KratakOpis441900.pdf

ŽELJEZNICE FEDERACIJE BOSNE I HERCEGOVINE

KRATAK OPIS LOKOMOTIVA SERIJE 441-900

Datum:

07.01.2006.

Izdanje:

Pripremio:

Miroslav dipl.inž.

Odobrio:

Mehmedbasi ć,

Kontrolisali: Zijad Al Halabi, dipl.inž.

Mladen Mirić, inž.

Zufer Vlajcić, dipl.inž.

SADRŽAJ: 1. UPOZNAVANJE SA NOVIM TEHNI ČKIM RJEŠENJIMA PRIMJENJENIM NA LOKOMOTIVI ............... 3 ......................................................................................................................... ........................ 3 1.1. Glavni krug lokomotive ................................................................................................. 1.2. Sistem upravljanja, zaštita i regulacije lokomotive ........................................................................... 6 1.3. Pomoćni pogon lokomotive ....................................................................................... ............................................................................................................... ........................ 10 1.4. Pneumatska oprema ...................................................................................... ........................................................................................................................... ..................................... 12 1.4.1. Zračna kočnica ........................................................................... ............................................................................................................................... .................................................... 12 1.4.2. Upravljanje zračnom kočnicom....................................................................................................... 14 1.4.3. Pomoćni uređaji .......................................................................... .............................................................................................................................. .................................................... 15 1.4.4. Napajanje lokomotive zrakom .......................................................................................... ........................................................................................................ .............. 16 2. OPREMA LOKOMOTIVE .......................................................................... ........................................................................................................................... ................................................. 17 2.1 Glavni tiristorski pretvarač ........................................................................................... .................................................................................................................. ....................... 17 2.2. Statički pretvarač jednofaznog u trofazni napon PJUT-2 ............................................................... 19 2.3. Mikroprocesorski Sistem upravljanja i regulacije lokomotive DIRT .............................................. 24 2.3.1. Općenito o mikroprocesorskom upravljanju ................................................................................... 24 2.3.2. Opis primjenjenog hardware-a ........................................................................................... ...................................................................................................... ........... 25 2.3.3. Ormar regulacije +K i DIRT sklopovska podrška .......................................................................... 26 ................................................................................................................... ....................... 28 2.4. Upravljačnica lokomotive ............................................................................................ 2.5. Sistem za mjerenje, prikaz i registraciju brzine TEL1000............................................................ 30 2.5.1. Centralna jedinica uređaja TEL1000 .............................................................................................. 31 2.5.2. Prikazi na displayu uređaja............................................................................................................. 33 2.5.3. Optički davač impulsa, tip 5.8600.012 ............................................................................................ 34

Strana Prepared by: [email protected]

2 od

39

1. UPOZNAVANJE SA NOVIM TEHNIČKIM RJEŠENJIMA PRIMJENJENIM NA LOKOMOTIVI PODSERIJE 441-900 1.1. Glavni krug lokomotive Shema vučnog strujnog kruga lokomotive prikazana je na slici 3. Glavni strujni krug lokomotive izveden je potpuno identi čno kao na lokomotivama iznajmljenim Turskoj. U odnosu na izvornu diodnu lokomotivu izba čena je VN regulaciona sklopka, zajedno sa svim drugim komponentama vezanim za dosadašnji na čin podešavanja napona na vu čnim motorima. Vučni transformator se spaja fiksno na taj na čin da se pri nazivnom naponu na kontaktnom vodu i impulsima za okidanje tiristora u α-limitu, s nazivnom strujom vučnih motora, dobije nazivni napon na vučnim motorima. Diodni ispravljači zamjenjuju se tiristorskim polu-upravljivim, s jednakim mjerama za ugradnju. Spoj vučnog kruga se izvodi na taj na čin da se vučni motori s pripadaju ćom opremom podjele u dvije identi čne dvomotorne grupe. Dvomotorne grupu čine motori M1 i M3 prvu, M2 i M4 drugu dvomotornu grupu, tako da pripadne im pogonske osovine imaju podjednake adhezijske uslove. Unutar svake dvomotorne grupe vu čni motori se s pripadajućim komponentama (ispravljač, prigušnica) spajaju u seriju. Maksimalni napon u krugu je pri tome dvostruki u odnosu na postoje ći, ali je "sprezanjem" odgovarajućim otpornicima osigurano da potencijal bilo koje točke u krugu prema masi nije ve ći od polovine maksimalnog napona. Upravljanje tiristorskim ispravlja čima unutar dvomotorne grupe je slijedno, tako da se gledajući sa strane napojne mreže dobiju isti efekti (faktor snage, psofometrijske struje i dr.) kao da svaki vu čni motor u pojedinačnom spoju ima u seriju spojena dva poluupravljiva mosta Zadržan je postoje ći način slabljenja uzbude vu čnih motora šentiranjem uzbudnih namota otpornicima u tri stupnja. Slabljenje uzbude izvodi se automatski u funkciji regulacije struje vučnih motora. U režimu električnog kočenja vučni motori rade kao generatori s nezavisnom uzbudom. Armatura svakog motora se spaja na vlastiti ko čni otpornik. Uzbudni namotaji svih vučnih motora spojeni u seriju napajaju se preko tiristorskog ispravlja ča, koji pripada vučnom motoru M2, iz dodatnog izvoda transformatora. Zadržani su postoje ći elektropneumatski sklopnici i preklopke. Elektropneumatski sklopnici (smanjen im je broj) djeluju isključivo u bezstrujnom stanju i služe kao daljinski upravljane preklopke za konfiguraciju kruga. Motorski stalak je modificiran i u njega su ugrađeni novi dava či struje i napona za mjerenja u istosmjernom krugu, te osigura či za zaštitu tiristorskih mostova lokomotive Sve komponente spojene na primarni dio glavnog transformatora, izvodi i elementi za grijanje voza i izvodi za pomoćne pogone, su zadržani.

Slika 1. Glavni tiristorski pretvarač lokomotive Strana Prepared by: [email protected]

Slika 2. Prenaponska zaštita tiristorskih mostova 3 od

39

Slika 3. Glavni krug k rug lokomotive


4 od

39

Slika 4. Pojednostavljena shema glavnog strujnog kruga u vuči

Izbacivanjem birača napona sa glavnog transformatora, pred transformatorom se dobilo mjesta za ugradnju prenaponskih zaštita pogona. Zaštite se sastoje od diodnih mostova, otpornika i kondenzatora čija je uloga eliminisanje i glađenje naglih naponskih udara koji bi inače mogli oštetiti poluvodiče tiristorskih mostova. Na svaki namot vučnih sekundara spojen je jedan sklop prenaponskih zaštita pogona.


5 od

39

1.2.

Sistem upravljanja, zaštita i regulacije lokomotive

U sistemu je primjenjeno mikroprocesorsko upravljanje diskretnim funkcijama i regulacijom glavnog elektromotornog pogona. Komunikacija s okolinom ostvarena je pomoću ulazno-izlaznih jedinica. Uređaj prima komande od strane mašinovo đe, vrši obradu ulaznih podataka stanja pogona i zadaje komande za uklju čenje/isključenje pojedinih uređaja prema zadanom programu, pri čemu vrši i kontrolu izvršenja komandi, te uključuje odgovarajuću signalizaciju na upravljačkom pultu. Također se koristi i mogućnost registriranja važnijih događaja u pogonu, čime je bitno olakšan rad servisnog osoblja. Upotrebom mikroprocesorskog ure đaja upravljački krug je značajno pojednostavljen i omogućuje promjenu logike upravljanja bez promjena u ožičenju lokomotive. Sistem mjerenja osigurava signale struja i napona glavnog elektromotornog pogona za obradu u sistemu regulacije i sistemu zaštita, galvanski odvojene od energetskog kruga. Za potrebe regulacije elekromotornog pogona mjere se slijede će veličine: - struja svakog vu čnog motora (mjernim davačem na principu Hallovog efekta) - napon svakog vu čnog motora (mjernim davačem na principu Hallovog efekta) - struja uzbudnih namota kod kočenja (mjernim davačem na principu Hallovog efekta) - brzina svake osovine (beskontaktnim tahogeneratorom) - napon kontaktnog voda (mjerni transformator) - pritisak u glavnom vodu lokomotive Sistem zaštita štiti sve komponente glavnog i pomo ćnog pogona od neregularnih stanja. Primjenjene su zaštite u krugu glavnog elektromotornog pogona: - od preniskog i previsokog previsokog napona napona kontaktnog voda voda - od prenapona vučnih motora (svakog motora posebno) - od prekostruja vučnih motora (svakog motora posebno) - od termičkih oštećenja vučnog kruga kontrolom zagrijavanja prigušnice za gla đenje struje vučnih motora, termički najkritičnije komponente glavnog elektromotornog pogona. Napajanje uređaja sistema upravljanja, mjerenja, zaštita i regulacije, galvanski je odvojeno od akumulatorske baterije,to osigurava ure đaj DC/DC pretvarača. Sistem regulacije glavnog elektromotornog pogona diodne lokomotive bio je baziran na visokonaponskom teretnom prekida ču i visokonaponskom stepenastom bira ču napona. Ovakav sistem regulacije omogućavao je jedino istovremenu promjenu napona na sva četiri vučna motora, ali je bio prespor za djelotvornu protukliznu zaštitu. Zamjenom visokonaponskog stepenastog bira ča napona tiristorskim ispravljačima koji omogućavaju kontinuiranu regulaciju napona vu čnih motora, s mogućnošću djelovanja na svaku dvomotornu grupu pojedinačno, bitno su pove ćane mogućnosti pogona, ali time i složenost samog sistema regulacije. Blok-shema sistema regulacije glavnog elektromotornog pogona lokomotive prikazana je na slici 6. i realizovana je mikroprocesorski, tako da se sve promjene parametara mogu provoditi kroz software upravljačkog programa. Sistem ima vanjsku petlju regulacije brzine kretanja voza zajedni čku za obje dvomotorne grupe. Referentnu brzinu zadaje mašinovo đa ručicom na upravljačkom pultu. Povratna veza regulatora brzine je aproksimirana brzina kretanja voza. Regulator brzine omogućava automatsko uklju čivanje električnog kočenja u iznosu potrebnom za održavanje zadate brzine, odnosno povratak u režim vu če, zavisno od konfiguracije terena. Izlazni signal regulatora brzine predstavlja referentnu struju za dvije nezavisne petlje regulacije struja motora svake dvomotorne grupe.


