Схема силового преобразователя v 6202 smn

Обновлено: 01.07.2024

ELPEC – это полупроводниковый выпрямитель с выходной мощностью 425 А для нагрузки 74 В постоянного тока локомотива. Это надежный и проверенный вариант устранения вспомогательного генератора в проектах по перенапряжению локомотивов. ELPEC питается либо от изолированных обмоток генератора-компаньона (CA), либо от основных обмоток статора CA через изолирующий трансформатор. Полная система включает в себя ELPEC, модуль диодного шунта и индукторно-конденсаторный фильтр для обеспечения низкой выходной мощности пульсаций. Понятный и гибкий компьютерный интерфейс локомотива упрощает системную интеграцию.

Ключевой особенностью ELPEC является запатентованная трехэтапная зарядка аккумулятора, которая имеет много преимуществ по сравнению с зарядкой постоянным напряжением, включая более длительный срок службы аккумулятора, значительное снижение сульфатации и более короткое время зарядки. Свяжитесь с техническим представителем Enerpro, чтобы обсудить варианты установки.

Основные характеристики:

Трехэтапная зарядка
Простой и адаптируемый интерфейс локомотива.
Проверенная надежная конструкция
Термическая самозащита

Руководство по продукту
Механический чертеж
Схема

Технические детали

Трехэтапный профиль оплаты

Законы о загрязнении воздуха и высокая стоимость топлива заставляют операторов локомотивов останавливать работающие на холостом ходу локомотивы гораздо чаще, чем в прошлом. Это изменение в работе локомотива привело к преждевременной потере емкости аккумулятора и более частым отказам элементов. Эти проблемы вызваны одноступенчатым профилем заряда, обеспечиваемым обычными зарядными устройствами, независимо от того, реализованы ли они диодным выпрямителем с питанием от вспомогательного генератора или выпрямителем SCR с питанием от вспомогательного генератора. При одноступенчатой зарядке начальный ток сразу после запуска двигателя ограничивается только мощностью генератора и сопротивлением цепи аккумулятора. Большинство цепей зарядки аккумуляторных батарей локомотивов включают токоограничивающий резистор для уменьшения зарядного тока. Даже с этим резистором начальный ток может значительно превышать рекомендуемый производителем максимальный зарядный ток и сокращать срок службы батареи. Одноступенчатое зарядное устройство переходит от высокого начального тока первой ступени, когда напряжение аккумуляторной батареи возрастает до заданного значения номинального напряжения 74 В. Затем одноступенчатое зарядное устройство поддерживает постоянное номинальное напряжение 74 В на аккумуляторной батарее до остановки двигателя. По мнению экспертов по аккумуляторам, 74 В недостаточно для преобразования всего активного материала аккумулятора во время работы двигателя, если двигатель останавливается несколько раз в день. Результатом является прогрессирующая потеря емкости.

Трехэтапный профиль заряда, созданный ELPEC, регулирует ток первой, или основной ступени, до обычно рекомендуемого производителем уровня 20 % от емкости. На втором этапе, или этапе поглощения, напряжение выпрямителя обычно регулируется до 78 В. Это повышенное напряжение преобразует максимальное количество активного материала батареи, одновременно выравнивая заряд в каждой ячейке, тем самым сводя к минимуму сульфатацию и потерю емкости. На третьем, или плавающем этапе, ELPEC возвращается в режим регулирования постоянного напряжения (номинально 72 В).

Ступень наполнения
После запуска двигателя агрегат переходит на ступень наполнения постоянным током 80 А. Батарея ведет себя как конденсатор в том смысле, что постоянный зарядный ток приводит к линейному увеличению напряжения батареи со временем. Групповой этап завершается, когда напряжение достигает установленного преобразователем предела, обычно составляющего 78 В (2,44 В на элемент).

Этап абсорбции
Этап абсорбции при постоянном напряжении начинается, когда батарея заряжена примерно до 80% полной емкости. Ток ступени поглощения экспоненциально спадает со временем от начальных 80 А, пока не достигнет одного из двух пороговых значений ступени плавания. Переход к Float Stage происходит при выполнении одного из двух условий:

Ток ступени поглощения обычно снижается до 25 А или
Общий заряд ступени абсорбции достигает приблизительно 25 % емкости.

Принудительное выполнение перехода «Поглощение/плавание» в зависимости от заряда гарантирует, что короткое замыкание элемента или другой дефект батареи не приведет к непрерывной работе при повышенном напряжении.

Float Stage
Во время регулируемого 72V Float Stage ток батареи постепенно снижается до стационарного тока саморазряда. Это поддерживает полный заряд аккумулятора, пока работает двигатель.

Блок-схема
Конфигурация ELPEC в системе локомотива показана на чертеже Enerpro E1735. Преобразование достигается с помощью шеститиристорного выпрямительного моста, подключенного к изолированной обмотке генератора переменного тока.Если изолированная обмотка генератора-компаньона недоступна, ELPEC может питаться через соответствующий изолирующий трансформатор. Запуск тиристора, регулировка напряжения, регулировка тока и интерфейс управления осуществляются с помощью платы контроля заряда и запуска тиристора, как показано на рисунке. Выход постоянного тока фильтруется с помощью типичной последовательной схемы индуктивности/шунтирующего конденсатора и подается на диод/шунтирующий узел. Сигнал обратной связи шунта тока батареи изолирован от платы зажигания/регулятора с помощью прецизионного развязывающего усилителя. Критические и некритические нагрузки могут быть разделены по мере необходимости с помощью соответствующего клеммного наконечника на диодно-шунтирующем узле.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ELPEC представляет собой узел с открытой рамой. Характеристики окружающей среды, зависящие от корпуса, такие как соляной туман и проникновение пыли, зависят от требований заказчика к корпусу. Любая ответственность за экологическую квалификацию лежит на заказчике.

