Cum funcționează și funcționează troleibuzul

Locuitorii multor orașe sunt atât de obișnuiți cu troleibuzele încât cu greu se gândesc la faptul că în acest moment folosesc o formă de transport ecologică și destul de economică, ceva ca o mașină electrică cu mai multe locuri. Între timp, dispozitivul unui troleibuz nu este mai puțin interesant decât dispozitivul, să zicem, a unui tramvai. Să ne aprofundăm puțin în acest subiect.

Troleibuzul modern are o parte electrică destul de complexă. Sistemul său de control se bazează pe semiconductori controlați de un microprocesor, care lucrează împreună cu suspensia pneumatică, sistemul ABS și interacționează strâns cu toate părțile sistemului informatic electronic complex. Aceasta include posibilitatea de mișcare autonomă, sistem de reglare a microclimatului etc.

Astfel, troleibuzul de astăzi este un vehicul public urban cu drepturi depline, care îndeplinește toate cerințele de siguranță, confort și eficiență.

Evoluția troleibuzului s-a dezvoltat treptat, aproape în același mod ca și pentru autobuze.Este ușor de presupus că structurile caroseriei primelor troleibuze și șasiul acestora s-au bazat inițial pe autobuze cu podea joasă, cum ar fi Bogdan-E231, MAZ-203T și altele. Cu toate acestea, troleibuzul în sine a apărut mult mai târziu. Și astfel de mașini moderne de oraș precum Electron-T191 și AKSM-321, de exemplu, au fost imediat dezvoltate ca troleibuze. Dar continuitatea corpului de la model la model mai poate fi urmărită.

Progenitorul troleibuzului la sfârșitul secolului al XIX-lea:

Chiar de pe vremea Uniunii Sovietice, acest vehicul de la catenară prin căruțe a devenit un obicei este furnizată o tensiune constantă de 550 volți… Acesta este standardul. În aceste condiții, un troleibuz complet încărcat poate atinge o viteză de aproximativ 60 km/h pe un drum plan.

Tracțiunea a fost inițial destinată traficului urban, prin urmare limitează viteza maximă la 65 km/h. Dar chiar și la această viteză, vehiculul poate manevra cu ușurință pe o rază de 4,5 metri pe o parte sau cealaltă a liniei de contact. Acum să ne îndreptăm atenția către componentele electrice ale acestui vehicul remarcabil.

Unitatea principală a troleibuzului este motor de tracțiune… În versiunea clasică este motor DC: cadru cilindric, armătură cu bloc colector perii, stâlpi, scuturi de capăt și ventilator.

Majoritatea motoarelor de cărucior de curent continuu sunt în serie sau compuse. Motoarele cu control tranzistor sau tiristor funcționează numai cu un sistem de excitație în serie.

Într-un fel sau altul, motoarele de tracțiune pentru troleibuze sunt mașini de curent continuu destul de impresionante, proiectate pentru o putere de aproximativ 150 kW și care necesită un convertor de curent continuu suplimentar pentru o funcționare normală stabilă.Motorul în sine poate cântări aproximativ o tonă și poate consuma un curent de aproximativ 300 A cu un cuplu de operare a arborelui de peste 800 N * m (la o turație a arborelui de 1650 rpm).

Unele dintre modelele de troleibuze moderne transportă Motoare de tracțiune asincrone AC acționate de convertoare de tracțiune AC dedicate… Motoarele de acest tip sunt mai puțin voluminoase, în plus, mai puternice, nu necesită întreținere regulată (comparativ cu motoarele colectoare).

Dar astfel de motoare au nevoie de unele speciale convertor semiconductor… Motorul în sine poate avea o pereche de senzori de viteză care sunt montați pe arbore. Majoritatea motoarelor de tracțiune AC asincrone sunt alimentate de 400 V, au un rotor cu colivie și o înfășurare a statorului trifazat cu o conexiune clasică „stea”.

Motorul este de obicei situat în partea din spate a caroseriei troleibuzului. Pe arborele său de antrenare se află o flanșă, cu ajutorul căreia se realizează o transmisie mecanică prin arborele cardanic la axa de antrenare prin angrenajul de antrenare.

Carcasa motorului este complet izolată de corp, astfel încât tensiunile înalte nu pot ajunge la părțile sale conductoare. Acest lucru este asigurat de faptul că flanșa este realizată din material izolator, iar montarea motorului pe suporturi nu este niciodată completă fără manșoane izolatoare.

Motorul modern de tracțiune al troleibuzului este acționat de un sistem de control a impulsurilor tranzistorului a tranzistoarelor IGBT, care este considerat mai perfect decât tiristorul și chiar mai multe circuite reostate.

