Структурная схема.Блок регулирования (плата питания) вырабатывает напряжение питания +15В для питания датчиков системы УСТА с нагрузочной способностью до 1А: ХР1:В6(+15В); ХР1:В7(0.2). Блок регулирования вырабатывает напряжение питания индуктивного датчика. Частота напряжения питания датчика задается программно (1 кГц). Индуктивный датчик подключается к внешнему разъему ХР1 блока регулирования на ХР1:С8 (П.ИД) и ХР1:С7 (0.ИД). Для питания элементов схем блока регулирования плата питания вырабатывает: - стабилизированное напряжение постоянного тока "+5В", выведенное на контакты разъема ХР1:В2¸В8 (+5В) относительно общего ХР1:В10¸В16(общ.); - стабилизированное напряжение постоянного тока "+15В", выведенное на контакты разъема ХР1:А4(+15.1) относительно общего ХР1:В10¸В16(общ.); - стабилизированное напряжение постоянного тока "-15В", выведенное на контакты разъема ХР1:А3(-15.1) относительно общего ХР1:В10¸В16(общ.) - частотный сигнал типа "меандр" 40 кГц амплитудой 12В ХР1:А8(~12.1), ХР1:А10(~12.2). Блок регулирования производит обработку поступающих в него входных сигналов из схемы тепловоза и выдает управляющие воздействия согласно управляющей программы, записанной в FLASH‑память микроконтроллера DD2 (АТ89С52 или АТ89С55). Запись управляющих программ осуществляется по требованию заказчика с помощью программатора (в состав блока не входит). Варианты управляющих программ (Таблица 2):
Таблица 2 - Варианты управляющих программ
Управляющая программа написана на языке высокого уровня С и имеет блочное построение. Приведена структура управляющей программы (см. Рисунок 2). После подачи питания на блок регулирования запускается управляющая программа. Управляющая программа состоит из: - основной программы (фоновый режим); - программы обработки прерываний с циклом 10 мс; - программы обработки прерываний от последовательного канала связи; - программы обработки прерываний от частотного сигнала 1; - программы обработки прерываний от частотного сигнала 2. Основная программа состоит из бесконечного цикла. Перед входом в цикл проходит блок инициализации. В этом блоке производится начальная установка режимов работы самого микроконтроллера и настройка периферийных устройств на плате процессора:
Рисунок 2 - Программа управляющая. Схема структурная. - микросхемы DD11 (КМ1821РУ55) – статическое ОЗУ емкостью 256х8 байт с тремя портами ввода-вывода данных РА, РВ, ОС и 14‑битовым программируемым таймером IOPT RAM O; - микросхемы DD14 (КМ1821РУ55) – IOPT RAM 1, и на плате АЦП: - микросхемы DD8 (КМ1821РУ55) – IOPT RAM 2 - микросхемы DD9 (КР580ВИ53) – трехканальное программируемое устройство (таймер 1); - микросхемы DD10 (КР580ВИ53) (таймер 2). Бесконечный цикл включает в себя два блока обработки: - блок обработки информации с циклом 0,1 с, в котором производится опрос дискретных входов; выдача команд на выходные ключи (включение/выключение исполнительных аппаратов); "медленные" регуляторы (регулятор мощности, регулятор тормоза): · регулятор тяги вычисляет темпы изменения напряжения главного генератора в зависимости от рассогласования по мощности, наличия боксования, усиления/ослабления поля (работает в режиме тяги); · регулятор тормоза вычисляет темпы изменения тока возбуждения тяговых двигателей в зависимости от тормозного тока, наличия юза; - блок обработки информации с циклом 1 с, в котором производится выдача информации на светодиоды, расположенные на лицевой стороне блока регулирования; - вычисляется номер позиции контроллера машиниста. Программа обработки прерываний с циклом 10 мс работает по переполнению внутреннего таймера микроконтроллера и состоит из: - блока опроса каналов АЦП; - блока временных интервалов, который вырабатывает временные интервалы, необходимые для работы программы в целом; - блока "быстрых" регуляторов: · регулятор напряжения главного генератора вычисляет величину, пропорциональную скважности ШИМ - сигнала, в зависимости от рассогласования напряжения уставки и измеренного значения напряжения главного генератора (работает в режиме тяги); · регулятор вспомогательного генератора (стартер-генератора) вычисляет величину, пропорциональную скважности ШИМ‑сигнала, в зависимости от рассогласования напряжения уставки и измеренного значения напряжения вспомогательного генератора (стартер-генератора); · регулятор тока возбуждения двигателей в тормозном режиме вычисляет величину, пропорциональную скважности ШИМ- сигнала, в зависимости от рассогласования тока уставки и измеренного значения тормозного тока; - блока выдачи углов регулирования, в котором формируются ШИМ‑сигналы. Программа обработки прерываний от последнего канала связи работает по прерываниям, вырабатываемым при обмене информации с внешней ЭВМ. Частота обмена задается внешней ЭВМ. По командам, поступающим от ЭВМ, блок регулирования записывает информацию в ячейки ОЗУ, во встроенную память SEEPROM, считывает из ячеек ОЗУ и из памяти SEEPROM и передает информацию в ЭВМ. В память SEEPROM записывается и хранится информация о положении реек ТНВД (если на тепловозе установлен преобразователь измерительный перемещений ЯТАУ.401713.001) и другая информация. Для определения состояния схемы тепловоза в блок регулирования вводятся дискретные сигналы от органов управления (кнопки, тумблеры, электрические автоматы, контроллер машиниста и т.