Пристрій аварійного запуску інвертора

Пристрій аварійного запуску інвертора із самозбудженням і зовнішньою синхронізацією, що містить резистор запуску, обмежник напруги, перемикач струму, інвертор із силовим трансформатором насичення й двома потужними npn транзисторами, їхні колектори підключені одночасно до виходу електрогенератора і входів акумуляторної батареї й блока живлення, між емітерами транзисторів інвертора включена первинна обмотка силового трансформатора, причому початок цієї обмотки з'єднаний з емітером першого транзистора, а кінець - з емітером другого транзистора, до середини первинної обмотки трансформатора підключено обмотку збудження електрогенератора, ба U 2 (19) 1 3 кінця своєї обмотки керування, сюди ж підключений і емітер транзисторного перемикача струму, вторинна обмотка силового трансформатора підключена по постійному струмі через розділовий діод до позитивного виводу блоку живлення й до вхідного кола живлення зовнішнього імпульсного генератора, а по змінному струмі - до виходу імпульсного генератора. Недоліками цього пристрою є: 1. Складність пускової схеми, що містить значну кількість комплектуючих елементів, до того ж резистор запуску й послідовно з'єднаний резистор, що гасить, обмежник напруги (стабілітрон) і резистор зсуву перебувають у процесі роботи під високою вихідною напругою електрогенератора й розсіюють досить велику потужність. 2. Ручний режим запуску інвертора із самозбудженням за допомогою кнопки керування, що ускладнює роботу обслуговуючого технічного персоналу й може бути причиною необхідності збільшення його чисельного складу. Дійсно, коли одному операторові треба управляти рядом об'єктів, зв'язок між людиною - оператором і регулюючими об'єктами ускладнюються й людина вже не в змозі в заданий час повністю здійснювати функції регулювання. Несвоєчасне виконання поставленої перед оператором завдання оцінюється як помилка. Стосовно до системи електропостачання вагона затримка у виводі електрогенератора на штатний режим роботи приводить до відсутності на цей час деяких необхідних сервісних послуг для пасажирів, тобто до зниження якості обслуговування. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалення пристрою аварійного запуску інвертора із самозбудженням і зовнішньою синхронізацією за рахунок виключення кнопки ручного керування й впровадження автоматичного запуску, що полегшить роботу обслуговуючого технічного персоналу, спростить пристрій реалізації, прискорить вихід електрогенератора на штатний режим роботи, оскільки час буде визначатися функціональним станом системи електропостачання вагона й не буде додатково збільшуватися через людський фактор. При цьому збережеться задекларований обсяг сервісних послуг для пасажирів і покращиться якість обслуговування. Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрій аварійного запуску інвертора із самозбудженням і зовнішньою синхронізацією, що містить резистор запуску, обмежник напруги, перемикач струму, інвертор із силовим трансформатором насичення й двома потужними npn транзисторами, їхні колектори підключені одночасно до виходу електрогенератора й входам акумуляторної батареї й блоку живлення, між емітерами транзисторів інвертора включені первинна обмотка силового трансформатора, причому початок цієї обмотки з'єднано з емітером першого транзистора, а кінець - з емітером другого транзистора, до середини первинної обмотки трансформатора підключена обмотка збудження електрогенератора, базові кола потужних транзисторів інвертора з'єднані з обмотками керування силового трансформатора: база першого транзистора через резистор з початком своєї обмотки керування, база другого транзи 33160 4 стора через коло асиметрії з послідовно з'єднаних RC-елементів до кінця своєї обмотки керування, вторинна обмотка силового трансформатора підключена по постійному струмі через розділовий діод до позитивного виводу блоку живлення й входу живлення імпульсного генератора, а по змінному струмі - до виходу імпульсного генератора, відповідно до корисної моделі в нього уведене електромагнітне реле, його обмотка підключена до виходу блоку живлення, резистор запуску одним виводом підключений до виходу електрогенератора, іншим виводом - до нерухливого нормальнозамкнутого контакту реле, рухливий нормальнозамкнутий контакт реле з'єднаний із входом обмежника напруги й через опір зв'язку з базою другого потужного транзистора інвертора, нерухливий нормально-розімкнутий контакт реле й вихід обмежника напруги підключені до кінця обмотки керування другого потужного транзистора інвертора. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг. представлена структурна блоксхема запропонованого пристрою. Запропонований пристрій складається з резистора запуску 1, обмежника напруги 2, перемикача струму 3, інвертора 4 із силовим трансформатором насичення 5, первинної 6, вторинної 7, базовими обмотками управління 8, 9 першим й другим потужними транзисторами 10, 11, колом асиметрії 12, розділовим діодом 13, резистором зв'язку 14, а також містить електрогенератор 15, акумуляторну батарею 16, блок живлення 17, імпульсний генератор 18, обмотку збудження 19 електрогенератора. Пристрій працює в такий спосіб. В інверторі із самозбудженням 4 функцію нелінійного елемента виконує силовий трансформатор 5, керування потужними транзисторами 10, 11 здійснюється за допомогою базових обмоток 8, 9, розташованих поряд з первинною 6 і вторинною 7 обмотками на магнітопроводі трансформатора 5. З метою поліпшення умов самозбудження автоколивань транзистори 10, 11 обрані з досить високим коефіцієнтом передачі струму бази в режимі малого сигналу. Синхронізація інвертора 4 від зовнішнього імпульсного генератора 18 забезпечує початок регенеративного процесу перемикання транзисторів 10, 11 до моменту насичення силового трансформатора 5 і тим самим виключаються комутаційні перевантаження й підвищується економічність інвертора. У процесі роботи перемикання потужних транзисторів 10, 11 здійснюється імпульсами генератора 18 за рахунок комутації електромагнітної енергії, що накопичується (від блоку живлення 17 через розділовий діод 13) у реактивному елементі - вторинній обмотці 7 силового трансформатора 5. Використовувана RC-коло 12 викликає різку несиметрію схеми інвертора 4 у перехідному процесі запуску, полегшуючи виконання умов самозбудження автоколивань. Всі перераховані вище вузли, елементи і їхні зв'язки в інверторі забезпечують його надійне початкове самозбудження при нормальній вихідній напрузі акумуляторної батареї 16. У випадку глибокого розряду акумуляторної батареї 16, а це може відбутися в експлуатації, наприклад, у результаті ко 5 33160 роткого замикання кола навантаження інвертораобмотки збудження 19 електрогенератора 15, буде виключений блок живлення 17 і знеструмлений імпульсний генератор 18. Крім того, при короткому замиканні навантаження інвертора 4 на всіх обмотках силового трансформатора 5 напруга різко зменшується, умови самозбудження перестають виконуватися й у схемі інвертора відбудеться зрив автоколивань. Оскільки в цей час відсутня синхронізація інвертора й пасивне RC-коло асиметрії 12 мало ефективне, то після зняття режиму короткого замикання самозбудження автоколивань в інверторі не відбудеться. Для цього випадку в пропонованому пристрої передбачене автоматичне збільшення струму бази потужного транзистора 11 інвертора 4 по колу: вихід електрогенератора 15 через резистор запуску 1, нормально-замкнуті контакти Р знеструмленої обмотки реле 3, резистор зв'язку 14, завдяки чому забезпечується надійний запуск інвертора із самозбудженням. Обмежник напруги 2 виключає можливе перевантаження транзистора 11 по базовому струмі в процесі запуску. Після самозбудження інвертора починається розгін електрогенератора, його вихідна напруга збільшується від початкової, обумовленої залишковим намагніченням магнітного кола, до номінального. При цьому акумуляторна батарея 16 дозаряжається й після досягнення певного значення Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 напруги включається блок живлення 17, заживлюються імпульсний генератор 18 і обмотка реле 3, контакти реле Р перемикаються, коло запуску розмикається й установлюється штатний режим роботи інвертора 4 із зовнішньою синхронізацією від імпульсного генератора 18. Таким чином, у випадку застосування пропонованого пристрою виключається людський фактор - участь обслуговуючого технічного персоналу в запуску інвертора при глибокому розряді акумуляторної батареї. Вивід електрогенератора на номінальні оберти й дозаряд акумуляторної батареї до номінальної напруги здійснюється практично без втрат часу, затримки можливі тільки через необхідність усунення бракових ситуацій, що викликали зрив автоколивань інвертора, наприклад, короткого замикання в колі його навантаження. Корисна модель відрізняється простотою, не містить енергоємних елементів, на відміну від відомого прототипу резистор запуску й обмежник напруги при штатному, основному, режимі роботи знеструмлені, у пусковому колі використовується слабкострумове високоомне реле, що працює при низьковольтній вихідній напрузі блоку живлення. Впровадження пропонованого пристрою підвищить експлуатаційну надійність системи електропостачання пасажирського вагона, поліпшить якість обслуговування пасажирів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601