6 od

39

Slika 5. Glavne komponente kojima se vrši upravljanje i regulacija glavnog pogona vozila

Referentna struja automatski se ograni čava, za svaku dvomotornu grupu posebno, u slučaju: - preniskog napona na kontaktnoj mreži - previsoke temperature vučnih prigušnica - prorade zaštite zbog proklizavanja pogonskih to čkova Zaštita od proklizavanja pogonskih to čkova ima dva kriterija detekcije klizanja: - razlika brzine brže osovine dvomotorne grupe i aproksimirane brzine lokomotive veća od dozvoljenog iznosa (kod ko čenja sporije osovine) - ugano ubrzanje brže (kod ko čenja sporije) osovine dvomotorne grupe veće od dozvoljenog iznosa. Referentna struja prisutna na ulazu regulatora struje uspore đuje se sa strujom pripadne dvomotorne grupe. Izlazni signali oba regulatora struje motora limitiraju se kad napon na vučnim motorima dostigne maksimalno dozvoljeni iznos. Kad napon na motorima dostigne maksimalno dozvoljeni iznos ili kad impulsi za upravljanje tiristorima dostignu αlimit daljne ubrzavanje, odnosno održavanje zadane brzine vrši se slabljenjem uzbude vučnih motora, koje se izvodi automatskim šentiranjem uzbudnih namota. Regulacija napona i šentiranje se izvodi nezavisno za svaku dvomotornu jedinicu kada se za to steknu odgovarajući uslovi, tako da se minimiziraju trzaji lokomotive zbog uključenja shuntova. U režimu električnog kočenja Sistem regulacije, kao i vu čni krug, mijenja konfiguraciju. Ostvarena je funkcija regulacije momenta vu čnih motora u generatorskom režimu. Ova funkcija je odabrana zbog jednostavnog dobivanja povoljne kočne karakteristike lokomotive. Ova referenca automatski se limitira u slu čaju prorade zaštite od proklizavanja pogonskih točkova. Lokomotive su pripremljene za višestruku vožnju dvije lokomotive iz jedne upravljačnice. Automatski se postavljaju u režim višestrukog upravljanja čim se spoje sa spojnim kablom. Položaj ručice upravljačkog kontrolera odre đuje status lokomotive. Lokomotiva kojoj je ručica upravljačkog kontrolera u jednom od slijede ćih položaja: NAPRED, 0, NAZAD je vodeća. Odnosno, lokomotiva kojoj je ru čica upravljačkog kontrolera u položaju STOJ ili je bez ručice u bilo kojem kontroleru, je vo đena lokomotiva. Strana Prepared by: [email protected]

7 od

39

Slika 6. Mjerni davači struje i napona u motorskim stalcima

Slika 7. Beskontaktni mjerni davač brzine

Slika 8. Ormar mikroprocesorskog upravljanja +K

Slika 9. Centralni dio glavnog mikroprocesorskog uređaja


8 od

39

Slika 10. Blok shema Sistema regulacije lokomotive


9 od

39

1.3. Pomoćni pogon lokomotive Pomoćni pogoni se napajaju iz trofaznog statičkog pretvarača sastavljenog iz jednog ispravljača i četiri odvojena i identi čna izmjenjivačka modula, po jednog za svaku funkcionalnu grupu (ventilatori vu čnih motora, ventilatori kočionih otpornika, kompresor, te ventilator za hlađenje ulja i vlastiti ventilatori). Svaki od izmjenjivača je opremljen posebnim mikroprocesorom za upravljanje i dijagnosti čkim displejem. Upotrebom statičkog pretvarača radni uslovi asinhronih elektromotora se bitno poboljšavaju (posebno pri startu), a to omogućuje upotrebu obi čnih, standardnih asinhronih motora. U slučaju kvara bilo kojeg od izmjenjivača, svaka motorska grupa može biti prespojena na izmjenjiva č za napajanje motora ventilatora kočionih otpornika, a elektrodinamička kočnica je tada van funkcije i koči se isključivo pneumatski. Izmjenjivači imaju mogućnost regulacije frekvencije izlaznog napona, ali je ova opcija iskorištena jedino na modulu izmjenjiva ča koji napaja motore ventilacije vučnih motora. Funkcija je realizirana preko tri logička signala preko kojih je mogu će zadati do 8 različitih brzina ventilacije, ali se koriste samo tri. Do iznosa 400A struje vu čnih motora koristi se najniži stepen ventilacije sa brzinom okretaja ventilatora cca 2050 o/min, iznad 600A uključuje se drugi stepen sa brzinom cca 2500 o/min, dok je puna ventilacija prisutna kada su struje vučnih motora veće od 800A. Pad ispod ovih pragova ne ruši trenutno iznos ventilacije na niži stepen nego je napravljena funkcija zadrške koja na niži stepen ventilaciju prebacuje kod cca 200A nižeg iznosa struje nego što je onaj na koji je podešen prag prorade. Na ovaj se na čin nastojalo izbjeći neprestano mijenjanje iznosa ventilacije kod iznosa struje blizu pragova prorade višeg stupnja. Ventilacija vučnih motora se pokreće uključenjem prekidača +F2-S4 na upravlja čkom pultu i pomicanjem ručice kontrolera +FA(B)-S2 iz 0 u vuču ili el. kočenje. Struja kroz vučne motore počinje teći tek nakon prorade ventilacije i uklju čenjem odgovarajućih kontrolnika ventilacije. Po povratku u 0 kontrolera –S2, ventilacija se automatski isklju čuje za 3 minute. Većina motora pomoćnog pogona lokomotive, odnosno svi motori u motorskim stalcima lokomotive i motori u kočnim stalcima, identični su i međusobno zamijenjivi. Slika 11. PJUT-2 Prikaz sa strane sa koje se vide preklopke +A-S1..S3 za isključenje pojedinog izmjenjivača

Slika 12. Moduli ispravljača i izmjenjivača za PJUT-2 Slika 13. Shema pomoćnog pogona lokomotive


