Блок питания БП-6 предназначен для обеспечения питания цепей управления, освещения, сигнализации, радиостанций и подзаряда аккумуляторной батареи. Предусмотрено также быстродействующее автоматическое переключение цепей нагрузки с выпрямителя на аккумуляторную батарею и обратно. Технические данные блока питания следующие:

Номинальное входное напряжение переменного тока, В Диапазон изменения входного напряжения, В Номинальная частота питающего напряжения, Гц Максимальная потребляемая мощность, кВт, не более Назначение выходных каналов:

I и II

Номинальное напряжение на выходах 1 и 11, В

режим стабилизации напряжения на нагрузке с подзаря-дом аккумуляторной батареи 380

питание цепей нагрузки подзаряд батареи 50

Допустимое отклонение напряжения от номинального в диапазоне рабочих токов и температур (-604- +60) °С на выходах I и II, В ±2,5 Возможные предельные мгновенные значения напряжения при переходных процессах, В, иа выходе:

I 0-170

II 0-150 Уставка ограничения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи на выходе III, В, при температуре, °С:

выше -10 65-67

ниже -10 не более 80 Коэффициент пульсаций напряжения, %, не более, на выходе:

I 100

II 90

III 0-12 Диапазон рабочих токов, А, на выходе:

I 14,5-65

II 1,5-40 Максимальный ток, А, не более, на выходе:

I

II III

Блок питания (рис. 7.45) представляет собой металлическую конструкцию массой 375 кг с габаритными размерами, мм: высота- 1350±6, ширина — 726 ±4, глубина — 700±4. .

Каркас блока питания состоит из двух частей, которые соединены механически при помощи болтовых соединений и электрически — рейкой с зажимами Х2.

В нижней части каркаса размещают блок 3 трансформаторного оборудования БТО-038, в котором установлены питающий трансформатор ТР-214 и сглаживающий дроссель ДС-1. В верхней части каркаса на лицевой стороне — панели: приборная 1 и с элементами 2.

Приборную панель 1 крепят к каркасу при помощи шарнирного соединения, что дает ей возможность откидываться вперед на угол примерно 90°. На ней устанавливают вольтметр М1611 (РУ) со шкалой 0-150 В, амперметр М1611 {РА) со шкалой 75-0-75 А, три тумблера, две кнопки, вилку для подключения диагностического устройства с помощью разъема СШР32П10ЭШ4 и три переменных резистора ППБ-25Е (Я8, Я10, ЯП- рис. 7.46).

За панелью расположен регулятор напряжения (РН), который крепят к каркасу при помощи четырех болтов. Электрическое соединение регулятора напряжения со схемой блока осуществляют через разъем штепсельного типа СШР48П26ЭШЗ.

На панели с элементами 2 установлены два рубильника для переключения режимов работы и два плавких предохранителя защиты аккумуляторной батареи. Панель крепят к каркасу на петлях, что позволяет ей откидываться вперед на угол примерно 60°, и закрывают декоративной крышкой.

На задней стороне каркаса расположен тиристорно-диодный преобразователь, собранный на гетинаксовой панели

из четырех тиристоров Т171-320-8УХЛ2 и трех диодов ДЛ171-400-8УХЛ2 с охладителями 0281-110.

Над преобразователем размещены контактор электромагнитный МК-8 (КМ), резистор Я5, трансформатор тока ТТ-222 (Т2), токоограничивающий реактор Р-72 (ЬЗ) и панель с резисторами Я6, Я7. Для подключения внешнего монтажа блок питания снабжен тремя рейками с выводами: XI- цепи 380 В, ХЗ- силовые цепи 50 В и аккумуляторная батарея, Х4- слаботочные цепи 50 В.

Принципиальная электрическая схема блока питания БП-6 приведена иа рис. 7.46, а перечень элементов в приложении 4.

Переменное напряжение частотой 50 Гц от обмотки собственных нужд силового трансформатора ОДЦЭ-1000/25-82УХЛ2 поступает на выводы 1-2 XI при помощи контактора питания на первичную обмотку трансформатора 77 блока питания. Со вторичной обмотки 77 напряжение поступает на тиристорно-ди-одный преобразователь, включающий в себя управляемый VI, У2 и неуправляемый УЗ-У5 выпрямители, а также прямой У7 и обратный У8 тиристорные ключи. Неуправляемый выпрямитель УЗ-У5 выполнен по схеме двухполупериодного выпрямления с нулевой точкой; управляемый — VI, У2 собран по схеме несимметричного моста с использованием плеч УЗ, У4 неуправляемого выпрямителя.

Принцип действия выпрямителя основан иа наложении регулируемого по фазе напряжения на нерегулируемое. В начале каждого полупериода питающего напряжения и до момента подачи управляющих импульсов тиристоры VI и У2 заперты, а цепи нагрузки выходов 1 и 2 замыкаются через диоды У5 и У4 или У5 и УЗ по цепи: провод 12, БА1, провод 20, ХЗ/5, 6 или 11, провод 15, БА1 и провод 21, ХЗ/7, 8.

