|
НАУЧНО – ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ЭПРО»
К О М П Л Е К Т
ТЯГОВОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
с микропроцессорной реализацией управления
ДЛЯ ТРОЛЛЕЙБУСА
ЭПРОТЭТ–180–2
Руководство по эксплуатации
ИДВГ. 654543.008 РЭ
Санкт–Петербург
Руководство по эксплуатации (РЭ) распространяется на комплект оборудования тягового асинхронного частотно–регулируемого электропривода для троллейбуса с микропроцессорной реализацией управления ЭПРОТЭТ–180–2 (далее называемый комплект), предназначено для правильного использования и эксплуатации, технического обслуживания и поддержания комплекта в исправном состоянии.
К эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту комплекта допускается персонал, прошедший соответствующую подготовку. Объем подготовки определяется техническим уровнем обслуживающего персонала, а также опытом работы с тяговым электрооборудованием, в состав которого входит силовая преобразовательная техника и микропроцессорные (программные) средства управления.
-
Описание комплекта
1.1Назначение комплекта.
Комплект предназначен для обеспечения необходимых статических и динамических электромеханических характеристик троллейбуса c асинхронным тяговым электродвигателем.
1.1.1Технические характеристики.
1.1.1.1Входные параметры:
– номинальное напряжение контактной сети постоянного тока (КС) – 550 В;
– рабочий диапазон напряжения КС – 400 – 720 В.
1.1.1.2Основные параметры:
– номинальная мощность преобразователя БСПТ–180КРВ 180 кВт;
– максимальный входной рабочий ток в тяговом режиме при Uном 400 А;
– максимальный возвращаемый ток в тормозном режиме – 400 А;
– КПД преобразовательной части комплекта с учетом потерь на вентиляцию 97%;
– КПД комплекта c учетом ТАД 90%.
1.1.1.3Питание системы управления и контроля (СУ) комплекта обеспечивается от блока бортового электроснабжения (ББЭ) троллейбуса напряжением 27 В совместно с аккумуляторной батареей (АБ) 24 В. Рабочий диапазон изменения напряжения 16,8–30 В. Максимальная мощность, потребляемая комплектом от сети 24 В с учетом вентиляции блоков силовых преобразовательных тяговых (БСПТ) и заряда емкости фильтров, не более 500 Вт.
1.1.1.4Комплект обеспечивает следующие виды защит:
– от возможности сбора силовой схемы и запуска автономного инвертора напряжения (АИН) при отсутствии хотя бы одного уровня напряжения питания цепей БСПТ;
– от токов короткого замыкания (КЗ) через силовые транзисторные ключи;
– от перегрева корпусов силовых транзисторных ключей;
– от токов КЗ в контактной сети при работе в тормозном режиме;
– от длительного максимального тока в тормозных резисторах;
– от импульсных перенапряжений на конденсаторном фильтре (Сф);
– от перенапряжений на конденсаторах фильтров выше 800 В;
– от замыканий в нагрузке АИН.
1.1.1.5Комплект обеспечивает следующие режимы работы троллейбуса:
– разгон с заданным ускорением;
– движение выбегом;
– бесконтактное изменение направления движения (реверсирование ТАД);
– служебное электрическое рекуперативно–реостатное торможение во всем диапазоне скоростей (от конструкционной до нулевой). Допускается совместное действие электрического и воздушного тормозов при экстренном торможении;
– электрическое торможение при потере напряжения в контактной сети;
– движение при автономном ходе (от бортовой АБ);
1.1.1.6В комплекте реализованы следующие алгоритмы управления электроприводом:
– алгоритм безударного рабочего запуска АИН при соблюдении условий наличия на входе БСПТ признаков требуемого режима работы («ХОД» – «ТОРМОЗ») и выбора направления движения («ВПЕРЕД» – «НАЗАД»), а также условия нахождения напряжения контактной сети (от 400 до 720 В);
– алгоритм безударного рабочего останова АИН при сбросе педального контроллера водителя (КВП) в нулевое положение;
– алгоритм стабилизации напряжения на конденсаторном фильтре с помощью ограничителя ОН при превышении этим напряжением величины 770 В вне зависимости от причины этого превышения и на уровне 720 В в тормозном режиме;
– алгоритм включения тормозного резистора для перевода стрелки под током;
– алгоритм запрета рекуперации и выключения высоковольтных потребителей для перевода бестоковой стрелки;
– алгоритм аварийной остановки АИН и отключения от контактной сети в тормозном режиме при срабатывании в ОН токовой защиты;
– алгоритм запрета рекуперации и автоматического перехода на резистивное торможение при снижении напряжения на входе ниже 400 В или КЗ в КС;
– алгоритм защиты тормозного резистора Rт от длительной работы с максимальным током.
