Cómo funciona y funciona el trolebús.

Los habitantes de muchas ciudades están tan acostumbrados a viajar en trolebuses que apenas piensan en el hecho de que en este momento están utilizando un medio de transporte ecológico y bastante económico, algo así como un coche eléctrico multiplaza. Mientras tanto, el dispositivo de un trolebús no es menos interesante que el dispositivo de, digamos, un tranvía. Profundicemos un poco más en este tema.

El trolebús moderno tiene una parte eléctrica bastante compleja. Su sistema de control se basa en semiconductores controlados por un microprocesador, que trabajan junto con la suspensión neumática, el sistema ABS e interactúan estrechamente con todas las partes del complejo sistema de información electrónica. Esto incluye la posibilidad de movimiento autónomo, sistema de regulación del microclima, etc.

Por lo tanto, el trolebús de hoy es un vehículo público urbano completo que cumple con todos los requisitos de seguridad, comodidad y eficiencia.

La evolución del trolebús se desarrolló gradualmente, casi de la misma manera que para los autobuses.Es fácil suponer que las estructuras de la carrocería de los primeros trolebuses y su chasis se basaron originalmente en autobuses de piso bajo como Bogdan-E231, MAZ-203T y otros. Sin embargo, el propio trolebús apareció mucho más tarde. Y los autos urbanos modernos como Electron-T191 y AKSM-321, por ejemplo, se desarrollaron inmediatamente como trolebuses. Pero todavía se puede rastrear la continuidad del cuerpo de un modelo a otro.

El progenitor del trolebús a finales del siglo XIX:

Incluso desde la época de la Unión Soviética, este vehículo de la catenaria a través de carretas se convirtió en una costumbre. se suministra un voltaje constante de 550 voltios… Ese es el estándar. En estas condiciones, un trolebús completamente cargado puede alcanzar una velocidad de unos 60 km/h en una carretera nivelada.

La tracción fue originalmente pensada para el tráfico urbano, por lo que limita la velocidad máxima a 65 km/h, pero incluso a esta velocidad, el vehículo puede maniobrar fácilmente dentro de los 4,5 metros a un lado u otro de la línea de contacto. Ahora dirijamos nuestra atención a los componentes eléctricos de este extraordinario vehículo.

La unidad principal del trolebús es motor de tracción… En la versión clásica es motor de corriente continua: armazón cilíndrico, armadura con bloque colector de cepillos, postes, escudos y ventilador.

La mayoría de los motores de carro de CC son en serie o compuestos. Los motores con control de transistores o tiristores solo funcionan con un sistema de excitación en serie.

De una forma u otra, los motores de tracción de trolebuses son máquinas de CC bastante impresionantes, diseñadas para una potencia de aproximadamente 150 kW y que requieren un convertidor de CC adicional para un funcionamiento estable normal.El motor en sí puede pesar alrededor de una tonelada y consumir una corriente de alrededor de 300 A con un par de eje operativo de más de 800 N * m (a una velocidad del eje de 1650 rpm).

Algunos de los modelos de trolebuses modernos llevan Motores de tracción asíncronos de CA impulsados ​​por convertidores de tracción de CA dedicados… Los motores de este tipo son menos voluminosos, además, más potentes, no requieren un mantenimiento regular (en comparación con los motores de colección).

Pero tales motores necesitan unos especiales. convertidor de semiconductores… El motor mismo puede tener un par de sensores de velocidad que están montados en el eje. La mayoría de los motores de tracción de CA asíncronos funcionan con 400 V, tienen un rotor de jaula de ardilla y un devanado de estator trifásico con una conexión clásica en "estrella".

El motor generalmente se encuentra en la parte trasera del cuerpo del trolebús. En su eje de transmisión hay una brida, con la ayuda de la cual se realiza una transmisión mecánica a través del eje cardán al eje de transmisión a través del engranaje de transmisión.

La carcasa del motor está completamente aislada del cuerpo, por lo que los altos voltajes no pueden llegar a sus partes conductoras. Esto está garantizado por el hecho de que la brida está hecha de material aislante y el montaje del motor en los soportes nunca está completo sin manguitos aislantes.

El motor de tracción del trolebús moderno es accionado por un sistema de control de pulsos de transistores de transistores IGBT, que se considera más perfecto que los circuitos de tiristores e incluso más reóstatos.

