Przetwornice pomocnicze i ładowarki baterii

Przetwornice pomocnicze i ładowarki baterii

Przetwornica statyczna zasila z obwodu 3 kV DC całą sieć pokładową: 3×400 V AC dla napędów pomocniczych i klimatyzacji, 110 V DC i 24 V DC dla sterowania, oświetlenia i ładowania baterii, 230 V AC dla gniazd. Na wejściu ma bezpiecznik WN i układ łagodnego startu z rezystorem i stycznikami, dalej dławik filtru, przetwornicę DC/DC z napięciem pośrednim (w przykładzie 600 V DC) i falownik. Pojazd ma co najmniej dwie przetwornice z rezerwą mocy i stycznik przełączania napięć; przetwornice wymagają chłodzenia i są czułe na zakłócenia z sieci.

Bateria pokładowa jest źródłem, które musi działać, gdy nic innego nie działa: zasila sprężarkę pomocniczą pantografów, układ pomiaru napięcia sieci, sterowanie wyłącznika szybkiego, systemy CA/SHP, cewki hamulca szynowego i oświetlenie awaryjne. Musi być podłączona przez bezpieczniki, z możliwością trwałego odłączenia ręcznym odłącznikiem przy skrzyni, ładowana z kontrolą temperatury ogniw. Przykładowo w lokomotywie EU06/EU07 (klasyczna lokomotywa 3 kV DC) bateria Ni-Cd 96 V (typ 4G60H, 72 ogniwa w 24 skrzynkach) jest zabezpieczona bezpiecznikami topikowymi Bi-Wts 60 A i wyłącznikiem samoczynnym 63 A, pełniącym funkcję odłącznika baterii, umieszczonym na tablicy w pulpicie kabiny. Zasilanie zewnętrzne 3×400 V przez znormalizowane gniazdo ze stykami pilotującymi jest obowiązkowe w nowych pojazdach.

W tym obszarze pracują: wkładki bezpiecznikowe szybkie DC i ich podstawy trakcyjne z sygnalizacją zadziałania, wyłączniki i odłączniki obwodu baterii, styczniki baterii i przekaźniki DC z odcięciem podnapięciowym, przetwornice DC/DC i zasilacze buforowe, czujniki temperatury skrzyni akumulatorowej, złączki wysokoprądowe i złącza zasilania zewnętrznego.

Ochrona zwarciowa i bezpieczniki

Mersen
Akcesoria bezpiecznikowe
Mikrostyki MC / MCR do wkładek Protistor®
Mersen
Podstawy bezpiecznikowe
Podstawy trakcyjne SF 70 / SQ 72 do wkładek Protistor®
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 122 i 2x122 aR 1800VDC (kolejowe)
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 302 i 2x302 aR 1800VDC (kolejowe)
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 70 gR 350–600VDC
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 72 aR 1200VDC (IEC)

Oznaczanie

Phoenix Contact
Oznaczniki do złączek, przewodów i urządzeń
Oznaczniki UniCard (UC / UCT)
Phoenix Contact
Oznaczniki przewodów i kabli
WMS-2 HF - koszulki termokurczliwe

Przekaźniki półprzewodnikowe

Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe DC
Przekaźnik półprzewodnikowy DC z odcięciem podnapięciowym Crydom LVD (akumulatory 12/24 V, 40–100 A)

Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne Airpax

Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik hydrauliczno-magnetyczny Airpax LEJ/LEJA (do 30 A/240 VAC, 20 A/277 VAC)

Wyłączniki zabezpieczające urządzeń

Phoenix Contact
Wyłączniki zabezpieczające urządzeń
PTCB E1 - elektroniczne wyłączniki zabezpieczające

Zasilanie i przetwornice

Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
DDR-120/240/480 - przetwornice DC-DC na szynę DIN (EN 50155)
Phoenix Contact
Przetwornice DC/DC
QUINT POWER DC/DC
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RQB - przetwornice quarter-brick 40–150 W (EN 50155)
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RSD - przetwornice DC-DC 30–500 W (EN 50155)
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RSDW / RDDW - moduły DC-DC 20–60 W (EN 50155)

