Система обігріву кабіни електровоза

Система обігріву кабіни електровоза, яка містить електронагрівачі, вентилятор, контактор, перемикачі, яка відрізняється тим, що вона також містить датчики температури повітря в кабіні і в повітряному потоці біля електронагрівачів, пере 3 35-38. 2. Электрическая схема электровоза ЧС8 / Соколов Ю.Н. // Электрическая и тепловозная тяга. 1989. - № 5. - С. 23-28. 3. Тягово-энергетические испытания электровоза ЧС8 / Рахманинов В.И., Кулиш В.Ф. // Электрическая и тепловозная тяга. - 1987, - № 7. - С. 2729.) Ця система обігріву містить електронагрівачі, вентилятори, які подають повітря до електронагрівачів і вже нагріте повітря далі по спеціальному каналу до кабіни, контактор, термостати, які призначені для автоматичної підтримки температури повітря в кабіні і захисту електронагрівачів та інших елементів від перегріву. Увімкнення системи обігріву здійснюють кулачковим перемикачем. Перемикачем також встановлюють визначену температуру в кабіні електровоза. Підтримувати потрібну температуру можливо при ручному або автоматичному керуванні. При роботі у режимі ручного керування кулачковим перемикачем через контактор забезпечують подачу напруги на вентилятор та різну кількість електронагрівачів, змінюючи сумарну потужність обігріву до потрібного значення. При досягненні заданої температури контактор знеструмлюють, вимикаючи електронагрівачі і вентилятор. При роботі у режимі автоматичного керування кулачковим перемикачем одночасно з увімкненням через контактор вентилятора і електронагрівачів, під'єднують до електричної мережі термостат. При досягненні у кабіні електровоза значення температури, на яке відрегульований термостат, він вимикає контактор, що призводить до вимикання електронагрівачів. При зменшенні температури термостат знов умикається і процес повторюється. Для відвернення можливих пошкоджень від нагрітих електронагрівачів при вимиканні термостата передбачено отримання живлення вентилятором через інший термостат, що дозволяє охолоджувати електронагрівачі. Крім того, у електричному ланцюгу є захисний термостат, який шунтує котушку контактора при нагріві елементів понад 200 °С. Недоліком цієї системи є, по-перше, відсутність обдуву гарячих електронагрівачів при раптовому вимиканні струмоприймачів під час роботи системи обігріву, тому що живлення вентиляторів при цьому втрачається; по-друге, режим автоматичної підтримки температури працює по заздалегідь заданому одному значенню температури, що не враховує фізіологічні особливості працюючих локомотивних бригад. Важливим недоліком є відсутність автоматичного керування системою обігріву. Технічною задачею корисної моделі є підвищення надійності системи обігріву та забезпечення можливості підтримки температури у широкому діапазоні її значень, що дозволить удосконалити систему обігріву кабіни електровоза задля забезпечення комфортності і поліпшення умов праці персоналу (локомотивної бригади). Поставлена задача вирішується тим, що система обігріву кабіни електровоза містить електронагрівачі, вентилятор, контактор, перемикачі. Система також містить датчики температури повітря в 59130 4 кабіні і в повітряному потоці біля електронагрівачів, перемикач режимів роботи системи, перемикач кола керування, реле часу, взаємно електрично блоковані контактори зниженої і підвищеної потужності, блок керування системою обігріву, який включає мікроконтролерний керуючий пристрій і забезпечує, зокрема, керування системою в режимі підтримування заданої температури та контролю працездатності елементів та вузлів системи, у тому числі і на підставі сигналів від датчиків температури, при цьому перемикач кола керування комутує напругу живлення на блок керування, на перший вхід перемикача режимів роботи і на реле часу, яке комутує напругу живлення на блок керування і на другий вхід перемикача режимів роботи, який разом з блоком керування керує