10 od

39


11 od

39

1.4. Pneumatska oprema 1.4.1. Zračna kočnica Srce Sistema zračne kočnice je rasporednik Oerlikon Lst1 (shema G10322, poz. 4.01). On spada u skupinu neiscrpnih rasoprednika sa tri radna pritisaka, ima mogu ćnost postupnog otko čivanja, kao i mogućnost biranja između R, P i G režima ko čenja. Smanjenjem pritisaka od 5 bara u glavnom vodu (koliko iznosi pritisak u rasko čenom stanju) dolazi do reakcije raspodesnog sloga u rasporedniku te do porasta pritisaka na izlazu iz rasporednika. Daljnje smanjenje pritisaka GV dovodi do ve ćeg porasta pritisaka na izlazu iz rasporednika, te se maksimum spomenutog pritisaka (maksimalno zako čenje) postiže pri 3.5 bara u GV. Smanjenje pritisaka u GV na razinu ispod 3.5 bara ne dovodi do daljnjeg porasta pritisaka na izlazu iz rasporednika. Porastom pritiska i GV smanjuje se izlazni pritisak iz rasporednika i to postepeno sve do rasko čenja. Izbor između P i R režima vrši vrši se djelovanjem djelovanjem na EP ventil P/R (4.03), dok se između G i P režima bira djelovanjem na EP ventil G/P (4.04). Brzo raskočivanje lokomotive vrši se aktiviranjem ventila (4.02) koji direktno spaja radnu komoru rasporednika sa komorom glavnog voda (4.05 i 4.06). Izlaz iz rasporednika (4.01) dovodi se na elektropneumatski ventil za koordinaciju E i P kočnice (4.28), koji ima mogućnost blokade rada pneumatske (indirektne) ko čnice te nakon toga na dvostruko nepovratni ventil kojim se odvaja produžna ko čnica od direktne lokomotivske kočnice (4.07). Ovisno sa koje strane ulaza u dvostruko nepovratni ventil se nalazi veći pritisak, isti će biti proslijeđen do relejnih ventila (prenosa ča pritisaka) (4.09 i 4.10). Relejni ventili imaju zadatak prenijeti ulaznu veličinu pritisaka (u signalnom smislu) na izlaz koristeći pritom pomoćno napajanje zrakom za postizanje velikog izlaznog protoka. Prijenosni odnos može biti različit, ali u našem slučaju on je 1:1, tako da će prema kočnim cilidrima biti usmjeren isti onaj pritisak kojeg su relejni ventili dobili od rasporednika (ili od direktnog kočnika iz upravljačnice, svejedno). Svaki podvozak ima svoje vlastito napajanje kočnih cilindara, tako da se u slučaju kvara jedne grane Sistema ista može eliminirati isključno slavinom (4.11 ili 4.12), dok će druga nesmetano raditi. Na ulazima relejnih ventila nalazi se kompenzacijski rezervoar od 2.2 litre (4.08) koji služi za njihovu zaštitu od udara pritiska koje bi rasporednik mogao izazvati zbog malog volumena spojnih vodova, kao i brzorastavni ispitni priključak (4.23) koji omogu ćuje snimanje i defektaciju sistema. Na kočnim vodovima, kojima možemo smatrati izlazne grane iz relejnih ventila, nalaze se po jedna sklopka za pritisak (4.13 i 4.14) kao i po jedan senzor za pritisak (4.15 i 4.16). Ove komponente šalju signale o zako čenosti kao i o stepenu zako čenosti prema glavnom računalu lokomotive. Tu se još nalaze i ispitni priključci (4.24 i 4.25). Na glavni vod spojene su još sklopke za pritisak i zaštitu od vožnje sa zako čenim vozom (4.17) kao i za koordinaciju zračne i elektrodinamičke kočnice. Naime, pomoću tlačnog senzora na GV (4.19) očitava se vrijednost pritisaka u GV i ako je elektrodinami čka kočnica spremna za rad, EP ventilom (4.28) isključuje se zračna kočnica sve do smanjenja na brzinu od 15 km/h, kad je u činak elektrodinamičke kočnice nedovoljan za krajnje zako čenje lokomotive. Spomenuti senzor daje informaciju o tome koliku ko čnu silu mora razvijati elektrodinamička kočnica da nadomjesti djelovanje zračne kočnice u zadanom režimu kočenja. Sklopka za pritisak (4.18) (4.18) koristi se samo za provjeru ispravnosti ispravnosti rada senzora za pritisak (kao mjera sigurnosti). Lokomotiva je opremljena sistemom zaštite protiv klizanja kod ko čenja (“ Anti-Blocking Anti-Blocking ). Ta funkcija ostvaruje se kompletom dvostrukih EP ventila koji imaju mogu ćnost System” ). prekida snabdjevanja ko čnih cilindara zrakom i njihovo odzračivanje. Svaka osovina, odnosno svaki ko čni cilindar ima vlastiti takav ventil, tako da je moguće rasteretiti kočni cilindar samo one osovine kod koje je došlo do blokade (klizanja). Strana Prepared by: [email protected]

12 od

39

Slika 14. Pneumatski stalak lokomotive

7.20 7.21

7.13

4.21

7.15

4.20

7.14

4.11

7.12

4.12

PT 6

6.07

6.08

6.09

5.03

8.01

Tablica 1. Pozicije za rukovanje i nadzor Poz.

Namjena

Normalno stanje

4.11

Isključ. kočnih cilindara A

Otvoreno, plombirano

4.12

Isključ. kočnih cilindara B


4.20

Isključ. rasporednika od glavnog voda


4.21

Isključ. napajanja rasporednika


5.03

Isključ. napajanja pomoćnih rezervoara iz glavnog voda

Zatvoreno!!, plombirano

6.07

Isključ. napajanja Sistema pjeskare

Otvoreno

6.08

Isključ. Sistema podmazivanja vijenca 1.k.s.

Otvoreno

6.09

Isključ. Sistema podmazivanja vijenca 4.k.s.

Otvoreno

7.12

Isključ. napajanja EP aparata

Otvoreno

7.13

Isključ. napajanja glavnog prekidača

Otvoreno

7.14

Isključ. napajanja cilindra pantografa A

Otvoreno

7.15

Isključ. napajanja cilindra pantografa B

Otvoreno

7.20

Kontrola pritisaka napajanja glavnog prekidača

8.0 ÷ 8.5 bara

7.21

Kontrola pritisaka napajanja EP-aparata

4.5 bara

8.01

Isključ. slavina budnika

Otvoreno


13 od

39

1.4.2. Upravljanje zračnom kočnicom. Zračnom kočnicom upravlja se iz upravljačnice (A ili B) pomoću kočnih ventila, tzv. kočnika. Na lokomotivi postoje dvije vrste kočnika: direktni (lokomotivski) kočnik (9.02) i indirektni (automatski produžni) kočnik (9.01). Direktnim kočnikom djeluje se na direktno punjenje kočnih cilidara preko dvostruko-nepovratnog ventila za odabir upravlja čnice (9.28), dvostruko-nepovratnog ventila za odabir vrste ko čnice direktna/produžna (4.07) te relejnih ventila (4.09 i 4.10). Direktnim kočnikom moguće je kontinuirano regulirati pritisak kočnih cilidara od nule do maksimalnog pritisaka koji je jednak maksimalnom pritisaku u režimu P odnosno G. Indirektni kočnik djeluje na punjenje i pražnjenje glavnog voda. U položaju za vožnju pritisak u GV je pomo ću spomenutog ko čnika podešen na 5 bara. U normalnim ko čnim režimima pritisak GV se regulira od 5 do 3.5 bara kod kojeg nastupa potpuno zako čenje. Ovaj kočnik omogućuje i tzv. brzo ko čenje prilikom čega se širokopropusnim ventilom glavni vod potpuno prazni do atmosferskog pritisaka. Maksimalno zako čenje je i dalje na 3.5 bara (pa sve do nule), o čemu je ranije rečeno kog opisa rasporednika.


14 od

39

1.4.3. Pomoćni uređaji -

-

-

-

-

-

Napajanje elektropneumatskih uređaja za pogon sklopnika (EP aparata) osigurava se pomoću reducir ventila (7.04) kojim se do 6 bara puni rezervoar pomo ćnih uređaja od 200 litara (10.02). Na same EP aparate pritisak se odvodi dalje preko reducir ventila sa 6 na 4.5 bara (7.06). Na tom vodu nalaze se manometar za kontrolu pritisaka (7.21) kao i tlačna sklopka za zaštitu EP aparata (7.24) koja provjerava da li se pritisak nalazi u rasponu od 4 – 4.4 bara. Cilindrima (12.05, 12.06) polupantografskih oduzimača struje (“pantografa”) upravlja se pomoću EP ventila (7.16 i 7.17) preko isključnih slavina (7.14 i 7.15), te ventila za kontrolirano spuštanje pantografa premještenih sa cilindara pantografa na glavni pneumatski stalak (7.18 i 7.19). Napajanje ovog Sistema vrši se iz pomo ćnog rezervoara sa 6 bara (10.02) preko nepovratnog ventila (7.11) ili iz pomo ćnog kompresorskog agregata (3) preko nepovratnog ventila (7.10). Dovo đenjem pritisaka u cilidar pantografa smanjuje se sila opruge u cilindru koja drži pantograf u spuštenom stanju, te uslijed djelovanja sile opruga samoga pantografa dolazi do njegovog podizanja. Glavni prekidač (12.01) napaja se iz napojnog voda preko pro čistača (7.02), nepovratnog ventila (7.09), isključne slavine (7.13) te reducir ventila 8.5 bara (7.05) i još jednog pročistača (7.03). Glavni prekidač može se napajati i pomoćnim kompresorom (3), ali tada zrak prolazi kroz pro čistak (7.01) i nepovratni ventil (7.08). Pjeskare se napajaju preko preko EP ventila (6.01 do 6.04) 6.04) iz napojnog voda od od kojeg ih je moguće izolirati isključnom slavinom (6.07). Pjeskarom svakog osvinskog sloga (10.17) upravlja se posebnim ventilom (6.01 do 6.04). Podmazivanje vijenca točkova osigurano je EP ventilima (6.05 i 6.06) sa pripadaju ćim isključnim slavinama slavinama (6.08 i 6.09). Podmazuju se vijenci točkovaa 1. i 4. osvinskog sloga. Budnik ima za izvršni uređaj Sistem EP ventila (8.03) koji djeluje na pneumatski ventil velikog protoka (8.02) čijim aktiviranjem dolazi do intenzivnog pražnjenja glavnog voda što izaziva brzo ko čenje. Sistem je moguće isključiti slavinom sa indikacijskim mikroprekidačem (8.01). Senzor pritisaka napojnog voda (8.04) omogućuje stalno mjerenje pritisaka napojnog voda čime se može kvalitetno regulirati rad glavnog kompresora, a omogu ćeno je i jednostavno snimanje kočnog dijagrama elektronskim putem, gdje se ova veli čina pojavljuje kao opcija. Zračne sirene (9.15 i 9.16) kontrolišu se EP ventilima (9.13 i 9.14) preko isklju čnih slavina (9.11 i 9.12) Kočenje u slučaju opasnosti mogu će je provesti pražnjenjem glavnog voda ventilom velikog protoka sa udarnom gljivom (9.10) smještenim na upravljačkom pultu. Sistem za pranje i brisanje čeonih prozora (9.18 do 9.27) omogu ćuje posebno aktiviranje uređaja za brisanje i ure đaja za pranje, kao i regulaciju brzine rada uređaja za brisanje. Također je omogućeno vraćanje brisača u početni (parkirni) položaj nakon isključenja uređaja.


15 od

39

1.4.4. Napajanje lokomotive zrakom Za napajanje lokomotive zaduže je glavni kompresorski agregat (1) vij čanog tipa koji preko dvokomornog suša ča zraka (2) puni glavni rezervoar (10.01) preko nepovratnog ventila i isključne slavine (10.05 i 10.06). U sistemu se nakon rezervoara nalazi još jedna isklju čna slavina (10.06) (pa je tako mogu će potpuno izolovati glavni rezervoar) kao i raspršiva č alkohola (10.08) kojim se spriječava smrzavanje kondenzata u instalaciji u zimskim uslovima. Napajanje pantografa i glavnog prekida ča prilikom “podizanja” lokomotive mogu će je provesti pomoćnim kompresorskim agregatom (3) u slučaju kad je glavni rezervoar (10.01) prazan. Napajanje rezervoara servisne ko čnice vrši se iz napojnog voda ili iz glavnog voda (sistem nepovratnih ventila i slavine 5.01 do 5.03), ovisno sa koje strane dolazi ve ći pritisak. Tako je moguće lokomotivu vu ći kao vagon i napajati ju samo putem glavnog voda (5 bara). Funkcija zračne kočnice preko sistema rasporedika (4.01) je tada omogućena. Slika 15 . Glavni kompresor lokomotive (sa skinutim poklopcima kako bi se vidjeli detalji u unutrašnjosti uređaja


16 od

39

2. OPREMA LOKOMOTIVE 2.1 Glavni tiristorski pretvarač Slika 16. Tiristorski pretvarač GEMP 1143

Slika 17. Ventilacioni kanal pretvarača

Pretvarač je izveden kao polu-upravljivi sa četiri poluvodička ventila, po dva tiristora i dvije diode. Naponska klasa ventila je 4200V. Energetski spojevi pretvara ča unutar vučnog kruga lokomotive vrše se pomo ću stezaljki N(-) i P(+) te naizmjeničnih stezaljki U1, U2 i V (U1 i U2 spojene su u istoj ta čci). Za dovođenje upravljačkih impulsa tiristorima V1 i V3 služe dvožilni koaksijalni kablovi s međusobno upletenim vodi čima. Kablovi preko utika ča su povezani na motorski stalak lokomotive. Ovo spojno mjesto ujedno služi i za odvajanje mosta prilikom ispitivanja lokomotive. Za prijenos i galvansko odvajanje upravlja čkih impulsa koriste se impulsni transformatori T1 i T3. Izolacijski nivo energetskog kruga prema ku ćištu provjerava se prema IEC 411-1.43. Za zaštitu poluvodičkih ventila od komutacijskih prenapona koriste se RC članovi paralelno spojeni sa svakim ventilom. Pretvarač može raditi pasivno i aktivno. Kod pasivnog rada aktivna je jedino diodna grana mosta, i ure đaj ne privodi krugu energiju, nego samo omogućava zatvaranje struje koju privodi drugi most u krug. U aktivnom modu rada uključuje se i tiristorska grana mosta i dovodi energiju u krug. Slika 18. Shema pretvarača GEMP 1143


17 od

39

Mehanički je pretvarač smješten u poluokruglo ku ćište, zatvoreno izolacijskim plaštem, jednakih dimenzija kao što je bio originalni diodni ispravljač lokomotive i sa istim sistemom ugradnje i učvršćenjima na gornjoj i donjoj ploči pretvarača. Pretvarač je koncipiran tako da dopušta smještaj ventilacijskog sklopa i iznad i ispod ure đaja, odnosno ventilaciju podpritisakom ili nadpritisakom. U ventilacijskom se kanalu nalaze dva reda rashladnih tijela s ugra đenim poluvodičkim ventilima. Primjenjen je sistem dvostranog hlađenja sa protokom zraka od 1,9 m 3/s, koji zadovoljava efikasno odvo đenje topline stvorene u poluvodi čkim ventilima za odgovarajuća strujna opterećenja. Konstrukcija pretvarača omogućava jednostavno čišćenje i zamjenu ventila bez rastavljanja pretvara ča, a relativno široki ventilacijski utori u hladnjacima manje su podložni taloženju ne čistoća i začepljenju od originalnih diodnih ispravljača svih izvedbi.

Slika 19. Pregledni crtež pretvarača sa gornjom i doljnjom pri čvrsnom pločom


18 od

39

2.2. Statički pretvarač jednofaznog u trofazni napon PJUT-2 PJUT 2 je suvremeni modularni višeizlazni pretvarava č sa mikroprocesorskim upravljanjem za napajanje pomo ćnih pogona na elektri čnim lokomotivama. Sastoji se od ispravljačkog modula i 4 izmjenjiva čka modula izrađena u IGBT tehnologiji. Napaja se iz posebnog oko sredine uzemljenog sekundarnog namota glavnog transformatora lokomotive (za uzemljenje). Punjač baterija je izrađen u istoj tehnologiji kao i PJUT ali je kao uređaj potpuno nezavisan. Svaki modul ure đaja sadrži vlastitu elektroniku sa mjernom karticom, zaštitama i CPU-om te ispravljačkim modulom. Svi moduli izmjenjivača su potpuno identični i međusobno zamjenjivi u samoj lokomotivi. Na ovaj na čin bitno se ubrzava pronalaženje mjesta kvara i omogu ćava popravak dijelova uređaja u laboratorijskim uvijetima i bez zadržavanja lokomotive. Ure đaj je izrađen tako da je u središnjem dijelu smještena glavna prigušnica uređaja. Između prigušnice i stražnje strane svih pet modula (dva na jednoj i tri na drugoj strani) nalaze se dva zra čna kanala kroz koje se uvla či zrak za hlađenje. Zrak se uvlači iz međukrova, kroz zračne kanale pomo ću dva ventilatora snage 560W i izbacuje kroz otvore u podu pod ure đajem. U slučaju kvara ventilatori se mogu izmjeniti bez izvlačenja kompletnog ormara iz lokomotive. Stražnje strane modula opremljene su rebrastim hladnjacima na kojima se sa strane ormara nalaze montrirani energetski tranzistori. Čitav ormar je hermetički izoliran i od unutrašnjeg ventilacijskog kanala i od strojarnice kako bi se smanjilo taloženje ne čistoća i prašine na elektroni čkim komponentama. Unutar ormara nalazi se set ventilatora koji unutar ure đaja ostvaruju cirkulaciju zraka. Ovaj zrak svojim strujanjem uz stijenke uređaja i posebno uz stijenku vanjskog ventilacijskog kanala osigurava adekvatno hla đenje uređaja uz minimiziranje potrebe za čišćenjem i održavanjem. Slika 20. Pogled na PJUT sa strane sklopnika CPU modul display za signalizaciju kvarova

Slika 21. Okvir sa upravljačkom elektronikom

Slika 21. Dispozicija opreme ormara PJUT-a Strana 19 od Prepared by: [email protected]

