Оборудование электроснабжения вагона

2.19.1 Ящик аккумуляторной батареи

Ящик аккумуляторной батареи предназначен для размещения в нем аккумуляторной щелочной батареи.

Металлический ящик состоит из стального корпуса со съемной передней крышкой и выдвинутых поддонов, на которые установлен комплект аккумуляторных элементов. Конструкция ящика предусматривает надежную естественную вентиляцию внутри него и подъемную верхнюю крышку для удобства обслуживания батареи непосредственно на вагоне. Так как аккумуляторный ящик не изолирован от корпуса вагона, внутренняя конструкция ящика предусматривает изоляцию между корпусом и элементами.

Снаружи ящика установлен клеммник для подсоединения проводов внешнего и внутреннего монтажа и два блока с предохранителями типа ПП-28 на 31,5 А каждый, для защиты электрических цепей (обозначение по схеме ПА1 и ПА2).

Щелочная аккумуляторная батарея предназначена для питания низковольтных вспомогательных цепей и цепей управления напряжением +75В.

Аккумуляторная батарея состоит из 52-х аккумуляторных элементов типа НКН-80 (80 – емкость аккумуляторного элемента в ампер часах), расположенных в 13-ти модулях по 4-ре в каждом. Общий вид аккумуляторной батареи представлен на рис.72.

Рис.72 Аккумуляторная батарея

Аккумуляторный элемент, представлен на рис.73, состоит из блоков положительных и отрицательных пластин(2,6), выполненных в виде стальных никелированных решеток, ячейки которых наполнены активной массой и размещенных в стальном закрытом корпусе (1),(7).

Активная масса положительных пластин- гидрат окиси никеля Ni(OH)₃; активная масса отрицательных пластин- порошкообразная смесь губчатого железа с гидратом окиси кадмия (Cd+Fe).

Пластины соединены с выводными зажимами (3,5), расположенными на верхней части корпуса ( «+» и «-»). Сверху корпуса имеется отверстие для заливки внутрь элемента электролита и выхода газов, завертывающееся пробкой с резиновым уплотнением (4). При повышении давления газов внутри корпуса элемента резиновое кольцо отходит от пробки, и газы выходят в атмосферу.

В качестве электролита применяется раствор едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см³ с добавлением моногидрата лития.

Между собой аккумуляторные элементы соединяются последовательно металлическими перемычками, образуя общее напряжение 70-75В.

Внутри аккумуляторного ящика проложены два провода марки ПГРО-10-1000В, для подсоединения элементов к электрической схеме. «Плюс» аккумуляторной батареи подключается к 10-му поездному проводу, «заземление» минусовых клемм происходит в «земляной» коробке. Схема подключения аккумуляторных батарей показана на рис.74.

Рис.73 НКН-80

Аккумуляторный ящик подвешен к раме вагона слева.

На вагонах Еж3 и всех вагонах Еж применялась система заряда аккумуляторной батареи от напряжения контактной сети 750В через цепи освещения, добавочные резисторы ящиков ЯС-35 и ЯС-24, печи отопления кабины. Такой заряд назывался зарядом по току, т.к. в течение суточной работы на линии ток подзаряда менялся незначительно и было достаточно для надежной работы аккумуляторов в установленном режиме работы вагонов на линии, обеспечив превышение суммы I_зарядах время заряда над I_{разряда}х время разряда, как 2 (т.е. КПД батареи в расчете принимается как 0,5) и баланс батареи будет обеспечен.

В такой системе добавление дополнительных потребителей всегда нарушает баланс и включение АРС, БУР, АСНП и др., требует дополнительной установки зарядных устройств.

Чтобы уйти от этого недостатка начиная с вагонов 81-717 (714) стали применять заряд по напряжению со статического преобразователя с большей избыточной полезной мощностью 5 кВт (БПСН, ББЭ, ДИП). Но при заряде по напряжению, напряжение поддерживается постоянным 80В и по мере заряда батареи ток падает вплоть до 0,2 А.

Такая система современна, не имеет лишних потерь, но требует тщательного ухода за аккумуляторными батареями. В результате количество элементов в аккумуляторной батарее сократилось до 52, вместо 56-ти, т.к. при глухом заряде напряжение на каждом элементе составляет 1,5-1,6В.

По требованиям европейских стандартов, защита должна быть расположена, как можно ближе к источнику питания. Поэтому, на вагонах 81-717 и 81-714 предохранители ПА установлены на корпусе аккумуляторного ящика.

Рис.74 Схема подключения аккумуляторной батареи на вагоне

2.19.2 Блок бортового электроснабжения ББЭ

Блок ББЭ-6У2 является статическим инвертором, преобразующим контактное напряжение 750 В в постоянное стабилизированное напряжение 80 В. От блока ББЭ напряжением 80 В питаются низковольтные вспомогательные цепи, цепи управления, осуществляется подзаряд аккумуляторной батареи и подается 80 В на включение ламп освещения салона.

Рис.75 Электрическая схема подключения блока ББЭ

В блоке расположены контакторы управления преобразователем бортового электроснабжения КМ-1 и контактор включения освещения салона–КМ-2 (Тип МК1-20). Схема управления блоком ББЭ представлена на рис.76.

Система автоматического управления блока бортового электроснабжения (БУБВЭ) поддерживает напряжение заряда аккумуляторной батареи в установленных пределах 72 - 84 В.

Включение блока на аккумуляторную батарею с выхода вторичной стороны преобразователя, осуществляется через выключатель батареи ВБ и выключатель А24.

Электрическая схема подключения блока ББЭ представлена на рис.75.

Защита блока по первичной стороне осуществляется электронной максимальной токовой защитой, защитой от перегрева обмоточных элементов, защитой от ассиметрии напряжения на конденсаторах входного фильтра, а также предохранителем П4.

При срабатывании защит, установленных в блоке, отключается контактор КМ1 и неисправный блок отключается от контактной сети. Через 26-28 сек автоматически происходит повторный запуск блока. Если в течение последующих 12-14 сек вновь произойдет срабатывание защиты, то контактор КМ1 отключается и включается поездная сигнализация (загорается сигнальная лампа ЛЗП) и дальнейший запуск блока не производится. При этом в блоке

Рис.76Схема управления блоком ББЭ

управления БУ ББЭ происходит запоминание вида срабатывания защиты со светодиодной индикацией на лицевой панели блока управления.

Последующий запуск блока осуществляется после снятия и повторной подаче 80 В выключателем А24.

Аппарат подвешен к раме вагона на изоляторах слева.

2.19.3 Источник питания ДИП-01К

Источник питания ДИП-01К выполняет практически те же функции что и БПСН и ББЭ. Коренное отличие ДИП-01К от БПСН и ББЭ является принципиально новое решение- использование IGBT модулей (силовые транзисторы), применение которых позволило создать компактную, современную конструкцию статического преобразователя с массой 56 кг, вместо 280 кг у БПСН и ББЭ.