Эп1. ЭП 1 книга. ЭП1 магистральный электровоз э технические данные локомотива
 Скачать 6.83 Mb.
|
Микропроцессорная системауправления и диагностики.Современная микропроцессорная аппаратура управления позволяет реализовывать дополнительные функции управления и диагностики оборудования локомотивов. Так, электровоз ЭП1 оборудован подобными системами управления (МПСУ) безопасности тягового подвижного состава (АСУБ «Локомотив»). Для обеспечения перечисленных функций в состав МПСУ включены (структурная схема): комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ); система автоматического управления торможением поездов (САУТ-ЦМ); микропроцессорные средства управления и диагностики оборудования электровоза; комплект датчиков, задатчиков и исполнительных устройств. Системы САУТ-ЦМ и КЛУБ входят в систему безопасности движения поезда и относятся к верхнему уровню системы, т.е. к устройствам, команды которых имеют высший приоритет. Система КЛУБ контролирует состояние машиниста (однократная и периодическая проверка бдительности), принимает и расшифровывает сигналы АЛСН (АЛСНЕ), осуществляет световое оповещение о смене информации на индикаторе и предельно допустимой скорости. Микропроцессорные средства управления и диагностики оборудования локомотива относятся к нижнему уровню системы и работают в подчинении к верхнему уровню. Конструктивно они состоят из блока микропроцессорной системы управления и диагностики (МСУД1), двух блоков индикации (БИ1) пультов машинистов, приёмно-контактирующего устройства (ПКУ), последовательных каналов связи (КС1-КС5) между отдельными элементами системы. Блок МСУД1 содержит три микропроцессорных контроллера – центральный (ЦМК) и два местных контроллера управления (МПК1 и МПК2). ЦМК обеспечивает обмен информацией между контроллерами управления, блоками индикации, приёмно-контактирующими устройствами и системой верхнего уровня (САУТ-ЦМ). Он также диагностирует релейно-контакторную аппаратуру (РКА) и другое оборудование электровоза. МПК1 и МПК2 обеспечивают управление тяговым электроприводом и преобразователем частоты фаз (ПЧФ) вентиляторов локомотива. Они сохраняют возможность передачи управления друг другу в случае повреждения одного из контроллеров. БИ1 содержат клавиатуру для управления режимами работы электрооборудования, дисплей для отображения информации и систему голосового вывода. Устройство ПКУ предназначено для ввода данных в систему и вывода на съёмную кассету информации о предварительных и аварийных режимах работы оборудования для дальнейшей обработки в депо. Каналы КС1-КС5 допускают обмен информацией между контроллерами управления и остальными устройствами в последовательном коде. Микропроцессорные средства управления и диагностики обеспечивают следующие режимы работы электровоза: «Автоведение», «Советчик», «Ручное управление». В режиме «Автоведение» происходит приоритетное выполнение команд систем КЛУБ и САУТ, соблюдается график движения с обеспечением режимов ведения поезда, рациональных по расходу электроэнергии на тягу; рассчитываются величины для автоматического достижения и поддержания заданной скорости движения с последующей их обработкой. В режиме «Советчик» реализуются ручное управление, а также расчёт и выдача машинисту сообщений о скорости движения, обеспечивающей выполнение графика движения поезда и рациональный расход электроэнергии. В режиме «Ручное управление» обеспечивается работа тягового электропривода серийного электровоза ВЛ65. Из одного режима в другой машинист может перейти по своему желанию, нажав на клавиатуре соответствующую кнопку. Вывод информации на дисплей построен по принципу многостраничной справочно-информационной системы. На основном кадре дисплея отображается следующая информация: собрана ли схема, соответствующий ей режим работы и направление движения электровоза; заданная и фактическая скорости движения; заданный и фактический токи якоря; фактический ток возбуждения тяговых двигателей в режиме электрического торможения; фактическая сила тяги или торможения; оптимальные значения тока якоря тяговых двигателей и скорости движения электровоза (режим «Советчик»); номер зоны регулирования ВИП в режиме ручного управления. Машинист может вызывать дополнительные кадры нажатием соответствующих клавиш. На них будут отображены информация о токе якоря каждого тягового двигателя, частоте вращения каждой колёсной пары, углах регулирования ВИП и ВУВ, состоянии релейно-контакторной аппаратуры и блока МСУД1, а также данные для режимов «Автоведение» и «Советчик»(текущие координаты пути, ограничение скорости на участке, время отправления и прибытия, астрономическое время). На схеме показана привязка микропроцессорной системы управления к электрооборудованию электровоза ЭП1, включаящая тяговый