39

Pogled sa strane izmjenjivača

Pogled sa strane sklopnika Ispravljač A0

Izmjenjivači A2-4

Izmjenjivač A1 Ulazni osigurači

Sklopnici napajanja

Ventilator Ventilator

Pogled sa bočne strane

Prigušnica Ventilacijski kanali uz prigušnicu

Sklopnik napajanja

Ventilatori

Presjek u područ ju ventilatora


20 od

39

CPU svakog modula sadrži vlastitu memoriju nezavisnu o spoljnjom napajanju u koju se bilježi svaki kvar modula sa njegovom šifrom i ta čnim vremenom pojave kvara. Osim ovoga prednja plo ča CPU-a sadrži numerički display na kome se kod pojave greške na uređaju ili u krugu koji napaja izmjenjivač, pojavljuje odgovaraju ća šifra (0-9) koja govori o kom je kvaru riječ. Radi preglednosti i lakšeg očitanja ovih šifri bez otvaranja ormara na vratima PJUT-a ugrađeni su odgovaraju ći prozori. Pregled kvarova koji se mogu javiti dat je u tablici 2. samo informativno jer se otklanjanjem kvara PJUT-a bavi osoblje servisa. U slučaju kvara na ispravlja ču mašinovođa pokuša samo 2-3 puta sa resetom i ako se kvar ne može razriješiti proglašava lokomotivu defektnom. Kod kvara na izmjenjiva ču pokušava se kvar razriješiti, a ako to nije mogu će isklučuje se izmjenjivač koji signalizira kvar. Ako se kvar i tada ponavlja potrebno je pokušati sa isklju čenjem jednog po jednog potroša ča na termičkoj zaštiti motora ili osiguraču potrošača postići stanje da se kvar ne pojavljuje. Tablica ipak može pomo ći u smislu direktnog detektiranja kvara zbog preoptere ćenja izmjenjivača, a koje je obi čno posljedica kvara na nekom od motora samog pogona. Ovi kvarovi označeni su podebljanim slovima ili crveno. Broj 0 1

Tablica 2. Objašnjenje brojeva – šifri kvarova na CPU-u modula Značenje na ispravljaču Broj Značenje na izmjenjiva ču - ulazni napon prenizak, pogledati sklopnike, osigurače na ulazu PJUT-a - softwerska greška

-

- sve je OK

0

- ulazni napon prenizak < 250V, provjeriti napon na voltmetru i osigurače izmjenjivača - slobodno

1

5

- pregaranje osigurača ventilatora na vratima ormara - prekostruja izlaza - zaštita od kratkog spoja međukruga, izlazna struja veća od nazivne a napon < 100V 2s, restart - slobodno

6

- pregrijanje ormara, provjeriti ventilatore

5

7

- pregrijanje ormara, provjeriti ventilatore

6

8

- nadnapon međukruga U>700V, resetirati, ponoviti start

7 8

9

- nadnapon međukruga U>750V, ne ponoviti start

9

2 3 4

2 3

- kvar tranzistora, reset , ponoviti samo jednom - prekostruja izlaza, reset , ponoviti, isključivati redom trošila napajanog kruga

4

- preopterećenje, I>nazivne više od 30s, provjeriti trošila (isključivati jedno po jedno) - preopterećenje uz f< 4Hz, provjeriti trošila (isključivati jedno po jedno) - pregrijano rashladno tijelo izmjenjivača (pregledati ventilatore) - u 10s nije postignuta zadana frekvencija - nadnapon ulaza U>700V, resetirati, pratiti na voltmetru na ormaru napon međukruga

- zemljo spoj u krugu potroša ča

Uređaj se napaja sa glavnog transformatora lokomotive jednofaznim naizmjeni čnim naponom nazivnog iznosa 900V, 50Hz. Namot je tako izveden da ima uzemljenu srednju tačku. Uređaj dozvoljava promjenu ulaznog napona u granicama –24%(19 kV) do +20% (30kV) uz nazivne izlazne karakteristike i do –30% uz smanjenje izlaznog napona izmjenjivača. Pretvarač može raditi i s ulazom priključenim na jednofaznu vanjsku mrežu 400 V, 50 Hz (radioni čki priključak) uz smanjenje izlaznog napona i frekvencije izmjenjivača. Na ulaznom djelu pretvarača nalaze se osigura či (450A; 1000V) i ispravljač koji preko prigušnice napaja istosmjerni me đukrug sa slijede ćim parametrima: - nazivni napon istosmjernog međukruga 580 V=, - nazivna struja istosmjernog međukruga 219 A, - ograničenje struje istosmjernog međukruga 350 A, - nazivna snaga istosmjernog međukruga 127 kW, - zaštita od previsokog napona istosmjernog međukruga >700 V, - prekostrujna zaštita na 550 A trenutne vrijednosti struje Strana Prepared by: [email protected]

21 od

39

Iz međukruga PJUT-a napajaju se četiri identična izmjenjivača sa slijedećim karakteristikama: - nazivni ulazni napon napon 580 V= - raspon ulaznog napona 250 do 700 V= (od 250 do 560 V smanjene izlazne karakteristike) - maksimalni dopušteni napon ulaznih stezaljki prema masi 700 Veff - nazivni izlazni napon 3 x 400 V - nazivna izlazna frekvencija 50 Hz - nazivna izlazna struja 75 A - izlazno preopterećenje 90 A, 30 s - nazivna izlazna snaga 52 kVA - referentna vrijednost izlazne frekvencije podesiva od 7.1 do 50 Hz u 7 stepeni. Funkcija je hardverski blokirana na utika ču modula tako da je izlazna frekvencija izmjenjiva ča 1,3 i 4 nepromijenjiva i iznosi 50Hz, dok se na drugom izmjenjiva ču može zadati preko tri logička signala. Koriste se logički signali 1-1-1 za 50Hz na izlazu, 1-1-0 za 43 Hz i 1-0-1 za 35 Hz. - maksimalna izlazna frekvencija 50 Hz uz ulazni istosmjerni napon veći od 560 V, a snižava se na 30 Hz pri sniženju ulaznog napona na 350 V - izlazna karakteristika U/f=konst. - zaštita od previsokog ulaznog napona >700/650 V - zaštita od preniskog ulaznog napona <250/200 V - prekostrujna zaštita na 250 A trenutne vrijednosti izlazne struje - zaštita od direktnog kratkog spoja na izlazu - zaštita od preoptere ćenja ograničavanjem izlazne struje (preko napona i frekvencije) na 90 A do 30 s - zaštita od unutrašnjeg kratkog spoja s brzim osigura čima - zaštita od struje dozemnog spoja u krugu priklju čenog trošila >1.5 A - zaštita od pregrijavanja rashladnog tijela izmjenjivača >85oC - pomoćni napon za elektroniku 44 do 220 V=, maks 1.4 A - hlađenje rashladnog tijela prisilno zrakom 0.139 m 3/s temperature -25oC do +45oC, - hlađenje ostalih komponenti prirodno, temperatura zraka -25 oC do +70oC

Punjač baterija Iako nije smješten u samom ormaru PJUT-a i potpuno je nezavisan od njega, po svojoj izvedbi i primjenjenoj tehnologiji izrade punja č baterija je vrlo sličan modulima ugrađenim u PJUT. Ustvari, modul punjača baterija mogao bi se, kada bi bilo dovoljno mjesta, ugraditi u sam ormar PJUT-a i spojiti na njegov me đukrug. (izvedba provjerena na lokomotivama za Bugarske željeznice). Na lokomotivama 441-900 modul je smješten u vlastiti ormarić ispod uvoda visokog napona u glavni transformator. Ormari ć ima vlastiti kanal ventilacije i ventilatore za hla đenje, a koristi zrak iz strojarnice vozila. Modul punjača ima istu dubinu i širinu kao i moduli u PJUT-u ali je nešto viši, i može se izvaditi iz ormara i zamijeniti u slučaju kvara. Okvir sa upravlja čkom elektronikom je isti kao i na svim modulima PJUT-a, osim što je u CPU upisan specifični software za punjač. Punjač ima sljedeće nazivne podatke: - ulazni ulazni napon 400V; +20% / -30%; -30%; 50Hz - nazivni izlazni napon stezaljki 82V DC - limit struje na baterijskom izlazu 40A - limit ukupne struje na izlazu 50A - napon baterije kod koga prelazi na održavanje 88V - izlazna karakteristika punja ča na baterijskom izlazu IUOU - prekostrujna zaštita na izlazu podešena na 60A trenutne struje - zaštita od unutarnjeg kratkog spoja s osigura čima - zaštita od pregrijavanja rashladnog tijela punjača >850C Strana Prepared by: [email protected]

22 od

39

- pomoćni napon za elektroniku 44-220V DC, max 1,4A - hlađenje prisilno zrakom 0,023 m3/s; temp. –25 - +70 oC Broj 0 1 2 3 4 5 6

Tablica 3. Objašnjenje brojeva – šifri kvarova na CPU-u modula punjača Značenje - sve je OK - ne postoji vanjski nalog za start - nema funkciju - kvar povezan s tranzistorskim ventilom - prekostruja izlaza , resetirati i pričekati a zatim ponovno startati - zaštita od kratkog spoja na izlazu punjača - nema funkciju - pregrijanje rashladnog tijela punjača, provjeriti ventilator, resetirati

