содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Блок управления выпрямителем БУВ типа БА-520 тепловоза ТЭП70

 (см. рис. 74) состоит из преобразователя напряжения ПН, преобразующего постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы; синхронизирующей цепи СЦ, обеспечивающей синхронизацию напряжения ПН по частоте с напряжением возбудителя СВ; блокинг-генераторов БГ1 и БГ2, формирующих импульсы управления тиристорами Т1 и Т2; магнитного усилителя МУ (модулятора), предназначенного для изменения фазы импульсов управления блокинг-генераторами БГ1 и БГ2 в зависимости от величины сигнала рассогласования (тока в обмотке управления ОУ); распределительной цепи РЦ, формирующей импульсы управления блокинг-генераторами и распределяющей их между ними в зависимости от полярности питающего напряжения. Преобразователь напряжения ПН и блокинг-генераторы БГ1, БГ2 получают питание от стабилизатора напряжения, состоящего из стабилитронов СТ1 и СТ2 (блок БСЗ) и балластного резистора Rpl, которые через замыкающий контакт контактора КВВ подключены к источнику постоянного тока с напряжением 110 В. Стабилитроны СТ1 и СТ2 включены последовательно для повышения величины стабилизированного напряжения (13,5 В). В блоке БУВ (рис. 76) установлен сглаживающий конденсатор С5.

Преобразователь напряжения ПН (см. рис. 76) состоит из трансформатора Tpl, транзисторов Т1 и Т2; диодов ДЗ и Д4, выпрямительных мостов В1—ВЗ, сглаживающих конденсаторов С2—С4, токоограничивающих резисторов R2—R5 и R12. Трансформатор Tpl выполнен на Ш-образном сердечнике и имеет две коллекторные обмотки Wl, W2, две базовые обмотки (обратной связи) W3, W4 и четыре выходные обмотки W5—W8. От обмотки W5 подается питание на рабочие обмотки магнитного усилителя МУ, а обмотки W6—W8 совместно с выпрямительными мостами В1—ВЗ, сглаживающими конденсаторами С2—С4 и резисторами R4, R5, R12 образуют изолированные источники постоянного тока. От двух из них (мосты Bl, В2) подается напряжение смещения на эмиттер-базовые переходы транзисторов ТЗ и Т4, а третий (мост ВЗ) является составной частью схемы, обеспечивающей ограничение тока в обмотке управления ОУ магнитного усилителя. Переключение транзисторов 77 и Т2 синхронно с частотой напряжения возбудителя осуществляется от синхронизирующей цепи, состоя-щей из диодов Д1, Д2, резистора R1, встречно включенных ста* билитронов СТ1, СТ2 и балластного резистора Rp2 (установки вне блока, см. рис. 74). Стабилитроны СТ1, СТ2 и резистор Rp2 ограничивают амплитуду напряжения, подаваемого на цепи управления транзисторов Т1 и Т2.

При положительной полуволне напряжения возбудителя (плюс на клемме 10) ток от клеммы 10 протекает по цепи: диод Д2, переход эмиттер — база Т1, резистор R1, клемма 9. Благодаря этому открывается транзистор Т1 и начинает протекать ток от источника постоянного тока по цепи: клемма 11, переход эмиттер—коллектор Т1, обмотка W2 трансформатора Тр1, клемма 12. При этом в остальных обмотках Тр1 наводятся э. д. с. Выводы обмоток Тр1 с одинаковой полярностью (в данном случае положительной) обозначены точками. Э. д. с. обратной связи обмотки W4 увеличивает ток перехода эмиттер-база Т1, что ускоряет процесс отпирания транзистора Т1 и обеспечивает получение крутого переднего фронта напряжения

на выходных обмотках Tpl. Э. д. с., наводимая в обмотке обратной связи W3, увеличивает ток, протекающий через диод Д2. При этом на базу транзистора Т2 подается положительный потенциал, а на эмиттер — отрицательный, что обеспечивает закрытое состояние транзистора Т2. Напряжение на переходе база — эмиттер Т2 ограничено величиной падения напряжения на диоде Д2. Э. д. с. обмотки W1 складывается с напряжением питания и увеличивает напряжение на переходе эмиттер—• коллектор запертого транзистора Т2 почти в 2 раза по сравнению с величиной напряжения питания. Когда транзистор Т1 полностью открыт (режим насыщения), его коллекторный ток и напряжение на выходных обмотках Tpl не изменяются.
 

