Результаты анализа замеров потребления электроэнергии, проведённые на предприятии МУП "Ульяновскэлектротранс" с 19 сентября 2011 года по 31 декабря 2011 года, трамваями «Татра-3» с реостатно-контакторной системой управления (РКСУ) и модернизированным постановкой тягового привода на IGBT-транзисторах. (открыть в PDF)

Преобразователь тягового привода

для модернизации трамвайного вагона «Т3» производства ЧССР.

Назначение:

Предназначен для согласованного управления четырьмя тяговыми двигателями типа ТЕ –022, вращающих четыре колёсные пары трамвайного вагона типа Т3Е, являющегося модернизацией вагона Т3 (производства ЧССР)

Тяговые двигатели симметрично распределены по двум тележкам, в каждой тележке по два двигателя соединяются последовательно. Преобразователь управляет тяговыми двигателями попарно, т.е. силовые цепи двух тележек внутри преобразователя разделены.

Основные параметры:

Выходной ток номинальный, А ( на каждую тележку )	150
Выходное напряжение номинальное, В	600
Номинальная мощность на выходе, кВт (на каждую тележку)	90
Выходной ток максимальный, А (на каждую тележку)	240
Напряжение питания силовой цепи номинальное, В	600
Напряжение питания силовой цепи рабочее допустимое, В	280-850
Напряжение питания системы управления, В	24

Конструкция и состав:

Преобразователь изготовлен в виде единой конструкции шкафного исполнения, рабочее положение преобразователя горизонтальное.

Шкаф представляет собой металлическую конструкцию с односторонним обслуживанием. Шкаф размещается под вагоном. Внутри преобразователь разделён на три отсека. В центральной части расположена микропроцессорная система управления, единая для обеих тележек.C двух сторон от неё расположены два симметричных отсека с элементами силовых цепей, каждый отсек для своей тележки. Каждый из силовых отсеков содержит транзисторно-диодные ключи (на базе транзисторов типа IGBT) и батарею силовых конденсаторов.В каждом из отсеков силовых цепей имеется воздуховод, образованный радиаторами силовых полупроводниковых приборов.Внутри шкафа воздуховоды герметично изолированы от самих полупроводниковых элементов, таким образом шкаф условно разделён на «чистые» и «грязные» зоны.

Охлаждение шкафа принудительное воздушное. Нагнетание воздуха в воздуховоды происходит от имеющегося на вагоне Т3 мотор-генератора, одновременно являющегося вентилятором. В случае исключения из схемы вагона мотор-генератора (с его заменой на статические преобразователи) возможна установка собственных вентиляторов на специально предусмотренные для этого места.

Степень защиты IP54.

Габаритные размеры 1464*836*257 (без кожухов силовых клеммников).

Масса преобразователя не более 265 кг, удельная масса не более 1,1кг/кВт.

В преобразователе обеспечивается взаимозаменяемость однотипных элементов.

Дополнительно:

В комплект поставки кроме самих преобразователей входят также дроссели силового фильтра, тормозные резисторы, панель оператора, блок промежуточных реле и полный комплект документации, достаточный для переоборудования вагона силами потребителя.

Устройство и работа.

Каждая из двух силовых цепей (по одной на каждую тележку) получает силовое питание от городской контактной сети постоянного тока, которое преобразуется в импульсы такой же амплитуды и подаётся на два последовательно соединённых тяговых двигателя соответствующей тележки.

Скважность импульсов для каждой из тележек регулируется системой управления индивидуально таким образом, чтобы обеспечить заданный водителем крутящий момент двигателей независимо от скорости вращения их валов.

При торможении тяговые двигатели переходят в генераторный режим. При наличии потребителей в контактной сети генерируемая двигателями энергия рекуперируется в сеть. Если контактная сеть не в состоянии потребить всю рекуперируемую энергию, то часть её рассеивается на резисторах. Подключение и отключение тормозных резисторов осуществляется автоматически, в зависимости от наличия потребителей в контактной сети. Таким образом, преобразователь осуществляет рекуперативно–реостатное торможение двигателей.

