Πώς λειτουργεί και λειτουργεί το τρόλεϊ

Οι κάτοικοι πολλών πόλεων είναι τόσο συνηθισμένοι να οδηγούν τρόλεϊ που σχεδόν δεν σκέφτονται το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή χρησιμοποιούν μια οικολογική και αρκετά οικονομική μορφή μεταφοράς, κάτι σαν πολυθέσιο ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Εν τω μεταξύ, η συσκευή ενός τρόλεϊ δεν είναι λιγότερο ενδιαφέρουσα από τη συσκευή, ας πούμε, ενός τραμ. Ας βουτήξουμε λίγο πιο βαθιά σε αυτό το θέμα.

Το σύγχρονο τρόλεϊ έχει ένα αρκετά περίπλοκο ηλεκτρικό μέρος. Το σύστημα ελέγχου του βασίζεται σε ημιαγωγούς που ελέγχονται από έναν μικροεπεξεργαστή, που συνεργάζονται με ανάρτηση αέρα, σύστημα ABS και αλληλεπιδρούν στενά με όλα τα μέρη του πολύπλοκου ηλεκτρονικού συστήματος πληροφοριών. Αυτό περιλαμβάνει τη δυνατότητα αυτόνομης κίνησης, σύστημα ρύθμισης μικροκλίματος κ.λπ.

Έτσι, το σημερινό τρόλεϊ είναι ένα πλήρες αστικό δημόσιο όχημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις για ασφάλεια, άνεση και αποτελεσματικότητα.

Η εξέλιξη του τρόλεϊ αναπτύχθηκε σταδιακά, σχεδόν με τον ίδιο τρόπο όπως και στα λεωφορεία.Είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι οι δομές αμαξώματος των πρώτων τρόλεϊ και το σασί τους βασίζονταν αρχικά σε λεωφορεία χαμηλού δαπέδου όπως τα Bogdan-E231, MAZ-203T και άλλα. Ωστόσο, το ίδιο το τρόλεϊ εμφανίστηκε πολύ αργότερα. Και τέτοια σύγχρονα αυτοκίνητα πόλης όπως τα Electron-T191 και AKSM-321, για παράδειγμα, αναπτύχθηκαν αμέσως ως τρόλεϊ. Αλλά η συνέχεια του αμαξώματος από μοντέλο σε μοντέλο μπορεί ακόμα να εντοπιστεί.

Ο γενάρχης του τρόλεϊ στα τέλη του 19ου αιώνα:

Ακόμα και από την εποχή της Σοβιετικής Ένωσης, αυτό το όχημα από το αλυσοπρίονο μέσω των καροτσιών έγινε έθιμο παρέχεται σταθερή τάση 550 βολτ… Αυτό είναι το πρότυπο. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, ένα πλήρως φορτωμένο τρόλεϊ μπορεί να φτάσει ταχύτητα περίπου 60 km/h σε επίπεδο δρόμο.

Το Traction drive προοριζόταν αρχικά για αστική κυκλοφορία, επομένως περιορίζει τη μέγιστη ταχύτητα στα 65 km / h. Αλλά ακόμα και σε αυτή την ταχύτητα, το όχημα μπορεί εύκολα να ελιγμών εντός 4,5 μέτρων από τη μία ή την άλλη πλευρά της γραμμής επαφής. Τώρα ας στρέψουμε την προσοχή μας στα ηλεκτρικά εξαρτήματα αυτού του αξιοσημείωτου οχήματος.

Η κύρια μονάδα του τρόλεϊ είναι κινητήρας έλξης… Στην κλασική έκδοση είναι Μοτέρ DC: κυλινδρικός σκελετός, οπλισμός με μπλοκ συλλογής βούρτσας, στύλοι, ακραίες ασπίδες και ανεμιστήρας.

Οι περισσότεροι κινητήρες τρόλεϊ συνεχούς ρεύματος είναι σειράς ή σύνθετοι. Οι κινητήρες με έλεγχο τρανζίστορ ή θυρίστορ λειτουργούν μόνο με σύστημα διέγερσης σειράς.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, οι κινητήρες έλξης τρόλεϊ είναι αρκετά εντυπωσιακές μηχανές συνεχούς ρεύματος, σχεδιασμένες για ισχύ περίπου 150 kW και απαιτούν πρόσθετο μετατροπέα DC για κανονική σταθερή λειτουργία.Ο ίδιος ο κινητήρας μπορεί να ζυγίζει περίπου έναν τόνο και να καταναλώνει ρεύμα περίπου 300 A με ροπή άξονα λειτουργίας πάνω από 800 N * m (με ταχύτητα άξονα 1650 rpm).