п.) и электроаппаратов (контакты реле, электропневматические клапаны и т.п.) по 16 каналам. Сигналы приходят на контакты А1 … А5, В1 … В5, С1 … С6 (дискретные входы ДВХ1‑ДВХ16 соответственно) внешнего разъема ХР1 блока регулирования, общий минусовой провод объединен на ХР1:А0 (-Uп). Дискретные сигналы поступают на плату гальванических развязок и после преобразования в ТТЛ‑уровень DI0¸DI16 на плату процессора на порты РА0¸РА7, РВ0¸РВ7 микросхемы DD14. Опрос дискретных каналов происходит программно каждые 0,1 с. Порты РА и РВ программируются на режим "ввод" данных. Внешние дискретные сигналы гальванически развязаны от внутренних цепей блока регулирования. Ток, потребляемый от источника сигнала, составляет 7–10 мА. Частотные сигналы, обрабатываемые блоком регулирования приходят на контакты А8, А7, А6 (F00, F01, F02 –1 канал) и А9, В9, С9 (F10, F11, F12 –2 канал) внешнего разъема ХР1. Оба канала гальванически развязаны между собой и с внутренними цепями блока регулирования. Входы F02 и F12 предназначены для подключения частотных сигналов с амплитудами 2.0¸200В. Входы F01 и F11 предназначены для подключения частотных сигналов, поступающих с внешнего делителя напряжения. Входы F00 и F10 являются общими для F01, F02 и F11, F12. Частотные сигналы поступают на плату управления ШИМ и после преобразования на плату процессора INT0, INT1 и плату АЦП СЕ0, СЕ1. Блок регулирования измеряет периоды входного сигнала с помощью внутреннего таймера микроконтроллера и таймера 2. Максимальная частота сигнала при погрешности измерения менее 5 % составляет 50 кГц. Значение опорной частоты для микроконтроллера задается программно, а опорная частота таймера 2 – 625 кГц. Обновление информации о периоде частотного сигнала происходит в начале каждого последующего периода сигнала. Токовые сигналы от измерительных преобразователей аналоговых сигналов с уровнем от минус 5 мА до плюс 5 мА подаются на внешний разъем XS1 контакты А1, А3, А5, А7, А9, В1, В3, В5, В9, С1, С3, С5, С7, С9 (АВХ1‑АВХ15, канал 1‑канал 15 соответственно) и контакты А2, А4, А6, А8, А0, В2, В4, В6, В8, В0, С2, С4, С6, С8, С0 (АЗ1¸АЗ15 – "аналоговая " земля). Эти сигналы поступают на плату АЦП на входные прецизионные нормирующие резисторы R2 (1 кОм), далее через пассивный фильтр R1, C1 на вход коммутатора, реализованного на микросхемах DD1, DD3 (КР590КН6). На 16-ый канал коммутатора с платы питания заведен сигнал о положении индуктивного датчика. С выхода коммутатора один из выбранных аналоговых сигналов поступает на вход микросхемы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) DD7(К1113ПВ1) через повторитель DА1 (140УД6) и подстроечный резистор R32. Опрос аналоговых каналов происходит программно каждые 0,01 с. Микроконтроллер управляет коммутатором и запускает АЦП через порты РСО¸РС3 и РС5 соответственно микросхемы DD8, а считывает информации с кодовых выходов АЦП через порты РА0‑РА7, РВ0, РВ1. Катушки электрических аппаратов (контакторы, реле, электропневматические вентили), управляемые блоком регулирования, подключаются к внешнему разъему XS2(10 каналов). Все каналы гальванически развязаны друг от друга и внутренних цепей блока регулирования. Катушки электрических аппаратов должны быть объединены по минусовой шине, коммутация с плюсовой шиной происходит через выходные ключи блока регулирования, выведенные на разъем XS2:С1¸С7, В1, В3, В6 (ДВЫХ1-ДВЫХ10). При этом для обеспечения возможности индивидуального подключения к плюсовой шине для каждого канала предусмотрен отдельный вход XS2:А1¸А7, В2, В4, В7 (КВЫХ1‑КВЫХ10). При работе на активно‑индуктивную нагрузку, для разряда индуктивности нагрузки на плате выходных ключей предусмотрены разрядные диоды VD2(КД226Г). Для их подключения необходимо соединить входы XS2:В5 и ХР2:А3 с минусовой шиной. Программное управление исполнительными электроаппаратами (включение/выключение выходных ключей) происходит каждые 0,1 с. Микроконтроллер через порты РА0¸РА7, РВ0, РВ1 микросхемы DD11 управляет работой выходными ключами. Управляющие сигналы с платы процессора поступают на плату выходных ключей КЛ1‑КЛ10. Регулирование тяговой электропередачи и напряжения вспомогательного генератора (стартер‑генератора) осуществляется через регулирование тока возбуждения возбудителя главного генератора и вспомогательного генератора (стартер‑генератора). Оба канала по цепям управления развязаны друг от друга и внутренних цепей блока регулирования. Обмотки возбуждения электрических машин должны быть объединены по минусовой шине. Плюсовые выводы обмоток возбуждения возбудителя главного генератора и вспомогательного генератора подключаются к внешнему разъему XS2 к выводам XS2:В1, В2, В6, С6, (N1, N1, N2, N2- 1 канал) и XS2:В3, В4, В7, С7, (N3, N3, N4, N4- 2 канал) соответственно. Коммутация с плюсовой шиной происходит через ключи ШИМ блока регулирования. Для каждого ключа ШИМ предусмотрен отдельный плюсовой вход: ХР2:С1¸С4 (+Uп1, +Uп1, +Uп2, +Uп2)-ключ ШИМ1 ХР2:А4¸А7 (+Uп3, +Uп3, +Uп4, +Uп4)-ключ ШИМ2 При работе на активно‑индуктивную нагрузку, для разряда индуктивности нагрузки в блоке регулирования на модуле ключи ШИМ предусмотрены разрядные диоды VD1 (КД213Д). Для их подключения необходимо соединить входы ХР2: А1, А2 (-Uп1, -Uп2) и ХР2:В5, С5 (-Uп3, -Uп4) с минусовой шиной через внешние резисторы сопротивлением 2¸4 Ом. Эти резисторы предназначены для ограничения сквозных токов, протекающих через выходные силовые транзисторы при их включении. Регулирование тока в обмотках возбуждения электрических машин осуществляется путем широтно‑импульсной модуляции подводимого напряжения (ШИМ). Частота импульсной последовательности составляет 100 Гц и задается программно. ШИМ‑сигналы OUT3 (ШИМ1) и OUT4 (ШИМ2) формируются на плате АЦП на выходах каналов 0 и 1 таймера 2 DD10. С платы АЦП эти сигналы поступают на плату управления ШИМ и после преобразования на плату ключи ШИМ. Микроконтроллер управляет шириной импульсов, тем самым изменяя средний ток, протекающий через обмотки возбуждения. Обмен информацией с периферийными устройствами осуществляется микроконтроллером по двунаправленной шине данных, с помощью микросхемы DD10 (КР1554АП6). Буфера шины адреса АD0 ¸AD15 и шина управления выполнена на микросхемах DD7, DD8, DD9 (КР1554ИР22). Шестнадцатиричные адреса устройств см. Таблица 3. Таблица 3- Шестнадцатиричные адреса устройств
Для тестирования, определения неисправностей и ремонта блока регулирования на комплекте КПА в проверяемый блок на плату процессора в панель DD2 необходимо вставить микросхему АТ89С52 с программой 643.00212251.00002‑02 12 02 (входит в комплект поставки КПА). 1.1.5 Маркировка и пломбирование 1.1.5.1 Каждый блок регулирования снабжен табличкой, выполненной в соответствии с требованием ГОСТ 12971. На табличке указано: - товарный Знак предприятия-изготовителя; - условное обозначение; - номер устройства по системе нумерации предприятия-изготовителя; - год (две последние цифры), квартал изготовления. - обозначение технических условий. 1.1.5.2 Маркировка должна быть нанесена способом, обеспечивающим четкость и сохранность маркировки в течение всего срока эксплуатации блока регулирования. 1.1.5.3 Маркировка потребительской тары должна содержать: - товарный знак или наименование предприятия-изготовителя; - наименование и условное обозначение блока регулирования; - число блоков (при групповой упаковке); - год (две последние цифры) и квартал изготовления. 1.1.5.4 Маркировку следует наносить непосредственно на потребительскую тару или ярлык, прикрепленный к ней. 1.1.5.5 Маркировка потребительской тары должна быть устойчива при хранении и транспортировании. 1.1.5.6 Блок регулирования должен быть опломбирован в соответствии с чертежами предприятия-изготовителя. Пломбирование осуществляется заводом-изготовителем. Блок регулирования также должен пломбироваться после текущего ремонта и технического обслуживания. 1.1.6 Упаковка 1.1.6.1 Упаковка должна обеспечивать сохранность блоков регулирования при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, транспортировании и хранении, и необходимую защиту от внешних воздействий (климатических и механических). 1.1.6.2 Упаковывание блока регулирования должно производиться по технологии предприятия-изготовителя в подборную тару. 1.2 Описание и работа модулей блока регулирования системы УСТА 1.2.1 Плата процессора ОЭП 597.01.00.000-01 1.2.1.1 Плата процессора обеспечивает: - управление всеми аппаратными ресурсами унифицированной системы управления электропередачей и электроприводом тепловозов в соответствии с алгоритмами и программным обеспечением для каждого типа локомотивов; - связь с отладочным оборудованием. 1.2.1.2 Плата процессора представляет собой модуль с тремя разъемами ХР1, ХР2 (ГРПМШ‑1‑45 ШУ2) и ХР3 (DB9P). 1.2.1.3 Питание платы: стабилизированное напряжение постоянного тока +5В подается на контакты разъема ХР1:В7 (+5 В) и ХР1:В10 (ОБЩ). 1.2.1.4 В состав платы входят следующие функциональные узлы и устройства: - микроконтроллер: DD2 (АТ89С52 или АТ89С55); - генератор частоты: Q1 (резистор кварцевый РГ‑07‑7ДП‑10000 кГц); DD4.1(КР1554ЛН1), DD4.2(КР1554ЛН1), DD4.3(КР1554ЛН1); R2, R3; - счетчик DD1 (КР1554ИЕ18); - сторожевой таймер: DD3(МАХ695ЕРЕ); DD6.1(КР1554ЛИ1), DD6.2(КР1554ЛИ1); R7, R8, C24; - буфер шины адреса: DD7 (КР1554ИР22), DD8 (КР1554ИР22); - буфер шины управления: DD7 (КР1554ИР22); - буфер шины данных: DD10 (КР1554АР6); - статическое ОЗУ емкостью 256х8 байт с двумя 8‑битными и одним 6‑битным портами А, В, С ввода‑вывода данных и 14‑битным программируемым таймером (IOPT RAM1) DD11(КМ1821РУ55); - (IOPT RAM2) DD14(КМ1821РУ55); - память SEEPROM (две микросхемы 24LС65 установлены на колодке ХS1); - преобразователь уровня интерфейса RS232: DD13(МАХ232АЕРЕ), С1, С2, С3, С4; - дешифратор адреса: DD16 (КР1554ИД7); - формирование запроса прерывания частотного сигнала 1: DD5.5(КР1554ТЛ2), DD15.1 (КР1554ТМ2), R17, C7; - формирование запроса прерывания частотного сигнала 2: DD5.6(КР1554ТЛ2), DD15.2 (КР1554ТМ2), R19, C8; 1.2.1.5 Устройство и работа составных частей платы процессора 1.2.1.5.1 КМОП микроконтроллер АТ89С52 (АТ89С55), оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ, совместим по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейств 80С51 и 80С52. Микроконтроллер содержит 8 Кбайт (20 Кбайт) Flash ПЗУ, 256 байтов ОЗУ, 32 программируемых линий ввода/вывода, три 16-разрядных таймера/счетчика событий, дуплексный последовательный порт (UART), шесть векторных двухуровневых прерываний, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. 1.2.1.5.2 Генератор частоты, выполненный на микросхеме КР1554ЛН1 обеспечивает микроконтроллеру опорную частоту 10 МГц (ВQ). 1.2.1.5.3 Счетчик DD1 предназначен для формирования сигнала FТ частотой 625 кГц. На вход счетчика вывод 2 (С) поступает частота ВQ, а выходной сигнал с вывода 11 (Q3) подается на выводы 3(ТIN) микросхем DD11, DD14 и выведен на разъем ХР1:ВG(FT). 1.2.1.5.4 Сторожевой таймер, выполненный на специализированной микросхеме МАХ695, обеспечивает перезапуск ("рестарт") микроконтроллера при его зависании или при уменьшении напряжения питания ниже уровня 4,63 В. При "нормальной" работе микроконтроллера с вывода 4 (Р1.3) на вывод 11 (WDI) микросхемы DD3 через DD6.2 поступают импульсы с частотой ³ 100 Гц. При пропадании этих импульсов через определенный интервал времени на выводе 16(RES) появляется сигнал "низкого" уровня, который через DD6.1 поступает на вывод 9 (RST)-системный сброс микроконтроллера и разъем ХР1:В13(RESET). Таким образом, микроконтроллер перезапускается и продолжается его нормальная работа. 1.2.1.5.5 Для расширения возможностей микроконтроллера на микросхемах DD7, DD8, DD9, DD10 реализована системная шина: - адреса АD0÷AD15; - данных D0÷D7; - управления АLE, PS, RD, WR. Микросхемы DD7, DD8 выполняют роль защелки старшего байта адреса по сигналу ALE с вывода 2(Q0) микросхемы DD9. Шинный формирователь DD10 является двунаправленным и служит для приема и передачи информации по шине данных. Направление передачи определяется логическим уровнем на выводе 1(Т). К системной шине подключены периферийные устройства IOPT RAM0 DD11, IOPT RAM1 DD14, расположенные на плате процессора и на плате АЦП. Сигналы системной шины выведены на разъем ХР1 и поступают на плату АЦП. 1.2.1.5.6 Микросхема DD11 предназначена для управления работой выходных ключей, формирования сигнала частотой 1 кГц и хранения информации в ячейках ОЗУ. Управляющие сигналы с портов РА0÷РА7, РВ0, В1 (управляют выходными ключами КЛ1÷КЛ10 соответственно) выведены на контакты разъема ХР2:В21, А20, В20, А19, В19, А18, В18, А17, В1, В2. порты РА и РВ программируются на "вывод" данных. Сигнал "низкого"/"высокого" уровня открывает/закрывает выходной ключ. Внутренний таймер этой микросхемы работает в режиме "делитель частоты, генератор меандр". Выходной сигнал TOUT (вывод 6) через инвертор выведен на разъем ХР2:В6 (TOUT) и поступает на плату питания, где формируется сигнал питания индуктивного датчика. 1.2.1.5.7 DD14 предназначена для "ввода" дискретных преобразованных сигналов с платы гальванической развязки и хранения информации в ячейках ОЗУ. Дискретные сигналы приходят на контакты разъема ХР1:А11, В12, А12, В13, А13, В14, А14, В15, А7, В8, А8, В9, А9, В10, А10, В11 (РА0÷РА7, РВ0÷РВ7) и поступают на входы портов РА0÷РА7, РВ0÷РВ7 (дискретные входы ДВХ1-ДВХ16 соответственно) Эти порты программируются на "ввод" данных. Сигнал "низкого" уровня соответствует дискретному сигналу на входе блока регулирования с уровнем напряжения 75 В или 110 В. 1.2.1.5.8 Дешифратор адреса DD16 позволяет отдельно обращаться к микросхемам DD11, DD14. 