Подключение двух силовых цепей преобразователя к тяговым двигателям и контактной сети осуществляется индивидуально для каждой тележки остающимися на вагоне контакторами по командам системы управления преобразователя, которые, в свою очередь, зависят от заданного водителем режима и текущим состоянием контролируемых параметров. В случаях неисправностей силовых цепей одной из тележек возможно движение вагона только от одной исправной тележки.

Коммутация внешних силовых контакторов происходит в бестоковом режиме, для чего перед каждой коммутацией предварительно снижается ток в коммутируемой цепи до нулевого уровня с помощью полупроводниковых силовых ключей.

Питание системы управления преобразователем осуществляется от бортовой сети вагона. Нестабильное напряжение бортовой сети с помощью внутренних стабилизаторов напряжения преобразуется в стабилизированные напряжения заданных уровней.

Управление преобразователем осуществляется через релейные входы от низковольтной общей схемы вагона.

Сигналы от преобразователя в низковольтную общую схему вагона поступают через контакты дополнительно устанавливаемых внешних реле.

Кроме того, преобразователь выдаёт аналоговые сигналы для управления стрелочными приборами индикации, установленными на пульте водителя.

Дополнительно преобразователь может выдавать сигналы на опционную панель оператора с целью отображения своего состояния в текстовом виде.

При применении дополнительных вентиляторов принудительной воздушной системы охлаждения система управления включает их только в том случае, если радиаторы силовых полупроводниковых приборов нагреваются до заданного уровня. При остывании радиаторов вентиляторы автоматически отключаются.

Размещение, установка, монтаж.

Преобразователь устанавливается под трамвайным вагоном в пространстве, освободившимся после демонтажа ускорителя и демпферных сопротивлений. Точки крепления преобразователя совпадают с точками крепления демонтированного «ускорителя». Преобразователь управляет четырьмя двигателями. Монтаж преобразователя производится либо с помощью стола домкрата, либо грузоподъёмным механизмом через люк крыши вагона. В комплект преобразователя входит переходная монтажная рама.

Подключение внешних соединений осуществляется в соответствии с поставляемой документацией, в которой подробно расписано, какие действия и в какой последовательности следует проводить. Проверка работоспособности и пуск вагона в строй проводятся в соответствии с инструкцией, входящей в комплект документации.

Преобразователь тягового привода переменного тока

для трамвайных вагонов с асинхронными двигателями.

Назначение:

Преобразователь предназначен для согласованного управления парой параллельно включенных тяговых асинхронных электродвигателей типа АТЧД-225-4МУ2 или другой модели в зависимости от завода-изготовителя, вращающих две колесные пары одной тележки трамвайного вагона в соответствии с режимами, задаваемыми водителем с пульта управления.

Основные параметры:

Выходной ток номинальный, А	250
Выходной ток максимальный, А	460
Выходное напряжение номинальное, В эфф.	345
Выходная мощность номинальная, кВА	150
Выходная мощность максимальная, кВА	275
Напряжение питания силовой цепи номинальное, В	550
Напряжение питания силовой цепи максимальное рабочее, В	850
Напряжение питания силовой цепи минимальное рабочее, В	280
Напряжение питания системы управления номинальное, В	24

Конструкция и состав:

Преобразователь изготовлен в виде сборной конструкции, состоящей из блока силового, блока управления и блока вентиляторов.

Каждый из блоков представляет собой металлическую конструкцию шкафного исполнения.

Охлаждение блока силового принудительное воздушное, осуществляется при помощи блока вентиляторов.

Вводы подключения силовых цепей и цепей управления герметичны.

Места подключения силовых кабелей расположены под крышками клеммной коробки блока силового.

Направление подвода силовых кабелей – сверху с перегибом внутри клеммной коробки.

Преобразователь является восстанавливаемым и ремонтопригодным.

Обслуживание преобразователя одностороннее. На нижней стороне преобразователя (в рабочем положении) расположены две крышки.

