Електропоїзд ЕР2, ЕР2Р, Трансформатори, дроселі, магнітні підсилювачі та напівпровідникові
Опис електропоїздів та електровозів, розклад поїздів, фотографії
Трансформатори. Трансформатором називається електромагнітний пристрій, який служить для перетворення в ланцюгах змінного струму електричної енергії однієї напруги в електричну енергію іншої напруги. Трансформатор являє собою набірний прямокутний сердечник, на протилежних сторонах якого вміщено дві обмотки із ізольованого дроту з різним числом витків. Обмотка, до якої приєднується джерело електричної енергії змінного струму, називається первинною, а до якої споживач – вторинною. На електропоїзді ЕР2Р є такі типи трансформаторів:
Трансформатор керування (ТрУ типу 1 ТР.021) служить для живлення ланцюгів керування та заряду акумуляторної батареї. Він являє собою трифазний трансформатор напруги, що має тристрижневий магнітопровід, набраний з окремих ізольованих листів електротехнічної сталі Е12 товщиною 0,5 мм.
Первинні та вторинні обмотки трансформатора розміщені на всіх трьох стрижнях магнітопроводу. Крім того, встановлена ще додаткова вторинна обмотка, яка використовується як вольтододатковий при заряді батареї. Вона має відпаювання для можливості регулювання напруги в залежності від сезону.
Трансформатор збудження (ТрВ типу 1ТР.025) служить для живлення обмоток збудження тягових двигунів при електричному гальмуванні з не-
залежним збудженням. Це трифазний трансформатор напруги, вторинні обмотки якого підключені до перетворювача тиристора.
Трансформатор диференціальний (ТрД типу 1 ТР.060) здійснює диференціальний захист. При різнихшвидкостях зміни струму у його первинних обмотках у вторинній обмотці наводиться е. д. с. - Сигнал у блок захисту електронного реле (БЕР). Обмотки ТрД, розташовані на початку і в кінці силового ланцюга, є первинними, а вторинна обмотка є датчиком сигналу БЕР.
Трансформатор стабілізуючий (ТрС типу 1Тр.ОЗО) застосовують у системі автоматичного регулювання частоти обертання якоря двигуна перетворювача. Він має дві обмотки: первинну, розташовану в силовому ланцюгу двигуна перетворювача, і вторинну, що подає сигнали зворотного зв'язку блок регулятора частоти (БРЧ).
Трансформатор регулятора (ТрР типу 1ТР.066) також застосовують у системі автоматичного регулювання частоти обертання якоря перетворювача. Встановлено його для роботи в блоці БРЧ.
Трансформатори імпульсні (ТрІ)) та фазорегулятори (ФР) розташовані в блоках та електронних реле (БЕР) та системі автоматичного управління гальмуванням (САУТ).
Дроселі. У ланцюгах змінного струму як регульований індуктивний опір застосовують дроселі. Дросель є котушкою з малим активним опором, намотаною на сталевий сердечник. Сердечник набраний із окремих листів електротехнічної сталі. Працює дросель наступним чином: при протіканні по котушці змінного струму в ній виникає змінний магнітний потік, який індукує у витках котушки. д. с. .самоіндукції, яка прагне перешкоджати зміні струму, що викликає її. Установка дроселів замість резисторів у ланцюгах змінного струму створює зручні системи регулювання частоти та напруги перетворювача. Застосовують їх у ланцюгах резонансних контурів та стабілізаторів напруги! На електропоїзді ЕР2Р дросель частоти (ДрДЧ) встановлений у блоці регулятора частоти, а дросель стабілізаціїнапруги (ДРС) - у блоці регулятора напруги.
Магнітні підсилювачі. Магнітний підсилювач (МУ) - це електромагнітний апарат, в якому для плавного регулювання змінного струму використовують зміну індуктивного опору котушки з сердечником при підмагнічування її постійним струмом. За допомогою МУ можна змінювати струми великої потужності за допомогою електричних сигналів малої потужності. Найпростіший МУ є дросель насичення, виконаний у вигляді котушки індуктивності зі сталевим сердечником і котушки, що підмагнічує, по якій проходить постійний струм.
