Электродинамический тормоз электровозов ЧС2Т (63Е2) второго выпуска

Электродинамический (реостатный) тормоз электровозов ЧС2^Т второго выпуска несколько отличается от тормоза электровозов первого выпуска конкретным исполнением ряда узлов.

Пневмо-электрический преобразователь LUN. Механическая часть пневмо-электрического преобразователя, который использован в электровозах ЧС2^Т первого выпуска, была с точки зрения технологии изготовления сравнительно сложной. Кроме того, особенно при низких температурах, точность ее действия была ниже точности связанной с ней электрической аппаратуры. На электровозах ЧС2^Т второго выпуска этот преобразователь заменен преобразователем другого типа - передатчиком давления LUN566.8, предназначенным для измерения давления в пределах от 0 до 6 кгс/см².

Давление Р на входе преобразователя (рис. 30) передается на мембрану /, вызывая ее выгибание вверх. При этом якорь 2 магнитной цепи также начинает двигаться, в результате чего меняется ширина воздушных зазоров и 0₂. Чем больше давление, тем больше воздушный зазор oj и меньше 6₂ и наоборот. Ширина воздушных зазоров влияет на общее сопротивление катушек 3 и 4, а потому и на величину выходных токов преобразователя 1\ и /₂: с повышением давления ток R увеличивается, ток /₂ уменьшается, и наоборот.

Рис. ЗО. Схема, поясняющая принцип действия преобразователя LUN1566.8

Преобразователь питается от источника переменного тока напряжением 24 В и частотой 550 Гц. Выходной величиной, однако, является не напряжение, как это было в магнитном потенциометре, а соотношение токов /j и /₂, зависящих от давления, изменяющегося в пределах от 0 до 4 кгс/см².

Новые элементы электроники. Кроме уже описанных интегральных операционных усилителей МАА500, был использован интегральный стабилизатор напряжения МАА723 (рис. 31).

Опорное напряжение U_on образуется в стабилизаторе напряжения на стабилитроне ДЗ с помощью усилителя У/. Через стабилитрон ДЗ проходит ток от источника тока ИТ. Опорное напряжение подается через резистор (.R3 на рис. 31, б) или через омический делитель на неинвертирующий вход 3 дифференциального усилителя У2. На инвертирующий вход 2 усилителя У2 подается через омический делитель RI, R2 сигнал о выходном напряжении. Усилитель У2 стабилизирует выходное напряжение так, чтобы напряжение на делителе RI, R2 было равно опорному на неинвертирующем входе 3. Транзистор Т2 увеличивает отдачу тока от стабилизатора. Транзистор Т1 с защитным резистором R₀ ограничивает выходной ток при перегрузках. Уровень ограничения по току задается сопротивлением резистора R₀. Конденсатор С1 обеспечивает частотную компенсацию.

Рис 31. Структурная схема интегральною стабилизатора напряжения МАА723 (а) и пример использования его МАА723 (б)

Наряду с интегральными схемами в управляющем регуляторе электровозов ЧС2^Т второго выпуска были впервые использованы и гибридные схемы, представляющие собой комбинацию пассивных дискретных элементов, полученных путем тонкослойной технологии, и активных элементов, выполненных на базе интегральных схем. В регуляторе RLSla использованы два типа гибридных схем: WNB003 - схема логического умножения с отрицанием; WDB002 - операционный усилитель с компенсацией.

Гидридная схема WNB003 (рис. 32) реализует логическую функцию А = а ¦ Ъ ¦ в • г. Входы сигналов а, б, в, г являются главными, вход сигнала д служит для расширения основной функции путем подключения внешних схем; Л - сигнал на выходе гибридной схемы. Напряжение питания изменяется от +18 до +24 В. Входное напряжение для сигнала 0 не более 8 В, для сигнала 1 - не менее 18 В; выходное напряжение для сигнала 0- не более 0,75 В, для сигнала 1 - не менее 18 В. Гибридная схема WNB003 аналогична входной схеме кассеты 229В.

Рис. 32. Гибридная схема WNB003

Основным элементом гибридной схемы типа )УБВ002 (рис. 33) является интегральный операционный усилитель серии МАА500. Он дополнен элементами коррекции С1, С2, ДЗ, входными резисторами Д1 и Д2, защитными диодами Д1 и Д2 на входе и защитным резистором Д4 на выходе. В остальном все параметры усилителя (см. с. 15) остались без изменения. Работа операционного усилителя этого типа ничем не отличается от работы операционного усилителя МАА500. Элементы коррекции и защиты, имеющиеся у каждого операционного усилителя МАА500, являются составной частью гибридной схемы.

Обе гибридные схемы имеют одинаковые габаритные размеры 24 X 15 X 3 мм.

Уменьшение количества дискретных элементов и малые размеры гибридных схем не только снижают общие размеры и вес устройства, но, что наиболее вайшо, позволяют создавать оборудование со значительно большей надежностью.

