Come funziona e funziona il filobus

I residenti di molte città sono così abituati a guidare i filobus che difficilmente pensano al fatto che in questo momento stanno utilizzando una forma di trasporto ecologica e abbastanza economica, qualcosa come un'auto elettrica a più posti. Nel frattempo, il dispositivo di un filobus non è meno interessante del dispositivo, diciamo, di un tram. Approfondiamo un po' questo argomento.

Il moderno filobus ha una parte elettrica piuttosto complessa. Il suo sistema di controllo si basa su semiconduttori controllati da un microprocessore, che lavorano insieme alle sospensioni pneumatiche, al sistema ABS e interagiscono strettamente con tutte le parti del complesso sistema di informazioni elettroniche. Ciò include la possibilità di movimento autonomo, sistema di regolazione del microclima, ecc.

Pertanto, il filobus di oggi è un vero e proprio veicolo pubblico urbano che soddisfa tutti i requisiti di sicurezza, comfort ed efficienza.

L'evoluzione del filobus si è sviluppata gradualmente, quasi allo stesso modo degli autobus.È facile presumere che le strutture della carrozzeria dei primi filobus e il loro telaio fossero originariamente basate su autobus a pianale ribassato come Bogdan-E231, MAZ-203T e altri. Tuttavia, il filobus stesso è apparso molto più tardi. E tali moderne city car come Electron-T191 e AKSM-321, ad esempio, furono immediatamente sviluppate come filobus. Ma la continuità del corpo da modello a modello è ancora rintracciabile.

Il progenitore del filobus alla fine del XIX secolo:

Anche dai tempi dell'Unione Sovietica, questo veicolo dalla catenaria attraverso i carri divenne un'usanza viene fornita una tensione costante di 550 volt… Questo è lo standard. In queste condizioni un filobus a pieno carico può raggiungere una velocità di circa 60 km/h su strada pianeggiante.

La trazione era originariamente destinata al traffico urbano, quindi limita la velocità massima a 65 km/h, ma anche a questa velocità il veicolo può facilmente manovrare entro 4,5 metri da una parte o dall'altra della linea di contatto. Ora rivolgiamo la nostra attenzione ai componenti elettrici di questo straordinario veicolo.

L'unità principale del filobus è motore di trazione… Nella versione classica lo è motore a corrente continua: telaio cilindrico, indotto con blocco raccogli spazzole, montanti, scudi e ventola.

La maggior parte dei motori per carrelli CC sono in serie o composti. I motori con controllo a transistor o tiristori funzionano solo con un sistema di eccitazione in serie.

In un modo o nell'altro, i motori di trazione del filobus sono macchine CC piuttosto impressionanti, progettate per una potenza di circa 150 kW e che richiedono un convertitore CC aggiuntivo per il normale funzionamento stabile.Il motore stesso può pesare circa una tonnellata e consumare una corrente di circa 300 A con una coppia operativa dell'albero di oltre 800 N * m (a una velocità dell'albero di 1650 giri/min).

Alcuni dei modelli di filobus moderni trasportano Motori di trazione asincroni AC azionati da convertitori di trazione AC dedicati… I motori di questo tipo sono meno ingombranti, inoltre, più potenti, non richiedono una manutenzione regolare (rispetto ai motori a collettore).

Ma tali motori hanno bisogno di quelli speciali convertitore a semiconduttore… Il motore stesso può avere una coppia di sensori di velocità montati sull'albero. La maggior parte dei motori di trazione AC asincroni sono alimentati a 400 V, hanno un rotore a gabbia di scoiattolo e un avvolgimento di statore trifase con un classico collegamento a "stella".

Il motore si trova solitamente nella parte posteriore del corpo del filobus. Sul suo albero motore è presente una flangia, con l'aiuto della quale viene eseguita una trasmissione meccanica attraverso l'albero cardanico all'asse motore attraverso l'ingranaggio conduttore.

L'alloggiamento del motore è completamente isolato dal corpo, quindi le alte tensioni non possono raggiungere le sue parti conduttive. Ciò è garantito dal fatto che la flangia è realizzata in materiale isolante e il montaggio del motore sulle staffe non è mai completo senza manicotti isolanti.

Il moderno motore di trazione del filobus è azionato da un sistema di controllo a impulsi a transistor di transistor IGBT, che è considerato più perfetto del tiristore e ancor più dei circuiti del reostato.

