Jak działa i działa trolejbus

Mieszkańcy wielu miast są tak przyzwyczajeni do jazdy trolejbusami, że prawie nie myślą o tym, że w tej chwili korzystają z ekologicznej i dość ekonomicznej formy transportu, czegoś w rodzaju wieloosobowego samochodu elektrycznego. Tymczasem urządzenie trolejbusu jest nie mniej interesujące niż urządzenie, powiedzmy, tramwaju. Zagłębmy się trochę w ten temat.

Nowoczesny trolejbus ma dość skomplikowaną część elektryczną. Jego system sterowania oparty jest na półprzewodnikach sterowanych mikroprocesorem, współpracujących z zawieszeniem pneumatycznym, systemem ABS i ściśle współpracujących ze wszystkimi częściami złożonego elektronicznego systemu informacyjnego. Obejmuje to możliwość autonomicznego poruszania się, system regulacji mikroklimatu itp.

Dzisiejszy trolejbus jest więc pełnoprawnym miejskim pojazdem publicznym, spełniającym wszelkie wymagania w zakresie bezpieczeństwa, komfortu i efektywności.

Ewolucja trolejbusu rozwijała się stopniowo, prawie w taki sam sposób jak w przypadku autobusów.Łatwo założyć, że konstrukcje karoserii pierwszych trolejbusów i ich podwozia były pierwotnie wzorowane na autobusach niskopodłogowych, takich jak Bogdan-E231, MAZ-203T i inne. Jednak sam trolejbus pojawił się znacznie później. A takie nowoczesne samochody miejskie, jak na przykład Electron-T191 i AKSM-321, zostały natychmiast opracowane jako trolejbusy. Ale ciągłość ciała od modelu do modelu nadal można prześledzić.

Protoplasta trolejbusu pod koniec XIX wieku:

Jeszcze od czasów Związku Radzieckiego ten pojazd z sieci trakcyjnej przez wozy stał się zwyczajem dostarczane jest stałe napięcie 550 woltów… To jest norma. W tych warunkach w pełni załadowany trolejbus może osiągnąć prędkość około 60 km/h na poziomej drodze.

Napęd trakcyjny był pierwotnie przeznaczony do ruchu miejskiego, dlatego ogranicza maksymalną prędkość do 65 km / h. Ale nawet przy tej prędkości pojazd może z łatwością manewrować w promieniu 4,5 metra w jedną lub drugą stronę linii jezdnej. Skupmy się teraz na elementach elektrycznych tego niezwykłego pojazdu.

Główną jednostką trolejbusu jest silnik trakcyjny… W klasycznej wersji tak Silnik prądu stałego: cylindryczna rama, zwora z blokiem zbierającym szczotki, słupki, osłony końcowe i wentylator.

Większość silników wózków prądu stałego jest szeregowych lub złożonych. Silniki ze sterowaniem tranzystorowym lub tyrystorowym pracują tylko z szeregowym układem wzbudzenia.

Tak czy inaczej, trolejbusowe silniki trakcyjne są dość imponującymi maszynami prądu stałego, zaprojektowanymi na moc około 150 kW i wymagającymi dodatkowej przetwornicy prądu stałego do normalnej stabilnej pracy.Sam silnik może ważyć około tony i pobierać prąd około 300 A przy roboczym momencie obrotowym wału ponad 800 N * m (przy prędkości obrotowej wału 1650 obr./min).

Niektóre modele nowoczesnych trolejbusów niosą Asynchroniczne silniki trakcyjne prądu przemiennego napędzane przez dedykowane przekształtniki trakcyjne prądu przemiennego… Silniki tego typu są mniej masywne, ponadto mocniejsze, nie wymagają regularnej obsługi (w porównaniu do silników kolektorowych).

Ale takie silniki wymagają specjalnych przetwornik półprzewodnikowy… Sam silnik może mieć parę czujników prędkości, które są zamontowane na wale. Większość asynchronicznych silników trakcyjnych prądu przemiennego jest zasilana napięciem 400 V, posiada wirnik klatkowy i trójfazowe uzwojenie stojana z klasycznym połączeniem „w gwiazdę”.

Silnik zwykle znajduje się z tyłu nadwozia trolejbusu. Na jego wale napędowym znajduje się kołnierz, za pomocą którego poprzez przekładnię napędową odbywa się przenoszenie mechaniczne przez wał kardana na oś napędową.

Obudowa silnika jest całkowicie odizolowana od ciała, więc wysokie napięcie nie może dotrzeć do jej części przewodzących. Zapewnia to fakt, że kołnierz jest wykonany z materiału izolacyjnego, a montaż silnika na wspornikach nigdy nie jest kompletny bez tulei izolacyjnych.

Nowoczesny silnik trakcyjny trolejbusu napędzany jest tranzystorowo-impulsowym układem sterowania tranzystorów IGBT, który jest uważany za doskonalszy niż obwody tyrystorowe i jeszcze bardziej reostatowe.