увімкненням вентилятора і електронагрівачів. На фіг. 1 зображена структурна схема системи обігріву кабіни, на фіг. 2 зображена схема перемикача режимів роботи системи. Система обігріву містить один або декілька розташованих в кабіні електровоза калориферів, кожен з яких складається з електронагрівачів 1, 2, 3 і вентилятора 4, перемикач 5 режимів роботи системи, перемикач 6 кола керування, реле 7 часу, реле 8 несправності, реле 9 зміни потужності нагрівачів, датчик 10 температури повітря в кабіні машиніста, датчик 11 температури в повітряному потоці біля електронагрівачів, вузол 12 термозахисту електронагрівачів, контактори 13, 14, 15 і блок 16 керування, який включає мікроконтролерний керуючий пристрій, і забезпечує, зокрема, керування системою в режимі підтримування заданої температури та контролю працездатності елементів та вузлів системи. Перемикачі 5 і 6 розташовані на пульті керування машиніста електровоза. Живлення електронагрівачів здійснюється напругою трифазного змінного струму (як приклад 380-450 В), а інших приладів, апаратів та блока керування - напругою постійного струму (як приклад - 110 В). Потрібна для цього напруга забезпечується завдяки перетворювачам 17 і 18 електровоза. Система обігріву працює таким чином. Увімкнення системи здійснюють перемикачем 6, що комутує напругу перетворювача 17, яка дозволяє увімкнення реле 7 часу і умикає контактор 13. Реле 7 комутує на свій вихід напругу перетворювача 17, яка живить блок 16 керування, що є програмно-апаратним пристроєм керування системою обігріву, який працює за допомогою високоінтегрованого цифро-аналогового мікроконтролера, виготовленого по високошвидкісній КМОПтехнології з низьким енергоспоживанням. Режим роботи блоку 16 керування і всієї системи обігріву в цілому задають перемикачем 5 режимів роботи системи, яким можна задати декілька режимів роботи, зокрема: - вентиляція кабіни без увімкнення електронагрівачів; - знижена потужність обігріву кабіни без підтримування температури; - автоматичне підтримування в кабіні однієї з температур з передбаченого списку. 5 Схема перемикача 5 (фіг. 2) дозволяє задати 6 різних температур. На блок 16 керування з перемикача 5 поступає трьохрозрядний код режиму роботи, сформований так, щоб при послідовній зміні режимів перемикачем 5 код змінювався тільки в одному розряді (так званий код Грея), що підвищує перешкодостійкість системи у зв'язку з відсутністю синхронних перемикань по двом і більш сигналам. Розглянемо режим роботи системи в режимі вентиляції кабіни без увімкнення електронагрівачів (положення перемикача 5 «Вентиляція»), У цьому режимі з першого виходу перемикача 5 на перший вхід вентилятора 4 надходить напруга, яка його умикає. Електронагрівачі 1, 2, 3 в режимі «Вентиляція» знеструмлені, оскільки напруга на другому виході перемикача 5 відсутня, через що вимкнений контактор 15, який комутує трифазну змінну напругу на ці електронагрівачі. У режимі «Знижена потужність» напруга присутня на першому і другому виходах перемикача 5. Напруга з першого виходу перемикача 5 умикає вентилятор 4, а напруга з другого виходу перемикача 5 надходить через вузол 12 термозахисту і реле 8 несправності на обмотку контактора 15, який умикається і комутує трифазну змінну напругу на електронагрівачах 1, 2, 3. Інші виводи електронагрівачів 1, 2, 3 замкнуті між собою увімкнутими силовими контактами контактора 13. Таким чином електронагрівачі 1, 2, 3 виявляються під напругою по схемі увімкнення «зірка». Розглянемо роботу системи в режимі автоматичного підтримування в кабіні однієї з температур з передбаченого списку. У цьому режимі вентилятор 4 умикається по другому входу блоком 16 керування на постійну роботу. Керування електронагрівачами 1, 2, 3 блок 16 здійснює через увімкнення-вимикання контактора 15, що комутує трифазну змінну напругу на електронагрівачі 1, 2, 3, та реле 9, яке, перемикаючись, умикає або