Электр аппараттарының құрылымдарын жетілдірудің негізгі бағыттары

Электр аппараттарының құрылымдарын жетілдірудің негізгі бағыттары

Электрлік аппараттардың дамуының заманауи бағыттарының бірі – жартылайөткізгіш аппараттарды жетілдіру және жаңа үлгісін жасау. Бұл істің дамуына күштік жартылайөткізгіш элементтерінің – транзисторлар мен тиристорлар және микросхемотехниканың үдеме түрінде дамуы ықпал етті.

Жартылай өткізгіш элементтерді қолдану жасалған аппараттардың шапшаң іске қосылуы мен төзімділігін арттырып, қызметтік мүмкіншілігін кеңейтеді. Жартылайөткізгіш релесі түрлі электртехникалық құрылғыларда және автоматика бұйымдарында, мысалы: тұрақты және айнымалы ток электрқозғалтқышының күштік тізбегіндегі коммутациясында; автоматты басқару жүйесінің басқару құрылғыларында; қоректенудің импульстік көздерінде; шапшаң жұмыс істейтін қорғау жүйелерінде және т.б. үлкен қолданысқа ие. Қатты денелі релені қолданудың зор болашағы бар (оптикалық – электронды құрылғылар, онда әлсіз нүктелі басқару сигналдары оптикалық канал арқылы өтіп, қуатты шығару электрондық құрылғыны өшіріп-қосады).

Ең перспективті қатты денелі релені қолдану (оптикалықэлектронды құрылғылар, онда әлсіз нүктелі басқару сигналдары оптикалық канал арқылы және қуатты шығару электрондық құрылғыны ауыстырады).

Рекуперативті тежеу. Рекуперация кезінде тұрақты ток электровоздары сияқты айнымалы ток электровоздарында пойыздың кинетикалық және потенциалдық энергиясын тұрақты токтың электрлік энергиясына айналдырып, тартым қозғалтқыштары генераторлық режимде жұмыс істейді. Мұндай процесті инверттелген деп атайды. Түйіспе желісіне бұл энергияны беру үшін оны айнымалы токтың электрлік энергиясына айналдыру қажет.

Егер айнымалы ток электровозының түзеткіш қондырғысын тиристорлардан жинаса, оны инвертор түрінде қолдануға болады. Инверторлау түзеткіш сияқты әр түрлі сұлба бойынша жүзеге асады. Инверторлау принципі көпірлік сұлбасы үлгісінде (4.4-сурет).

4.4-сурет. Инвертордың принципиалдық сұлбасы

Рекуперацияны іске асыру үшін тартым қозғалтқыштарының тәуелсіз қозуын қамтамасыз ету үшін генераторлық режимге ауыстырады. Біруақытта өзгертілуші токтың бағытын тиристордың тура өтуіне сәйкестендіру үшін зәкірдің кереғарлық орамдарын өзгертеді. Ол үшін ҚО қозу орамындағы токтың сәйкескелген бағытын орнату қажет. Генераторлық режимде жұмыс істеген тартым қозғалтқышының кернеуі иіні көпір сұлбасы бойынша жалғанған инверторға апарылады. Көпірдің қиғашына тартым трансформаторының Т екінші орамдары қосылған. Электрлік энергияны түйіспе желісіне өткізу үшін екінші Н2-К2 орам арқылы генераторлық режимде жұмыс істейтін қозғалтқыш тогының өтуі қамтамасыз етіледі. Ондағы ток осы орамдағы кернеуге қатысты қарсы бағытталу қажет. Егер бірінші жарты кезеңінде екінші орамдағы кернеу солдан оңға қарай өтсе, өзгертілген ток оңнан солға қарай өтеді.

Ол үшін VS2 және VS4 тиристорларды ашып, келесі жарты кезеңде VS1 мен VS3 тиристорларды, т.с.с. жалғаса береді. Түйіспе желісіндегі ток жиілігі 50 Гц тең болуына байланысты 1 с ішінде 100 рет Н2-К2 орамындағы ток бағытын өзгерту қажет. Трансформатордың бірінші орамына өтетін кернеу түйіспе желісіндегі кернеуден біршама жоғары болуы қажет. Тек сол жағдайда трансформатордың бірінші орамынан ток түйіспе желісіне барады. Инверттерлеудің маңызды ерекшелігі: ток өту барысында тиристорды жабуға болмайды, сондықтан егер VS1 және VS3 тиристорлары ашық болса, одан соң келесі жарты кезең басында VS2 және VS4 тиристорлар ашылсаVS1,VS4 бұрамалар арқылы екі қысқа тұйықталған тізбектер пайда болып, инвертор аударылады.

