УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ ТОКА В СИЛОВОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

Полезная модель относится к устройствам силовой электроники. Она найдет применение в оборудовании электропоездов работающих на постоянном токе. Использование полезной модели значительно увеличит надежность и срок службы электрооборудования подвижного состава.
Известно устройство токовой защиты для цепей постоянного тока по свидетельству N15135 состоящего из источника питания цепей постоянного тока, управляемого блока защиты, блока питания; устройство снабжено трансформатором и диодом, подключенными между шинами защищаемой цепи. К недостаткам аналога следует отнести большие габариты и вес устройства, трудности монтажа и эксплуатации.
В настоящее время в электропоездах используются электромагнитные и герконовые реле аналогичного назначения.
Электромагнитные реле характеризуются значительными размерами, необходимостью систематического технического обслуживания контактных групп, низкой надежностью. Надежность герконовых реле выше в сравнении с электромагнитными, но недостаточна в условиях эксплуатации железнодорожного транспорта. Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству следует отнести герконовое реле (патент N35481 «Устройство для защиты от превышения тока в силовой цепи электропоезда»).
К недостаткам прототипа относится наличие моточных узлов как в датчике тока, так и в исполнительном реле. К тому же устройство по патенту N35481 характеризуется высокой трудоемкостью процедуры настройки порога срабатывания реле, а исполнительное реле, содержащее герконы, подвержены залипанию или завариванию контактных групп при возможных перегрузках.
Использование предлагаемой полезной модели позволит избежать процедуры установки порога срабатывания датчика тока путем применения микропроцессорного устройства управления, а использование электронных силовых ключей с защитой по току и перенапряжению, значительно увеличит срок службы полезной модели и повысит ее надежность.
На рисунке приведена электрическая схема устройства для защиты от превышения тока в силовой цепи электропоезда. Устройство состоит из датчика тока 1, блока управления 2, блока питания 3 и силовых электронных ключей 4-1, 4-2,...4-N.
Датчик тока 1 содержит в своем составе датчик Холла, помещенный в воздушный зазор концентратора магнитного поля с проводником тока расположенным по оси (внутри) указанного концентратора тороидальной формы.
Устройство для защиты от превышения тока в силовой цепи электропоезда функционирует следующим образом. На датчик тока 1 подается питающее напряжение с блока питания 3, а напряжение с выхода датчика тока 1, которое по величине пропорционально контролируемому току, подается на вход блока управления 2. Пока величина протекающего в силовой цепи тока находится в допуске, блок управления 2 не производит никаких действий. Как только протекаемый ток в силовой линии превысит пороговое значение, блок управления 2 выполнит необходимую коммутацию исполнительных цепей с помощью электронных ключей 4-1, 4-2,...4-N.
Блок питания 3 вырабатывает необходимые питающие напряжения для всех узлов из входного напряжения +Uп.
Предлагаемое устройство может выпускаться серийно в заводских условиях. Корпус устройства целесообразно изготовлять путем литья под давлением, а затем заливать компаундом.
Устройство можно использовать на железнодорожном транспорте в электрооборудовании, работающем на постоянном токе.