Температура охлаждающего воздуха

от -40 °C до 65 °C при номинальном токе.
100 °C в течение 15 минут при пониженном токе (туннельный режим)
Хранение при температуре от -40°C до 65°C

ELPEC включает в себя схему датчика температуры, которая линейно снижает доступный выходной ток от номинального максимального тока до нулевого тока, когда температура тиристора превышает заданный предел. Эта схема обеспечивает полное использование пропускной способности ELPEC по току при сохранении температуры перехода тиристора ниже безопасного уровня.

Разработанный и изготовленный компанией Enerpro комбинированный регулятор, триггер затвора, печатная плата контроллера и снабберная плата вместе с тиристорными модулями, шинами/клеммами, токовым шунтом и датчиком температуры тиристора смонтированы на одном оребрении. боковой алюминиевый профиль и переходная пластина. Эти компоненты образуют узел открытой рамы с размерами корпуса 22,75 дюйма (578 мм) в длину, 11,44 дюйма (291 мм) в ширину и 8,65 дюйма (220 мм) в глубину. Узел крепится к панели так, чтобы ребра радиатора выступали в воздушный поток за панелью, как показано на чертеже M1888.

Высота
от -100 до +11000 футов над уровнем моря.

Удары и вибрация
ELPEC спроектирован так, чтобы выдерживать непрерывные сильные удары и вибрацию в обоих направлениях во всех трех плоскостях с частотой, которая еще не определена.

Техническое обслуживание
Время от времени может потребоваться очистка ребер радиатора для поддержания полного номинального тока. Следует использовать чистый и сухой охлаждающий воздух

Электромагнитная совместимость
Совместимость со следующими тестами электромагнитных помех была протестирована в аналогичных проектах с отличными результатами. Обратите внимание, что заказчик берет на себя ответственность за сертификационные испытания EMI.

Кондуктивная восприимчивость
Чувствительность к излучению
Кондуктивное излучение
Электростатический разряд

Интенсивность отказов
Расчетный срок службы составляет 16 лет при эксплуатации грузовых локомотивов с частотой критических отказов
менее 2% в год. ELPEC можно обслуживать в случае отказа.

Эффективность
Эффективность ELPEC превышает 95 % в диапазоне от 20 % до 100 % номинальной нагрузки.

Фильтр нагрузки
LC-фильтр уменьшает пульсации напряжения, подаваемого на аккумулятор и другие нагрузки. Выбранная резонансная частота фильтра должна быть менее чем в шесть раз меньше самой низкой частоты генератора. Затухание фильтра должно ограничивать пульсации напряжения до уровня менее 5 % от напряжения постоянного тока. Конденсаторный фильтр Enerpro (CFA-1) обеспечивает емкость 0,1 Ф (200 В постоянного тока при работе, 250 В перенапряжения постоянного тока) в компактном, прочном корпусе, пригодном для применения на железнодорожном транспорте.

Мощность управления (команды включения)
Все питание команд управления и включения поступает непосредственно от батареи локомотива.

Плата зажигания/регулятора
Плата зажигания/регулятора переменной частоты FCROVF6-TSCS-1 использует проверенные на практике элементы платы запуска переменной частоты FCOVF6100 стандарта железнодорожной промышленности и платы регулятора VLTLCL-1, первоначально разработанной для зарядного устройства для аккумуляторов карьерных самосвалов. Эта плата также включает настраиваемый мониторинг неисправностей, интерфейс управления и функции регулирования тока батареи, которых нет в других продуктах Enerpro. Печатная плата представляет собой шестислойный эпоксидный ламинат FR-4 толщиной 0,093 дюйма с металлизированными сквозными отверстиями и паяльной маской поверх голой меди. Все печатные платы Enerpro соответствуют стандарту UL94-V0. Полиуретановое конформное покрытие (MIL-1-46056, тип UR) наносится на печатную плату для обеспечения повышенной устойчивости к грязи и влаге.

Снабберная плата
В тиристорном преобразователе высокая скорость нарастания напряжения между анодом и катодом, или dV/dt, возникает, когда тиристор прекращает проводить ток или когда другой тиристор в цепи включается в режим проводимости. dV/dt напряжения тиристора должно быть ограничено, чтобы избежать неустойчивой работы схемы и повреждения устройства.Подключенные анод к катоду, резисторы и конденсаторы снабберной цепи ограничивают это dV/dt. В плате TSBHG-6, специально разработанной для использования в условиях высокой вибрации, используются резисторы типа TO-220, монтируемые на рейку, и высококачественные пленочные конденсаторы WIMA, монтируемые на плате. Эта конфигурация сводит к минимуму восприимчивость паяных соединений к вибрации и обеспечивает удобную схему отвода тепла для снабберных резисторов.

Светодиодные индикаторы состояния

Системные подключения и настройка

Системные соединения и настройка
См. схему соединений E1735. Все внутренние соединения выполняются на заводе. Соединения для питания переменного и постоянного тока выполняются непосредственно на сборных шинах, которые снабжены невыпадающими гайками PEM с резьбой 1/2-13 UNC. Сигналы включения и обратного считывания состояния доступны на разъеме J1, который представляет собой защищенный от непогоды цилиндрический разъем байонетного типа с ключом (серия MIL 5015, вставка 24-5).

Читайте также: