Блок управления БА-520 на тепловозе 2ТЭ116

Блок управления БА-520 предназначен для управления блоком БВК-1012 в зависимости от сигналов по току и напряжению тягового генератора и состоит из двух одинаковых секций, помещенных в металлический корпус. Каждая секция имеет две панели.

Все полупроводниковые элементы, резисторы, конденсаторы собраны на печатной плате — верхней панели. На нижней панели размещены магнитные усилители, два трансформатора блокинг-генераторов (Тр2, ТрЗ) и трансформатор преобразователя напряжения (Тр1). Магнитный усилитель и трансформаторы блокинг-генераторов выполнены на кольцевых сердечниках. Трансформатор преобразователя собран на сердечнике из электротехнической стали. Межпанельное соединение монтажных проводов выполнено штепсельным разъемом (ШР). Функциональная схема блока управления БА-520 приведена на рис. 157.

Блок состоит из следующих функциональных узлов: синхронизирующей цепи (СЦ); ведомого преобразователя напряжения (ПН); широтно-импульсного модулятора (ШИМ); распределительной цепочки (РЦ); блокинг-генераторов (БГ1, БГ2). Входное напряжение переменного тока с обмотки распределительного трансформатора Тр1, первичная обмотка которого подключена к синхронному возбудителю ВС-650В, предназначенного для питания управляемого выпрямителя БВК-1012, подается на синхронизирующую цепь (СЦ), осуществляющую переключение транзисторов преобразователя напряжения (ПН) синхронно с частотой напряжения питания БВК-1012. ПН питает широтно-импульсный модулятор (ШИМ). ШИМ через распреде-лительную цепь РЦ запускает поочередно блокинг-генераторы БГ1 и БГ2, которые формируют импульсы заданной длительности и напряжения. Импульсы с блокинг-генераторов подаются нацепи управления тиристоров управляемого выпрямителя. Фаза импульсов управления относительно напряжения синхронизации определяется сигналом рассогласования от селективного узла и блока задания (БЗВ). ПН, БГ1 и БГ2 получают питание от стабилизированного источника постоянного тока. Принципиальная схема блока управления БА-520 приведена на рис. 158.

Синхронизирующая цепь (СЦ) (см. рис. 157) предназначена для синхронизации преобразователя напряжения ПН по частоте с синхронным возбудителем ВС-650В и состоит из встречно включенных стабилизаторов Ст1 и Cm2 (см. рис. 158) и резистора R1. Синхронизирующее напряжение подается на контакты 9—10 ШР и обеспечивает переключение транзисторов 77 и Т2 преобразователя напряжения постоянным по величине сигналом независимо от входного переменного напряжения, которое изменяется в широких пределах. Диоды Д1 и Д2 в один полупериод входного напряжения переменного тока пропускают ток по цепи: RJ, Д1, переход эмиттер-база транзистора Т2, во второй полупериод — по цепи: Д2, переход эмиттер-база транзистора 77, R1, вызывая поочередное переключение транзисторов 77 и Т2.

Двухтактный преобразователь напряжения предназначен для преобразования постоянного напряжения в переменное с частотой, определяемой входным напряжением синхронизации. Переменное напряжение необходимо для питания ШИМ, а также для получения изолированных источников постоянного тока для смещения переходов эмиттер-база транзисторов ТЗ и Т4 блокинг-генераторов в обратном направлении и для питания токоограничительного узла.

Преобразователь состоит из трансформатора Тр1, сердечник которого выполнен из электротехнической стали, транзисторов Т1,Т2, резисторов R2, R3, диодов ДЗ, Д4, выпрямителей Bl, В2, ВЗ, конденсаторов СЗ, С2, С4.

Трансформатор имеет коллекторные обмотки Wl, W2, базовые обмотки W3, W4, выходные обмотки W5, W6, W7, W8. Параметры цепи обратной связи преобразователя, образованные базовыми обмотками
и резисторами R2, R3, выбраны так, что обеспечивают работу транзисторов 77 и Т2 в режиме переключения. Выходная обмотка W5 питает ШИМ. Выходные обмотки W6, W7, W8 совместно с выпрямительными мостиками Bl, В2, ВЗ и конденсаторами СЗ, С2, С4 образуют изолированные источники постоянного тока.

Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) (см. рис. 157) предназначен для модуляции фазы выходных импульсов блокинг-генераторов относительно входного переменного напряжения в зависимости от величины сигнала рассогласования на его входе, представляет собой магнитный усилитель с отрицательной внутренней обратной связью с выходом на переменном токе.

Магнитный усилитель имеет три обмотки управления с одинаковыми параметрами. Сигнал рассогласования через токоограничительный узел, состоящий из выпрямительного моста ВЗ (см. рис. 158), резистора R12, емкости С4 и диода Д13, подается на обмотку управления к контактам 3 и 6ШР. Одна из обмоток стабилизирующая, остальные запасные. Импульсы для запуска блокинг-генераторов снимаются с резистора нагрузки R8.

Распределительная цепь (РЦ) (см. рис. 157) предназначена для формирования импульсов, запускающих блокинг-генераторы от переднего фронта импульсов напряжения на резисторе R8 (см. рис. 158), и распределения их в зависимости от полярности между блокинг-гене-раторами. РЦ состоит из стабилитронов С m3, Ст4, конденсатора С1, диодов Д7, Д8. Стабилитроны СтЗ, Ст4 исключают ложный запуск блокинг-генераторов при перемене полярности напряжения преобразователя.

Блокинг-генераторы (БГ1 и БГ2) (см. рис. 157) предназначены для «формирования импульсов управления тиристорами управляемого выпрямителя и состоят из следующих элементов (см. рис. 158): БГ1 — транзистор ТЗ, трансформатор Тр2, диоды Д9, Д10, резисторы R4, R6, R10; БГ2 — транзистор Т4, трансформатор ТрЗ, диоды Д11, Д12, резисторы R5, R7, R11.

Трансформатор каждого блокинг-генератора имеет три обмотки: первичную W3, обмотку обратной связи W1 и входную W2.

Параметры схемы блокинг-генератора таковы, что степень положительной обратной связи (обмотка W1) выше критической, однако при отсутствии входного сигнала транзистор БГ полностью закрыт благодаря наличию нелинейности в цепи обратной связи (переход эмиттер-база) и дополнительному положительному напряжению смещения, подаваемому на базу транзистора по цепи Wl, R4, Д8 для БГ1. При поступлении запускающего импульса на транзистор ТЗ по цепи (когда «+» между R8 и Cl): R8, С1, переход база-эмиттер ТЗ, Д7, СшЗ, Cm4, R8 транзистор открывается и удерживается в открытом состоянии положительной обратной связью.

На выходе (контакты 7 и 8ШР) вырабатывается импульс напряжения заданной амплитуды и длительности. Длительность импульса определяется временем насыщения трансформатора. После запирания транзистора происходит размагничивание сердечника трансформатора. При перемене полярности на R8 открывается транзистор Т4 по цепи: R8, СтЗ, Ст4, переход база-эмиттер Т4, Д8, Cl, R8, выходные контакты 13 и 14ШР.

Стабилитроны Ст5 и Стб, подключенные между эмиттером и коллектором транзисторов, защищают их от повреждения повышенным напряжением.

Рис. 157. Функциональная схема блока управления БА-520

Рис. 158. Принципиальная схема блока БА-520