Источники питания аппаратуры СЦБ. Функциональные схемы
Обеспечение бесперебойного функционирования устройств железнодорожной автоматики и телематики и их связь с надёжностью устройств, ответственных за обеспечение электропитания устройств. Принцип управления углом отсечки силового элемента тиристора.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.11.2017 |
| Размер файла | 52,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Источники питания аппаратуры СЦБ. Функциональные схемы
Владимир Карев
Аннотации
В предлагаемой статье предлагаются к рассмотрению функциональные схемы источников питания аппаратуры СЦБ, производиться сравнительный анализ функциональных схем.
Power supply for railway automation and telematics systems. Functional layout.
Vladimir Karev, Riga Technical University Institute of Railway Transport, holder of a master's degree
In the article is considered the functional layouts for the power sources in railway automation and telematics systems. Considered influence of choice of functional layout on quality of functioning of the automation and telematics system.
Введение
Обеспечение бесперебойного функционирования устройств железнодорожной автоматики и телематики напрямую связано с надёжностью устройств, ответственных за обеспечение электропитания устройств. Современные требования к источникам электропитания, а именно, наличие нагрузок критичных к характеристикам самих блоков питания, распространяются и на качество электропитания. С применением в устройствах СЦБ необслуживаемых аккумуляторных батарей (АКБ) производства фирм "Sonenshein" и "BAE" повысили требования к таким характеристикам блоков питания, как:
1. Load regulation - зависимость выходного напряжения от изменения тока нагрузки;
2. Line regulation - зависимость выходного напряжения от изменения напряжения сети;
3. Current limitation - ограничение максимального выходного тока;
4. Ripple voltage - величина напряжения пульсаций.
Кроме того для блоков питания, поддерживающих режим содержания АКБ необходимо наличие температурной компенсации, позволяющей компенсировать саморазряд аккумуляторной батарей, связанный с понижением температуры окружающей среды.
Проблемой является отсутствие блока питания удовлетворяющего новым требованиям. Используемые блоки питания РТА-1, являются дальнейшим развитием блоков РТА, сохраняют принцип действия более применяемый в регуляторах мощности, нежели в источниках стабилизированного напряжения и тока, т.е. принцип управления углом отсечки силового элемента, которым является тиристор. Использование управления углом отсечки не позволяет получить приемлемых величин характеристик блока питания. Так, к примеру, величина пульсаций блока РТА-1 может достигать 10% при требованиях в 1.5%.
Так как создание блока питания аппаратуры СЦБ удовлетворяющего новым требованиям, является процессом модернизации существующих устройств, целесообразно рассмотреть существующею функциональную схему электропитания аппаратуры СЦБ (рис.1).
Вариант 1. принятое в СЦБ решение.
Источник работает на нагрузку и на аккумуляторную батарею, объединённых на одну линию. Схема гарантирует непрерывное питание аппаратуры СЦБ, при этом величина выходного напряжения - номинальное напряжение на аккумуляторной батарее, зависящее от предыдущего состояния АКБ (заряжен или разряжен) и от температуры при наличии схемы термокомпенсации. автоматика железнодорожный тиристор
Рис.1. Функциональная схема электропитания аппаратуры СЦБ.
Анализ функциональной схемы позволяет сделать следующие выводы:
· На нагрузке LOAD более оптимальным является стабилизированное напряжение, а на АКБ напряжение содержания, зависящее от состояния АКБ и работы термокомпенсации. При этом напряжение на АКБ может изменяться более чем на 15 % от номинального значения в режиме форсированного заряда. Это влечёт за собой изменение напряжения на нагрузке в тех же пределах.
Ups=U(akb,T)=Uakb, akb-cостояние АКБ(заряжен, разряжен) и Т-температура.
Принято считать номинальным напряжение на нагрузке величины 12В, 14В, 24В, 26В, 28В и следовательно аппаратура СЦБ бесцельно потребляет большее количество электроэнергия.
I ps=I akb+I load,
следовательно время восполнения ёмкости в режиме форсированного заряда зависит от тока нагрузки.