1.1.1.7При реализации режимов п. 1.1.1.5 комплект обеспечивает:
– автоматический безударный и бесконтактный переход от одного вида электрического торможения к другому;
– безударный и бесконтактный переход от тягового или тормозного режимов к режиму выбега и обратно во всем диапазоне рабочих скоростей и загрузок троллейбуса;
– безударный и бесконтактный переход от тягового режима к тормозному;
– практически безискровой проход токоразделов в режиме электрического торможения;
– перевод стрелки под током с использованием тормозных резисторов и без тока при отключении высоковольтных потребителей.
1.1.1.8В тяговом режиме комплект обеспечивает плавное трогание и последующий разгон троллейбуса с заданным водителем ускорением до требуемой скорости движения.
1.1.1.9В режиме электрического торможения комплект обеспечивает плавное замедление троллейбуса от текущей скорости движения до полной остановки. На скорости 1,5 км/час комплект выдает команду на наложение механического тормоза (включается/отключается водителем).
В режиме электрического торможения энергия отдается комплектом в КС потребителям (рекуперативное торможение). Электрическая энергия торможения расходуется в блоке тормозных резисторов (реостатное торможение) в следующих случаях:
– при отсутствии в КС потребителей;
– при торможении в условиях отсутствия напряжения в КС;
– при торможении с разобранной силовой схемой (при выключенном входном контактном аппарате).
1.1.2Состав комплекта.
1.1.2.1Перечень составных частей комплекта приведен в Таблица 1.
Таблица 1
Наименование
|
Обозначение документа
|
Количество
|
Изготовитель
|
Блок силовой преобразовательный тяговый БСПТ–180КРВ
|
ИДВГ.435431.053.2
|
1
|
НПП «ЭПРО»
|
Тяговый асинхронный электродвигатель (ТАД-3У1 или ТАД280L4)
|
|
1
|
|
Блок входного реактора (БВР)
|
12Э332 (0,185 мГн; 240 А)
|
1
|
|
Блок тормозных резисторов (БТР)
|
12Э260Б (1,6 Ом; ≥16 кВт)
|
1
|
|
Панельный компьютер WOP–IT–840 TC–12
|
WOP–IT–840 TC–12
|
1
|
ООО «ЭЛЕПРОМ.РУ»
|
Руководство по эксплуатации
|
ИДВГ.654543.008 РЭ
|
1
|
НПП «ЭПРО»
|
Блоки БСПТ, БВР и БТР устанавливаются на крыше троллейбуса. Панельный компьютер установлен на пульте водителя.
1.1.3Устройство и работа.
Схема подключения силовых цепей комплекта ЭПРОТЭТ–180–2 и цепей датчика частоты вращения представлена на Рисунок 1.
НОМЕРА ПРОВОДОВ ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ТИПЫ ЭЛЕМЕНТОВ ДАНЫ УСЛОВНО. РЕАЛЬНОЕ НОМЕРА И ОБОЗНАЧЕНИЯ МОГУТ ОТЛИЧАТЬСЯ ОТ ПРИВЕДЕННЫХ В НАСТОЯЩЕМ РУКОВОДСТВЕ.
По входным силовым цепям БСПТ электрически соединен с реактором входного фильтра БВР проводом +550 В (ХТ1) и проводом –550 В (ХТ2). Для обеспечения режима АВТОНОМНОГО ХОДА необходимо соединения с плюсом АБ через предохранитель и контакты контактора LK3 к (ХТ2) и минусом АБ через контакты контактора LK4. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОНТАКТОРАМИ LK3(4) ДОЛЖНА ИСКЛЮЧАТЬ ВОЗМОЖНОСТЬ ОДНОВРЕМЕННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ С КОНТАКТОРАМИ LK1(2).
Выходные силовые цепи БСПТ подключены к клеммной коробке ТАД (ХТ4 – фаза А, ХТ5 – фаза В, ХТ6 – фаза С), а еще двумя выходными проводами БСПТ соединен с БТР (ХТ3, ХТ7).
Рисунок 1 - Схема подключения силовых цепей комплекта ЭПРОТЭТ–180–2 и цепей датчиков частоты вращения
НЕПРАВИЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ПРИВЕДЕТ К ПОВРЕЖДЕНИЮ АКТИВНЫХ УЗЛОВ ВНУТРИ БСПТ.
