Регулятор напряжения БРН-ЗВ тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Регулятор напряжения БРН-ЗВ тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Для поддержания с заданной точностью напряжения вспомогательного генератора в широком диапазоне изменения частоты вращения и тока нагрузки якоря на тепловозе установлен регулятор БРН-ЗВ. Конструктивно регулятор состоит из блоков, заключенных в металлический корпус. Основными элементами регулятора являются: левая панель, на которой смонтированы силовые элементы (тиристор, дроссель, диоды, конденсаторы); печатная плата, на которой смонтированы элементы измерительного органа; основание, на котором смонтированы резисторы R6 и R7, переходные разъемы, с помощью которых левая и правая панели соединяются электрически между собой и с остальными элементами схемы регулятора, а также штепсельный разъем, посредством которого регулятор соединен со схемой тепловоза. Силовые полупроводниковые элементы установлены на радиаторах. Для улучшения охлаждения элементов регулятора в кожухе выполнены вентиляционные отверстия, кроме того, имеется отверстие, через которое корректируется напряжение потенциометром R2.

Схема регулятора состоит из двух основных частей: измерительного и регулирующего органов (рис. 118). В измерительный орган входят: стабилитрон ДЗ, Д4, Д5; транзисторы 77, Т2 и ТЗ; диоды Д1, Д2, Д7

резисторы RV, RI, R3, R4, R5

потенциометр R2 и конденсатор С/. Измерительный орган собран по мостовой схеме, в которой стабилизированное напряжение на ДЗ сравнивается с напряжением между выводом генератора и движком потенциометра R2, изменяющимся с изменением напряжения вспомогательного генератора. Стабилитроны Д4, Д5 используются в качестве термокомпенсаторов. Потенциометр R2 служит для настройки регулятора на заданное напряжение, диод Д7— для уменьшения тока утечки транзистора Т1, диоды Д1 и Д2— для защиты переходов транзистора Т1 от обратных напряжений

в моменты коммутации. Конденсатор С1 служит для сглаживания пульсаций напряжения вспомогательного генератора на входе измерительного органа.

Регулирующий орган состоит из двух тиристоров Т4 и Т5, диодов Д8— Д16, Д18, резисторов R6— R9, стабилитронов Д14— Д15, Д17, дросселей Др1 и Др2 и конденсаторов

С2— С4. Нагрузкой регулирующего органа является обмотка возбуждения вспомогательного генератора, зашунтированная диодом Д10 для коммутации энергии, накопленной обмоткой возбуждения в момент выключения тиристора Т4.

Регулирующий орган представляет собой мультивибратор, собранный на двух тиристорах Т4 и Т5 (рис. 119). Мультивибратор работает следующим образом. При появлении напряжения на аноде Т4 через резистор R6 начинает протекать ток управления электрода, тиристор открывается, в результате чего ток начинает протекать по цепи:

Напряжение на конденсаторе С2 возрастает и становится достаточным для пробоя стабилитронов Д14, Д15. Через стабилитроны протекает ток, который обеспечивает открытие тиристора Т5. Заряженный конденсатор С2 начинает разряжаться через открывшийся Т5 и еще открытый Т4.

Разряд конденсатора закрывает тиристор Т4 путем подачи напряжения обратной полярности (положительный потенциал правой обкладки конденсатора С2 прикладывается к катоду Т4, левая, отрицательно заряженная обкладка,соединена с анодом Т4). После запирания Т4 происходит перезаряд конденсатора через обмотку возбуждения ОВ и открытый тиристор Т5. Потенциал анода и ток управления тиристора Т4 растут, тиристор Т4 открывается, а Т5 закрывается разрядным током конденсатора, и процесс повторяется. В результате возникает устойчивый режим автоколебаний с частотой, которая определяется величинами R7 и С2. Периодическое запирание тиристора Т4 в режиме автоколебаний позволяет обеспечить периодическое отключение нагрузки, и схема возвращается в режим холостого хода с задержкой, не превышающей периода автоколебаний.

Рис 118 Схема регулятора напряжения БРН-ЗВ

Рис 119 Схема мультивибратора регулятора БРН-ЗВ

После пуска дйзели напряжение вспомогательного генератора растет пропорционально частоте вращения якоря, поэтому между движком потенциометра R2 и зажимом Я2 появится напряжение, пропорциональное напряжению вспомогательного генератора. При этом к управляющему переходу транзистора 77 приложена разность потенциалов между движком потенциометра R2 и анодом стабилитрона ДЗ. Когда напряжение вспомогательного генератора достигает 75 В, открывается транзистор 7/, что приводит'к открыванию транзисторов Г2 и ТЗ, включенных по схеме составного транзистора.

После открывания транзистора ТЗ им шунтируется переход «управляющий электрод — катод» тиристора Т4. Ток управления тиристора Т4 резко уменьшается, благодаря наличию Д17 он не может включаться. Это приводит к уменьшению тока возбуждения и напряжения вспомогательного генератора UBr Снижение Uar происходит до тех пор, пока напряжение на измерительной диагонали моста, т. е. на входе транзистора Т1, уменьшится настолько, что 7/, а значит, Т2 и ТЗ закроются. Напряжение растет и процесс повторяется. Процесс регулирования напряжения вспомогательного генератора имеет колебательный характер, частота которого определяется электрическими и механическими параметрами генератора. Напряжение регулируют изменением среднего значения тока, протекающего по обмотке возбуждения. Это осуществляется изменением средней продолжительности включенного состояния тиристора Т4. С уменьшением частоты вращения вспомогательного генератора продолжительность включенного состояния Т4 увеличивается, с увеличением — уменьшается. При закрытых транзисторах напряжение, приложенное к обмотке возбуждения, колеблется с определенной частотой. Скважность, т. е. отношение времени включенного состояния тиристора ко всему периоду, при этом близка к единице, ток возбуждения увеличивается. При открытых транзисторах тиристор Т4 закрыт и ток возбуждения уменьшается.

Назначение диодов в схеме регулятора следующее: диоды Д16, Д8 служат для защиты переходов «управляющий электрод — катод» тиристоров Т4 и Т5

от обратных напряжений, возникающих при перезаряде конденсатора С2. Диодом Д8 обеспечивается также защита эмиттер-коллекторного перехода транзистора ТЗ и перехода база — коллектор Т2. При помощи стабилитрона Д17 создается отрицательное смещение на управляющем электроде Т4, чем обеспечивается отсечка тока управления при открытом транзисторе ТЗ.

Для предотвращения потери управляемости регулятора применены отсекающие диоды ДИ, Д12, Д18. Дроссели Др1 и Др2 предназначены для защиты тиристоров Т4 и Т5 от коммутационных импульсов тока. Цепочки, состоящие из резисторов R8, R9 и конденсаторов СЗ, С4, используются для повышения помехоустойчивости регулятора.

Технические данные регулятора: номинальное напряжение 75±1 В; номинальный ток 6 А; максимальный ток возбуждения 10 А; минимальный ток возбуждения 0,8 А.

содержание .. 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ..