Hur trolleybussen fungerar och fungerar

Invånarna i många städer är så vana vid att åka trolleybuss att de knappt tänker på det faktum att de för närvarande använder en ekologisk och ganska ekonomisk transportform, ungefär som en elbil med flera säten. Samtidigt är enheten av en trolleybuss inte mindre intressant än enheten av, säg, en spårvagn. Låt oss dyka lite djupare in i detta ämne.

Den moderna trolleybussen har en ganska komplex elektrisk del. Dess styrsystem är baserat på halvledare som styrs av en mikroprocessor, som arbetar tillsammans med luftfjädring, ABS-system och i nära samverkan med alla delar av det komplexa elektroniska informationssystemet. Detta inkluderar möjligheten till autonom rörelse, mikroklimatregleringssystem etc.

Därmed är dagens trolleybuss ett fullfjädrat stadsfordon som uppfyller alla krav på säkerhet, komfort och effektivitet.

Trolleybussens utveckling utvecklades gradvis, nästan på samma sätt som för bussar.Det är lätt att anta att karossstrukturerna för de första trolleybussarna och deras chassi ursprungligen var baserade på låggolvsbussar som Bogdan-E231, MAZ-203T och andra. Själva trolleybussen dök dock upp mycket senare. Och sådana moderna stadsbilar som Electron-T191 och AKSM-321, till exempel, utvecklades omedelbart som trolleybussar. Men kroppens kontinuitet från modell till modell kan fortfarande spåras.

Trolleybussens stamfader i slutet av 1800-talet:

Redan från tiden för Sovjetunionen blev detta fordon från kontaktledningen genom vagnar en sed en konstant spänning på 550 volt tillförs… Det är standarden. Under dessa förhållanden kan en fullastad trolleybuss nå en hastighet av cirka 60 km/h på en jämn väg.

Traction drive var ursprungligen avsedd för stadstrafik, därför begränsar den maxhastigheten till 65 km / h. Men även vid denna hastighet kan fordonet enkelt manövrera inom 4,5 meter på ena eller andra sidan av kontaktlinjen. Låt oss nu rikta vår uppmärksamhet mot de elektriska komponenterna i detta anmärkningsvärda fordon.

Trolleybussens huvudenhet är dragmotor… I den klassiska versionen är det likströmsmotor: cylindrisk ram, armatur med borstuppsamlingsblock, stolpar, ändsköldar och fläkt.

De flesta DC-vagnmotorer är serie- eller sammansatta. Motorer med transistor- eller tyristorstyrning fungerar endast med ett seriemagnetiseringssystem.

På ett eller annat sätt är trolleybusstraktionsmotorer ganska imponerande DC-maskiner, designade för en effekt på cirka 150 kW och kräver en extra DC-omvandlare för normal stabil drift.Motorn i sig kan väga cirka ett ton och förbruka en ström på cirka 300 A med ett axelvridmoment på över 800 N * m (vid en axelhastighet på 1650 rpm).

Några av modellerna av moderna trolleybussar bär AC-asynkrona traktionsmotorer som drivs av dedikerade AC-traktionsomvandlare… Motorer av denna typ är mindre skrymmande, dessutom mer kraftfulla, de kräver inget regelbundet underhåll (jämfört med samlarmotorer).

Men sådana motorer behöver speciella halvledaromvandlare… Motorn själv kan ha ett par hastighetssensorer som är monterade på axeln. De flesta asynkrona AC-traktionsmotorer drivs av 400 V, har en ekorrburrotor och en trefas statorlindning med en klassisk "stjärnanslutning".

Motorn är vanligtvis placerad på baksidan av trolleybusskroppen. På dess drivaxel finns en fläns, med hjälp av vilken en mekanisk transmission utförs genom kardanaxeln till drivaxeln genom drivhjulet.

Motorhuset är helt isolerat från kroppen, så höga spänningar kan inte nå dess ledande delar. Detta säkerställs av det faktum att flänsen är gjord av isoleringsmaterial, och monteringen av motorn på konsolerna är aldrig komplett utan isoleringshylsor.

Den moderna trolleybusstraktionsmotorn drivs av ett transistor-pulsstyrsystem av IGBT-transistorer, som anses vara mer perfekt än tyristor och ännu fler reostatkretsar.