Одна крышка обеспечивает доступ к системе управления, другая – к элементам силовых цепей.

Исполнение шкафа защищённое, степень защиты IP54.

Габаритные размеры преобразователя не более 1300 *1000*350 мм.

Масса преобразователя не более 170 кг, удельная масса не более 1,13 кг/кВА.

В преобразователе обеспечивается взаимозаменяемость однотипных элементов.

Устройство и работа.

Преобразователь представляет собой трёхфазный инвертор напряжения, выполненный на основе силовых транзисторов типа IGBT, со встроенной системой управления и вентиляторами системы принудительного воздушного охлаждения радиаторов силовых транзисторов.

Путём широтно-импульсной модуляции инвертор преобразует постоянное напряжение силового питания в трёхфазную симметричную систему напряжений питания тяговых асинхронных двигателей. Частота и амплитуда выходного напряжения регулируется таким образом, чтобы обеспечить заданное усилие тяговых двигателей независимо от скорости вращения их роторов. Требуемая величина и направление заданного усилия определяется положением органов управления, задаваемым водителем, а также возможными ограничениями при текущих значениях контролируемых параметров.

Управление преобразователем осуществляется водителем из кабины вагона при помощи системы комплексной автоматизации трамвая (СКАТ).

СКАТ представляет собой бортовой компьютер, связанный с системой управления преобразователя информационной шиной с интерфейсом RS485. Возможно также управление преобразователем по дискретным сигналам (без СКАТ).

По внешним командам преобразователь обеспечивает:

пуск и разгон тяговых двигателей с усилием, пропорциональным заданию;
движение вагона с максимальной скоростью 75 км/ч;
следящее рекуперативно-реостатное торможение в диапазоне скоростей от 75 км/ч до 1 км/ч;
автоматический переход от рекуперативного торможения к реостатному при отсутствии потребителей в контактной сети и обратный переход при появлении потребителей;
движение вагона с маневровой скоростью.

Во всех режимах работы преобразователь осуществляет защиту от юза и пробуксовки, а также передаёт в кабину водителя сигналы своего состояния для последующей визуализации.

Преобразователь обеспечивает управления тяговыми электродвигателями во всех режимах движения без использования датчиков частоты вращения роторов.

Сигнал готовности от преобразователя в низковольтную общую схему вагона поступают через контакты внутреннего реле.

Вентиляторы принудительной воздушной системы охлаждения система управления включает в том случае, если радиаторы силовых полупроводниковых приборов нагреваются до заданного уровня. При остывании радиаторов вентиляторы автоматически отключаются.

Размещение, установка, монтаж.

Преобразователь располагается под трамвайным вагоном. Конструкция преобразователя допускает также его расположение на крыше вагона без дополнительной защиты от осадков.

В состав трамвайного вагона модели 71-405 входят два преобразователя – для каждой из двух тележек устанавливается собственный комплект тягового привода.

Поскольку преобразователь является встроенным устройством электрооборудования вагона, его установка и монтаж производятся в соответствии с руководством по эксплуатации вагона.

Подключение внешних соединений осуществляется в соответствии со схемами вагона.

Дополнительное оборудование.

Совместно с тяговыми преобразователями могут поставляться:

Шкаф буфера, обеспечивающий согласование преобразователя с контактной сетью;
Шкаф ключей отопителей, обеспечивающий бесконтактное управление нагревательными элементами отопления трамвайного вагона:
Шкаф управления механическими тормозами, обеспечивающий бесконтактное управление соленоидами механических тормозов трамвайной тележки;
СКАТ, упомянутый выше;
Панель оператора ОП-300, позволяющая отображать текущее состояние контролируемых параметров как вагона, так и преобразователя, а также просматривать запомненные в энергонезависимой памяти события и время их возникновения;

Осуществляем сервисные услуги и ремонт оборудования тягового привода электротранспорта.

За дополнительной информацией обращаться:

Манылов Олег Аркадьевич,

Телефон многоканальный. +7 (343) 360-05-01 доб.1110.

Факс: +7 (343) 341-37-05