El sistema contiene una sección de conmutación para conectar una computadora de diagnóstico con el fin de ajustar y regular el circuito de control del motor, así como para monitorear la condición del equipo de tracción en su conjunto. Tal sistema de control es el más económico en términos de consumo de energía, y también proporciona arranque y aceleración del vehículo sin contacto y sin pérdidas de energía innecesarias, como sería el caso de un sistema de reóstato.

Como resultado, el control competente del motor de tracción proporciona al trolebús Arranque suave, regulación de velocidad sin empuje y frenado confiable. Un voltaje de pulso ajustable con una corriente de armadura de aproximadamente 50 A permite que el trolebús se mueva sin problemas, independientemente de la presencia de holgura en sus transmisiones mecánicas.

El control de velocidad se obtiene de forma continua también debido a la posibilidad de debilitar la corriente de la bobina de campo cuando la velocidad del vehículo alcanza los 25 km / h. Al frenar, también se usa una corriente ajustable, esto se llama frenado dinámico.

El carro trasero tiene un límite de velocidad de no más de 25 km/h.Gracias a la electrónica, la parada tiene prioridad sobre la puesta en marcha. Si es necesario, es posible cambiar la polaridad de trabajo de los pantógrafos.

Directamente sistema de trolebús de impulsos de transistores funciona de la siguiente manera. Al pisar el pedal se activa sensor de pasillo, cuyo nivel de señal analógica está directamente relacionado con el ángulo de posición actual del pedal.

Esta señal se convierte a digital y, ya en forma digital, se alimenta al controlador de microprocesador de la unidad de tracción, desde donde se envían comandos al tablero del conductor. transistores de poder.

Los conductores de los transistores de potencia, a su vez, regulan la corriente de los transistores de potencia en función de los comandos que provienen del controlador por microprocesador de la unidad de tracción. El voltaje de control de los conductores es un voltaje bajo (varía de 4 a 8 voltios) y es su valor el que determina la corriente de operación de los devanados del motor de tracción.

Lo has adivinado, los transistores de potencia sirven aquí. contactores semiconductorescontrolado por voltaje, solo que a diferencia de un contactor convencional, aquí la corriente puede cambiar muy, muy suavemente. Por lo tanto, no hay necesidad de reóstatos, lo suficientemente simple tecnología PWM (modulación de ancho de pulso).

Si es necesario detener el carro, entonces el motor se cambia al modo generador y el frenado lo proporcionan esencialmente los campos magnéticos de la armadura, que también se ajustan, por lo que el frenado se logra casi hasta la parada completa del vehículo. Por cierto, la parte principal de la electrónica de pulso de transistor de control del trolebús se encuentra en su techo.

En el proceso de parada de un trolebús moderno, el sistema funciona recuperación de energía… Esto significa que la energía generada por el motor de tracción en modo generador durante el frenado es devuelta a la red de contactos y puede ser reutilizada tanto para las necesidades de los vehículos eléctricos alimentados en paralelo desde esta red como para alimentar los dispositivos del propio trolebús (hidráulica volante, sistema de calefacción, etc.) Si el trolebús pasa por debajo de la flecha, entonces frenado reostático.

Casi todo el recorrido de un trolebús consta de varias partes:

• parejas de pantógrafos;

• cortacircuitos;

• unidad de control IGBT;

• esquema regulatorio;

• controlador de movimiento y freno;

• bloque de reóstatos;

• estrangulador para suprimir la interferencia;

• ordenador de panel o módulo de conmutación para conectar a un ordenador externo.

Con la ayuda de un panel o una computadora externa, se realizan diagnósticos del motor de tracción del trolebús, se revisan los parámetros de su funcionamiento, se cambian las configuraciones si es necesario. controlador de microprocesador… Todos los parámetros de funcionamiento y el estado actual del accionamiento de tracción se almacenan digitalmente.

Los siguientes son algunos modelos de sistemas de control. detrás de las corrientes de fuga y disponer de un sistema de protección adecuado — desconexión automática de la red. Opcionalmente, también puede estar presente aquí contador de energía consumida en movimiento y recuperada en parada.

Vale la pena mencionar por separado electrónica de protección de carros, que sirve para mejorar la seguridad de los pasajeros. Por ejemplo, un trolebús no se moverá cuando las puertas de los pasajeros estén abiertas o no haya aire en el sistema de frenos.