Особенности исполнения регулятора тока якоря. Принцип работы нового регулятора тока якоря НЬБІа тот же, что и регулятора ИЬ51. Внесены лишь некоторые конструктивные изменения, которые можно разделить на два вида.

Изменения первого вида обусловлены заменой пневмо-электрического преобразователя. На выходе этого преобразователя активным сигналом было напряжение, на выходе ноБого преобразователя LUN таким сигналом является ток. Поэтому входные цепи регулятора тока якоря были приспособлены для обработки токонесущего сигнала.

Рис. 33. Схема включения операционного усилителя

Ко второму виду изменений относятся все упрощения, связанные с использованием новых интегральных и гибридных схем. Кассеты 110М и 115Т заменены кассетой 106L, а кассеты 116Т и 116А кассетой 136Т.

От пневмо-электрического преобразователя LUN на входы abllDl и abl2Dl кассеты 106L (рис. 34) проходит переменный ток. Токи ii и i₂ выпрямляются однополупериодной схемой выпрямления, выполненной на диодах ДЗ, Д4\ на резисторах R2, R3 эти токи образуют падение напряжения, пригодное для дальнейшей обработки. Диоды ДІ и Д2 по цепи, проходящей через резистор R1, обеспечивают симметричное нагружение преобразователя LUN.

Операционный усилитель XI играет роль сумматора. Он определяет разницу в падениях напряжения на резисторах R2 и R3, равномерно смещает это напряжение на величину напряжения с делителя на резисторах R6, R7 и R9, усиливает и фильтрует разницу входных напряжений. В результате на выходе, т. е. в общей точке резисторов RIO - R13 и диодов Д5, Д7 и Д9 получается постоянное напряжение, значение которого меняется в пределах от 0 до 5 В линейно в зависимости от давления в тормозном трубопроводе. Пределы изменения выходного напряжения определяют требуемые пределы изменения тока якоря (от 0 до 500 А) в соотношении 1 В = 100 А.

В режиме экстренного торможения к этому сигналу прибавляется сигнал экстренного торможения, который подается на вход abI0D2 через диод Д5.

Ограничение тока 1-я до 500 А выполняется логической схемой, состоящей из диодов Д9, Д10, резистора R18 и источника опорного напряжения от интегрального стабилизатора Х2 типа МАА723. Транзистор служит для согласования выхода кассеты 106L со входами остальных схем.

Для упрощения проверки регулятора устройствами диагностики кассета 106L дополнена диодом Д8, а на переднюю сторону рамки кассеты вынесены выводы А и В; перемыкая их, можно устанавливать требуемое значение тока якоря в кассете 106L (вплоть до 0) независимо от значения давления воздуха в тормозном трубопроводе.

В кассете 136Т (рис. 35) в отличие от кассет 116Т и 116А (см. рис. 22) использован гибридный операционный усилитель ''АШВ002 вместо интегральных типа МАА502. Это позволило значительно упростить первоначальные кассеты и объединить их в одной. Кроме того, упростилась наладка схемы и цепи ее питания. Функцию операционных усилителей XI и Х2 в кассете 116Т выполняют усилители XI и Х2 кассеты 136Т, функцию усилителя XI кассеты 116А - усилитель ХЗ кассеты 136Т. Кассеты 116Т и 116А в регуляторе ДЬ51 можно заменить кассетой 136Т и наоборот, кассету 136Т в регуляторе ДЬ51а можно в случае необходимости заменить кассетами 116Т и 116А.

Рис. 35. Принципиальная схема кассеты 136Т

Особенности исполнения блока логики. В первоначальном исполнении кассеты 229В на дискретных элементах (см. рис. 22) более выгодным было последовательное преобразование входных величин в форме х^аНГв = л7б+д, у=а-б-в-7^Ж=а7бТ^д + в .

Гибридная схема \VNB003 позволяет реализовать приведенные функции непосредственно, а схему упростить, как это показано на рис. 36.

В блоке управляющей логики 256 В (рис. 37) переключатель по уровню выполнен на транзисторе 77 и опорном диоде Д2. Транзистор Т2 является инвертором. Делители на резисторах Д2 и Д7, ДЗ и Д8 и т. д. обеспечивают уровни напряжений входных сигналов, соответствующие рабочим уровням напряжений гибридной логической схемы, одновременно защищая последнюю от бросков напряжения на входе. Схемы И-НЕ1.1 и И-НЕ2.1 {XI и Х2 на рис. 37) - гибридные, типа ’ЭД'ЫВООЗ. Выходные инверторы ТЗ и Т4 аналогичны применяемым в кассете 229 В.

Рис. 36. Структурная схема блока управляющей логики - кассета 256 В

Рис. 37. Принципиальная схема кассеты 256В