1.2.1.5.9 Память SEEPROM (24LC65)предназначена для хранения информации о положении реек ТНВД и другой информации пользователя. Связь осуществляется под управлением микроконтроллера через порты Р1.6, Р1.7 по протоколу I I2C. 1.2.1.5.10 Преобразователь уровня интерфейса RS232 DD13 обеспечивает согласование ТТЛ‑уровней со стандартными уровнями последовательного канала. Сигналы ТХD, RXD, "+5 В", ОБЩ выведены на разъем ХР3 на контакты 3, 2, 4, 5. 1.2.1.5.11 Триггеры DD15.1 и DD15.2 формируют сигналы запроса прерываний измерения частотных сигналов. На входы контактов В22 (INT0) и В23 (INT1) разъема ХР2 приходят с платы управления ШИМ преобразованные в ТТЛ‑уровень частотные сигналы FI0 и FI1. Обработка сигналов INT0 и INT1 аналогична. Сигнал INT0/INT1 поступает на вывод 11/13 DD5.5/DD5.6 и далее с вывода 10/12 на вывод 3/11 триггера DD15.1/DD15.2. По заднему фронту сигнала INT0/INT1 на выходе триггера вывод 6/8 появляется сигнал "низкого" уровня, который поступает на вывод 12(Р3.2)/13(Р3.3) – запрос прерывания и вывод 2 (Р1.1) микроконтроллера DD2 и вызывает программу обработки частотного сигнала 1/2. Эта программа через вывод 5(Р1.4)/6(Р1.5) устанавливает на выходе триггера сигнал "высокого" уровня, тем самым подготавливая триггер к принятию следующих частотных сигналов. 1.2.2 Плата АЦП ОЭП 597.02.00.000-01 1.2.2.1 Плата АЦП ОЭП 597.02.00.000-01 обеспечивает: - прием входных аналоговых сигналов от датчиков тока и напряжения с уровнем сигнала от минус 5 до плюс 5 В (от минус 5 до плюс 5 мА), по пятнадцати каналам; - прием сигнала о положении индуктивного датчика (по шестнадцатому каналу); - формирование сигналов для управления ключами ШИМ с частотой не менее 100 Гц. 1.2.2.2 Плата АЦП представляет собой модуль с двумя разъемами ХР1, ХР2 (ГРПМШ-1-45ШУ2). На передней панели модуля расположены светодиоды VD1-VD8 и две кнопки S1, S2. Светодиоды и кнопки предназначены для индикации состояния блока регулирования и обеспечения дополнительных сервисных возможностей (определяется программным обеспечением). 1.2.2.3 Питание платы АЦП: стабилизированное напряжение постоянного тока "+5В", стабилизированное напряжение постоянного тока "+15В" и стабилизированное напряжение постоянного тока "-15В" подается на контакты разъема ХР1 и ХР2: ХР1:В7 (+5 В) ХР1:В10 (ОБЩ) ХР2:В18 (+5 В) ХР2:В16 (ОБЩ) ХР2:А18 (+15 В) ХР2:А17 (-15 В) ХР2:В17 (ОБЩ) 1.2.2.4 В состав платы АЦП входят следующие функциональные узлы и устройства: - АЦП DD8(К1113ПВ1А) с подстроечным резистором R32; - коммутатор АЦП: DD1, DD2.1, DD3 с входными фильтрами R1, C1 (функциональная группа А1÷А15) R3, C2 и нагрузочными резисторами R2 (функциональная группа А1÷А15); - повторитель DA1; - таймер 1 DD9 (КР580ВИ53); - таймер 2 DD10 (КР580ВИ53); - статическое ОЗУ емкостью 256х8 байт с двумя 8‑битными и одним 6‑битным портами А, В, С ввода‑вывода данных и 14‑битным программируемым таймером (IOPT RAM2) DD8(КМ1821РУ55); - дешифратор адреса: DD11, DD12, DD2.6; - регистр индикации DD4; - согласующие резисторы: DA2 и DA3 (сборка резисторная НР1‑3К33К68); 1.2.2.5 Устройство и работа составных частей платы АЦП 1.2.2.5.1 Микросхема К1113ПВ1А представляет собой 10‑и разрядный АЦП, рассчитанный на входные напряжения от минус 5,12 до плюс 5,12В. Регулировка чувствительности АЦП в небольших пределах может производиться с помощью подстроечного резистора R32. Подача сигнала РС5 "низкого" уровня на вывод 11(С) инициирует новый цикл преобразования. По окончании преобразования (30 мкс) на кодовых выходах устанавливается информация, соответствующая результату преобразования. 1.2.2.5.2 Коммутатор АЦП выполнен на микросхемах DD1, DD3 и предназначен для подключения одного из 16‑и каналов к выводу 13 (IN) АЦП DD7 через повторитель DA1 и подстроечный резистор R32. Токовые сигналы поступают на нагрузочные резисторы R2 (1 кОм±1%) (функциональные группы А1¸А15) с контактов разъема ХР2:А1¸А15 (ВХ1¸ВХ15) и ХР2:В1¸В15 (АЗ1¸АЗ15), и далее через пассивный фильтр R1 C1 на выводы 4, 5, 6, 7, 12, 11, 10, 9 (Х1¸Х8) DD1 и 4, 5, 6, 7, 12, 11, 10, (Х1¸Х7) DD3. Сигнал о положении индуктивного датчика с контакта ХР2:А16 (ВХ16) поступает через фильтр R3С2 на вывод 9 (Х8) DD3. "Аналоговая земля" (АЗ1¸ АЗ15) и "общий" объединены на плате АЦП. 1.2.2.5.3 Микросхема КМ580ВИ53-трехканальное программируемое устройство (таймер) предназначено для организации работы микропроцессорных систем в режиме реального времени. Микросхема формирует сигналы с различными временными параметрами. Программируемый таймер (ПТ) реализован в виде трех независимых 16-разрядных каналов с общей схемой управления. Каждый канал может работать в шести режимах. Программирование режимов работы каналов осуществляется индивидуально и в произвольном порядке путем ввода управляющих слов в регистры режимов каналов, а в