Sistemul conține o secțiune de comutare pentru conectarea unui computer de diagnosticare în scopul de a regla și regla circuitul de control al motorului, precum și pentru a monitoriza starea echipamentului de tracțiune în ansamblu. Un astfel de sistem de control este cel mai economic din punct de vedere al consumului de energie și oferă, de asemenea, pornirea și accelerarea fără contact a vehiculului fără pierderi inutile de energie, așa cum ar fi cazul unui sistem reostat.

Ca urmare, controlul competent al motorului de tracțiune asigură troleibuzul pornire lină, reglare a vitezei fără împingere și frânare fiabilă. O tensiune de impuls reglabilă cu un curent de armătură de aproximativ 50 A permite troleibuzului să se miște fără probleme, indiferent de prezența jocului în transmisiile sale mecanice.

Controlul vitezei se obține în mod continuu și datorită posibilității de a slăbi curentul bobinei de câmp atunci când viteza vehiculului atinge 25 km / h. La frânare, se folosește și un curent reglabil - acesta se numește frânare dinamică.

Căruciorul din spate are o limită de viteză de cel mult 25 km/h. Datorită electronicii, oprirea are prioritate față de pornire. Dacă este necesar, este posibilă modificarea polarității de lucru a pantografelor.

Direct sistem troleibuz tranzistor-impuls funcționează după cum urmează. Se activează apăsarea pedalei Senzor Hall, nivelul semnalului analogic de la care este direct legat de unghiul curent al poziției pedalei.

Acest semnal este convertit în digital și, deja în formă digitală, este transmis la controlerul cu microprocesor al unității de tracțiune, de unde comenzile sunt trimise către tabloul de bord al șoferului. tranzistoare de putere.

Driverele tranzistoarelor de putere, la rândul lor, reglează curentul tranzistorilor de putere în funcție de comenzile venite de la controlerul cu microprocesor al unității de tracțiune. Tensiunea de control a driverelor este o tensiune joasă (variază de la 4 la 8 volți) și este valoarea acesteia cea care determină curentul de funcționare al înfășurărilor motorului de tracțiune.

Ai ghicit, tranzistorii de putere servesc aici contactoare semiconductoarecontrolat de tensiune, doar spre deosebire de un contactor convențional, aici curentul se poate schimba foarte, foarte lin. Prin urmare, nu este nevoie de reostate, destul de simplu Tehnologia PWM (modularea lățimii pulsului).

Dacă căruciorul trebuie oprit, atunci motorul este trecut în modul generator, iar frânarea este asigurată în esență de câmpurile magnetice ale armăturii, care sunt de asemenea reglate.Astfel, frânarea se realizează aproape până la oprirea completă a vehiculului. Apropo, partea principală a electronicii de control a tranzistorului-impuls a troleibuzului este situată pe acoperișul acestuia.

În procesul de oprire a unui troleibuz modern, sistemul funcționează recuperarea energiei… Aceasta înseamnă că energia generată de motorul de tracțiune în modul generator în timpul frânării este returnată în rețeaua de contact și poate fi refolosită atât pentru nevoile vehiculelor electrice alimentate în paralel din această rețea, cât și pentru alimentarea dispozitivelor de pe troleibuz propriu-zis (hidraulice). volan, sistem de încălzire etc.) Dacă troleibuzul trece pe sub săgeată, atunci franare reostatica.

Aproape întreaga unitate a unui troleibuz constă din mai multe părți:

• perechi de pantografe;

• întrerupător de circuit;

• unitate de control IGBT;

• schema de reglementare;

• controler de mișcare și frână;

• bloc de reostate;

• sufocare pentru a suprima interferența;

• computer de panou sau modul de comutare pentru a se conecta la un computer extern.

Cu ajutorul unui panou sau al unui computer extern, se efectuează diagnosticarea motorului de tracțiune al troleibuzului, sunt revizuiți parametrii funcționării acestuia, setările sunt modificate dacă este necesar controler cu microprocesor… Toți parametrii de funcționare și starea curentă a sistemului de tracțiune sunt stocate digital.

Mai jos sunt câteva modele de sisteme de control în spatele curenţilor de scurgere și să aibă un sistem de protecție adecvat — deconectare automată de la rețea. Opțional, poate fi prezent și aici contor de energie consumata pentru miscare si recuperata in timpul opririi.

Merită menționat separat electronica de protectie a caruciorului, care servește la îmbunătățirea siguranței pasagerilor. De exemplu, un troleibuz nu se va mișca atunci când ușile pentru pasageri sunt deschise sau nu există aer în sistemul de frânare.