На схеме введены следующие обозначения: А1 блок силовой преобразовательный тяговый (БСПТ); QF1 – автоматический выключатель; LK1, LK2 – линейные контакторы контактной сети; LK3, LK4 – линейные контакторы подключения АБ в режиме автономного хода; L1, L2 – блоки входных реакторов (БВР); R1 блок тормозных резисторов (БТР); М1 тяговый асинхронный электродвигатель (ТАД); BV1–1, BV2–1 – датчики частоты вращения (ДЧВ) основной и резервный ТАД; ХТ1 – ХТ6 клеммная рейка для подключения ДЧВ; LK5 – линейный контактор включения В/В собственных нужд (компрессор, калориферы, и.т.д.); АБ – аккумуляторная батарея.
ПРИМЕЧАНИЕ возможна комплектация двигателей только одним датчиком частоты вращения в зависимости от типа ТАД, в этом случае подключается только первый датчик.
1.1.3.1Блок БВР предназначены для индуктивного отделения от контактной сети (для снижения переменной составляющей потребляемого или рекуперируемого тока и для подавления радиопомех). БВР состоит из двух радиореакторов с суммарной индуктивностью не менее 0,24 мГн и с номинальным током 240 А.
1.1.3.2Блок БТР предназначен для перевода стрелок под током, защиты от перенапряжений и рассеивания энергии электрического торможения в случае отсутствия или малой мощности потребителей в КС. Полное активное сопротивление одного блока БТР 1,6…2 Ом, мощность – 16 кВт.
1.1.3.3Блок БСПТ осуществляет преобразование электроэнергии постоянного тока, поступающей от КС, в трехфазное переменное напряжение, регулируемое по амплитуде и частоте с получением требуемой формы фазных токов в зоне обеспечения постоянного момента ТАД. Блок БСПТ содержит все активные силовые функциональные узлы тягового преобразователя. В состав БСПТ входит система управления электроприводом (СУ), блоки питания собственных нужд преобразовательной установки (заряда конденсатора фильтра, питания вентиляторов и питания драйверов силовых транзисторных ключей).
1.1.3.4В тяговом электродвигателе установлены датчики частоты вращения типа 1GT101DC (Рисунок 2).
 
Рисунок 2 - Датчик частоты вращения типа 1GT101DC
На свободном конце вала под съемным кожухом закреплена крыльчатка вентилятора, на которой установлено стальное зубчатое колесо с 96 прямыми зубцами, являющееся ротором датчиков ДЧВ. Датчики ДЧВ фланцевого исполнения (см. Рисунок 2) крепятся к статору ТАД на специальных кронштейнах так, чтобы чувствительные элементы ДЧВ располагались над зубчатым колесом с воздушным зазором 1,00,2 мм. ДЧВ и крыльчатка закрыты общим кожухом, снабженным съемной крышкой. Крышка крепится к кожуху через резиновую прокладку и обеспечивает доступ к ДЧВ на случай его регулировки или замены. Трассировка жгута подключения датчиков должна быть выполнена либо перпендикулярно трассе силовых проводов, либо на расстоянии не менее 250 мм от нее, а соединитель должен быть полностью завинчен, зафиксирован и защищен. Не допускается трассировка жгутов ДЧВ вдоль статора ТАД.
1.1.3.5Подключение низковольтных цепей троллейбуса к БСПТ.
Со схемой управления троллейбусом, датчиками частоты вращения двигателей и пультом водителя по диагностическим и индикационным сигналам БСПТ связан через разъем Х1. Разъем Х1 состоит из шести модулей по двенадцать контактов в каждом, первые три модуля имеют контакты типа «вилка», а три последних – типа «розетка» (Рисунок 3).
Рисунок 3 - Разъем Х1 для подключения БСПТ к схеме троллейбуса
(вид на БСПТ)
На Рисунок 4 показано подключение к БСПТ, цепей управления остановочным тормозом, линейными контакторами и питания, выполненное через разъем Х1:1.
Для обеспечения питания собственных нужд БСПТ напряжение АБ вводится через автоматический выключатель QS1 (разъем БСПТ Х1.1:8, 9 и Х1.1:7, 10 Рисунок 14).
Предусмотрены блокировка включения линейных контакторов контактной сети LK1(2) при срабатывании прибора контроля тока утечки (ИТУТ). Использование трехпозиционного переключателя SA4 и блокировочных контактов LK1(2) и LK3(4) делает невозможным попадание напряжения контактной сети на аккумуляторную батарею при включении (выключении) режима автономного хода.
Клавиши SA2, SA3 необходимы для оперативного отключения блокировки движения при открытых дверях и включения линейных контакторов контактной сети LK1(2) соответственно.