Układ zawiera sekcję łączeniową służącą do podłączenia komputera diagnostycznego w celu regulacji i regulacji obwodu sterowania silnikiem oraz monitorowania stanu całości urządzeń trakcyjnych. Taki układ sterowania jest najbardziej ekonomiczny pod względem zużycia energii, a ponadto zapewnia bezdotykowe uruchamianie i przyspieszanie pojazdu bez zbędnych strat energii, jak miałoby to miejsce w przypadku układu reostatowego.

W rezultacie właściwe sterowanie silnikiem trakcyjnym zapewnia trolejbus płynny start, płynna regulacja prędkości i niezawodne hamowanie. Regulowane napięcie impulsowe o prądzie twornika około 50 A pozwala na płynne poruszanie się trolejbusu, niezależnie od występowania luzów w jego przekładniach mechanicznych.

Regulacja prędkości uzyskiwana jest bezstopniowo również dzięki możliwości osłabienia prądu cewki wzbudzenia, gdy prędkość pojazdu osiągnie 25 km/h. Podczas hamowania stosuje się również regulowany prąd – jest to tzw. hamowanie dynamiczne.

W tylnym wózku obowiązuje ograniczenie prędkości do 25 km/h. Dzięki elektronice zatrzymanie ma pierwszeństwo przed ruszaniem. W razie potrzeby istnieje możliwość zmiany biegunowości roboczej pantografów.

Bezpośrednio Tranzystorowo-impulsowy system trolejbusowy działa w następujący sposób. Naciśnięcie pedału nożnego aktywuje Czujnik Halla, poziom sygnału analogowego, od którego jest bezpośrednio powiązany z bieżącym kątem położenia pedału.

Sygnał ten jest przetwarzany na cyfrowy i już w postaci cyfrowej podawany jest do sterownika mikroprocesorowego jednostki trakcyjnej, skąd wysyłane są polecenia do deski rozdzielczej maszynisty tranzystory mocy.

Sterowniki tranzystorów mocy z kolei regulują prąd tranzystorów mocy w zależności od poleceń pochodzących ze sterownika mikroprocesorowego zespołu trakcyjnego. Napięcie sterujące sterowników jest napięciem niskim (waha się od 4 do 8 woltów) i to od jego wartości zależy prąd pracy uzwojeń silnika trakcyjnego.

Zgadliście, służą tu tranzystory mocy styczniki półprzewodnikowesterowane napięciem, tylko w przeciwieństwie do konwencjonalnego stycznika, tutaj prąd może zmieniać się bardzo, bardzo płynnie. Stąd nie ma potrzeby stosowania reostatów, dość proste Technologia PWM (Modulacja szerokości impulsów).

Jeżeli wózek musi zostać zatrzymany, wówczas silnik przełącza się w tryb generatora, a hamowanie jest zasadniczo zapewniane przez pola magnetyczne twornika, które również są regulowane.W ten sposób uzyskuje się hamowanie prawie do całkowitego zatrzymania pojazdu. Nawiasem mówiąc, główna część tranzystorowo-impulsowej elektroniki sterującej trolejbusu znajduje się na jego dachu.

W procesie zatrzymywania nowoczesnego trolejbusu system działa odzyskiwanie energii… Oznacza to, że energia generowana przez silnik trakcyjny w trybie prądnicowym podczas hamowania jest zwracana do sieci trakcyjnej i może być ponownie wykorzystana zarówno na potrzeby pojazdów elektrycznych zasilanych równolegle z tej sieci, jak i do zasilania urządzeń na samym trolejbusie (hydraulika kierownica, system ogrzewania itp.) Jeśli trolejbus przejeżdża pod strzałką, to hamowanie reostatyczne.

Niemal cały napęd trolejbusu składa się z kilku części:

• pary pantografów;

• wyłącznik obwodu;

• jednostka sterująca IGBT;

• schemat regulacyjny;

• kontroler ruchu i hamulca;

• blok reostatów;

• dławik w celu stłumienia zakłóceń;

• komputer panelowy lub moduł przełączający do podłączenia do komputera zewnętrznego.

Za pomocą panelu lub komputera zewnętrznego przeprowadzana jest diagnostyka silnika trakcyjnego trolejbusu, przeglądane są parametry jego pracy, w razie potrzeby zmieniane są nastawy sterownik mikroprocesorowy… Wszystkie parametry pracy i aktualny stan napędu trakcyjnego są zapisywane cyfrowo.

Poniżej przedstawiono niektóre modele systemów sterowania za prądami upływowymi oraz posiadać odpowiedni system ochrony — automatyczne odłączenie od sieci. Opcjonalnie może być również obecny tutaj licznik energii zużytej na ruch i odzyskanej podczas zatrzymania.

Warto wspomnieć o tym osobno elektronika zabezpieczająca wózek, co służy poprawie bezpieczeństwa pasażerów. Na przykład trolejbus nie ruszy, gdy drzwi pasażera są otwarte lub w układzie hamulcowym nie ma powietrza.