При подаче управляющих импульсов с определенной фазой регулирования тиристор VI либо У2 откроется, разделительный диод У5 закроется обратным напряжением, а цепи нагрузки замкнутся через соответствующие диод У4 и тиристор VI либо УЗ и У2 и тот же сглаживающий дроссель L1. Таким образом, после открытия тиристоров VI, V2 коэффициент трансформации возрастает скачкообразно, и напряжение на выходе выпрямителя (Х2/8) увеличивается и приобретает ступенчатую форму.

Управление тиристорами VI, ^осуществляется регулятором напряжения (РН), обеспечивающим автоматическое поддержание выпрямленного напряжения на выходах I, II в заданных пределах.

Для обеспечения режимов заряда аккумуляторной батареи в ее цепь включен прямой тиристорный ключ V7, соединенный последовательно с токоограни-чивающим реактором L3 и трансформатором тока Т2. Тиристор V7 обеспечивает импульсное регулирование напряжения заряда, разделение цепей нагрузки и заряда аккумуляторной батареи. Благодаря импульсному заряду аккумуляторов амплитудным значением выпрямленного напряжения среднее за период значение напряжения на аккумуляторной батарее превышает среднее за период значение напряжения на выходе выпрямителя. Это обеспечивает автоматическое поддержание заданного напряжения заряда при колебании питающего. Напряжение заряда аккумуляторной батареи в зависимости от температуры окружающей среды может изменяться с помощью тумблера S5, который при 1< -10 °С должен быть переведен во включенное положение.

В случае потери питания на входе устройства, например, при проходе электровозом нейтральной вставки КС или отключении ГВ цепи 50 В автоматически переключаются на аккумуляторную батарею при помощи обратного тиристорного ключа V8. Последний вместе с дросселем L1 шунтируется силовыми контактами КМ.

Защиту аккумуляторной батареи от КЗ осуществляют быстродействующими предохранителями F1 и F2. Питающий трансформатор 77 и выпрямители VI- V5 защищены от КЗ при помощи плавкого предохранителя F15 типа ПР-2Х/12 иа 35 А, установленного на панели предохранителей в блоке силовых аппаратов.

Схема регулятора напряжения (РН) собрана на гетинаксовой панели с использованием печатного и навесного мон-тажей и состоит из следующих функциональных узлов: регулятора напряжения цепей 50 В;

тиристорного импульсного регулятора напряжения и тока заряда аккумуляторной батареи;

узла управления обратным тиристор-иым ключом. »

Регулятор напряжения предназначен для формирования, усиления и выдачи импульсов иа открытие тиристоров VI и У2 управляемого выпрямителя. Принцип его действия заключается в автоматическом изменении фазы импульсов управления в зависимости от напряжений на входе и выходе устройства. Это осуществляется путем изменения времени разряда конденсаторов СЗ и С4 во время-задающих #С-цепочках. Разряд каждого из конденсаторов СЗ и С4 происходит по двум цепям, одна из которых неуправляемая, а другая — управляемая сигналом связи по напряжению, снимаемому с потенциометра ЯП на лицевой панели 2.

На выходе неуправляемой времязада-ющей #С-цепи включен двухкаскадиый транзисторный ключ. Он открывается в момент окончания разряда конденсатора и выдает управляющий сигнал на соответствующий ему тиристор VI или У2. Параметры неуправляемых разрядных цепей этих конденсаторов выбраны таким образом, чтобы при отключенной управляемой цепи разряда выходное напряжение составляло около 40 В. При подключенной управляемой цепи разряда конденсаторов время их разряда уменьшается и соответственно изменяется фаза импульсов управления тиристорами VI и У2, обеспечивая увеличение выпрямленного напряжения до 50 В.

Заряд конденсаторов СЗ и С4 осуществляют в нерабочие для тиристоров VI и У2 полупериоды питающего напряжения от 77/4-6 через диоды У7 и У8 до импульсного значения напряжения на этой обмотке. В рабочие полупериоды питающего напряжения конденсатор СЗ разряжается через резисторы R9-R11 и база-эмиттерный переход транзистора У5; конденсатор С4- через резисторы R12-R14 и база-эмиттериый переход транзистора У6 до уровня опорного напряжения на стабилитроне У11.

Одновременно происходит дополнительный разряд этих конденсаторов через транзисторы У13 и У14, управляемые сигналами обратной связи по напряжению на выходе БП. В зависимости от состояния транзисторов У13 и У14 изменяется общее сопротивление разрядной цепи, а следовательно, и. постоянная времени разряда конденсаторов СЗ и С4. В периоды протекания тока разряда конденсаторов СЗ и С4 транзисторы V5 и V6 открыты, V3 и V4 закрыты.

При снижении напряжения иа конденсаторах СЗ и С4 до уровня опорного на стабилитроне VII происходят открытие соответствующего транзистора V3 или V4 и выдача импульсов управления через импульсный трансформатор 77 или Т2 на соответствующий силовой тиристор VI или V2. Время» закрытого состояния транзисторов УЗ и У4 определяет фазу импульсов управления в соответствующие полупериоды питающего напряжения.

При снижении напряжения на выходе блока питания пропорционально снижается напряжение обратной связи и в случае снижения ниже опорного на стабилитроне У12 транзистор У13 закрывается, а У14 открывается. Это приводит к снижению общего разрядного сопротивления и соответственно снижению времени разряда конденсаторов СЗ и С4. Уменьшение фазы открытия силовых тиристоров VI и V2 ведет к увеличению напряжения на выходе БП. При повышении напряжения на выходе блока происходит обратный процесс. Таким образом осуществляется стабилизация напряжения иа выходе блока питания. Благодаря большому усилению транзисторного каскада V13- У14 и высокой стабильности опорного стабилитрона У12 обеспечивается высокая точность стабилизации напряжения при широком диапазоне изменения режимов эксплуатации.

Импульсный регулятор напряжения и тока заряда аккумуляторов содержит основной прямой тиристорный ключ У7 (тиристорно-диодный преобразователь) и вспомогательный У 22 (РН). Последний предназначен для обеспечения ограничения зарядного тока и стабилизации напряжения на аккумуляторной батарее в режиме ее заряда.

Принцип действия этого регулятора основан на регулировании скважности открытого состояния прямого тиристорного ключа У7, управление которым осуществляют в каждый полупериод питающего напряжения по цепи: плюс выпрямителя — провод 12 — конденсатор С12- резисторы Р.35-9.37- диод У 28- провод 40- управляющий переход тиристора У7- аккумуляторная батарея — минус выпрямителя. При запертом вспомогательном тиристориом ключе У22 основной тирнсторный ключ У7 открывается каждый полупериод питающего .напряжения и пропускает импульсы тока заряда аккумуляторной батарезч с частотой 100 Гц. В случае открытого состояния вспомогательного тиристорного ключа У22 основной тиристорный ключ У7 заперт, аккумуляторная батарея разряжается на измерительные цепи.

Для обеспечения автоматического управления режимами заряда аккумуляторной батареи в регулятор заведены обратные связи по напряжению и току заряда.

Датчиком тока заряда является трансформатор тока Т2 с балластным резистором Я8 (силовой блок), выпрямительный мост У 24-У 27, сглаживающий фильтр 12-С14 (РН). Датчик напряжения включает в себя делитель напряжения Р,14-Р.10-/?/7 (лицевая панель) и сглаживающий конденсатор С13 (РН). Сигналы обратной связи по току и напряжению поступают на управляющий электрод вспомогательного тиристорного ключа У22 через диоды УЗО и У31, выполняющие функции логического элемента ИЛИ. При достижении напряжения на аккумуляторной батарее заданного значения или тока заряда максимального значения сигнал обратной связи превысит опорное напряжение, сформированное на стабилитроне V23. Это приведет к открытию вспомогательного тиристорного ключа V22, который в свою очередь закроет тиристорный ключ У7.

Управление обратным тиристорным ключом V8 тиристорно-диодного преобразователя осуществляют от узла, состоящего из элементов: дроссель L1, конденсатор СП, стабилитрон У21, диод V20. Сглаживающий фильтр L1-СП включен иа разность напряжений между аккумуляторной батареей и выходом выпрямителя.

При нормальном режиме цепи нагрузки получают» питание от выпрямителя через сглаживающие фильтры и одновременно осуществляют подзаряд аккумуляторной батареи. При этом разность средних за период значений напряжений на аккумуляторной батарее и на выходе выпрямителя меньше опорного на стабилитроне V21 и обратный тиристорный ключ V8 заперт. В случае снятия напряжения с входа блока питания разность указанных напряжений становится больше опорного на У21; обратный тиристорный ключ V8 открывается током от аккумуляторной батареи и переключает цепи нагрузки иа питание от аккумуляторной батареи. При подаче напряжения на вход блока в момент превышения мгновенного значения напряжения на выходе выпрямителя над напряжением на аккумуляторной батарее обратный тиристорный ключ У8 запирается и питание нагрузок переводится на выпрямитель.

Установленные на приборной панели вольтметр РУ типа М1611 на напряжение 0-150 В с кнопками S6 Батарея и S1 Напряжение другой секции и амперметр РА типа М1611 на ток 75-0- 75 А с шунтом 75ШСМ предназначены:

РУ — для контроля за значением напряжения на выходе I обеих секций и аккумуляторной батарее;

РА — для контроля за значением тока заряда и разряда аккумуляторной батареи.

Эти же приборы используют и при-вы-боре уставок по напряжению и току.

Глава 8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