Управление остановочным тормозом происходит следующим образом. Сигнал на включение функции «Остановочный тормоз» (напряжение АБ), получаемый с пульта водителя (клавиша SA5), приходит на первый вывод первого модуля разъема Х1 (Х1.1:1) (Рисунок 4). Если не была нажата тормозная педаль, то находящийся на плате МСН транзистор IPS5451S VT1, (Рисунок 4) будет находиться в выключенном состоянии и не пропустят сигнал на затормаживание троллейбуса на выводы Х1.1:3 (Рисунок 4) При торможении троллейбуса когда скорость снизится меньше 2…3 км/ч, транзистор VT1 включится и на выводе разъеме Х1.1:3 появится напряжение АБ, троллейбус будет заторможен механическими тормозами. После нажатия на ходовую педаль транзистор VT1 снимет напряжение АБ с разъема Х1.1:3, что приведет к растормаживанию троллейбуса.
Примечание: на троллейбусах установлен воздушный клапан YA1, который при подаче на него напряжения АБ затормаживает троллейбус, а при снятии растормаживает.
При движении от КС необходимо включить «Управление», повернуть ключ замка зажигания и перевести клавишу SA4 в положение «Вкл. ЛК». Если контакт К3 ИТУТ будет замкнут или заблокирован клавишей SA3, то на разъеме Х1.1:5 появится напряжение АБ и если отсутствуют сигналы о срабатывании защит, напряжение на конденсаторах фильтра в «Норме», то транзистор VT2 на плате МБП будет включен и на разъеме Х1.1:6 появится напряжение АБ, которое через замкнутые контакты контакторов LK3(4) будет подано на катушку LK2, после включения контактора LK2 напряжения АБ через замкнутые контакты LK2 будет подано на катушку LK1. Таким образом напряжение КС будет подано на вход БСПТ.
При включении режима «Автономный ход» клавишей SA4 будет снято напряжение АБ с Х1.1:5, а значит и с катушек LK1(2). После выключения контакторов LK1(2), напряжение АБ через контакт промежуточного реле К1 попадет на контакторы LK3(4).
ОТСУТСТВИЕ ОБРАТНЫХ ДИОДОВ VD1…8 ПРИВЕДЕТ К НЕДОПУСТИМЫМ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯМ НА ТРАНЗИСТОРАХ И КАК СЛЕДСТВИЕ К ВЫХОДУ ИЗ СТРОЯ ЦЕПЕЙ ИХ ЗАЩИТЫ ИЛИ САМИХ ТРАНЗИСТОРОВ.
Через контакты разъема Х1.1:2,11,12 осуществляется подключение линии связи с панельным компьютером WOP по протоколу ModBus–RTU и интерфейсу RS485.
На Рисунок 5 показано подключение БСПТ, выполненное через разъем Х1 к цепям управления троллейбуса.
Рисунок 4 - Схема подключения цепей управления к БСПТ разъем Х1.1
Рисунок 5 - Схема подключения цепей управления от пульта водителя к БСПТ
Из схемы (Рисунок 5) видно, что от педалей ход и тормоз на вход БСПТ поступают по два сигнала: признак «ХОД(ТОРМОЗ)» +24В – педаль нажата, контакты К7 и К8 и сигнал 0…+5В в зависимости от угла нажатия педали. В цепи признака «ХОД» также включен контакт блокировки «ДВЕРИ» контакт К7 и SA2 и контакты клавиши «РЕВЕРС» исключающей пуск инвертора в режиме «ХОД» без выбора направления движения.
ВНИМАНИЕ! ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТРОЛЛЕЙБУСА БЕЗ ВОДИТЕЛЯ НЕОБХОДИМО ПРИ ВЫХОДЕ ИЗ КАБИНЫ ВЫКЛЮЧАТЬ ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ, ЗАМОК ЗАЖИГАНИЯ, КЛАВИША «РЕВЕРС» ДОЛЖНА НАХОДИТЬСЯ В ПОЛОЖЕНИИ «НЕЙТРАЛЬ», КЛАВИША ВЫБОРА РЕЖИМА «КС – ВЫКЛ – АВТОНОМНЫЙ ХОД» ДОЛЖНА НАХОДИТЬСЯ В ПОЛОЖЕНИИ «ВЫКЛ».
Подключение к БСПТ панельного компьютера WOP–IT–840–TC–12 выполненное по протоколу MODBUS–RTU показано на Рисунок 4.
При соединении устройств по интерфейсу RS485 и протоколу MODBUS–RTU наилучшей топологией сети является длинная линия, к которой в разных местах подключены адресуемые устройства. Структура сети в виде звезды не рекомендуется в связи со множественностью отражений сигналов и проблемами ее согласования.
|
