СИСТЕМА ПИТАНИЯ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ ТРОЛЛЕЙБУСА

Полезная модель относится к электрооборудованию городского электрического транспорта и может быть использована для питания собственных нужд троллейбуса, а именно в схемах электропитания низковольтных цепей управления, аварийного, служебного освещения и сигнализации.
Наиболее близким к настоящей полезной модели является источник питания низковольтных цепей городского электрического транспорта, содержащий преобразователь напряжения контактной сети в напряжение для заряда аккумуляторной батареи и питания низковольтных цепей, токоограничивающий резистор, конденсатор, диод, электронный коммутатор с токоограничивающим резистором, управляемый датчиком импульсного потребления мощности и датчиком напряжения (патент РФ на изобретение №2301157, МПК B60L 1/00, 20.06.2007).
Недостатком известного устройства является невысокая надежность работы, обусловленная сложностью принципиальной схемы и ее элементов, в частности электронного коммутатора, датчика импульсного потребления мощности и датчика напряжения.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности работы, упрощение принципиальной схемы системы питания низковольтных цепей троллейбуса.
Технический результат достигается тем, что в систему питания низковольтных цепей троллейбуса, содержащую преобразователь постоянного напряжения контактной сети в переменное напряжение для питания низковольтных цепей троллейбуса, согласно настоящей полезной модели, введены понижающий блок преобразования напряжения и блок формирования отрицательного потенциала, установленный в тяговом устройстве троллейбуса, контактная сеть троллейбуса выполнена в виде однопроводной контактной сети, провод которой несет положительный потенциал, понижающий блок преобразования напряжения выполнен в виде конденсаторного делителя напряжения, а преобразователь постоянного напряжения контактной сети в переменное напряжение для питания низковольтных цепей троллейбуса содержит генератор синусоидального напряжения, выполненный на полупроводниковом элементе в микроминиатюрном исполнении, маломощный источник постоянного низкого напряжения, первый и второй резисторы, силовой транзистор и понижающий трансформатор, питающий низковольтные цепи троллейбуса, при этом первый вход конденсаторного делителя напряжения соединен проводом, несущим положительный потенциал, с контактной сетью, второй вход конденсаторного делителя напряжения соединен с эмиттером силового транзистора, вторым резистором, и, проводом, несущим отрицательный потенциал, с блоком формирования отрицательного потенциала, а выход конденсаторного делителя напряжения соединен с началом первичной обмотки понижающего трансформатора, конец которой соединен с коллектором силового транзистора, первый и второй выходы маломощного источника постоянного низкого напряжения соединены, соответственно, с генератором синусоидального напряжения и первым резистором, конец которого соединен с базой силового транзистора, началом второго резистора и выходом генератора синусоидального напряжения.
Конденсаторный делитель напряжения содержит последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, при этом одна обкладка первого конденсатора соединена проводом, несущим положительный потенциал, с контактной сетью, а вторая обкладка первого конденсатора соединена с началом первичной обмотки понижающего трансформатора и с одной обкладкой второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена с эмиттером силового транзистора, концом второго резистора, и проводом, несущим отрицательный потенциал, с блоком формирования отрицательного потенциала.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемой системы питания низковольтных цепей троллейбуса.
На принципиальной схеме цифрами обозначены:
1 - преобразователь постоянного напряжения в переменное;
2 - контактная сеть;
3 - низковольтные цепи троллейбуса;
4 - понижающий блок преобразования напряжения;
5 - блок формирования отрицательного потенциала;
6 - провод, несущий положительный потенциал;
7 - генератор синусоидального напряжения;
8 - маломощный источник постоянного низкого напряжения;
9 - первый резистор;
10 - второй резистор;
11 - силовой транзистор;
12 - понижающий трансформатор;
13 - провод, несущий отрицательный потенциал;
14 - первый конденсатор;
15 - второй конденсатор.
Система питания низковольтных цепей троллейбуса содержит преобразователь 1 постоянного напряжения контактной сети 2 в переменное напряжение для питания низковольтных цепей 3 троллейбуса.
Отличием предлагаемой системы питания низковольтных цепей троллейбуса является то, что в нее введены понижающий блок 4 преобразования напряжения и блок 5 формирования отрицательного потенциала, установленный в тяговом устройстве (на чертеже условно не показано) троллейбуса.
Контактная сеть 2 троллейбуса выполнена в виде однопроводной контактной сети, провод 6 которой несет положительный потенциал.
Понижающий блок 4 преобразования напряжения выполнен в виде конденсаторного делителя напряжения.