Рис. 76. Принципиальная электрическая схема блока управления выпрямителем БУВ типа БА-520

В отрицательный полупериод напряжения возбудителя изменяется полярность управляющего сигнала и ток управления протекает по цепи: клемма 9, резистор R1, диод Д1, переход

эмиттер — база Т2, клемма 10. При этом транзистор Т1 начинает запираться, а ток в обмотке W2 уменьшается. Следствием этого является резкое уменьшение токов в остальных обмотках Tpl и появление в них э. д. с. обратной полярности. От обмотки W4 положительный потенциал подается на базу Т1 (ток протекает через диод Д1), что способствует форсированному запиранию транзистора Т1. Э. д. с. обратной связи, наводимая в обмотке W3, увеличивает ток управления Т2, чем ускоряет открытие транзистора Т2. При этом ток от источника постоянного тока начинает протекать по цепи: клемма 11, переход эмиттер—коллектор Т2, обмотка W1, клемма 12. Процесс переключения происходит очень быстро, и в конце его транзистор Т2 переходит в режим насыщения (полностью открыт), а транзистор Т1 — в режим отсечки (полностью закрыт). Для защиты эмиттер-коллекторных переходов транзисторов Т1 и Т2 от перенапряжений, возникающих в моменты их запирания и обусловленных индуктивностью обмоток трансформатора Tpl, установлены шунтирующие диоды ДЗ и Д4. Диаграмма напряжения «пн на выходных обмотках трансформатора Tpl показана на рис. 75.

Магнитный усилитель МУ (модулятор) выполнен на двух тороидальных сердечниках из пермаллоя 50НП. Рабочие обмотки усилителя МУ включены по схеме с внутренней положительной обратной связью (диоды Д5, Д6) и выходом на переменном токе. Нагрузкой служит резистор R8. В каждый полу-период напряжение на резисторе R8 (иму на рис. 75) возрастает скачком после того, как намагничивающий гок обеспечит насыщение соответствующего сердечника магнитного усилителя и величина индуктивного сопротивления его рабочей обмотки станет близкой к нулю. Тогда практически все напряжение обмотки W5 трансформатора Tpl за вычетом небольшого падения напряжения в цепи будет приложено к резистору R8. Момент насыщения сердечника, а следовательно, и момент
появления полного напряжения на резисторе R8 зависят от величины тока iy в обмотке управления ОУ. Изменяя величину iy, можно перемещать передний фронт напряжения иму, т. е. изменять величину угла а (см. рис. 75). В период времени, когда протекает небольшой намагничивающий ток, напряжение на резисторе R8 также небольшое (ихх) и недостаточное для запуска блокинг-генератора.

Для ограничения величины тока в цепь обмотки управления О У включены диод Д13 и источник постоянного напряжения (W8, ВЗ, С4, R12). До тех пор, пока ток i0T, протекающий от источника постоянного напряжения, больше тока iy в обмотке ОУ, диод Д13 открыт, а ток в нем равен разности токов (i0T—iy)- При этом на величину тока ty параметры цепи ограничения тока влияния не оказывают. Когда величина iy становится равной tor, диод Д13 запирается. Если после этого напряжение на клеммах 3 и 6 продолжает увеличиваться, то ток гу остается равным г0Г и протекает по цепи: клемма 3, обмотка ОУ, резистор R12, мост ВЗ, клемма 6. Поскольку величина сопротивления резистора R12 большая, то ток iy=i0r увеличивается незначительно по сравнению с исходной величиной г'ог, которую устанавливают равной максимально допустимому значению тока г'у.

Распределительная цепь, состоящая из конденсатора С1, стабилитронов СТЗ и СТ4, диодов Д7 и Д8, подключена к резистору R8 ив зависимости от полярности напряжения на нем подает управляющие импульсы поочередно на блокинг-генера-торы БГ1 и БГ2.

Блокинг-генераторы состоят из следующих элементов-БГ1 — транзистора ТЗ, трансформатора Тр2, стабилитрона СТ5, диодов Д9 и Д10, резисторов R6 и R10; БГ2 — транзистора Т4, трансформатора ТрЗ, стабилитрона СТ6, диодов ДИ и Д12, резисторов R7 и R11. Трансформаторы Тр2 и ТрЗ выполнены на тороидальных сердечниках из пермаллоя 50НП и имеют по три обмотки: W1 — базовые (обратной связи), W2 — выходные, W3 — коллекторные.

