.
3) электропитание ПЧ системы микроклимата кабины и МВП – каналы 4, 9;
4) заряд аккумуляторной батареи и электропитание цепей управления и освещения – каналы 5 и 6;
5) сбор диагностической информации от приборов ПСН по кодовым линиям связи и передачу ее в МПСУиД.
Для сбора диагностической информации в ПСН организованы две внутренние магистральные кодовые линии связи по интерфейсу RS-485.
Для сбора диагностической информации по магистралям используются два блока БС-ПС (на базе блоков БС-СИ), которые обеспечивают:
1) сбор диагностической информации от абонентов магистралей – приборов ПСН;
2) формирование диагностических массивов и выдачу их по запросу из МПСУиД;
3) прием управляющей информации от МПСУиД (уставки, команды включения-выключения) и передачу ее в соответствующий прибор ПСН.
Рисунок 8.1 Структурная схема ПСН – 200
Рисунок 8.2 Структурная схема ПСН 210 – 3
Шкаф защиты обеспечивает:
— активное подавление высоковольтных помех, содержащихся во входном напряжении 3 кВ;
— отключение аппаратуры ПСН от контактной сети с выдачей дискретного сигнала в МПСУиД при существенном повышении напряжения контактной сети для сохранения работоспособности аппаратуры.
Понижающий регулятор РН3000 устанавливается в ПСН-200, из состав комплекта ПСН 210-3 понижающий регулятор исключен. По принципу действия РН3000 представляет собой понижающий регулятор постоянного напряжения и обеспечивает на выходе напряжение постоянного тока, среднее значение которого 1000 В (±10 %).
— преобразование входного напряжения 1000В в прямоугольное напряжение амплитудой 500В частотой 500Гц:
— преобразование прямоугольного напряжения в постоянное напряжение 150В;
— преобразование прямоугольного напряжения в напряжение с управляемым значением тока для питания обмоток возбуждения ТЭД.
Статический преобразователь СТПР – 1000 для ПСН 210 – 3 обеспечивает:
— преобразование напряжения контактной сети в напряжение с управляемым значением тока для питания обмоток возбуждения ТЭД;
— формирование резервного тракта электропитания питания с выходным напряжением 600В.
— преобразование постоянного входного напряжения 1000В в напряжение постоянного тока 600В для питания преобразователей частоты.
Статический преобразователь СТПР600 М4 для ПСН 210-3 обеспечивает преобразование постоянного входного напряжения 3000 В в напряжение постоянного тока 600 В для питания преобразователей частоты и системы микроклимата кабины машиниста. Для поддержания температурного режима в СТПР600 размещены два вентилятора обдува напряжением питания 110 В.
Шкаф ПЧ и ЗУ для ПСН-200 обеспечивает:
— электропитание вентиляторов обдува тяговых двигателей и турбокомпрессора. Для решения этой задачи в шкафу размещены три преобразователя частоты ПЧ 30 кВт (А1, А2, А3), обеспечивающие преобразование постоянного напряжения 600В в регулируемое по частоте и амплитуде напряжение 380В 50 Гц
— электропитание аппаратуры системы микроклимата и ряд требуемых выходных напряжений:
1) выход регулируемого по частоте и амплитуде напряжения 380 В, 50 Гц для электропитания кондиционера;
2) пять выходов соответствующей мощности напряжением 220 В, 50 Гц для электропитания МВП, калориферов и тепловентиляторов 1 и 2, тепловых
панелей, кондиционера 220 В.
3) заряд аккумуляторной батареи – обеспечивается двумя блоками зарядного устройства (А18, А19);
4) электропитание потребителей 110 В – обеспечивается тремя блоками ограничителя напряжения 110В.
2ЭС6 Неисправности преобразователь статических собственных нужд
Содержание
Назначение
Преобразователь статический собственных нужд ПСН200 (далее «преобразователь») предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режиме тяги, рекуперации и электродинамического торможения, питания вспомогательных электрических приводов и механизмов, цепей управления и освещения, а также заряда аккумуляторной батареи магистрального грузового электровоза постоянного тока 2ЭС6.
Параметры и характеристики
Состав преобразователя
Преобразователь для одной секции электровоза включает в себя:
Все составные части преобразователя имеют законченное конструктивное исполнение и снабжены блочными частями соединителей. Объединение блоков осуществляется кабелями, снабженными кабельными частями соединителей.
Резервирование преобразователя
В целях повышения надежности ПСН применена концепция резервирования шкафов преобразователя. Переключение коммутирующих устройств осуществляется в ручном режиме, при выходе из строя одного или нескольких шкафов преобразователя. Данный режим работы является аварийным. В этом режиме работы неисправный шкаф или шкафы преобразователя отключаются от питающего напряжения соответствующими переключателями. Конструктивно резервирующие переключатели расположены в блоке аппаратов №3 (схема электрическая соединений МАВБ.661123.030 Э4.1 разработки ОАО «УЗЖМ»).
Назначение
Шкаф защит предназначен для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений и бросков тока, а также для ограничения влияния работы инверторов на электромагнитные процессы в контактной сети и процессов в контактной сети на работу инверторов.
Шкаф защит обеспечивает отключение аппаратуры преобразователя от контактной сети с выдачей дискретного сигнала в МПСУиД при повышении напряжения контактной сети выше 4000В, при этом работоспособность аппаратуры сохраняется. Время от момента обнаружения повышенного напряжения до выдачи команды на отключение не превышает 100 мс. Шкаф защит состоит из дросселя защиты, датчика напряжения контактной сети и схемы активного подавления выбросов входного напряжения.
