Ako funguje a funguje trolejbus

Obyvatelia mnohých miest sú natoľko zvyknutí na jazdu v trolejbusoch, že takmer ani neuvažujú o tom, že v tejto chvíli využívajú ekologickú a celkom ekonomickú formu dopravy, niečo ako viacmiestny elektromobil. Medzitým nie je zariadenie trolejbusu o nič menej zaujímavé ako zariadenie, povedzme, električky. Poďme sa ponoriť trochu hlbšie do tejto témy.

Moderný trolejbus má pomerne zložitú elektrickú časť. Jeho riadiaci systém je založený na mikroprocesorom riadených polovodičoch, spolupracujúcich so vzduchovým odpružením, systémom ABS a úzko spolupracujúcich so všetkými časťami komplexného elektronického informačného systému. Patrí sem možnosť autonómneho pohybu, systém regulácie mikroklímy atď.

Dnešný trolejbus je teda plnohodnotným mestským hromadným vozidlom, ktoré spĺňa všetky požiadavky na bezpečnosť, komfort a efektivitu.

Evolúcia trolejbusu sa vyvíjala postupne, takmer rovnako ako u autobusov.Je ľahké predpokladať, že konštrukcie karosérie prvých trolejbusov a ich podvozky pôvodne vychádzali z nízkopodlažných autobusov ako Bogdan-E231, MAZ-203T a ďalších. Samotný trolejbus sa však objavil oveľa neskôr. A také moderné mestské autá, ako napríklad Electron-T191 a AKSM-321, boli okamžite vyvinuté ako trolejbusy. Ale kontinuita karosérie od modelu k modelu sa stále dá vysledovať.

Predchodca trolejbusu na konci 19. storočia:

Už od čias Sovietskeho zväzu sa toto vozidlo od trolejového vedenia cez vozíky stalo zvykom dodáva sa konštantné napätie 550 voltov… To je štandard. Za týchto podmienok môže plne naložený trolejbus dosiahnuť na rovnej ceste rýchlosť okolo 60 km/h.

Trakčný pohon bol pôvodne určený pre mestskú premávku, preto obmedzuje maximálnu rýchlosť na 65 km/h, no aj pri tejto rýchlosti dokáže vozidlo bez problémov manévrovať do 4,5 metra na jednu alebo druhú stranu trolejovej čiary. Teraz upriamme našu pozornosť na elektrické komponenty tohto pozoruhodného vozidla.

Hlavnou jednotkou trolejbusu je trakčný motor… V klasickej verzii je DC motor: valcový rám, armatúra s blokom na zber kief, stĺpiky, koncové štíty a ventilátor.

Väčšina jednosmerných trolejbusových motorov je sériových alebo zložených. Motory s tranzistorovým alebo tyristorovým riadením pracujú len so sériovým budiacim systémom.

Tak či onak, trolejbusové trakčné motory sú celkom pôsobivé jednosmerné stroje, konštruované na výkon okolo 150 kW a vyžadujúce si pre normálnu stabilnú prevádzku prídavný jednosmerný menič.Samotný motor môže vážiť asi tonu a spotrebovať prúd asi 300 A s pracovným krútiacim momentom hriadeľa nad 800 N * m (pri rýchlosti hriadeľa 1650 ot / min).

Niektoré z modelov moderných trolejbusov nesú Asynchrónne trakčné motory na striedavý prúd poháňané jednoúčelovými trakčnými meničmi na striedavý prúd... Motory tohto typu sú menej objemné, navyše výkonnejšie, nevyžadujú pravidelnú údržbu (v porovnaní so zbernými motormi).

Takéto motory však potrebujú špeciálne polovodičový menič… Samotný motor môže mať pár snímačov rýchlosti, ktoré sú namontované na hriadeli. Väčšina asynchrónnych trakčných motorov na striedavý prúd je napájaná napätím 400 V, má rotor nakrátko a trojfázové vinutie statora s klasickým „hviezdičkovým“ zapojením.

Motor je zvyčajne umiestnený v zadnej časti karosérie trolejbusu. Na jeho hnacom hriadeli je príruba, pomocou ktorej sa uskutočňuje mechanický prevod cez kardanový hriadeľ na hnaciu nápravu cez hnacie koleso.

Kryt motora je úplne izolovaný od tela, takže vysoké napätie nemôže dosiahnuť jeho vodivé časti. To je zabezpečené tým, že príruba je vyrobená z izolačného materiálu a montáž motora na konzoly sa nikdy nezaobíde bez izolačných puzdier.

Moderný trolejbusový trakčný motor je poháňaný tranzistorovo-impulzným riadiacim systémom IGBT tranzistorov, ktorý sa považuje za dokonalejší ako obvody tyristora a ešte viac reostatov.