Μερικά από τα μοντέλα των σύγχρονων τρόλεϊ φέρουν Ασύγχρονοι κινητήρες έλξης AC που κινούνται από αποκλειστικούς μετατροπείς έλξης AC… Οι κινητήρες αυτού του τύπου είναι λιγότερο ογκώδεις, επιπλέον, πιο ισχυροί, δεν απαιτούν τακτική συντήρηση (σε σύγκριση με τους κινητήρες συλλεκτών).

Αλλά τέτοιοι κινητήρες χρειάζονται ειδικούς μετατροπέας ημιαγωγών… Ο ίδιος ο κινητήρας μπορεί να έχει ένα ζεύγος αισθητήρων ταχύτητας που είναι τοποθετημένοι στον άξονα. Οι περισσότεροι ασύγχρονοι κινητήρες έλξης εναλλασσόμενου ρεύματος τροφοδοτούνται από 400 V, διαθέτουν ρότορα κλωβού σκίουρου και περιέλιξη τριφασικού στάτορα με κλασική σύνδεση "αστέρι".

Ο κινητήρας βρίσκεται συνήθως στο πίσω μέρος του αμαξώματος του τρόλεϊ. Στον κινητήριο άξονα του υπάρχει μια φλάντζα, με τη βοήθεια της οποίας πραγματοποιείται μια μηχανική μετάδοση μέσω του άξονα κάρδανου στον κινητήριο άξονα μέσω του γραναζιού κίνησης.

Το περίβλημα του κινητήρα είναι πλήρως μονωμένο από το σώμα, επομένως οι υψηλές τάσεις δεν μπορούν να φτάσουν στα αγώγιμα μέρη του. Αυτό διασφαλίζεται από το γεγονός ότι η φλάντζα είναι κατασκευασμένη από μονωτικό υλικό και η τοποθέτηση του κινητήρα στα στηρίγματα δεν ολοκληρώνεται ποτέ χωρίς μονωτικά χιτώνια.

Ο σύγχρονος κινητήρας έλξης τρόλεϊ κινείται από ένα σύστημα ελέγχου τρανζίστορ-παλμού τρανζίστορ IGBT, που θεωρείται πιο τέλειο από θυρίστορ και ακόμη περισσότερα κυκλώματα ρεοστάτη.

Το σύστημα περιέχει ένα τμήμα μεταγωγής για τη σύνδεση ενός διαγνωστικού υπολογιστή με σκοπό τη ρύθμιση και τη ρύθμιση του κυκλώματος ελέγχου κινητήρα, καθώς και για την παρακολούθηση της κατάστασης του εξοπλισμού έλξης στο σύνολό του. Ένα τέτοιο σύστημα ελέγχου είναι το πιο οικονομικό όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας και παρέχει επίσης ανέπαφη εκκίνηση και επιτάχυνση του οχήματος χωρίς περιττές απώλειες ενέργειας, όπως θα συνέβαινε με ένα σύστημα ρεοστάτη.

Ως αποτέλεσμα, ο αρμόδιος έλεγχος του κινητήρα έλξης παρέχει το τρόλεϊ ομαλή εκκίνηση, ρύθμιση ταχύτητας χωρίς πίεση και αξιόπιστο φρενάρισμα. Μια ρυθμιζόμενη παλμική τάση με ρεύμα οπλισμού περίπου 50 A επιτρέπει στο τρόλεϊ να κινείται ομαλά, ανεξάρτητα από την παρουσία οπισθοδρόμησης στις μηχανικές μεταδόσεις του.

Ο έλεγχος ταχύτητας επιτυγχάνεται σταδιακά επίσης λόγω της πιθανότητας εξασθένησης του ρεύματος του πηνίου πεδίου όταν η ταχύτητα του οχήματος φτάσει τα 25 km / h. Κατά το φρενάρισμα, χρησιμοποιείται επίσης ένα ρυθμιζόμενο ρεύμα - αυτό ονομάζεται δυναμικό φρενάρισμα.

Το πίσω τρόλεϊ έχει όριο ταχύτητας που δεν υπερβαίνει τα 25 χλμ./ώρα Χάρη στα ηλεκτρονικά, το σταμάτημα έχει προτεραιότητα έναντι της εκκίνησης. Εάν είναι απαραίτητο, είναι δυνατή η αλλαγή της πολικότητας εργασίας των παντογράφων.

Κατευθείαν σύστημα τρανζίστορ-παλμικού τρόλεϊ λειτουργεί ως εξής. Πατώντας το πεντάλ του ποδιού ενεργοποιείται Αισθητήρας Hall, το επίπεδο αναλογικού σήματος από το οποίο σχετίζεται άμεσα με την τρέχουσα γωνία θέσης του πεντάλ.