Systemet innehåller en kopplingsdel för anslutning av en diagnosdator i syfte att justera och reglera motorstyrkretsen, samt för att övervaka tillståndet för dragutrustningen som helhet. Ett sådant styrsystem är det mest ekonomiska vad gäller energiförbrukning, och det ger också kontaktlös start och acceleration av fordonet utan onödiga energiförluster, vilket skulle vara fallet med ett reostatsystem.

Som ett resultat tillhandahåller den kompetenta kontrollen av traktionsmotorn trolleybussen mjuk start, tryckfri hastighetsreglering och pålitlig bromsning. En justerbar pulsspänning med en ankarström på cirka 50 A gör att trolleybussen kan röra sig smidigt, oavsett förekomsten av glapp i dess mekaniska transmissioner.

Hastighetsreglering erhålls steglöst även på grund av möjligheten att försvaga fältspolens ström när fordonshastigheten når 25 km/h. Vid inbromsning används även en justerbar ström - detta kallas dynamisk bromsning.

Den bakre vagnen har en hastighetsbegränsning på högst 25 km/h. Tack vare elektroniken har stopp företräde framför start. Vid behov är det möjligt att ändra strömavtagarnas arbetspolaritet.

Direkt transistor-puls trolleybussystem fungerar enligt följande. Tryck på fotpedalen aktiveras hallsensor, den analoga signalnivån från vilken är direkt relaterad till den aktuella pedalens positionsvinkel.

Denna signal omvandlas till digital och, redan i digital form, matas till traktionsenhetens mikroprocessorstyrenhet, varifrån kommandon skickas till förarens instrumentbräda krafttransistorer.

Drivkrafterna för krafttransistorerna reglerar i sin tur krafttransistorernas ström beroende på de kommandon som kommer från traktionsenhetens mikroprocessorstyrenhet. Styrspänningen för drivrutinerna är en låg spänning (den varierar från 4 till 8 volt) och det är dess värde som bestämmer driftströmmen för dragmotorns lindningar.

Du gissade rätt, krafttransistorer tjänar här halvledarkontaktorerspänningsstyrd, bara till skillnad från en konventionell kontaktor, här kan strömmen ändras väldigt, väldigt smidigt. Därav inget behov av reostater, enkelt nog PWM-teknik (pulsbreddsmodulering).

Om vagnen måste stoppas, växlas motorn till generatorläge och bromsningen tillhandahålls huvudsakligen av ankarets magnetfält, som också justeras. Således uppnås bromsning nästan till ett helt stopp av fordonet. Förresten, huvuddelen av trolleybussens styrtransistor-pulselektronik ligger på taket.

I processen att stoppa en modern trolleybuss fungerar systemet energi återhämtning… Detta innebär att energin som genereras av dragmotorn i generatorläge under bromsning återförs till kontaktnätet och kan återanvändas både för behoven hos elfordon som drivs parallellt från detta nätverk och för att driva enheterna på själva trolleybussen (hydraulisk) ratt, värmesystem etc.) Om trolleybussen passerar under pilen, då reostatisk bromsning.

Nästan hela körningen av en trolleybuss består av flera delar:

• par av strömavtagare;

• strömbrytare;

• IGBT styrenhet;

• regleringssystem;

• rörelse- och bromskontroller;

• block av reostater;

• choke för att undertrycka störningar;

• paneldator eller switchmodul för att ansluta till en extern dator.

Med hjälp av en panel eller en extern dator utförs diagnostik av trolleybussens dragmotor, parametrarna för dess funktion granskas, inställningarna ändras vid behov mikroprocessorstyrenhet… Alla driftsparametrar och det aktuella tillståndet för drivenheten lagras digitalt.

Följande är några modeller av styrsystem bakom läckströmmarna och har ett lämpligt skyddssystem — automatisk bortkoppling från nätverket. Eventuellt kan den också finnas här räknare för energi som förbrukats för rörelse och som återvinns under stopp.

Det är värt att nämna separat vagnskyddselektronik, vilket tjänar till att förbättra passagerarnas säkerhet. Till exempel kommer en trolleybuss inte att röra sig när passagerardörrarna är öppna eller det inte finns någon luft i bromssystemet.