Источники специального напряжения

Для обеспечения работы отдельных систем вагонного оборудования специальным напряжением на головных вагонах используются дополнительные источники питания - преобразователи и инверторы, входящие в различные системы вагонов и комплекты оборудования асинхронного тягового привода КАТП-1. К ним относятся:

• блоки питания фар БПФ 720М;
• блок питания системы видеонаблюдения БПВ.М;
• инвертор из комплекта кондиционера ИН 80/220-1000;
• источник питания контейнера тягового привода ИПК.436737.004;
• блок питания тепловентилятора ЭКО-БПС-250-70/110-220В;
• блок питания вентиляторов контейнера тягового привода и тормозного резистора СМПК.435331.05.

 

Система отопления и вентиляции салонов (СОВС)

Назначение системы.

СОВС предназначена для:

• принудительной подачи очищенного наружного воздуха в салон вагона в режиме "Вентиляция";
• принудительной подачи очищенного и подогретого наружного воздуха в салон вагона в режиме "Отопление".

Условия эксплуатации СОВС: температура окружающей среды - от минус 40°С до плюс 40°С; атмосферное давление - от 630 до 800 мм рт ст.; запыленность наружного воздуха - до 10 мг/м3.

 

Технические характеристики

Напряжение питания СОВС                                                                - от 550 до 975 В.

Потребляемая мощность:

• а) блоком управления вентиляцией и отоплением (БУВО) - 2,0 кВт;
• б) блоком контактора отопления (БКО)                                  - 0,4 кВт;
• в) одного тепловентилятора при V= 750B                             - 8,3 кВт.

СОВС обеспечивает:

• включение, выключение вентиляции и отопления по команде с пульта машиниста;
• защиту вентиляторов от КЗ, перегрузок, обрыва фаз и перегрева;
• блокировку включения нагревательных элементов при неработающих вентиляторах;
• блокировку включения нагревательных элементов при нагреве корпусов тепловентиляторов выше 95°С;
• задержку отключения вентиляторов при отключении нагревательных элементов;
• контроль за состоянием системы;
• регулирование температуры в пассажирских салонах в режиме отопления.

Максимальная температура воздуха на выходе воздуховодов в режиме "Отопление" - плюс 35°С.

 

Функционирование системы.

Для СОВС определены следующие состояния (режимы функционирования)

• состояние "СОВС Работа";
• состояние "СОВС Стоп";
• состояние "СОВС Выключено".

Данные состояния СОВС формируются в результате перевода переключателя "СОВС" в кабине машиниста в соответствующие положения - "Работа", "Стоп". "Выключено".

В состоянии "Выключено" питающее напряжение 80В присутствует на входах БУВО, контроллер и блоки управления БУВО обесточены. Система находится в постоянной готовности к включению.

В состоянии "Работа" питающее напряжение 80В подается на все устройства СОВС. В данном состоянии СОВС обеспечивает следующие режимы работы:

• Режим "Вентиляция". При нахождении в данном режиме реализуется подача очищенного наружного воздуха в потолочную зону салона, защита вентиляторов от перегрузок, контроль за состоянием системы.
• Режим "Отопление". При нахождении в данном режиме реализуется подача очищенного и подогретого наружного воздуха в напольную зону салона, регулирование температуры воздуха в пассажирском салоне, защита вентиляторов от перегрузок, защита нагревательных элементов от КЗ, перегрузок и перегрева, контроль за состоянием системы.
• Режим питания "АКБ" При нахождении в данном режиме обеспечивается снижение тока нагрузки в цепи питания "80В" (для предотвращения разряда аккумуляторных батарей вагона) за счет отключения всех контакторов включения нагревательных элементов тепловентиляторов. а также 50% Вентиляторов. Включение указанных устройств блокируется на все время нахождения СОВС в режиме "АКБ"

Переход из режима "Вентиляция" в режим "Отопление" и обратно производится автоматически в зависимости от средней температуры воздуха в пассажирском салоне.

Переход в режим "АКБ" производится автоматически при снижении напряжения питания до значения менее 69В.

В состоянии "Стоп" питающее напряжение 80В подается на контроллер и блоки управления БУВО. при этом все исполнительные устройства системы находятся в состоянии "Выключено". В данном состоянии доступен просмотр информации об отказах.

Функционирование системы о возможных состояниях (режимах) показано в виде блок-схемы.

Рисунок 102

Описание блок-схемы функционирования СОВС в состоянии "Работа".

Исходное состояние - "СОВС Выключена"

После перевода переключателя "СОВС" в кабине машиниста в положение "Работа" производится аппаратное включение блоков питания БУВО.