трансформатор ОДНЦ5500\25-У2 (Т), выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП5500 УХЛ2 (ВИП1, ВИП2), выпрямительную установку возбуждения ВУВ118 (ВУВ), тяговые двигатели с опорно-рамным подвешиванием НБ-520В (М1-М6, ОВ1-ОВ6), тиристоры выравнивания нагрузок (ШТ), расположенные на панелях ПТ246, тормозной переключатель ПТ и балластные резисторы Rб. В режиме тяги с помощью тормозного переключателя ПТ обмотки возбуждения (ОВ1-ОВ6) тяговых двигателей (М1-М6) соединены последовательно с якорями и запитываются от выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП1 и ВИП2). В режиме рекуперативного торможения тормозные переключатели ПТ занимают противоположное, относительно показанного на схеме, положение. При этом последовательно с якорями тяговых двигателей (М1-М6) подключаются балластные резисторы Rб, обеспечивающие устойчивость работы ВИП в режиме инвертирования.  Обмотки возбуждения ОВ1-ОВ6 соединяются последовательно и запитываются от ВУВ. В этом режиме с помощью шунтирующих тиристоров ШТ, регулируя отпитку тока возбуждения конкретного двигателя, можно приблизить ток якоря данного двигателя к току максимально загруженного двигателя и тем самым уменьшить разброс токов между параллельно включенными машинами. На схеме изображены также датчики, показания которых используются в алгоритмах управления тяговым приводом и электрооборудованием. В данной схеме использованы датчики тока (ДТ) LT-1000 фирмы «TBE-LEM». При этом введена панель нагрузок этих датчиков Rн (100). В качестве датчиков частоты вращения (ДС) использованы импульсные датчики ДПС-У. Трансформатор синхронизации выполнен с выходным напряжением 50в (при напряжении в к. с. 25Кв), что позволило облегчить тепловой режим блока МСУД1. Датчики углов коммутации аналогичны устройствам электровозов ВЛ65. На схеме изображена структура аппаратных средств блока МСУД1. Поскольку МПК1 и МПК2 одинаковы, они показаны в виде одного устройства. МПК и ЦМК выполнены на основе одинаковых ячеек. Отличием является ячейка микропроцессора (МК), которая в ЦМК содержит дополнительные последовательные порты, преобразующие параллельный код в последовательный и обратно. Это позволяет обмениваться информацией с разнесёнными в пространстве устройствами. Помимо ячейки МК, ЦМК содержит две ячейки дискретного ввода информации ДИ2 (48 входов) и три ячейки дискретного вывода УД2 (24 выхода). К дискретным входам ЦМК подключаются сигналы светофоров и демодулированный сигнал КПТ (коды путевого трансмиттера) для анализа смены блок-участков, а также сигналы от РКА электровоза для диагностики его состояния. Дискретные выходы ЦМК используются для управления электропневматическим тормозом и переключения МПК1\МПК2 в случае обнаружения неисправности одного из них. Сигналы от датчиков системы и РКА поступают одновременно на соответствующие входы МПК1 и МПК2.Они объединены по схеме и управляются соответствующим оборудованием. Рассмотрим схему одного из МПК. В основе МПК лежит ячейка МК, содержащая процессор фирмы”Octagon Systems” 80386DX с тактовой частотой 25 МГц. Он имеет равные объёмы постоянно запоминающего и оперативно запоминающего устройств по 1Мбайт, два последовательных порта с интерфейсом RS485. Процессор этих контроллеров работает по прерываниям от импульсов синхронизации по сети. Таким образом, он привязывает работу МПК к первой гармонике напряжения контактной сети. В результате в каждый полупериод по сигналам датчиков и задатчиков контроллера машиниста обеспечивается технологическая программа и выдаётся управляющее воздействие на исполнительные устройства. Сказанное определяет состав внешних устройств. Процессор связан с датчиками скорости (ДС) через ячейку ДС, которая принимает импульсы, обеспечивает их гальваническую развязку и преобразование в десятиразрядный двоичный код скорости. Кроме того, на ячейке ДС по сигналам с датчиков определяется истинное направление движения электровоза. Одна ячейка ДС обслуживает 6 датчиков скорости, расположенных на осях, причём два из них использованы одновременно и в системе САУТ-ЦМ. Через ячейки аналого-цифрового преобразователя (АУ) процессор связан с аналоговыми датчиками тока (ДТ), напряжения (ДН) и сельсинами-задатчиками (Зад) контроллера машиниста. МПК содержит две ячейки АУ. Каждая ячейка параллельно за один полупериод преобразовывает 8 аналоговых сигналов 0-10В в десятиразрядный код. Для увеличения помехозащищённости в ячейках АУ применены аналого-цифровые преобразователи интегрирующего типа. Сигналы от датчиков углов коммутации (ДУК), слежения за потенциальными условиями и синхронизации (ДН) предварительно обрабатываются в ячейке ВФ, в которой установлены необходимые выпрямители, делители и фильтры. В дальнейшем эти сигналы обрабатываются на ячейках синхронизации