Systém obsahuje spínaciu časť pre pripojenie diagnostického počítača za účelom nastavenia a regulácie riadiaceho obvodu motora, ako aj pre sledovanie stavu trakčného zariadenia ako celku. Takýto riadiaci systém je z hľadiska spotreby energie najhospodárnejší a navyše zabezpečuje bezkontaktné štartovanie a akceleráciu vozidla bez zbytočných strát energie, ako by to bolo v prípade systému reostatu.

Výsledkom je, že kompetentné riadenie trakčného motora zabezpečuje trolejbus plynulý rozbeh, plynulá regulácia rýchlosti a spoľahlivé brzdenie. Nastaviteľné impulzné napätie s prúdom kotvy asi 50 A umožňuje trolejbusu plynulý pohyb bez ohľadu na prítomnosť vôle v jeho mechanických prevodoch.

Regulácia rýchlosti sa dosahuje plynule aj vďaka možnosti zoslabenia prúdu budiacej cievky pri rýchlosti vozidla 25 km/h. Pri brzdení sa využíva aj nastaviteľný prúd - tzv. dynamické brzdenie.

Zadný vozík má rýchlostný limit maximálne 25 km/h Vďaka elektronike má zastavenie prednosť pred rozjazdom. V prípade potreby je možné zmeniť pracovnú polaritu pantografov.

Priamo tranzistorovo-pulzný trolejbusový systém funguje nasledovne. Stlačením nožného pedálu sa aktivuje Hallov senzor, úroveň analógového signálu, z ktorej priamo súvisí s aktuálnym uhlom polohy pedálu.

Tento signál je prevedený na digitálny a už v digitálnej forme je privádzaný do mikroprocesorového ovládača hnacieho vozidla, odkiaľ sú odosielané príkazy na prístrojovú dosku rušňovodiča. výkonové tranzistory.

Budiče výkonových tranzistorov zasa regulujú prúd výkonových tranzistorov v závislosti od príkazov vychádzajúcich z mikroprocesorového ovládača hnacieho vozidla. Riadiace napätie pohonov je nízke napätie (kolísa od 4 do 8 voltov) a práve jeho hodnota určuje pracovný prúd vinutia trakčného motora.

Hádate správne, tu slúžia výkonové tranzistory polovodičové stykačeriadené napätím, len na rozdiel od bežného stýkača sa tu môže prúd meniť veľmi, veľmi hladko. Preto nie sú potrebné reostaty, dosť jednoduché PWM technológia (modulácia šírky impulzu).

V prípade potreby zastavenia vozíka sa motor prepne do generátorového režimu a brzdenie je v podstate zabezpečené magnetickými poľami kotvy, ktoré sú tiež nastavené, čím sa dosiahne brzdenie takmer až do úplného zastavenia vozidla. Mimochodom, na jeho streche je umiestnená hlavná časť riadiacej tranzistorovo-impulznej elektroniky trolejbusu.

V procese zastavenia moderného trolejbusu systém funguje obnova energie… To znamená, že energia generovaná trakčným motorom v generátorovom režime pri brzdení sa vracia do kontaktnej siete a môže byť opätovne využitá ako pre potreby elektrických vozidiel napájaných paralelne z tejto siete, tak aj pre napájanie zariadení na samotnom trolejbuse (hydraulické volant, vykurovací systém a pod.) Ak trolejbus prejde pod šípkou, tak reostatické brzdenie.

Takmer celý pohon trolejbusu pozostáva z niekoľkých častí:

• páry pantografov;

• istič;

• IGBT riadiaca jednotka;

• regulačná schéma;

• ovládač pohybu a brzdy;

• blok reostatov;

• tlmivka na potlačenie rušenia;

• panelový počítač alebo prepínací modul na pripojenie k externému počítaču.

Pomocou panela alebo externého počítača sa vykonáva diagnostika trakčného motora trolejbusu, kontrolujú sa parametre jeho činnosti, v prípade potreby sa menia nastavenia mikroprocesorový ovládač… Všetky prevádzkové parametre a aktuálny stav trakčného pohonu sú uložené digitálne.

Nasleduje niekoľko modelov riadiacich systémov za zvodovými prúdmi a mať vhodný ochranný systém – automatické odpojenie od siete. Voliteľne môže byť prítomný aj tu počítadlo energie spotrebovanej na pohyb a rekuperovanej počas zastavenia.

Stojí za zmienku samostatne elektronika ochrany vozíka, ktorý slúži na zvýšenie bezpečnosti cestujúcich. Napríklad trolejbus sa nepohne, keď sú dvere pre cestujúcich otvorené alebo v brzdovom systéme nie je vzduch.