Αυτό το σήμα μετατρέπεται σε ψηφιακό και, ήδη σε ψηφιακή μορφή, τροφοδοτείται στον ελεγκτή μικροεπεξεργαστή της μονάδας έλξης, από όπου αποστέλλονται εντολές στο ταμπλό του οδηγού τρανζίστορ ισχύος.

Οι οδηγοί των τρανζίστορ ισχύος, με τη σειρά τους, ρυθμίζουν το ρεύμα των τρανζίστορ ισχύος ανάλογα με τις εντολές που προέρχονται από τον ελεγκτή μικροεπεξεργαστή της μονάδας έλξης. Η τάση ελέγχου των οδηγών είναι χαμηλή τάση (κυμαίνεται από 4 έως 8 βολτ) και είναι η τιμή της που καθορίζει το ρεύμα λειτουργίας των περιελίξεων του κινητήρα έλξης.

Το μαντέψατε, εδώ λειτουργούν τα τρανζίστορ ισχύος επαφές ημιαγωγώνελεγχόμενη τάση, μόνο σε αντίθεση με έναν συμβατικό επαφέα, εδώ το ρεύμα μπορεί να αλλάξει πολύ, πολύ ομαλά. Ως εκ τούτου, δεν χρειάζονται ρεοστάτες, αρκετά απλά Τεχνολογία PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού).

Εάν το τρόλεϊ πρέπει να σταματήσει, τότε ο κινητήρας τίθεται σε λειτουργία γεννήτριας και το φρενάρισμα γίνεται ουσιαστικά από τα μαγνητικά πεδία του οπλισμού, τα οποία επίσης ρυθμίζονται.Έτσι, το φρενάρισμα επιτυγχάνεται σχεδόν μέχρι την πλήρη ακινητοποίηση του οχήματος. Παρεμπιπτόντως, το κύριο μέρος των ηλεκτρονικών παλμικών τρανζίστορ ελέγχου του τρόλεϊ βρίσκεται στην οροφή του.

Στη διαδικασία διακοπής ενός σύγχρονου τρόλεϊ, το σύστημα λειτουργεί ανάκτηση ενέργειας… Αυτό σημαίνει ότι η ενέργεια που παράγεται από τον κινητήρα έλξης σε λειτουργία γεννήτριας κατά την πέδηση επιστρέφει στο δίκτυο επαφών και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί τόσο για τις ανάγκες των ηλεκτρικών οχημάτων που κινούνται παράλληλα από αυτό το δίκτυο όσο και για την τροφοδοσία των συσκευών στο ίδιο το τρόλεϊ (υδραυλικά τιμόνι, σύστημα θέρμανσης κ.λπ.) Αν το τρόλεϊ περάσει κάτω από το βέλος, τότε ρεοστατικό φρενάρισμα.

Σχεδόν ολόκληρη η κίνηση ενός τρόλεϊ αποτελείται από διάφορα μέρη:

• ζεύγη παντογράφων?

• διακόπτης κυκλώματος?

• Μονάδα ελέγχου IGBT.

• ρυθμιστικό σύστημα·

• ελεγκτής κίνησης και φρένων.

• μπλοκ ρεοστατών?

• πνιγμός για την καταστολή παρεμβολών.

• υπολογιστή πίνακα ή μονάδα μεταγωγής για σύνδεση σε εξωτερικό υπολογιστή.

Με τη βοήθεια ενός πίνακα ή ενός εξωτερικού υπολογιστή, πραγματοποιείται διάγνωση του κινητήρα έλξης του τρόλεϊ, επανεξετάζονται οι παράμετροι της λειτουργίας του, οι ρυθμίσεις αλλάζουν εάν είναι απαραίτητο ελεγκτής μικροεπεξεργαστή… Όλες οι παράμετροι λειτουργίας και η τρέχουσα κατάσταση του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης αποθηκεύονται ψηφιακά.

Ακολουθούν ορισμένα μοντέλα συστημάτων ελέγχου πίσω από τα ρεύματα διαρροής και διαθέτουν κατάλληλο σύστημα προστασίας — αυτόματη αποσύνδεση από το δίκτυο. Προαιρετικά, μπορεί να υπάρχει και εδώ μετρητής ενέργειας που καταναλώνεται για κίνηση και ανακτάται κατά τη διακοπή.

Αξίζει να αναφερθεί ξεχωριστά ηλεκτρονικά συστήματα προστασίας τρόλεϊ, που χρησιμεύει στη βελτίωση της ασφάλειας των επιβατών. Για παράδειγμα, ένα τρόλεϊ δεν κινείται όταν οι πόρτες των επιβατών είναι ανοιχτές ή όταν δεν υπάρχει αέρας στο σύστημα πέδησης.