счетчики—запрограммированного числа байтов. Управляющее слово определяет режим работы канала, тип счета (двоичный или двоично-десятичный), формат чисел (одно- или двух- байтовый). Обмен информацией с микропроцессором осуществляется по 8-разрядному двунаправленному каналу данных. Максимальное значение счета: в двоичном коде 216; в двоично-десятичном коде 104. Частота синхронизации каналов 0—2,5 МГц. Таймер 1 (DD9) предназначен для преобразования частотных сигналов СЕ0, СЕ1 в цифровой код. Преобразованные частотные сигналы с платы управления ШИМ поступают на контакты ХР2:А22 (СЕ1) и ХР2:А19 (СЕ2) и далее на выводы 11(СЕ0) и 14(СЕ1) DD9 (входы таймеров 0 и 1 каналов соответственно), а на входы синхронизации выводы 9(СО) и 15(СЕ) с контактов ХР1:В19(СО) и ХР1:В20(С1) тактовая частота 625 кГц. 1.2.2.5.4 Таймер 2 (DD10) предназначен для формирования двух ШИМ‑сигналов. С контакта разъема ХР1:В6 (FT) на входы синхронизации СО (вывод 9) нулевого канала и С1 (вывод 15) первого канала DD10 подается тактовая частота 625 кГц. Микроконтроллер осуществляет загрузку счетчиков таймера по шине данных каждые 10 мс. На выходах таймера ОUT0 (вывод 10) и ОUT1 (вывод 13) формируются отрицательные импульсы длительностью nТс, где n - число, загружаемое в счетчик таймера, Тс – период тактовых импульсов. Эти сигналы выведены на контакты разъема ХР2:А21 (OUT3) и ХР2:В22 (OUT4). 1.2.2.5.5 Микросхема DD8 предназначена для управления коммутатором (РСО-РС3), для запуска (РС5) и считывания информации (РАО¸РА7, РВ1, РВ2) с АЦП, для опроса кнопок S1, S2(РВ4, РВ5), а также для хранения информации в ячейках встроенного ОЗУ. Порты РА и РВ программируются на "ввод" данных, а порт РС на "вывод". 1.2.2.5.6 Регистр индикации DD4 предназначен для хранения информации, отображаемой на светодиодах VD1-VD8. 1.2.2.5.7 Дешифратор адреса D11, D12 позволяет отдельно обращаться к микросхемам DD4, DD8, DD9, DD10. 1.2.3 Плата выходных ключей ОЭП 597.03.00.000-01 1.2.3.1 Плата выходных ключей обеспечивает выдачу сигналов управления (с параметрами: напряжение 75 или 110 В, ток - до 1 А, вид нагрузки - активно-индуктивный) по десяти каналам. 1.2.3.2 Плата выходных ключей представляет собой модуль с двумя разъемами ХР1, ХР2 (ГРПМШ‑1‑45 ШУ2). 1.2.3.3 Питание платы выходных ключей: стабилизированное напряжение постоянного тока "+5В" подается на контакты разъема ХР1:В7(+5В), ХР1:В10 (ОБЩ) и частотный сигнал типа "меандр" 40 кГц амплитудой 12 В подается на контакты разъема ХР2:А9(~12.1), ХР2:А10(~12.1). 1.2.3.4 Плата содержит 10 одинаковых выходных ключей. 1.2.3.5 Устройство и работа составных частей платы выходных ключей Ключи гальванически развязаны друг от друга и цепей управления. Развязка выполнена на оптопаре транзисторной АОТ128А (DA1) и распределительном трансформаторе Т1. На первичную обмотку W1 трансформатора Т1 подается частотный сигнал типа "меандр", а с вторичных обмоток W2¸W11 сигналы поступают на однополупериодные выпрямители, выполненные на элементах VD3-VD12, С1-С10. Выпрямленные напряжения +12В (10 источников питания) питают схемы управления выходных ключей. Входные управляющие сигналы с контактов разъема ХР1:А16, А21, А4, А12, А2, А3, А8, А10, А14, А18 (КЛ1÷КЛ10) через инвертор DD1.1 и резистор R2 (функциональные группы А1-А10) поступают на катоды оптопар DA1. Аноды оптопар подключены к источнику питания "+5В". Инверторы DD1.1 используются для согласования по току. Выходные ключи выполнены на полевых транзисторах VT1 (IRF 830). Стоки транзисторов выведены на контакты разъема ХР2:А20, А17, А13, А12, А2, А1, А6, В6, В16, В21 (+К1 ¸ +К10). Контактные площадки С и В соединены. На стоки транзисторов подается напряжение 75 В или 110 В. Истоки транзисторов выведены на контакты разъема ХР2:А18, А16, А15, А11, А3, В1, А5, В5, В15, В20 (К1 ¸ К10). Контактные площадки D и Е соединены. К истокам транзисторов подключается активно—индуктивная нагрузка. Для разряда индуктивности нагрузки на плате предусмотрены разрядные диоды VD2. Аноды диодов выведены на контакты разъемов ХР2:А22, А21, А19, А14, А4, А8, А7, В7, В17, В21 (-К1 ¸ -К10) и должны соединяться с минусовой шиной. Контактные площадки F и Н соединены. Выходной ключ находится в закрытом состоянии, когда уровень входного управляющего сигнала "высокий". При этом через входной светодиод оптопары протекает ток и выходной транзистор оптопары шунтирует управляющий переход затвор‑исток. Выходной ключ включается при изменении уровня входного управляющего сигнала на "низкий". При этом выходной транзистор оптопары закрывается и на затвор полевого транзистора через резистор R5 подается напряжение питания. Для защиты ключей в цепях затворов полевых транзисторов установлены стабилитроны КС215Ж (VD3) (напряжение стабилизации 15 В) и параллельно цепи "сток‑исток" ограничители напряжения КС603Б (VD4) (напряжение пробоя 200В). 