Блокинг-генераторы работают в ждущем режиме, т. е. при отсутствии управляющего (входного) сигнала транзисторы ТЗ и Т4 заперты. Надежное запирание транзисторов обеспечивается благодаря положительному смещению, подаваемому на переходы эмиттер — база от изолированных источников постоянного тока ПН (мосты В1 и В2). Напряжения смещения равны падениям напряжения на диодах Д7 и Д8 (0,3—0,6 В).

Предположим, что в момент скачка напряжения им> потенциал точки а резистора R8 положительный, а точки 6 — отрицательный. Тогда под действием напряжения иму и напряжения на конденсаторе С1, который зарядился в предыдущий полупериод (см. полярность на рис. 76), импульс тока управления гВх1 будет протекать по цепи: точка а резистора R8, стаби-литроны СТ4 и СТЗ, диод Д7, переход эмиттер — база ТЗ, конденсатор С1, точка б резистора R8. В результате отпирается транзистор ТЗ и начинает протекать ток от источника постоянного напряжения по цепи: клемма 11, переход эмиттер—-коллектор ТЗ, обмотка W3 трансформатора Тр2, клемма 12. Э. д. с., наводимая при этом в обмотке W1 (Тр2), увеличивает гок базы ТЗ. Тем самым обеспечивается быстрое открывание транзистора ТЗ, а следовательно, получение крутого переднего фронта напряжения на обмотке W2, к которой через диод Д9 и резистор R10 подключена цепь управления тиристора Т1 блока БВГ.

В дальнейшем э. д. с. обмотки W1 поддерживает транзистор ТЗ в открытом состоянии. По мере разряда, а затем заряда конденсатора С1 величина тока iBXi в распределительной цепи уменьшается до нуля (см. рис. 75), а полярность напряжения на конденсаторе изменяется на обратную (показана на рис. 76 в скобках). После полного открытия (насыщения) транзистора ТЗ ток в обмотке W3 (Тр2) не изменяется и формируется вершина выходного импульса iHMi блокинг-генератора БГ1 (см. рис. 75).

Длительность этого импульса определяется временем насыщения сердечника трансформатора Тр2, после чего происходит резкое уменьшение э. д. с. в обмотках Тр2 и запирание транзистора ТЗ. Во время резкого уменьшения токов полярности э. д. с. в обмотках Тр2 изменяются на обратные, причем от обмотки W1 положительный потенциал подается на базу транзистора ТЗ, что наряду с напряжением смещения ускоряет процесс его запирания. В следующий полупериод изменяется полярность ыму, и в момент времени, характеризуемый углом отпирания а, управляющий импульс iBx2 от распределительной цепи подается на транзистор Т4 блокинг-генератора БГ2, который в свою очередь обеспечивает подачу импульса управления 1им2 на тиристор Т2 блока БВГ. Амплитудное значение напряжения прямоугольных выходных импульсов блокинг-генераторов при внешнем нагрузочном сопротивлении 20 Ом составляет

7 В± 10%, длительность импульсов — 300 Мкс+30%.

В связи с наличием индуктивности рассеяния и собственной емкости обмоток трансформаторов Тр2 и ТрЗ в момент запирания транзисторов ТЗ и Т4 на эмиттер-коллекторных переходах возникают пиковые выбросы напряжения. При определенных соотношениях параметров процесс установления напряжения может иметь колебательный характер. Чтобы исключить возможность повреждения транзисторов от перенапряжений, эмиттер-коллекторные переходы ТЗ и Т4 шунтированы стабилитронами СТ5 и СТ6. При отрицательном потенциале на коллекторе величина напряжения на эмиттер-коллекторном переходе ограничена величиной напряжения стабилизации стабилитрона, а при положительном потенциале на коллекторе

стабилитрон шунтирует переход как обычный диод. Стабилитроны СТЗ и СТ4 исключают ложный запуск блокинг-генерато-ров под действием напряжения на конденсаторе С1 и напряжения ихх холостого хода МУ.

Ток в обмотку управления МУ поступает из селективного узла.

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..