Преобразователь 1 постоянного напряжения контактной сети 2 в переменное напряжение для питания низковольтных цепей 3 троллейбуса содержит генератор 7 синусоидального напряжения, выполненный на полупроводниковом элементе в микроминиатюрном исполнении, маломощный источник 8 постоянного низкого напряжения, первый 9 и второй 10 резисторы, силовой транзистор 11 и понижающий трансформатор 12, питающий низковольтные цепи 3 троллейбуса.
Первый вход понижающего блока 4 преобразования напряжения (конденсаторного делителя напряжения) соединен проводом 6, несущим положительный потенциал, с контактной сетью 2.
Второй вход конденсаторного делителя напряжения соединен с эмиттером силового транзистора 11, вторым резистором 10, и проводом 13, несущим отрицательный потенциал, с блоком 5 формирования отрицательного потенциала.
Выход конденсаторного делителя напряжения соединен с началом первичной обмотки понижающего трансформатора 12, конец которой соединен с коллектором силового транзистора 11.
Первый и второй выходы маломощного источника 8 постоянного низкого напряжения соединены, соответственно, с генератором 7 синусоидального напряжения и первым резистором 9.
Конец первого резистора 9 соединен с базой силового транзистора 11, началом второго резистора 10 и выходом генератора 7 синусоидального напряжения.
Понижающий блок 4 преобразования напряжения (конденсаторный делитель напряжения) содержит последовательно соединенные первый 14 и второй 15 конденсаторы.
Одна обкладка первого конденсатора 14 соединена проводом 6, несущим положительный потенциал, с контактной сетью 2.
Вторая обкладка первого конденсатора 14 соединена с началом первичной обмотки понижающего трансформатора 12 и с одной обкладкой второго конденсатора 15.
Вторая обкладка второго конденсатора 15 соединена с эмиттером силового транзистора 11, концом второго резистора 10, и проводом 13, несущим отрицательный потенциал, с блоком 5 формирования отрицательного потенциала.
Работа предлагаемой системы питания низковольтных цепей троллейбуса осуществляется следующим образом.
От контактной сети 2 постоянное высокое напряжение 600 В поступает на понижающий блок 4 преобразования напряжения (конденсаторного делителя напряжения), где преобразуется в напряжение 100 В, далее поступает в понижающий трансформатор 12 и преобразуется в переменное синусоидальное напряжение 30 В для питания низковольтных цепей 3 троллейбуса.
В проводе 6 контактной сети 2 всегда присутствует положительный потенциал. К проводу контактной сети 2 подключается один штанговый токоприемник троллейбуса (на чертеже условно не показан). Через штанговый токоприемник, внутри которого размещается проводник, положительный потенциал поступает на первый вход понижающего блока 4 преобразования напряжения (конденсаторного делителя напряжения).
Отрицательный потенциал, формируемый блоком 5, поступает через провод 13 на второй вход понижающего блока 4 преобразования напряжения (конденсаторного делителя напряжения).
Положительный потенциал высоковольтного напряжения подключается к первому входу конденсаторного делителя напряжения, откуда подводится к одной обкладке первого конденсатора 14. Вторая обкладка первого конденсатора 14 одновременно подключается к началу первичной обмотки понижающего трансформатора 12, а также к одной обкладке второго конденсатора 15, вторая обкладка которого одновременно подключается к блоку 5 формирования отрицательного потенциала, эмиттеру силового транзистора 11, а также концу второго резистора 10. При последовательном соединении первого 14 и второго 15 конденсаторов понижающий блок 4 преобразования напряжения выполняет функцию делителя напряжения в соотношении, при котором, аналитическим вычислением величины второго конденсатора 15, обеспечивается требуемая величина напряжения 100 В.
Конец первичной обмотки понижающего трансформатора 12 подключается к коллектору силового транзистора 11. Маломощный источник 8 постоянного низкого напряжения подключается одновременно к генератору 7 синусоидального напряжения и началу первого резистора 9, конец которого одновременно подключается к базе силового транзистора 11, началу второго резистора 10 и выходу генератора 7 синусоидального напряжения.
Выбор середины линейного участка вольтамперной характеристики силового транзистора 11 осуществляется путем последовательного соединения первого 9 и второго 10 резисторов. При этом величина выходного синусоидального сигнала генератора 7 устанавливается таким образом, чтобы выходной синусоидальный сигнал на вторичной обмотке понижающего трансформатора 12 также был синусоидальным. В результате обеспечивается синусоидальность сигнала для питания низковольтных цепей 3 троллейбуса.
Использование настоящей полезной модели позволит повысить надежность работы, упростить принципиальную схему системы питания низковольтных цепей троллейбуса.
Кроме этого, за счет исключения одного провода питания, позволит сэкономить дорогостоящий медный провод контактной сети, снизить электрические потери в проводах, доставляющих электрическое питание троллейбусам.