1.2.4 Плата гальванических развязок ОЭП 597.04.00.000-01 1.2.4.1 Плата гальванических развязок обеспечивает прием входных дискретных сигналов от схемы тепловоза с уровнем напряжения бортовой сети 75 или 110 В по шестнадцати каналам (входное сопротивление каждого канала должно быть не менее 10 к0м). 1.2.4.2 Плата гальванических развязок представляет собой модуль с двумя разъемами ХР1, ХР2 (ГРПМШ-1-45ШУ2). 1.2.4.3 Питание платы гальванических развязок: стабилизированное напряжение постоянного тока +5В подается на контакты разъема ХР1:В7(+5В), ХР1:В10 (ОБЩ). 1.2.4.4 Плата гальванических развязок состоит из 16 одинаковых каналов (функциональная группа А1¸А16) преобразования входных сигналов ДВХ1¸ДВХ16 в сигналы ТТЛ-уровня DI1¸DI16 с гальванической развязкой 1,5 кВ. 1.2.4.5 Устройство и работа составных частей платы гальванических развязок Гальваническая развязка выполнена на оптопаре АОТ128А (DA1). Входные дискретные сигналы с контактов разъема ХР2:А10, А9, А8, А7, А6, А5, А16, А15, А3, А4, А1, А2, А18, А17, А20, А19 (ДВХ1¸ДВХ16) через диод VD1, входной фильтр R6, C1 и резистор R2 поступают на аноды (вывод 1) оптопар DA1 (функциональная группа А1¸А16). Выходные сигналы DI1¸DI16 снимаются с коллекторов оптронов (вывод 5) и выведены на контакты разъема ХР1:В1, А1, А2, А5, А8, А9, А10, А11, А13, А12, А16, А15, А6, А7, А3, А4 (DI1¸DI16). Входной диод VD1 и RD‑цепь на элементах R1 и VD2 предназначены для защиты оптопары. 1.2.5 Плата управления ШИМ ОЭП 597.05.00.000-01 1.2.5.1 Плата управления ШИМ обеспечивает: - совместно с ключами ШИМ регулирование посредством широтно-импульсной модуляции напряжения на активно-индуктивной нагрузке с параметрами: напряжение питания 75 или 110 В при изменении тока от 0 до 20А. - прием входных частотных сигналов (от датчиков частоты, скорости и т.д.) по двум каналам. 1.2.5.2 Плата управления ШИМ представляет собой модуль с одним разъемом ХР1 (ГРПМШ‑1‑45 ШУ2) 1.2.5.3 Питание платы управления ШИМ: стабилизированное напряжение постоянного тока "+5В" подается на контакты разъема ХР1:В7(+5В), ХР1:В10 (ОБЩ) и частотный сигнал типа "меандр" 40 кГц амплитудой 12 В подается на контакты разъема ХР1:А8(~12.1), ХР1:А9(~12.2). 1.2.5.4 В состав платы управления ШИМ входят следующие функциональные узлы: - схема управления ключом ШИМ1: функциональная группа А1 DD1.1(KP1554ТЛ2), DA1(АОТ128А), DA3(521СА3), VT2(КТ361), VT3(IRF830), VD1(КД522Б), VD11(КС215Ж), С1, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R41; - схема управления ключом ШИМ2: функциональная группа А2 DD1.1(KP1554ТЛ2), DA1(АОТ128А), DA3(521СА3), VT2(КТ361), VT3(IRF830), VD1(КД522Б), VD11(КС215Ж), С1, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R41; - канал преобразования частотного сигнала 1: DD1.5, DD2.1(KP1554ТМ2), DA4(521СА3), DA5(АОТ128А), VD2(КД212А), VD9(КД212А), VD3(КД226Г), VD4(КД226Г), L1, С2, C3, C4, C5, C13, C16, R13, R15-R22, R35, R37, R39; - канал преобразования частотного сигнала 2: DD1.6, DD2.2, DA6(521СА3), DA7(АОТ128А), VD5(КД212А), VD10(КД212А), VD6(КД226Г), VD7(КД226Г), L2, С6-С9, C14, C17, R24, R26-R33, R36, R38, R40; 1.2.5.5 Устройство и работа составных частей платы управления ШИМ 1.2.5.5.1 Схема управления ключом ШИМ1 Входной управляющий сигнал с контакта разъема ХР1:А1(UШИМ1) через инвертор DD1.1 и резистор R2 поступает на катод оптопары DA1. Анод оптопары подключен к источнику питания "+5 В". Инвертор используется для согласования по току. Ключ ШИМ1 выполнен на четырех силовых полевых транзисторах IRFP460(IRFP360), подключенных параллельно и установленных на радиаторе модуля "ключи ШИМ". Эти транзисторы управляются напряжением, однако в начале интервалов включения и запирания требуют большие импульсные токи заряда и разряда емкостей прибора. Всем этим требованиям удовлетворяет выходной каскад, реализованный на выходных транзисторах VT2 и VT3. Цепи включения силовых транзисторов ключа ШИМ1: питание канала 1 +12В, переход открытого транзистора VT2 эмиттер‑коллектор, резистор R41, межплатные соединения – XS12:А16(УПР1) → XS13:В1(УПР1); XS12:В16(УПР2) → XS13:В3(УПР2); резисторы R3, R4 (плата ключи ШИМ), затворы силовых транзисторов VT1, VT2 (функциональные группы А1, А2), а цепь запирания – переход сток‑исток транзистора VT3, шунтирующий переходы затвор‑исток силовых транзисторов. Ключ ШИМ1 находится в закрытом состоянии, когда уровень входного управляющего сигнала "высокий". При этом через входной светодиод оптопары протекает ток и выходной транзистор оптопары находится в открытом состоянии. Выходной транзистор компаратора находится в закрытом состоянии, потому что уровень сигнала, поступающий на инверсный вход компаратора "-U" (вывод 