Slika 22. Punjač baterija


23 od

39

2.3. Mikroprocesorski Sistem upravljanja i regulacije lokomotive DIRT 2.3.1. Općenito o mikroprocesorskom mikroprocesorskom upravljanju Razvojem računara, njihovih mogućnosti i brzine obrade podataka, te smanjenjem njihove cijene i gabarita industrijska računara su u potpunosti zamijenila analognu regulacijsku i upravljačku tehniku. Danas su prisutna osim u industriji i u svim modernijim vozilima kao i kod raketa, automobila ili brodova. Osim glavnih ra čunara većina današnjih vozila po šinama ima i veći broj komponenata ili sklopova opremljenim vlastitim jednostavnijim računarom (obično neka vrsta PLC-a) koji se brinu samo o stanju svog dijela pogona ili uređaja, a podatke o tome javljaju glavnom ra čunaru ili preko logičkih izlaznih elemenata, ili preko računarske sabirnice. Naj češće se vlastitim računarom opremaju statički pretvarači napona, Sistemi za pneumatsko ko čenje, automatska vrata, kompresorski agregati ili uređaji za registraciju brzine. Glavna je prednost mikroprocesorskog upravljanja velika fleksibilnost sistema, vrlo jednostavna promjena programa upravljanja, mogućnost registracije i zapisa kvara u realnom vremenu te mogu ćnost korištenja prakti čki neograničenog broja internih pomoćnih releja, vremenskih releja te kompliciranijih regulacionih elemenata za izradu programa upravljanja vozilom. Brzina primjenjenih procesora je dovoljno velika da se postižu prakti čki efekti kao kod analogne regulacije, a komunikacija sa mašinovo đom preko display-a te komunikacija sa drugim vozilom preko podataka u digitalnom obliku, zna čajno reducira i pojednostavljuje potrebno oži čenje vozila. Sve važniji signali uvode se u mikroprocesor preko modula A/D konverzije, i nakon toga su u svakom trenutku dostupni i lako se mogu registrirati ili monitorirati preko prijenosnog računara. Logika mikroprocesorskog upravljanja je razli čita u odnosu na relejno i analogno upravljanje. Kod relejnog upravljanja i analogne regulacije sve se odvija istovremeno, odnosno sve se logi čke operacije ili analogna prera čunavanja odvijaju paralelno preko nezavisnog oži čenja i hardverskih elemenata. Kod mikroprocesorskog upravljanja, sve to mora obaviti jedan mikroprocesor (osim kod višeprocesorskih sistema). Logika izvo đenja je kod toga slijede ća. Mikroprocesor prvo očita sve trenutne vrijednosti veli čina dobivenih preko A/D konverzijskih modula, o čita sve vrijednosti logičkih ulaza te krene u njihovu obradu. Nakon obrade dobije podatke o stanju u koje treba postaviti D/A izlaze i logi čke izlaze te ih u to stanje postavi. Po postavljanju izlaza na prera čunate vrijednosti ponovo kreće na učitavanje ulaza i tako radi neprekidno u ciklusima. Ako se pojava na logi čkom ulazu desi neposredno nakon što je mikroprocesor u čitao vrijednost ulaza u svoju memoriju, ta će promjena biti javljena mikroprocesoru tek prilikom idu ćeg izvođenja učitavanja tj sa zakašnjenjem koje je maksimalno duga čko koliko je period između dva izvođenja operacije čitanja podataka. Za neke operacije (npr. nalog za pokretanje pomoćnog kompresora ili pantografa) uopće nije bitno da li će biti svakih 4 ms ili čak do 1s, ali npr. nalog za isključenje glavnog prekidača mora biti brz jer svaka milisekunda zakašnjenja kod pojave prekostruje zna či ogromnu razliku u struji koju će glavni prekidač morati isključiti. Dakle pojedini dijelovi regulacionog kruga zahtijevaju ve ću brzinu obrade ili brzi odgovor na ulazni signal, dok se ve ćina logičkih funkcija može odvijati relativno sporo. Iz ovog razloga ve ćina mikroprocesora ima barem nekoliko ciklusa (tzv. taskova) u kojima radi. To znači da se npr. A/D konverzija i proračun vrijednosti regulacione petlje struje vrši svake 4ms odnosno ova funkcija radi na tasku T1, A/D konverzija signala brzina osovina ne može imati tako brzu promjenu kao struja pa može biti nešto sporija i u obradi tako da se taj dio regulacijskog kruga može prera čunavati sporije npr. svakih 24 ms (task T3). Za nalog za podizanje ili spuštanje pantografa, uklju čenje kompresora ili izmjenjivača niti ciklus koji se odvija svakih 96 ms nije prespor (T4). Ovom podjelom može se znatno rasteretiti računar od nepotrebnog prera čunavanja, a uz razumno dodjeljivanje prioriteta izvo đenja Strana Prepared by: [email protected]

24 od

39

pojedinih funkcija, to se u samom programu upravljanja uopće ne primjećuje. Općenito je ovaj problem sa brzinom izvođenja operacija mikroprocesorskog upravljanja više bio prisutan u prošlosti, kada su sami mikroprocesori bili sporiji, dok je danas sa modernim mikroprocesorima brzina obrade podataka tako velika da prakti čki u 2-3 poluperiode (struje frekvencije 50Hz) može registrovati kratki spoj, obraditi podatak i prekinuti ga.

2.3.2. Opis primjenjenog hardware-a Primjenjeni modularni mikroprocesorski Sistem na lokomotivama HŽ 1141 300 projektovan je za šinska vozila i dat mu je generi čki naziv DIRT što je skraćenica iz engleskog naziva ura đaja (DIgital Regulation in Traction – Digitalno upravljanje u vu či). Uređaj je razvijen u KON Č AR-Institutu za elektrotehniku iz sličnog uređaja koji se primjenjuje i kod upravljanja uzbudama u hidroelektranama. Po prvi je puta primjenjen na lokomotivama proizvedenima za Bugarske državne željeznice 1999. Od onda su pojedini elementi sistema proširivani i nadograđivani dok su istodobno stjecana i iskustva u eksploataciji. Osim modularne sklopovske podrške zna čajna karakteristika uređaja DIRT je i jednostavno, korisni čki orijentirano, programiranje svih potrebnih funkcija. U tu svrhu se pri razvoju konkretne aplikacije koristi programski jezik zasnovan na blok-dijagram pristupu. Dakle, zadaće upravljanja, regulacije, nadzora, zaštite i dijagnostike implementiraju se grafički, pomoću programskog jezika koji ima naziv GRASS (GRAphical Software Support). Na taj način aplikacijski inžinjer koji primjenjuje uređaj DIRT može biti orijentiran prije svega na sistemske zahtjeve, bez potrebe za poznavanjem programskih jezika.

Općenito, uređaj DIRT podržava slijedeće funkcijske cjeline lokomotive: upravljanje funkcijama glavnog i pomo ćnog pogona lokomotive i ostalim funkcijama lokomotive (pantograf, glavni prekida č, kontrola budnosti masinovođe, sklopnici i preklopke režima vožnje, ventilacija, signalizacija stanja pogona i prorada zaštita, itd.); • prilagođenje mjernih signala (naponi, struje, brzine vrtnje, referentne vrijednosti); • podrška zaštita (struje, naponi, brzine, proklizavanje ) od kojih je većina podržana i sklopovski i programski; • regulacija glavnog elektromotornog pogona; • višestruko upravljanje, tj. tandem vožnja dvije lokomotive; • podrška inteligentnih prikaznih jedinica (PC PANEL) ugra đenih u upravlja čnice lokomotive. •