Złącza

Phoenix Contact
Złączki szynowe CLIPLINE complete
CLIPLINE complete - szynowe (PT/PTV/ST)
Phoenix Contact
Złączki sworzniowe wysokoprądowe
CLIPLINE complete - złączki sworzniowe
Phoenix Contact
Złącza przemysłowe HEAVYCON
HEAVYCON - złącza przemysłowe modułowe

Kryteria doboru - Przetwornice pomocnicze i ładowarki baterii

Kryteria doboru w tym obszarze:

  • Bezpiecznik wejściowy przetwornicy - obwód półprzewodnikowy wymaga wkładki szybkiej (aR/gR) o niskiej całce Joule'a, dobranej do napięcia 3 kV DC z przepięciami i do stałej czasowej obwodu za filtrem; koordynacja z wyłącznikiem szybkim pojazdu.
  • Prąd rozruchu i obwód łagodnego startu - kondensatory filtru ładują się przez rezystor; styczniki i rezystor dobierane do energii ładowania kondensatorów.
  • Obwód bateryjny - zwarcie na baterii ma bardzo małą stałą czasową i duży prąd; wyłącznik lub wkładka przy skrzyni musi wyłączyć ten prąd przy napięciu 24–110 V DC, a odłącznik ręczny musi być dostępny bez narzędzi.
  • Odcięcie podnapięciowe - głębokie rozładowanie niszczy baterię; przekaźnik DC z progiem podnapięciowym odłącza odbiorniki niekrytyczne, zostawiając zasilanie układów bezpieczeństwa.
  • Temperatura ogniw - ładowanie sterowane czujnikami w skrzyni; rozruch w niskiej temperaturze jest najtrudniejszym stanem baterii.
  • Zasilanie zewnętrzne - gniazdo 3×400 V z 6 stykami (w tym pilotujące); blokada uruchomienia napędu przy podłączonym zasilaniu zewnętrznym; dodatkowe gniazda 230 V AC i 24 V DC.
  • Redundancja - co najmniej dwie przetwornice, stycznik przełączania napięć, nadwyżka mocy w bilansie; zabezpieczenia gałęzi nie mogą wyłączyć obu przetwornic naraz.

Pytania techniczne

Jakie napięcia daje przetwornica statyczna pojazdu?

Typowo 3×400 V AC dla napędów pomocniczych i klimatyzacji, 110 V DC lub 24 V DC dla sterowania i ładowania baterii, 230 V AC dla gniazd; są przetwornice z czterema wyjściami (24 V DC, 110 V DC, 230 V AC, 3×400 V AC). Napięcie pośrednie w przykładowej przetwornicy lokomotywy wynosi 600 V DC.

Dlaczego bateria musi mieć ręczny odłącznik przy skrzyni?

Bateria jest jedynym źródłem, którego nie da się wyłączyć z zewnątrz - przy pracach serwisowych i po wypadku trzeba ją odłączyć fizycznie, w bezpośrednim sąsiedztwie skrzyni, przez odłącznik z bezpiecznikami. Wymóg dotyczy również wagonów z własną baterią.

Co zasila bateria, gdy pojazd stoi bez sieci?

Sprężarkę pomocniczą do podniesienia odbieraka, układ pomiaru napięcia sieci, sterowanie wyłącznika szybkiego, systemy CA/SHP i radiotelefon, oświetlenie awaryjne, a w awaryjnym hamowaniu cewki hamulca szynowego. Po załączeniu baterii CA i SHP wykonują autotest.

Do czego służą styki pilotujące w gnieździe zasilania zewnętrznego?

Sygnalizują pojazdowi podłączenie źródła zewnętrznego i sterują załączeniem: przetwornice uruchamiają się z zasilania zewnętrznego, a układ blokuje uruchomienie zasilania zasadniczego i ruszenie pojazdu z podłączonym kablem. Przy zasilaniu zewnętrznym klimatyzacja i ogrzewanie zwykle nie działają z powodu ograniczenia mocy.