контактор 13 (знижена потужність - „зірка"), або контактор 14 (підвищена потужність - „трикутник"). На підставі температури, заданої перемикачем 5, температури повітря в кабіні, вимірюваній датчиком 10, і температури повітряного потоку на виході калорифера, вимірюваній датчиком 11, блок 16 здійснює регулювання температури повітря в кабіні, яка б не виходила за межі діапазону Тз±∆Тв, де Тз - температура, задана перемикачем 5, ∆Тв допустиме відхилення температури. З метою зменшення відхилення температури ∆Тв в кабіні блок 16 здійснює регулювання і подальше підтримування температури повітряного потоку на виході калорифера такою, при якій ∆Тв  0. Для контролю працездатності контакторів 13, 14, 15 сигнали про стан їх допоміжних контактів подаються на входи блоку 16 керування для формування узагальненого сигналу несправності. Контактори 13 і 14 взаємно блокують один одного по колах обмоток за допомогою своїх допоміжних контактів з метою виключення випадкового одночасного їх увімкнення. Вузол 12 термозахисту складається з трьох 59130 6 послідовно сполучених термовимикачів з замкнутими контактами, встановлених на електронагрівачах 1, 2, 3. При нагріві поверхні будь-якого з електронагрівачів 1, 2, 3 до температури вище припустимого значення відповідний контакт термовимикача розмикається і обмотка контактора 15 знеструмлюється, що призводить до його вимкнення, після чого знеструмлюються електронагрівачі 1, 2, 3. При перевищенні вимірюваної датчиком 11 температури повітряного потоку вище критичної (75 °С) блок 16 керування включає цей сигнал в узагальнений сигнал несправності, який подається на обмотку реле 8, контакти якого розмикаються і знеструмлюють контактор 15. Аварійною ситуацією для системи обігріву є також поява сигналу несправності на виході вентилятора 4. Цей сигнал надходить на вхід блоку 16 керування і призводить до знеструмлення вентилятора 4 і контактора 15, що знімає трифазну змінну напругу з електронагрівачів 1, 2, 3. Штатне вимкнення системи відбувається при розмиканні перемикача 6. Напруга з виходу перемикача 6 знімається із-за чого реле 9 і контактори 13, 14, 15 вимикаються, знеструмлюючи електронагрівачі 1, 2, 3, а в реле 7 часу запускається відлік часу t1, протягом якого напруга зберігається на виході реле 7 часу і, як наслідок, на блоці 16 керування і перемикачі 5 режимів роботи системи. Протягом часу t1 під напругою знаходиться і вентилятор 4, обдуваючи і охолоджуючи знеструмлені електронагрівачі 1, 2, 3. Час t1 може бути заданий з лицьової панелі реле 7 часу в широкому діапазоні залежно від умов експлуатації системи. Якщо при працюючій системі обігріву (перемикач 6 замкнутий) відбудеться знеструмлення системи живлення електровоза вимикачем 20, вимкнення системи обігріву ініціюється допоміжними контактами 19, механічно зв'язаними з основними контактами 20 і увімкненими послідовно з перемикачем 6 кола керування. При цьому напруга для роботи вентилятора 4 за відсутності напруги на вході перетворювача 17 забезпечується акумуляторною батареєю 21, внаслідок чого знеструмлені електронагрівачі 1, 2, 3 обдуваються і охолоджуються як при штатному вимкненні. Це дозволяє підвищити пожежобезпеку системи. Таким чином, поставлена задача підвищення надійності системи обігріву та забезпечення можливості підтримки температури у широкому діапазоні її значень виконана. Це дозволило удосконалити систему обігріву кабіни електровоза задля забезпечення комфортності і поліпшення умов праці персоналу (локомотивної бригади). Заявлена система обігріву кабіни електровоза може бути використана на електровозах, в яких є напруга трифазного змінного струму для живлення електронагрівачів. Зараз ведуться підготовчі роботи до проведення випробування системи обігріву, що заявляється. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 59130 8 Підписне Тираж 23 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