· Не позволяет производить диагностику состояния АКБ, без отключения АКБ.
Различным требованиям к оптимальным условиям электропитания нагрузки и АКБ, требования по диагностике АКБ и предотвращения глубокого разряда АКБ позволяет удовлетворить функциональная схема раздельного электропитания (рис.2).
Вариант 2. Общепринятый подход.
Использование в обеспечении электропитания двух источников позволяет обеспечить контроль состояния АКБ, обеспечить выполнения необходимого при эксплуатации АКБ алгоритма, обеспечить на нагрузке стабилизированное питание, снизить потребление электроэнергии устройствами СЦБ.
Рис.2. Функциональная схема электропитания аппаратуры СЦБ вариант 2.
Анализ функциональной схемы позволяет сделать следующии выводы:
· Питание обеспечивается двумя источниками.
· Напряжение на нагрузке стабилизированное.
U load= const.
· Потребление электроэнергии аппаратурой СЦБ меньшее и более выгодно. Мощность линии ~220 В используется эффективнее.
· Возможен независимый режим содержания АКБ с использованием рекомендованых методик (пример UI-метод заряда, и т.д.), что увеличивает срок службы.
U akb = U(akb,T).
· Надёжный контроль за состояние АКБ по результатам обработки информации о I akb и U akb.
· Возможность отключения АКБ и предотвращения глубокого разряда.
Учитывая экономический аспект, т.е. стоимость блока питания реализованного по функциональной схеме варианта 2, а также присутствие разрыва в линии питания АКБ - нагрузка, т.е. присутствует вероятность не включения ключа Switch, может быть предложен усовершенствованный вариант 1 (рис. 3).
Вариант 3.
Данный вариант сохраняет особенности варинта 1, но при этом позволяет контролировать состояние АКБ.
Рис.3. Функциональная схема электропитания аппаратуры СЦБ вариант 3.
Анализ функциональной схемы позволяет сделать следующии выводы:
· Питание обеспечивает один источник.
· Контроль тока АКБ производиться независимо.
· Ток в форсированного заряда АКБ может быть стабилизирован.
· Мощность линии ~220 В используется эффективнее.
· Возможен близкий к оптимальному режим содержания АКБ с использованием рекомендованых методик (пример UI-метод заряда, и т.д.), что увеличивает срок службы.
U akb = U(akb,T).
· Изменеия тока АКБ надёжно контролируются.
Выводы
Использование при проектировании и разработке систем электропитания устройств СЦБ общепринятой функциональной схемы позволяет ввести диагностику состояния АКБ, организовать локальную экспертную систему, оценивать состоянии источника, используя алгоритмы нечёткой логики прогнозировать состояние устройств в тех или иных условиях связанных с электропитанием устройств.
Список использованной литературы
1. Станционные системы автоматики и телемеханики под редакцией Вл. В. Сапожникова. М. Транспорт 2000
2. Нечёткая логика в системах управления. С. Гриняев. Изд. Дом. "Компьютерра" 2001.
3. ПИД-регуляторы: принципы построения. В. Денисенко. "СТА", N 4, 2006.
4. Power Electronics Design, Keith H. Sueker - A Practitioner's Guide 2005.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка системы электропитания для аппаратуры связи. Расчет токораспределительной сети; выбор преобразователей, выпрямителей, предохранителей, автоматических выключателей, ограничителей перенапряжений для бесперебойного питания в аварийном режиме.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.02.2013Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013Составление предварительной структурной схемы электропитания. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет числа элементов аккумуляторной батареи, параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора.
контрольная работа [232,2 K], добавлен 05.02.2013Способы контроля информационных слов и адресов в цифровых устройствах автоматики. Структурные и функциональные схемы контролирующих устройств. Обеспечение надежности устройств автоматики и вычислительной техники. Числовой аппаратурный контроль по модулю.
контрольная работа [5,0 M], добавлен 08.06.2009Разработка проекта, расчет параметров и составление схем электропитающей установки для устройств автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающей бесперебойным питанием нагрузки с номинальным напряжением 24,60 В постоянного и 220 В переменного тока.
