14. БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ БРН ЗВ ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2

  Главная      Учебники - Тепловозы     Тепловоз ТЭМ2: Руководство по эксплуатация и обслуживанию - 1983 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..

 

 

14. БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ БРН ЗВ ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2



14.1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА РЕГУЛЯТОРА ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2



Регулятор предназначен для поддержания с заданной точностью напряжения вспомогательного генератора тепловоза в широком диапазоне изменения частоты вращения и тока нагрузки якоря. Напряжение 75±1В регулятор поддерживает при постоянной температуре в диапазоне от —10 до +40°С. Ток возбуждения: максимальный — 10 А, минимальный 0,0885 А.
 

 

 

Схема регулятора напряжения (рис. 50) состоит из измерительного и регулирующего органов. Измерительный орган состоит из измерительного и регулирующего органов. Измерительный орган состоит из стабилитронов ДЗ (Д6), Д4, Д5, транзисторов Tl, Т2 и ТЗ, диодов Д1, Д2, Д7, резисторов Rl', Rl, R3, R4, R5, потенциометра R2 и конденсатора С1. Измерительный орган собран по мостовой схеме, в которой стабилизированное напряжение на стабилитроне ДЗ (Д6) сравнивается с напряжением между клеммой Я2 и движком потенциометра R2, изменяющимся с изменением напряжения вспомогательного генератора.

Стабилитроны Д4, Д5 используются в качестве термокомпенсатора. Потенциометр R2 служит для настройки регулятора на заданное напряжение, диод Д7 — для уменьшения тока утечки транзистора 77, диоды Д1 и Д2 — для защиты переходов транзистора 77 от обратных напряжений в моменты коммутации, а конденсатор С1 — для сглаживания пульсаций напряжения вспомогательного генератора на входе измерительного органа.

Регулирующий орган состоит из тиристоров Т4 и Т5, диодов Д8—Д16, резисторов R6—R9, стабилитронов Д14—Д15, дросселей Др1 и Др2 и конденсаторов С2—С4. Нагрузкой регулирующего органа является обмотка возбуждения вспомогательного генератора, за-шунтированная диодом Д10 для уменьшения перенапряжений на обмотке возбуждения в момент выключения тиристора 74.

Регулирующий орган представляет собой мультивибратор (рис. 51), собранный на двух тиристорах —

Т4 и Т5. Входом мультивибратора является ток управляющего электрода, обеспечивающий открывание тиристора Т4. Мультивибратор работает следующим образом. После появления напряжения на аноде тиристора Т4 он открывается, в результате чего ток начинает протекать по цепям: плюс аккумуляторной батареи БА, обмотка возбуждения ОВ, тиристор Т4, дроссель Др1, минус аккумуляторной батареи БА и плюс аккумуляторной батареи БА, резистор R7, конденсатор С2, тиристор Т4, дроссель Др1, минус аккумуляторной батареи БА.

Напряжение на конденсаторе С2 возрастает и становится достаточным для пробоя стабилизаторов Д14, Д15. Через стабилитрон протекает ток, обеспечивающий открытие стабилитрона Т5.

Заряженный положительно конденсатор С2 начинает разряжаться через открывшийся стабилитрон Т5 и еще открытый тиристор Т4. Этот разряд конденсатора закрывает тиристор Т4 путем подачи напряжения обратной полярности (положительный потенциал правой обкладки конденсатора С2 прикладывается к катоду тиристора Т4; левая — отрицательно заряженная — обкладка соединена с анодом тиристора Т4).

После запирания тиристора Т4 происходит перезаряд конденсатора через обмотку возбуждения ОВ и открытый стабилитрон Т5. Потенциал анода и ток управления тиристора Т4 растут, тиристор Т4 открывается, а стабилитрон Т5 закрывается разрядным током конденсатора, и процесс повторяется. В результате возникает устойчивый режим автоколебаний с частотой (f), кото-рая определяется величинами R7 и С2. Периодическое запирание тиристора 14 в режиме автоколебаний позволяет обеспечить периодическое отключение нагрузки, и схема при необходимости возвращается в режим холостого хода с задержкой, не превышающей периода автоколебаний.

 

 

 

 

 

Рис. 50. Принципиальная схема регулятора напряжения БРН-ЗВ и его подключение в схему тепловоза

 

 

 

 

 

Рис. 51. Схема мультивибратора

 

 



После запуска дизеля напряжение вспомогательного генератора растет пропорционально частоте вращения якоря, поэтому между движком потенциометра R2 и клеммой Я2 появится напряжение, пропорциональное напряжению вспомогательного генератора UBT. При этом к управляющему переходу транзистора 77 приложена разность потенциалов между движком потенциометра R2 и анодом стабилитрона ДЗ. Когда напряжение вспомогательного генератора Uвг достигнет 75 В, открывается транзистор Т1, что приводит к открыванию транзисторов Т2 и ТЗ, включенных по схеме составного транзистора.

