УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ В СИЛОВОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

Полезная модель относится к устройствам силовой электроники. Найдет применение в оборудовании электропоезда, работающего на постоянном токе. Использование полезной модели значительно увеличит надежность и срок службы электрооборудования подвижного состава.
В известных устройствах применяются электромагнитные и герконовые реле аналогичного назначения.
Электромагнитные реле характеризуются значительными размерами, низкой надежностью, необходимостью систематического технического обслуживания контактных групп. Герконовые реле отличаются наличием моточных узлов как в датчике напряжения, так и в исполнительном реле. Надежность герконовых реле выше в сравнении с электромагнитными, но она недостаточна в условиях эксплуатации на железнодорожном транспорте.
Наиболее близкий к предлагаемой нами полезной модели герконовый тип реле (патент N35480 «Устройство для защиты от нарушений в силовой цепи электропоезда»). Недостатки его обусловлены дискретным принципом установки порога срабатывания, который осуществляется путем запайки перемычки на печатной плате реле, а исполнительные реле, содержащие герконы подвержены залипанию или завариванию контактных групп при возможных перегрузках.
Предлагаемая полезная модель позволит устранить процедуру установки порога срабатывания датчика напряжения за счет использования
микропроцессорного блока управления, а использование электронных силовых ключей с защитой по току и перенапряжению значительно увеличит срок службы предлагаемого устройства и повысит его надежность.
На рисунке приведена электрическая схема устройства для контроля и защиты от изменений величины напряжения в силовой цепи электропоезда. Она состоит из датчика напряжения 1, блока управления 2, блока питания 3 и силовых электронных ключей 4-1, 4-2,...4-N.
Датчик напряжения 1 содержит в своем составе датчик Холла, помещенный в воздушный зазор концентратора магнитного поля, на тороидальный сердечник которого намотана обмотка содержащая n витков и подключенная в силовую цепь электропоезда через гасящий резистор.
Устройство функционирует следующим образом. На датчик напряжения 1 подается питающее напряжение с блока питания 3, а напряжение с выхода датчика напряжения 1 подается на вход блока управления 2. При этом величина напряжения с выхода датчика 1 пропорциональна поданному на его обмотку измеренному высоковольтному напряжению +Uвв.
Датчик напряжения 1 совместно с блоком управления 2 могут работать в двух режимах.
1. Реле минимального или максимального напряжения. В этом случае блок управления 2 отслеживает величину выходного напряжения с датчика напряжения 1 и при превышении заданного порога включает (или отключает) соответствующие электронные ключи 4-1, 4-2,...4-N.
2. Реле допускового контроля. Блок управления 2 отслеживает величину выходного напряжения с датчика напряжения 1 относительно двух порогов: нижнего и верхнего. В том случае, если величина выходного напряжения с датчика 1 ниже нижнего порога или выше верхнего порога, блок управления 2 отключает (включает) соответствующие силовые электронные ключи 4-1, 4-2,...4-N. Если величина выходного напряжения датчика 1 находится в диапазоне выше нижнего порога, но ниже верхнего, состояние электронных силовых ключей остается неизменным.
Блок питания 3 вырабатывает необходимые питающие напряжения для всех узлов из входного напряжения +Uп.
Предлагаемое устройство может выпускаться серийно в заводских условиях. При его производстве можно использовать литье под давлением для корпуса, а также заливку компаундом. Электрический монтаж выполняется на печатных платах.
Устройство рекомендуется использовать на железнодорожном транспорте.