25 od

39

2.3.3. Ormar regulacije regulacije +K i DIRT sklopovska podrška podrška Ormar upravljanja +K sastoji se iz nekoliko važnijih cjelina. Najvažniji i najkompleksniji dio je centralni mikroprocesorski uređaj DIRT, sa prilagodnim konektorima za uvođenje signala u uređaj i izvršnim nizom releja za upravljanje uređajima. Osim DIRT-a u ormaru se još nalazi i ure đaj termičke zaštite glavnog pogona vozila i TEL1000, centralna jedinica Sistema za mjerenje, prikaz i registraciju brzine brzine i važnijih parametara vožnje. Slika 23. Smještaj opreme u ormaru +K, pogled bez vrata. uređaj za prikaz i registraciju brzine TEL1000

prilagodni konektori, iza uređaja TEL1000

uređaj termičke Zaštite

prilagodni konektori logičkih ulazno izlaznih modula

glavno računalo vozila (DIRT)

relejni izvršni član

ventilatori usisa zraka iz strojarnice

Sve tri važnije cjeline smještene su na zakretnom okviru tako da im se može pri ći i sa stražnje strane otvaranjem zakretnog okvira koliko to kablovi i konektori dozvoljavaju. U dnu ormara postavljena su dva ventilatora koji kroz filter ubacuju zrak u ormar stvaraju ći nadpritisak samog ormara i smanjujući time onečišćenje elektroničkih pločica zbog prašine. Drugi set ventilatora smješten je u prostoru između prvog i drugog reda modula DIRT-a. Ovi ventilatori stvaraju cirkulaciju zraka između samih štampanih pločica DIRT-a. Sami moduli su raspoređeni tako da su komponente sa najve ćom disipacijom topline smještene u gornjem dijelu okvira tako da svojim zagrijanjem čim manje zagrijavaju ostale module uređaja. To su prvenstveno impulsna poja čala i DC/DC pretvarači i smješteni su u najgornjem dijelu okvira DIRT-a. Središnji okvir sadrži CPU, ulazne i izlazne module, module A/D konverzije i generatore impulsa. Najdoljnji okvir DIRT-a sastoji se od modula za prilagodbu i pretvorbu analognih signala za obradu u ra čunalu i hardverski realiziranih zaštita glavnog elektromotornog pogona. Na slici 24. prikazana je slika zakretnog okvira i modula ure đaja DIRT primijenjenog na lokomotivama podserije 441-900. Svi elektronski moduli su projektovani za rad u proširenom temperaturnom podru č ju (-25 oC do +85 oC) prema standardu IEC-60571, klasa T3.


26 od

39

Slika 24. Zakretni okvira DIRT-a Uređaj TEL1000 Priključni konektori uređaja TEL1000

Brojilo pređenih kilometara Uređaj termičke zaštite glavnog pogona Impulsna pojačala

DC/DC pretvarači i kontrola napajanja

Ventilatorska jedinica (ispod ploče) Centralni dio DIRT-a detaljnije prikazan na idućoj slici Logički ulazi (6x) i izlazi (4x) (moduli sa 24 diode na prednjoj ploči)

Moduli prekostrujne zaštite (2) Okvir mjerenja i zaštita Ventilacijska jedinica za stvaranje nadpritisaka u ormaru Moduli prenaponske zaštite (2)

Slika 25. Detalj oko CPU-a DIRT-a sa najbitnijim karticama uređaja Sinkronizacija impulsa sa mrežom, odvajanje komutacije

CPU Display CPU-a

Generator impulsa Tipka za RESET Mjerni pretvarač struje i napona AD/DA konverzija Mjerenje brzine Logički ulazi sa signalizacijom prisutnosti signala na LED diodi na prednjoj ploči uređaja


27 od

39

2.4. Upravljačnica lokomotive Upravljački pult lokomotive prilagođen je novoj suvremenoj koncepciji upravljanja i signalizacije kakva se danas primjenjuje na šinskim vozilima u svijetu. Lokomotiva je projektovana kao jednoposjed tako da su svi upravlja čki elementi dostupni sa radnog mjesta mašinovođe. Glavni izvor informacija je display sa nekoliko različitih prikaza preko kojih se može dobiti mnoštvo podataka kako o trenutnom stanju pogona, tako i memorisani kvarovi u proteklom periodu, upute za rukovanje u slu čaju pojave kvara te vozni red. Broj instrumenata je minimiziran i na čitavom upravljačkom pultu nalaze se samo dva instrumenta za mjerenje bitnih parametara vožnje i dva za monitoriranje pneumatskog sistema lokomotive. U slučaju kvara displaya sa ovim instrumentima može se bez problema nastaviti vožnja lokomotive. Ve ćina rutinskih operacija je automatizirana i prepuštena glavnom računaru lokomotive. Na slici 26. prikazana je upravlja čnica lokomotive sa označenim svim elementima za upravljanje.

Slika 26. Upravljačnica vozila Broj

Tablica 2. Upravljačnica vozila – popis opreme Namjena Pozicija Broj

1 2 3

vrata +F3 Pjes Pjeska kare renj njee budn budnik ik

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

sirene direktni kočnik indirektni kočnik tipkala tipkala sirene sirene Pranje i brisanje čelnog stakla manometar – pritisak u ko č. cilindrim cilindrimaa manomet manometar ar gl. vod i gl. rezervoa rezervoar. r. donja plo ča ormarića +F2 prikaz vučne i kočne sile signalni tablo prikaz zadane i stvarne brzine

+F3 FA(B FA(B))-S1 S1 FA(B FA(B))-S2 S2 +FA(B)-S3

FA(B)-S6,7 FA(B)-S6,7 FA(B)7-P8 FA(B)7-P81 1 FA(B)7-P8 FA(B)7-P80 0 +F2 +F2-P1 +F2-U1 +F2-P2


16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Namjena

pozicija

upravljački kontroler – vuča-kočenje +F2-S2 iskl isklju jučenje gl. prekidača +F2-S2 prek preklo lopk pkaa čelne rasvjete +F2-S13 upravljački kontroler – STOJ - smjer upravlja čki kontroler – zadana brzina display radio dispe čerski uređaj RDU slušalica slušalica RDU-a RDU-a plo ča +F5 kuhalo kuhalo (samo (samo u “B”) rezervoa rezervoarr vode vode za pranje pranje stakala stakala pepeljara frižider ko čnica u opasnosti posluživanje budnika

28 od

39

+F2-S1 +F2-S3 +F4 +F5-A1 FA(B)-E2 FA(B)-E2 +F5 +FB-E12 +FB-E12

+FB-E14 FA(B)-S5

Pred mašinovođom se nalazi ploča +F2 na kojoj se nalaze svi prekida či i instrumenti neophodni za vožnju lokomotive. Ugra đen je i novi video displej pa je broj svih instrumenata i prekidača znatno smanjen što je posljedica dijelom preuzimanja rutinskih operacija od strane mikroprocesora , a dijelom zbog razmještanja bo čno desno i dolje na ormari ć +F5 i +F3. Na +F5 su smještena upravljanja rasvjetom osim čelne rasvjete koja je u funkciji vožnje i zbog toga je na +F2. Na +F3 su smještene funkcije uklju čenja kohera, grijanje ogledala te funkcije koje se samo povremeno koriste poput uklju čenja grijanja voza ili ispitivanje i razrješenje budnika. Polulijevo od +F2 su smještena dva manometra za kontrolu stanja pneumatskog sistema, a poludesno display sa pet razli čitih prikaza koji daju setove različitih podataka kako za mašinovo đu tako i za osoblje servisa. Slika 27. Osnovni prikaz na displayu sa opisom pojedinih polja G F

E D H C

I J

B K A

A - polja predviđena za kratki opis funkcije tipki koje se ispod njih nalaze B – broj motorskog stalka u kojemu je kvar detektiran ili broj izmjenjivača koji je u kvaru. C – prikaz napona kontaktnog voda. D – prikaz struje grijanja voza E – prikaz broja voza F - sat, sa numeričkim prikazom i datumom G – prikaz struja vuče H – prikaz signalizacija koje ne znače kvar nego stanje pogona - ventilacija, glavni prekidač isključen, lokomotiva zakočena, pantograf, prekoračena zadana brzina, prikaz zakočenosti pritvrdnom kočnicom ili kvarovi uz koje se može dalje voziti ali uz smanjenje vučnih sposobnosti - prorada termičke zaštite, prorada termičke zaštite motora pomoćnog pogona (AS) I – prikaz stvarne brzine lokomotive J – prikaz zadane brzine K – prikaz signalizacija kvarova


29 od

39

Slika 28. Ostali prikazi na displayu lokomotive

Detaljan opis svih prikaza displaya dat je u dokumentu G05510. Osim promjena na samom upravljačkom mjestu, upravlja čnica je generalno rekonstruirana tako da se maksimalno poprave radni uvijeti strojnom osoblju. Ugra đena je nova ergonomska stolica mašinovo đe, kabina je klimatizirana i opremljena hladnjakom te je zvučno i termički dodatno izolovana i od strojare i sa vanjske strane. Slika 29. Kabina vozila

2.5.