После открывания транзистора ТЗ им шунтируется переход «Управляющий электрод — катод» тиристора Т4. Ток управления тиристора Т4 резко уменьшается благодаря наличию стабилитрона Д17, поэтому он не может включаться. Это приводит к уменьшению тока возбуждения и напряжения вспомогательного генератора. Снижение напряжения вспомогательного генератора Uвг происходит до тех пор, пока напряжение на измерительной диагонали моста, т. е. на входе транзистора Т1, уменьшится настолько, что транзистор Т1, а значит, и транзисторы Т2 и ТЗ закроются. Схема переходит в режим максимальной отдачи. Напряжение вспомогательного генератора растет, процесс повторяется. Следовательно, процесс регулирования напряжения Uвг имеет колебательный характер, частота которого определяется электрическими и механическими параметрами вспомогательного генератора. Регулирование напряжения производится изменением среднего значения тока, протекающего по обмотке возбуждения. Это осуществляется изменением средней продолжительности включенного состояния тиристора Т4. С уменьшением частоты вращения вспомогательного генератора продолжительность включенного состояния тиристора Т4 увеличивается, с увеличением частоты вращения уменьшается. При закрытых транзисторах напряжение, приложенное к об-мотке возбуждения, колеблется с частотой f. Скважность, т. е. отношение времени включенного состояния тиристора ко всему периоду, при этом близка к единице, ток возбуждения увеличивается. При открытых транзисторах тиристор Т4 закрыт, и ток возбуждения уменьшается.

В схеме регулятора применено несколько полупроводниковых диодов. Так, для защиты переходов «Управляющий электрод — катод» тиристора Т4 и стабилитрона Т5 от обратных напряжений, возникающих при перезарядке конденсатора С2, служат диоды Д16, Д8. Диодом Д18 обеспечивается также защита эмиттер-коллекторного перехода транзистора ТЗ и перехода «база-коллектор» транзистора Т2. При помощи стабилитрона Д17 создается отрицательное смещение на управляющем электроде тиристора Т4, чем обеспечивается отсечка тока управления при открытом транзисторе ТЗ.

Для предотвращения потери управляемости регулятора применены отсекающие диоды Д11—Д12. Дроссе-ли Др1 и Др2 предназначены для защиты тиристора Т4 и стабилитрона Т5 от коммутационных импульсов тока. Цепочка, состоящая из резисторов R8, R9 и конденсаторов СЗ, С4, используется для повышения помехоустойчивости регулятора.

Регулятор напряжения представляет собой блочную конструкцию, заключенную в металлический корпус. Блочная конструкция состоит из трех основных элементов:

а) левой панели (рис. 52), на которой смонтированы силовые элементы: тиристор Т4, конденсаторы Cl, С2, диоды Д10—Д12, дроссели Др1, Др2;

б) правой панели (рис. 53), на которой смонтированы элементы измерительного органа (на печатной плате), транзистор ТЗ, стабилитрон Т5, резистор R2, конденсаторы СЗ и С4, диоды Д9, Д14, Д15, Д17, Д18;

в) основания (рис. 54), на котором смонтированы следующие элементы:

 


 

 

 

 

Рис. 52. Панель левая

 

 

 

 

Рис 53 Панель правая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резисторы R6, R7, переходные разъемы, при помощи которых левая и правая панели электрически соединяются с остальными элементами схемы регулятора и между собой, а также разъем, посредством которого регулятор соединяется со схемой тепловоза.
Все полупроводниковые элементы силовой части регулятора (ТЗ—Т5, Д9—Д12, Д14, Д15, Д17) установлены на радиаторах, обеспечивающих им удовлетворительное охлаждение в эксплуатационных условиях. Для обеспечения естественного конвективного теплообмена элементов регулятора с окружающей средой в кожухе выполнены вентиляционные отверстия. В кожухе регулятора имеется отверстие, через которое осуществляется корректировка напряжения потенциометром R2. Схема испытаний регулятора напряжений и монтажные схемы его основных узлов приведены на рис. 55—65.

 

 

 

Рис 54 Основание

 

 

 

 

 

 

Рис. 55. Принципиальная схема испытаний и настройка регулятора напряжений типа БРН-ЗВ

 

 

 

 

 

 

Рис. 56. Принципиальная схема левой панели

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..