Якщо включити дросель в ланцюг змінного струму (робочу обмотку) і змінювати струм підмагнічування (в обмотці управління), то буде змінюватися індуктивність робочої обмотки і індуктивний опір, що створюється нею. Отже, змінюватиметься і струм у ланцюгу навантаження.
Використовувати такий дросель як підсилювач важко, так як при проходженні змінного струму по робочій обмотці в його підмагнічує обмотці так само, як і в трансформаторі, буде індуктуватися змінна е. д. с, яка порушуватиме роботу обмотки управління, тобто змінювати струм.
Для усунення цих недоліків використовують два дроселя насичення, електричні ланцюги яких включають так, щоб змінні е. д. с, що наводяться в робочих обмотках, складалися, а в обмотках управління були спрямовані зустрічно та взаємно знищувалися. Такий здвоєний дросель, тобто магнітний підсилювач, дозволяє регулювати струм в ланцюзі навантаження в широких межах шляхом зміни струму керування.
Працює він в такий спосіб. Коли на вхід підсилювача не подано сигнал, сердечники дроселів не насичені та робочі обмотки мають великий індуктивний опір. Тому струм навантаження буде малий. При подачі вобмотки управління струму управління сердечники дроселів підмагнічуються та індуктивний опір робочих обмоток зменшується. При цьому зростає струм у ланцюзі навантаження. У цьому режимі падіння напруги на робочих обмотках буде незначним і більшість напруги надійде до споживача. Магнітні підсилювачі зазвичай виконують із зворотними зв'язками, які забезпечують збільшення стабільності роботи підсилювача. Зворотний зв'язок може бути зовнішнім та внутрішнім. Для створення зовнішнього зворотного зв'язку в підсилювачах передбачають спеціальну обмотку, яка додатково підмагнічує або розмагнічує сердечник. Зворотний зв'язок може бути позитивним або негативним. Якщо при зростанні струму навантаження або напруги на споживачі обмотка зворотного зв'язку посилює дію вхідного сигналу, то такий зв'язок називають негативним, а якщо навпаки вхідний сигнал зменшиться, то такий зв'язок називають позитивним.
На електропоїзді ЕР2Р магнітні підсилювачі застосовують у системі автоматичного управління гальмуванням, як датчики струму якоря (ДТЯ, ДТЯ1), струму збудження (ДТВ), напруги на колекторі (ДНК), боксування (ДБ1—ДБ4), напруги мережі (ДНС) , баланс напруги (ДБН).
Напівпровідникові перетворювачі. Напівпровідникові прилади, зібрані в певну електричну схему (блоки) з окремих діодів, стабілітронів, транзисторів, тиристорів, конденсаторів, резисторів утворюють електронні реле, регулятори, системи. На електропоїзді ЕР2 вони встановлені в електричних ланцюгах регулювання напруги генератора управління та захисту (БРЗГ); на електропоїзді ЕР2Р - у ланцюгах системи автоматичного гальмування (САУТ), регуляторі частоти (БРЧ) та напруги (БРН), у блоках електронних реле.
Діод - напівпровідниковий прилад, що складається з двохнапівпровідників з провідністю різного типу, здатний пропускати струм в одному напрямку і перешкоджати його проходженню в іншому, тобто має односторонню провідність. У електричних схемах позначено буквою Д.
Стабілітрон - напівпровідниковий прилад (діод), виконаний таким чином, що при деякому підвищенні напруги (уставці) відбувається його пробій. Як тільки напруга стане нижчою за напругу уставки, стабілітрон закривається. В електричних схемах позначено літерами ПП.
Транзистор — напівпровідниковий прилад, який служить посилення електричних сигналів. У електричних схемах він позначений літерою Т.
Тиристор - керований чотиришаровий вентиль. Тиристор може бути відкритий подачею імпульсу на електрод, що управляє. Вимкнути тиристор можна подачею напруги у зворотному напрямку або зменшенням прямого струму нижче значення струму утримання. У ланцюгах постійного струму для закриття тиристора застосовують пристрої штучної комутації. У електричних схемах він позначений літерами Тт.
Випрямні мости є схемою з'єднання декількох напівпровідникових приладів (діодів, тиристорів). Випрямні мости служать для випрямлення змінного струму постійний.