Описание работы
Кратковременные выбросы напряжения контактной сети фильтруются с помощью дросселя защиты. При длительных выбросах напряжения датчик контактной сети формирует выходной сигнал, вызывающий срабатывание схемы активного подавления выбросов. При этом одновременно формируется сигнал на отключение быстродействующего контактора, что вызывает снятие напряжения со входа преобразователя. Величина напряжения, при котором срабатывает схема активной защиты, зависит от параметров выброса первичной сети и установлена на уровне (6-9) кВ.
Стабилизатор напряжения понижающего типа РН3000
Назначение
Управляемый выпрямитель СТПР1000
Назначение
Управляемый выпрямитель СТПР1000 предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режиме тяги, рекуперации и электродинамического торможения. СТПР1000 обеспечивает преобразование входного напряжения 1000 В в напряжение прямоугольной формы с амплитудой ±50 В для питания двух последовательно соединенных обмоток возбуждения тяговых электродвигателей, плавное регулирование токов обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в диапазоне 0-800 А в режиме тяги, рекуперации и электродинамического торможения, а также стабилизацию выходного напряжения постоянного тока номинальным значением 160 В±10%.
СТПР1000, упрощенная схема силовой части, представляет собой двухтактный преобразователь напряжения, построенный по классической полумостовой схеме DC\DC конвертора.
Состав СТПР1000:
Стабилизатор напряжения понижающего типа СТПР600
Назначение
Стабилизатор напряжения понижающего типа СТПР600 предназначен для питания шкафа преобразования частоты. СТПР600 обеспечивает стабилизацию выходного напряжения постоянного тока номинальным значением 600 В±10%. Состав и принцип работы стабилизатора напряжения понижающего типа СТПР600 полностью аналогичны РН3000.
Шкаф преобразования частоты ПЧ
Назначение
Шкаф преобразования частоты предназначен для питания вспомогательных электрических приводов и механизмов, устройств отопления и кондиционирования воздуха кабины машиниста, цепей управления и освещения, а также заряда аккумуляторной батареи. Шкаф ПЧ обеспечивает длительную работу асинхронных электродвигателей с частотами от 16 до 50 Гц в зависимости от токов тяговых электродвигателей, плавный разгон при пуске от 2.5 Гц и плавный переход с одной частоты на другую, а также стабилизацию напряжения бортовой сети электровоза и заряд аккумуляторной батареи. Шкаф преобразования частоты представляет собой преобразователь напряжения типа DC\DC и преобразователь типа DC\AC (постоянный ток\переменный ток), размещенных в одном корпусе и функционально состоит из следующих основных узлов:
Преобразователь напряжения в код
Назначение
Преобразователь напряжения в код ПНКВ предназначен для преобразования сигналов с датчиков тока якоря и тока обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в кодовый сигнал, с целью передачи его по интерфейсу RS-485.
Описание работы
По принципу действия ПНКВ представляет собой средство измерения на основе цифрового преобразователя входного напряжения в пропорциональный частотный сигнал и микропроцессора, выполняющего преобразование частотного сигнала в кодовый.
Блок связи со средствами измерения
Назначение
Блок связи со средствами измерения предназначен для сбора информации от преобразователя и взаимодействие с МПСУиД по двум кодовым линиям связи по магистральному интерфейсу RS-485.
Описание работы
БС осуществляет кодовое и информационное взаимодействие комплекта ПСН с МПСУиД по интерфейсу RS-485, в соответствии с исходными данными.
Система управления
Назначение
Система управления состоит из двух частей:
Система управления преобразователем предназначена для приема информации от системы управления верхнего уровня, ее обработки и выдачи управляющих команд на исполнительные устройства преобразователя. А также для приема информации от исполнительных устройств преобразователя и передачи ее к системе верхнего уровня. Система управления возбуждением тяговых электродвигателей предназначена для приема информации от системы верхнего уровня и от внешних датчиков, ее обработки и выдачи управляющих команд к блокам возбуждения. А также для приема информации от блоков возбуждения и передачи ее к системе верхнего уровня.
Описание работы
Система управления преобразователем обеспечивает ограничение нарастания напряжения на нагрузке каналов №1–№6 на уровне 500 В/мкс, ограничение выходного тока по всем каналам преобразования, плавный вывод выходного напряжения до номинального значения не более чем за 2мс.
В неустановившихся режимах работы тяговых электродвигателей при абсолютном значении скорости изменения тока якоря превышающем 10000 А/с величина коэффициента компаундирования увеличивается в два раза, а при снижении абсолютного значения скорости изменения тока якоря до 500 А/с снижается до значения, заданного системой управления электровоза.
Преобразователь имеет встроенную систему диагностики, обеспечивающую проверку функционирования основных узлов с передачей диагностической информации системе управления верхнего уровня. Система управления размещается в шкафах преобразователя и питается от бортовой сети электровоза с номинальным напряжением 110 В. Допустимый диапазон изменения питающего напряжения 77-130 В.
Электрические характеристики ПСН
Оглавление
Электрические характеристики ПСН 8
Алгоритм сбора схем резервирования электровоза 13
Приложение А. Коды диагностической индикации блока МПСУ 23
Назначение
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
Состав ПСН
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.
Рисунок 2. Шкаф ПСН
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: 1146 ; Мы поможем в написании вашей работы!