ФС и обработки входных сигналов ВСЗ. На ячейке ФС из сигнала датчика синхронизации выделяется первая гармоника напряжения, частота и фаза которой синхронизированы с частотой и фазой напряжения контактной сети. На её основании формируются импульсы синхронизации, сигнал полярности полупериода, тактовая частота преобразователей «код-фаза» и «длительность-код», сигнал блокировки, запрещающий выдачу управляющих импульсов на время вхождения в синхронизм с напряжением контактной сети. Ячейка ВС3 содержит необходимые компараторы, логические цепи, преобразователи «длительность-код», при помощи которых формируется двоичный код сигналов ДУК и слежения за потенциальными условиями. В дальнейшем он используется процессором. Сигналы о состоянии схемы электровоза, положении органов контроллера машиниста вводятся в МПК через ячейку ДИ2, аналогичную использованной в ЦМК. МПК содержит одну ячейку ДИ2. Формирование и распределение фазовых импульсов, управляющих ВИП, осуществляется в ячейках ПТ1, а управляющих ВУВ и ШТ – в ячейках ПТ2. Их работа синхронизирована с первой гармоникой напряжения контактной сети. Затем сформированные импульсы усиливаются соответственно в ячейках УВ1 (ВИП) и УВ2 (ВУВ и ШТ) и поступают на исполнительные устройства. МПК имеют также ячейки УД2, позволяющие автоматически переводить схему локомотива из режима тяги в электрическое торможение и обратно, из них две ячейки УД2,что позволяет обслуживать до 16 управляемых каналов РКА. Нагрузочная способность одного канала дискретного выхода не превышает 1,5 А. Поэтому в отдельных случаях на электровозе ЭП1 используется запараллеливание выходов, обеспечивающее необходимый ток нагрузки. Расположение оборудования и вентиляция электровоза. Расположение оборудования в кабинах одинаково, однако имеются следующие особенности. В первой кабине размещено приёмно-контактирующее устройство, во второй-штурвал ручного тормоза, шкаф для одежды с установленным в нём приёмопередатчиком радиостанции и местом для аптечки. Каждая кабина оборудована пультом управления, который состоит из двух модулейлевого и правого. Правый модуль с расположенным на нём оборудованием и креслом образует пост машиниста. Левый модуль пульта с находящимся на нём оборудованием и креслом образует пост помощника машиниста. Расположение оборудования в кузове по блокам. 1 и 2 блок силовых аппаратов расположены прямо при выходе из кабин управления. В трансформаторном отделении находятся ВИПы, ВУВ, ГВ, Гл. тр-р, вентиляторы и приводы разъединителей для отключения токоприёмников в случае их неисправности. В компрессорном отделении находятся блок пневматического оборудования, моторкомпрессоры. ПЧФ, МСУД, ШП и электросчётчики находятся в блоке №4. Релейно-контакторная аппаратура в основном находится в блоках №1, 13, 14, но в зависимости от назначения может находиться и в ВВК. Система вентиляции электровоза принудительная. Она предназначена для охлаждения тяговых двигателей, выпрямительно-инверторных преобразователей, теплообменников силового трансформатора, сглаживающих реакторов, выпрямительной установки возбуждения, блока балластных резисторов и для обеспечения требуемого избыточного давления в кузове с целью защиты от проникновения в него пыли и снега во время движения электровоза, а также для охлаждения воздуха в кузове в летнее время. Система вентиляции обеспечивает следующие номинальные значения расходов воздуха для охлаждения электрооборудования: тягового двигателя, м 3/мин. 70 22,6 кВт 1470 об.\ мин. теплообменников силового трансформатора, м 3/мин. 70 ЦВ9-37,6-7,6 сглаживающего реактора, м 3/мин. 70 выпрямительной установки возбуждения, м 3/мин. 10 Ц9-37,6-7,6 блока балластных резисторов в горячем состоянии, м 3\мин. 280 24 кВт 1470 об\мин. В соответствии с рисунком на электровозе четыре вентилятора. 1ый и 2ой обеспечивает охлаждение выпрямительно-инверторных преобразователей, сглаживающих реакторов и тяговых двигателей своей группы. 3ий мотор- вентилятор охлаждает теплообменники силового трансформатора, выпрямительную установку возбуждения и два тяговых двигателя. 4ый мотор-вентилятор охлаждает блок балластных резисторов. В режиме рекуперативного торможения 4ый мотор-вентилятор (Ц9-37,6-7,6) забирает воздух через горизонтальные пластинчатые жалюзи и подаётся в блок балластных резисторов. После охлаждения отработанный воздух выбрасывается в атмосферу через жалюзи, установленные на крыше электровоза.  В 1ом, 2ом и 3ем применены центробежные вентиляторы-воздухоочистители ЦВ9-37,6 7, 6. Забор воздуха у этих вентиляторов осуществляется через лабиринтные жалюзи и форкамеры, служащие средствами очистки воздуха от капелек и частичного осаждения пыли и снега. После охлаждения воздух выбрасывается в кузов через специальные окна с заслонками |