Sistem za mjerenje, prikaz i registraciju brzine TEL1000 Strana

Prepared by: [email protected]

30 od

39

2.5.1. Centralna jedinica uređaja TEL1000 Sistem za mjerenje i registraciju brzine lokomotive sastoji se od dvije komponente: centralnog uređaja smještenog u ormar +K sa pridodanim mehani čkim brojačem ukupno pređenih kilometara lokomotive i beskontaktnog dava ča brzine smještenog na trećoj osovini lokomotive. Centralna jedinica ure đaja ugrađena je u robusnom ku ćištu neposredno iznad glavnog mikroprocesorskog ure đaja lokomotive. Jedinica je sa dva konektora povezana na ožičenje lokomotive i posebno kodirana kako se ure đaj sa registriranim podacima ne bi mogao bez kontrole seliti sa lokomotive na lokomotivu. Ure đaj je mikroprocesorski upravljan i služi za obradu signala sa beskontaktnog dava ča brzine, generiranje odgovarajućeg izlaznog analognog signala proporcionalnog brzini (izra čunatog na osnovu unešenog podatka o promjeru kota ča), davanje odgovaraju ćih logičkih signala pri odgovarajućim brzinama te registriranje podataka u memoriju uređaja. Registracijski uređaj vrši registriranje svih primljenih podataka na dvije memorijske lokacije, internu unutrašnju memoriju uređaja i beskontaktnu prijenosnu memorijsku karticu. Kada je memorija ure đaja napunjena cca 90%, ure đaj signalizira popunjenost memorije i potrebu presnimavanja podataka iz memorije uređaja, treptanjem signalizacije +F2-H11 na signalnom tablou u upravljačnici. Slika 30. Glavni dijelovi uređaja TEL1000

LCD zaslon za prikaz parametara i šifre kvara

funkcijske tipke

priključak za prijenosno računalo memorijska kartica

U uređaju se u realnom vremenu registriraju slijedeći podaci: - brzina lokomotive - pritisak u glavnom vodu - broj vozila Osim ovih podataka ure đaj još bilježi i 14 razli čitih logičkih signala dobivenih iz DIRT-a ili autostop uređaja koji su pregledno dati u slijedećoj tablici:


31 od

39

Tablica 3. Prikaz signala koji se registriraju u uređaju TEL1000 Digitalni Naziv signala Opis ulaz 1 El.-kočenje Lokomotiva je u režimu el. kočenja 2 ROV_A Zaposjednuta upravljačnica “A” - kontroler 3 Naprijed_A Lokomotiva vozi u smjeru “naprijed A” 4 PN_1 otk Lokomotiva pn. otkočena – cilindar 1 5 PN_2 otk Lokomotiva pn. otkočena – cilindar 2 6 Sirena Uključena sirena 7 Budnik Prorada budnika 8 Isključen budnik Isključen budnik 9 10 11 12 13 14 15 Rapid Rapid 16 Rezerva

Pojedinim funkcijama u lokomotivi (autostop, budnik, režim kočenja) treba upravljati ovisno o brzini lokomotive. U tu svrhu koriste se relejni logi čki izlazi uređaja. Broj takvih izlaza kao i vrsta kontakta (radni, preklopni) definiran je kod narudžbe ure đaja i ne može se mijenjati, ali su pragovi brzina na kojima se pojedini kontakti otvaraju ili zatvaraju podesivi softwerski. Prikaz releja s brzinama na kojima prora đuju pojedini kontakti uređaja prikazan je na slici 31. Slika 31. Prikaz relejnih izlaza uređaja TEL1000 Digitalni Brzina izlaz Kontakt Brzina kod koje s kontakt uklapa/isklapa

43/40 km/h

53/50 km/h

68/65 km/h

93/90 km/h

10/7 km/h 58/55 km/h


32 od

39

Uređaj na prednjoj ploči ima i odgovarajuću signalizaciju koja ima slijede će značenje: - Zeleno, kontinuirano - Sistem radi, nema grešaka - Zeleno, trepčuće - Sistem radi, inicijalizacija - Crveno, trepćuće - Neregularno stanje, postoji greška ali i registracija - Crveno, kontinuirano -Kvar uređaja U slučaju aktiviranja crvene signalizacije uklju čuje se i signalizacija +F2-H11 na upravljačkom pultu lokomotive.Tada je potrebno na zaslonu ure đaja očitati kod greške koja se pojavila, to evidentirati u knjigu vozila i prijaviti kvar servisnom osoblju. .

2.5.2. Prikazi na displayu uređaja Slika 32. Prikaz na displayu uređaja TEL1000 i tipke za unos parametara datum vrijeme trenutna brzina tipka za biranje cifre koja će se mijenjati tipka za promjenu cifre

nalog za prihvat unešenog parametra

Ostali podaci: - Datum, vrijeme - Brzina

16 . 08 . 00 20:1722 1 4 5 km / h

( DD.MM.GG SS:MMss ) ( km/h)

DIstance counter :

- Brojač kilometara - Šifra greške

0 3 6 6 4 7 0 km Errors:

( km)

050

020 032 202 301

- Promjer kotača 1

W h e e l diameter : 1 2 5 0 mm

- Promjer kotača 2

W h e e l diameter : 1 2 5 0 mm

- Oznaka vozila

Vehicle Id : 52521


33 od

39

- Datum promjene baterije

- Verzija aplikacijskog programa - Verzija konfiguracijskog programa

B a t t e r y date : 1 2 . 04 . 04

( DD. MM. JJ )

Software Version : V 1 . 28 C o n f i g. Version : V 1 . 10 Slika 33. Uređaj smješten u ormaru +K

2.5.3. Optički davač impulsa, tip 5.8600.012 Sistem za mjerenje, prikaz i registriranje ima vlastiti beskontaktni dava č brzine. Koristi se optički davač impulsa projektiran za najveće mehaničke i temperaturne udare te vlagu tako da je prikladan za primjenu na tračničkim vozilima. Ima ku ćište od aluminijske slitine sa ugrađenom prirubnicom i pomičnim poklopcem (IP68) . Sadrži središnju osovinu podržanu dvostrukim kugličnim ležajem na koju je pri čvršćen metalni disk. Osovina je pogonjena elastičnom spojkom spojenom na kraj osovine kota ča. Senzori rade u infracrvenom područ ju. Rotirajući kodni disk prekida konstantno emitiranu svjetlosnu zraku. Prijemni tranzistor detektira pulsirajuću svjetlosnu zraku i proizvodi signal frekvencije koja je proporcionalna brzini okretanja osovine. Frekvencija se prenosi preko poja čala do računarsko sistema na obradu. Takav signal može se obra đivati u svrhu mjerenja i bilježenja brzine. Uređaj sadrži dva nezavisna opti čka senzora. U slučaju kvara jednog od senzora davač i dalje preko drugoga daje podatak o brzini vozila, ali i uklju čuje crvenu trepćuću signalizaciju na ure đaju TEL1000 i trepćuću signalizaciju +F2-H11. U slu čaju pojave ove signalizacije potrebno je po završetku vožnje prijaviti kvar uređaja. Detaljan opis davača zajedno s uputama za montažu i održavanje nalazi u Secheronovoj dokumentaciji pod brojem 5.0300.025.


34 od

39

Slika 34. Davač brzine Sistema mjerenja i registracije brzine senzori uređaja

UPRAVLJACKI KONTROLER Slika 11. Upravljački kontroler lokomotive Zadavanje smjera ( STOJ – nazad – 0 – napred ) napred ) Zadavanje brzine jako nazad – brzo spuštanje malo nazad - polagano spuštanje 0 – ne mijenja se zadana brzina malo naprijed – polagano podizanje jako naprijed – brzo podizanje

Ručica za zadavanje reference struje NAPRIJED - pozicija V1 – uklju čenje sklopnika vuče, nalog za start ventilacije i deblokadu impulsnih pojačala - pozicija V2-V10 vuča sa strujom proporcionalnom uglu ručice prema naprijed Ručica pokreće potenciometar za ograničenje maksimalne struje (V2 odgovara 0A; V10 - cca 1500A) - pozicija V11 (na oprugu, samo dok se drži pritisnut) dozvoljava maksimalne struje iznad 1500A; kod maksimalnog pomaka naprijed struja motora je Imax = 1715A

O – nije ni vožnja niti kočenje

NAZAD - pozicija K1 – uklju čenje sklopnika kočenja, nalog za start ventilacije i deblokadu impulsnih pojačala - pozicija K2-K10 kočenje sa momentom proporcionalnim uglu ručice prema natrag. Ručica pokreće potenciometar za ograničenje maksimalnog momenta kod kočenja. Kod maksimalnog pomaka unatrag struja motora u kočenju Strana Prepared by: [email protected]

35 od

39

može biti 1000A (zavisi i o brzini)


36 od

39

B a n i b a K

R +

4 S +

P +

3 S +

B

K +

7 S +

B

H + I + C

1 K T +

1 T +

2 F T + T + 1 A S +

1 F T +

B

8 S +

6 S +

2 S +

B

A +

1 S +

A a n i b a K

DISPOZICIJA LOKOMOTIVE PODSERIJE 441-900

STALAK UPRAVLJANJA S5 Strana Prepared by: [email protected]

37 od

39

5 S +


38 od

39

Stalak upravljanja S8

Za sve nenamjerne greške koje naše kolege ili mašinovođe pronađu mi molimo da nam jave na Sektor za vv i ošv lokal 142 centrala Direkcije 657313 da bi ih ispravili.


39 od

39

KratakOpis441900.pdf

Recommend Documents