Один из блоков питания БУВО подает напряжение питания +24В на контроллер, производится его загрузка и запускается алгоритм функционирования. Контроллер объявляет состояние СОВС "Работа" выдает сигналы блокировки выключения блоков питания БУВО и сигнал на включение ИП. Далее контроллером выдаются команды управления на включение всех вентиляторов. Вентиляторы включаются последовательно с №1 по №8 попарно с интервалом 1 секунда

Производится расчет средней температуры воздуха в салоне. При значении температуры 17°С и выше контроллер реализует режим "Вентиляция". При значении температуры менее 17°С контроллер реализует режим "Отопление"

При реализации режима работы "Вентиляция", последовательно выполняются следующие действия:

1. Контроллер выдает команду на установку заслонок в положение, обеспечивающее подачу воздуха в потолочную зону салона. Заслонки переводятся в нужное положение поочередно с №1 по №8;
2. Запускается ожидание двух событий (условий перехода):
• получение команды машиниста "Стоп";
• средняя температура воздуха салона меньше или равна 14°С;
3. при получении команды "Стоп" контроллер переводит систему в состояние "СОВС Стоп";
4. при возникновении события "средняя температура воздуха в салоне меньше или равна 14°С" контроллер включает отсчет временной задержки, равной 5 мин. Если температура в течение всей задержки остается ниже 14°С, контроллер принимает решение об установке режима "Отопление". Если температура в течение задержки достигла 14 °С или более, система остается в режиме "Вентиляция".

При реализации режима работы "Отопление", последовательно выполняются следующие действия:

1. Производится аппаратное включение реле подачи напряжения в БКО. На все устройства БКО подается напряжение питания +80В;
2. Контроллер выдает команды на включение контакторов БКО. Контакторы включаются последовательно с №1 по №8 попарно с интервалом 1 секунда;
3. Контроллер выдает команды на включение силовых модулей IGBT, коммутирующих высокое напряжение на нагреватели. IGBT-модули включаются последовательно с №1 по №8 попарно с интервалом 1 секунда,
4. Контроллер выдает команды на установку заслонок в положение, обеспечивающее подачу воздуха в напольную зону салона. Заслонки переводятся поочередно с №1 по №8.
5. Запускается ожидание двух событий (условий перехода):
• получение команды машиниста "Стоп";
• средняя температура воздуха салона больше или равна 22°С;
6. При получении команды "Стоп" контроллер переводит систему в состояние "СОВС Стоп";
7. При возникновении события "средняя температура воздуха салона больше или равна 22°С контроллер включает отсчет временной задержки, равной 30 мин. Если температура в течении этой задержки остается больше или равной 22°С, контроллер принимает решение об установке режима "Вентиляция" Если средняя температура в течении задержки понизилась ниже 22°С, система остается в режиме "Отопление".

При реализации режима питания "АКБ", выполняются следующие действия:

1. если система находится в процессе запуска (не установлен ни один из режимов "Вентиляция" и "Отопление"), контроллер выдает команды на включение 4-х вентиляторов;
2. если система находится в режиме "Вентиляция", контроллер выдает команды на отключение 4-х вентиляторов;
3. если система находится в режиме "Отопление" контроллер выдает команды на отключение всех контакторов IGBT-модулей. Далее включается отсчет временной задержки, равной 30 секундам. Цель задержки - охлаждение нагревателей. По истечении задержки контроллер выдает команды на отключение 4-х вентиляторов;
4. при восстановлении режима питания (пропадания сигнала "АКБ") контроллер реализует тот режим работы системы, в котором система находилась в момент появления сигнала "АКБ".

 

Описание функционирования СОВС при переходе в состояние "Стоп"

Команда "Стоп" от машиниста может быть получена при следующих состояниях (режимах) СОВС:

• "Выключена";
• "Работа", режим "Вентиляция";
• "Работа", режим "Отопление".

Если команда "Стоп" от машиниста получена при состоянии СОВС "Выключена", никаких действий в системе не производится.

Если команда "Стоп" от машиниста получена при состоянии СОВС "Работа" и установлен режим "Вентиляция", контроллер последовательно выполняет следующие действия:

1. Устанавливает состояние СОВС "Стоп";
2. Реализует отображение информации об авариях, отказах;
3. Выдает команды на отключение всех вентиляторов;
4. Снимает режим "Вентиляция";
5. Запускает ожидание двух событий:
• получение от машиниста команды "Выключено";
• получение от машиниста команды "Работа".

При получении команды "Выключено" контроллер выдает сигнал на отключение блоков питания БУВО. Контроллер и блоки БУВО обесточиваются. Система переходит в состояние СОВС "Выключена". При получении команды "Работа" контроллер устанавливает состояние СОВС "Работа". Далее контроллером выдаются команды управления на включение всех вентиляторов. Вентиляторы включаются последовательно с №1 по №8 попарно с интервалом 1 секунда

Если команда "Стоп" от машиниста получена при состоянии СОВС "Работа" и установлен режим "Отопление" - контроллер последовательно выполняет следующие действия:

1. Устанавливает состояние СОВС "Стоп";
2. Реализует отображение информации об авариях, отказах;
3. Снимает управление всех IGBT-модулей;
4. Выдает команды на отключение всех контроллеров БКО;
5. Включает отсчет временной задержки, равной 30 секундам. Цель задержки - охлаждение нагревателей;
6. Выдает команды на отключение всех вентиляторов;
7. Снимает режим "Отопление";
8. з) запускает ожидание двух событий:
• получение от машиниста команды "Выключено";
• получение от машиниста команды "Работа".