Il sistema contiene una sezione di commutazione per il collegamento di un computer diagnostico allo scopo di regolare e regolare il circuito di controllo del motore, nonché per monitorare le condizioni dell'attrezzatura di trazione nel suo complesso. Tale sistema di controllo è il più economico in termini di consumo di energia e fornisce anche l'avviamento e l'accelerazione senza contatto del veicolo senza inutili perdite di energia, come nel caso di un sistema a reostato.

Di conseguenza, il filobus fornisce il controllo competente del motore di trazione avvio regolare, regolazione della velocità senza spinta e frenata affidabile. Una tensione di impulso regolabile con una corrente di armatura di circa 50 A consente al filobus di muoversi agevolmente, indipendentemente dalla presenza di gioco nelle sue trasmissioni meccaniche.

Il controllo della velocità si ottiene in modo continuo anche grazie alla possibilità di indebolire la corrente della bobina di campo quando la velocità del veicolo raggiunge i 25 km / h.Quando si frena, viene utilizzata anche una corrente regolabile, chiamata frenata dinamica.

Il carrello posteriore ha un limite di velocità non superiore a 25 km/h.Grazie all'elettronica, l'arresto ha la priorità sulla partenza. Se necessario è possibile cambiare la polarità di lavoro dei pantografi.

Direttamente sistema di filobus a impulsi a transistor funziona come segue. Premendo il pedale si attiva Sensore Hall, il cui livello del segnale analogico è direttamente correlato all'attuale angolo di posizione del pedale.

Questo segnale viene convertito in digitale e, già in forma digitale, viene inviato al controller a microprocessore della motrice, da dove vengono inviati i comandi al cruscotto del conducente transistor di potenza.

I driver dei transistor di potenza, a loro volta, regolano la corrente dei transistor di potenza in funzione dei comandi provenienti dal controllore a microprocessore della motrice. La tensione di comando degli azionamenti è a bassa tensione (varia da 4 a 8 volt) ed è il suo valore che determina la corrente di funzionamento degli avvolgimenti del motore di trazione.

Hai indovinato, i transistor di potenza servono qui contattori a semiconduttorecontrollato dalla tensione, solo a differenza di un contattore convenzionale, qui la corrente può cambiare molto, molto agevolmente. Quindi non c'è bisogno di reostati, abbastanza semplice Tecnologia PWM (modulazione di larghezza di impulso).

Se il carrello deve essere fermato, il motore viene commutato in modalità generatore e la frenata è fornita essenzialmente dai campi magnetici dell'armatura, anch'essi regolati, in modo che la frenata si ottenga quasi fino all'arresto completo del veicolo. A proposito, la parte principale dell'elettronica di controllo degli impulsi del transistor del filobus si trova sul tetto.

Nel processo di arresto di un moderno filobus, il sistema funziona recupero di energia… Ciò significa che l'energia generata dal motore di trazione in modalità generatore durante la frenata viene restituita alla rete di contatto e può essere riutilizzata sia per le esigenze dei veicoli elettrici alimentati in parallelo da questa rete sia per l'alimentazione dei dispositivi presenti sul filobus stesso (idraulica volante, sistema di riscaldamento, ecc.) Se il filobus passa sotto la freccia, allora frenatura reostatica.

Quasi l'intera guida di un filobus è composta da più parti:

• coppie di pantografi;

• interruttore;

• unità di controllo IGBT;

• schema normativo;

• controller di movimento e freno;

• blocco di reostati;

• soffocare per sopprimere le interferenze;

• computer del pannello o modulo di commutazione per il collegamento a un computer esterno.

Con l'ausilio di un pannello o di un computer esterno, viene eseguita la diagnostica del motore di trazione del filobus, vengono rivisti i parametri del suo funzionamento, le impostazioni vengono modificate se necessario controllore a microprocessore… Vengono memorizzati tutti i parametri operativi e lo stato attuale della trazione digitalmente.

Di seguito sono riportati alcuni modelli di sistemi di controllo dietro le correnti di dispersione e disporre di un sistema di protezione adeguato: disconnessione automatica dalla rete. Facoltativamente, può anche essere presente qui contatore dell'energia consumata per il movimento e recuperata durante l'arresto.

Vale la pena menzionare separatamente elettronica di protezione del carrello, che serve a migliorare la sicurezza dei passeggeri. Ad esempio, un filobus non si muove quando le porte dei passeggeri sono aperte o non c'è aria nell'impianto frenante.