контрольная работа [405,7 K], добавлен 05.02.2013Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Защита ЭПУ от внешних перенапряжений.
курсовая работа [222,2 K], добавлен 05.02.2013Выбор системы электропитания. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторных батарей. Подбор выпрямителей, источника бесперебойного питания и дизель-генератора. Параметры токораспределительной сети. Размещение оборудования электропитающей установки.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.02.2013Структура и направления деятельности компании ООО "Главный калибр". Изучение основных узлов и устройств вычислительной техники. Конструкторско-технологическое обеспечение производства приспособления. Выполнение работ по проектированию цифровых устройств.
отчет по практике [23,7 K], добавлен 17.04.2014Качество контроля и диагностики зависит не только от технических характеристик контрольно-диагностирующей аппаратуры, но и от тестопригодности испытываемого изделия. Сигналы, возникающие в процессе функционирования основной и контрольной аппаратуры.
реферат [29,0 K], добавлен 24.12.2008Понятие и функциональные особенности аналоговых измерительных устройств, принцип их работы, структура и основные элементы. Классификация электрических устройств по различным признакам, их типы и отличительные признаки, сферы практического применения.
презентация [745,2 K], добавлен 22.04.2013История развития устройств хранения данных на магнитных носителях. Доменная структура тонких магнитных пленок. Принцип действия запоминающих устройств на магнитных сердечниках. Исследование особенностей использования ЦМД-устройств при создании памяти.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.12.2012Схема выпрямителя, график токов и напряжений. Фильтры, используемые в устройствах электропитания. Принципиальная схема выпрямителя. Выбор полупроводниковых диодов. Рекомендации по монтажу и модернизации схемы. Частота пульсаций выпрямленного напряжения.
реферат [437,6 K], добавлен 21.06.2015Анализ влияния напряжения питания на работу микроэлектронных устройств. Принцип действия и характеристика устройств контроля напряжения. Выбор типа микроконтроллера. Функции, выполняемые супервизором. Разработка алгоритма и структурной схемы устройства.
диссертация [3,1 M], добавлен 29.07.2015Обеспечение перевозочного процесса надежно действующими устройствами автоматики, телемеханики и связи как основная задача дистанции сигнализации и связи. Ознакомление с оборудованием цеха и графиком технологического процесса обслуживания устройств.
отчет по практике [33,3 K], добавлен 14.06.2015Динамический режим работы усилителя. Расчет аналоговых электронных устройств. Импульсные и широкополосные усилители. Схемы на биполярных и полевых транзисторах. Правила построения моделей электронных схем. Настройка аналоговых радиотехнических устройств.
презентация [1,6 M], добавлен 12.11.2014Параметры и свойства устройств обработки сигналов, использующих операционного усилителя в качестве базового элемента. Изучение основных схем включения ОУ и сопоставление их характеристик. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств.
реферат [201,0 K], добавлен 21.08.2015Краткая характеристика аппаратуры связи и общие требования к электроустановке. Выбор системы электропитания дома связи по способу резервирования, построения и эксплуатации ЭПУ. Расчёт основного электрооборудования ЭПУ. Структурная схема электроустановок.
курсовая работа [36,0 K], добавлен 24.11.2008Разработка импульсного лабораторного источника вторичного электропитания, предназначенного для питания лабораторных макетов и низковольтных устройств. Конструкторский анализ схемы и расчет характеристик надежности. Экономическое обоснование проекта.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 11.03.2012Триггерные устройства как функциональные элементы цифровых систем: устойчивые состояния электрического равновесия бистабильных и многостабильных триггеров. Структурные схемы и классификация устройств, нагрузки и быстродействие логических элементов.
реферат [247,1 K], добавлен 12.06.2009Функции источников питания электронных устройств. Основные параметры однофазных выпрямителей и сглаживающих фильтров. Расчет однофазных мостовых выпрямителей, работающих на емкостных и Г- образных фильтрах RC, расчет резистивно-емкостных фильтров.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 27.12.2010