При получении команды "Выключено" контроллер выдает сигнал на отключение блоков питания БУВО. Контроллер и блоки питания БУВО обесточиваются. Система переходит в состояние СОВС "Выключена". Состав СОВС приведён в таблице 5

 

Таблица 5

Обозначение	Наименование	Кол. В1	Кол. В2
Составные части изделия
С011.100.000	Блок управления вентиляцией и отоплением (БУВО)	1	1
С011.200.000	Блок контакторов отопления (БКО)	1	1
С011.300.000	Фильтр	4	4
С011.400.000	Тепловентилятор	4	4
С011.400.000-01	Тепловентилятор	4	4
С011.500.000	Заслонка	3	4
С011.500.000-01	Заслонка	1
С011.500.000-02	Заслонка	3	4
С011.500.000-03	Заслонка	1
С011.600.000	Комплект воздуховодов	1	1
С011.700.000	Комплект датчиков температуры	1	1
С011.800.000	Соединитель	16	16
С011.900.000	Комплект установочный	1	1

 

В1 – вариант исполнения С011.000.000          В2 – вариант исполнения С011.000.000-01.

 

Устройство и работа БУВО

 

Рисунок 103

 

БУВО (рисунок 103) состоит из корпуса, внутри которого размещены: вводные клеммы и автоматы, автоматы включения вентиляторов, блок контроля и управления (БКУ). Снаружи размещены соединители для подключения электрических цепей. Корпус состоит из каркаса, закрытого облицовками.

БКУ выполнен в виде крейта 3U.19", в который устанавливаются блоки:

• контроллер;
• блок связи с вагоном;
• блок контроля нагревателей;
• блок управления нагревателями;
• блок управления вентиляторами;
• блок управления заслонками;
• блок питания 12В;
• блок питания 24В.

Вводные клеммы и автоматы, автоматы включения вентиляторов установлены на DIN-рейку, закреплённую на мембране корпуса БУВО.

БУВО обеспечивает:

• управление включением/отключением, а также режимом работы вентиляторов;
• контроль вращения вентиляторов;
• управление контакторами и ключами питания нагревателей;
• управление положением заслонок в зависимости от режима работы системы;
• передачу в блок управления вагоном (БУВ) значений температуры в салоне и информацию о состоянии оборудования;
• контроль состояния тепловентиляторов;
• контроль состояния контакторов цепей питания нагревателей;
• регулирование температуры в пассажирском салоне.

Принцип работы блока БУВО состоит в приеме сигналов от внешних устройств, их обработке и генерировании сигналов управления на внешние устройства

К входным сигналам относятся:

• сигнал от термореле перегрева корпуса тепловентилятора. При обнаружении данного сигнала отключается соответствующий нагреватель;
• сигнал с датчика частоты вращения вентилятора;
• сопротивление термодатчика контроля температуры нагретого воздуха на выходе из тепловентилятора;
• сигнал управления «Работа» с пульта машиниста;
• сигнал управления «Включено» с пульта машиниста;
• сигнал срабатывания защиты нагревателя от КЗ. При обнаружении данного сигнала отключается контактор питания соответствующего нагревателя;
• сигнал состояния контактора (для диагностики оборудования);
• сигналы с датчиков положения заслонок;
• сигналы с четырех датчиков температуры, установленных в пассажирском салоне;
• сигналы исправности источника питания (ИП).

К выходным сигналам блока БУВО относятся:

• сигналы включения контактора питания нагревателей;
• сигналы включения ключей коммутации нагревателей;
• сигналы включения вентиляторов;
• сигналы управления двигателями заслонок;
• информационные сигналы в БУВ (приведены в таблице 6).

 

Таблица 6

Наименование сигнала	Описание сигнала
Режим «Отопление»	Система находится в режиме отопления
Режим «Вентиляция»	Система находится в режиме вентиляции
Отказ СОВС (Общая неисправность)	Общая неисправность системы: отсутствие вращения вентилятора; перегрев обмоток вентилятора; не включается контактор
Срабатывание защиты вентилятора	Срабатывание автоматического выключателя вентилятора
Срабатывание защиты нагревателей от КЗ	Срабатывание дифференциальной защиты нагревателей
Неисправность ИП	Получен сигнал неисправности от ИП
Температура в салоне	Напряжение 0-10В соответствует температуре от 0° до плюс 100°С

 

Преобразователи DC/AC блока БУВО преобразуют напряжение 80В постоянного тока в однофазное напряжение 110В переменного тока, необходимое для питания электроприводов заслонок.

Напряжение питания 80В поступает через автоматические выключатели (AB) на соответствующие блоки управления тепловентиляторами.