ВЛ80 р электровозында орнатылған түрлендіргіштері электровоздың тартым режим жұмысында басқарылатын түзеткіштер мен рекуперативті тежеу режиміндегі инверторлар болып табылады. Қысқа тұйықталудың алдын алу үшін VS2,VS4 тиристорлары синусоидті кернеу екінші орамында нольдік мәнге жетпеу (4.4-сурет, б) сәтіне дейін импульсті беру қажет. β бұрышы тиристорлардың ашылу сәтінен бастап U2 кернеуі нольге тең болған сәтіне дейін ашу бұрамаларды озу бұрышы деп атайды. Келесі жарты кезеңде VS1, VS3 және т.б. тиристорлары озу бұрышында ашылып тұруы тиіс. 96 ВЛ80р электровозын пайдалануда түйіспе желсіне қайтатын электрэнергиясының орта шамасы Қиыршығыстағы жолдарда тартым режимінде шығындалған электрэнергиясының 10-14% және басқа жолдарда 7-10% құрайды екен.

Жоғары вольтті аппараттардың түйіспелері он миллиондай қосу және сөндіру барысында пайда болатын кернуге төтеп беруі қажет. Түйіспелердің төзімділігін арттыру үшін және электровоз бен электрпойыздың тұйықталуы мен ажырату уақытын азайту мақсатында басқару тізбекте герметикалық түйіспелер – геркондар қолданыла бастады.

4.5-сурет. Геркон сұлбасы: 1,3 – пластина; 2 – орауыш; 4 – баллон

Олар темір никельді қорытпадан пластина түрінде жасалған және сутекті қоспасы бар азотпен немесе 1 · 105-н дейін 4 · 105-ға Па қысыммен толған гелийі бар баллонда (әйнек немесе басқа материалда) сақталады. Орауыштардың қозуы кезінде немесе тұрақты магниттердің әрекет ету аумағында түйіспелер тұйықталады. Орауыш тізбегі ажыратылған кезінде катушка немесе пластиналар тұрақты магниттер өрісінен сырт орналасады, түйіспелер пластиналардың серпімділігінен ажыратылады. Түйіспелердің төзімділігін арттыру үшін оларды алтын, радий және күміс металдардан жасалған жұқа қабатпен қаптайды. Инерттік газдың ішіндегі геркондардың төзімділігі ашық ауада жұмыс істейтін кәдімгі түйіспелерге қарағанда 1 2 3 4 І 97 екі есеге жоғары, пневматикалы, электрмагнитті немесе электрқозғалқышты жетекпен салыстырғанда қосылу мен ажыратылу уақыты 3 есеге кем.

KZ4 электровозының пантографы

Әр электровоз екі садақты жұмыс режимін қоспағанда тек бір электр қабылдаушы садағын көтереді. Тұтас электровоздың қандай пантографын көтеруді таңдау әрекетін CCU орындайды. Ол тек садақтың селекторлық ауыстырғышының қосулы немесе сөндірулі күйіне және жоғары вольттық түйісудің жарамсыз болуына байланысты. Садақтың жұмыс режимін тек HVB ажыратып, пантографты түсіру кезінде өзгертуге болады. Егер HVB тұйықталса немесе садақ көтерілсе, онда садақтың жұмыс режимінің өзгеруі жүрмейді, онда HMI сәйкес ақпаратты бейнелеу керек. HVB ажыратып, садақты түсірген соң жаңа жұмыс режимі жарамды болады. Қос тартымды әдіске сәйкес әр электровозда пантографты көтеру режимін садақтың селекторлық өзгерткішінің көмегімен таңдауға болады. Сығылған ауаның көмегімен пантографты көтереді.

4.6-сурет. КЗ4А тоққабылдағышы: 1 – тығырық; 2 –төменгі иінтірек; 3 – бағыттаушы иінтірек; 4 – жоғарғы рама; 5 – тоққпбылдағыш ұшы; 6 – тоққабылдағыш ұшын бағыттаушы құрылғы; 7 – жетекті құрылығы; 8 – газжелісінің жинағы; 9 – демпфер; 10 – бұрау

Пантографты көтеру/ түсіру туралы бұйрық басқару пультіндегі тумблерден беріледі. Электровоздың екі пантографының біреуі жарамсыз болған жағдайда жарамсыз садақ электровоз төбесінде орнатылған айырғыштың көмегімен оқшауланады. Электровоз басқа пантографтың көмегімен жұмысын жалғастырады. Пантограф түйіспе күймешесінің бақылау жүйесімен жабдықталады, бақылау құрылғысы шеберханада садақ астында орнатылады. CCU ішкі сигналы жұмыс қысымының нақты көрсеткішін, көтерілген пантографты, өлшенетін кернеу желісін көрсетеді.