3) с коллектора оптопары, выше опорного напряжения (неинверсный вход "+U"). Компаратор управляет работой выходного каскада. Транзистор VT3 откроется, а VT2 закроется. Ключ ШИМ1 включается при изменении уровня входного сигнала на "низкий". При этом через входной светодиод оптопары перестает протекать ток и выходной транзистор оптопары закроется. Выходной транзистор компаратора тоже откроется, потому что уровень сигнала на инверсном входе станет ниже опорного. Транзистор VT2 откроется, а VT3 закроется. Для исключения влияния шумов и помех по входу и питанию введена резисторная обратная связь (R8). Для защиты выходных транзисторов "ключей ШИМ" параллельно переходу затвор‑исток подключен стабилитрон VD11. Питание схемы управления ключа ШИМ1 – "+12 В" (импульсное переменное напряжение снимается со вторичной обмотки W6 трансформатора Е1 и поступает на однополупериодный выпрямитель VD1 (КД522Б) и конденсатор фильтра С1). 1.2.5.5.2 Схема управления ключом ШИМ2 работает аналогично схеме управления ключом ШИМ1. Питание схемы управления ключа ШИМ2 – "+12 В" (снимается со вторичной обмотки W8 трансформатора T1). 1.2.5.5.3 Канал преобразования частотного сигнала 1 выполнен на входном пассивном фильтре R13, R35, C13, компараторе DA4(521СА3), оптопаре DA5(АОТ128А), фильтре R39, С16, триггере Шмитта DD1.5(КР1554ТЛ2) и триггере DD2.1(КР1554ТМ2). Гальваническая развязка обеспечивается оптопарой и распределительным трансформатором Т1. Питание канала преобразования частотного сигнала 1 – "+12 В" выполнено на двухполупериодном выпрямителе VD2, VD9, фильтре L1, C4. Импульсное переменное напряжение снимается с обмоток W2, W3 трансформатора Т1. 1.2.5.5.4 Канал преобразования частотного сигнала 2 выполнен аналогично каналу преобразования частотного сигнала 1. Питание канала преобразования частотного сигнала 2 "+12 В" (снимается с обмоток W4, W5 трансформатора Т1). 1.2.6 Плата питания ОЭП 597.06.00.000-01 1.2.6.1 Плата питания обеспечивает: - питание плат блока регулирования системы УСТА с обеспечением их защиты от аварийных режимов; - питание комплекта датчиков системы УСТА. 1.2.6.2 Плата питания представляет собой модуль с одним разъемом ХР1 (ГРПМШ‑1‑45 ШУ2), на передней панели которого расположены светодиод VD1, тумблер SV и вставка плавкая FU1 с предохранителем 2 А. 1.2.6.3 Питание платы: от бортовой сети тепловоза с уровнем напряжения 110 В или 75 В постоянного тока с отклонением напряжения от плюс 20 до минус 30 % подается на контакты разъема ХР1:А6(+110В), ХР1:А7(+75В), ХР1:А5(-Uп). Приведены технические характеристики платы питания (см. Таблица 4) Таблица 4 – Технические характеристики платы питания
1.2.6.4 В состав платы питания входят следующие функциональные узлы: - запуска: С19, R14, R16, VD10 (стабилитрон Д816Б), VD11 (диод КД238ВС); - вольтодобавочного устройства (ВДУ): DA4(521CA3), DA5(KM1114EУ4), VT2(IRFP360), VD12(КД522Б), VD14(2Д213А), VD15(КД238ВС), L4, C20, C22, C24, C26, C28, C31, C36, R17, R19, R20, R23, R25, R27, R28, R29, R31, R32, R35, R37, R39, R40, R41, R52; - преобразователя напряжения: DA6(521CA3), DA7(KM1114EУ4), VT3(IRFP360), VT4(IRFP360), VD13(КД522Б), VD16(КД238ВС), VD19(КД522Б), VD20(КД522Б), трансформатор Т1, трансформатор Т2, С21, C23, C25, C27, C29, C30, C32, C33, C35, C37, R18, R21, R22, R24, R26, R30, R33, R34, R36, R38, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R48, R50, R51; - источника напряжения "+15 В" для питания ВДУ и преобразователя напряжения: Т1(W1, W2), L1(W1), VD1(АЛ307КМ), С1, С2, R1, R2; - источника напряжения "+15 В" для питания датчиков: Т1(W3, W4), L1(W2), VD5(КД212А), VD18(КД212А), VD2(АЛ307КМ), С3, С4, R3, R4; - источника напряжения "+5 В" для питания плат блока регулирования: Т1(W5, W6), DA1(142ЕН5А), VD3(АЛ307КМ), VD6(КД238ВС), С5, С6, С7, С8, С9, R5, R6; - источника напряжения "+15В" для питания платы АЦП: DA3(МАХ762ЕРА), L3, С14, С15, С17, С18; - источника напряжения "-15В" для питания платы АЦП: DA2(МАХ766ЕРА), L2, VD8(КД522Б), С12, С13, R49; - питания и обработки сигнала о положении индуктивного датчика: VТ1(КТ816В), VD7(КД522Б), R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 1.2.6.5 Устройство и работа составных частей платы питания 1.2.6.5.1 Узел запуска предназначен для формирования напряжения питания вольтодобавочного устройства и преобразователя напряжения в момент запуска. При включении тумблера SV по цепи предохранитель FU1, конденсатор С19, R16, VD10 протекает ток, который заряжает емкость конденсатора С19. В течение этого времени с катода стабилитрона VD10 через диод VD11 поступает напряжение +15 В. Резистор R14, необходим для разряда емкости С19 после выключения тумблера SV. Внимание! Повторное включение не ранее, чем через 20 сек после выключения. 1.2.6.5.2 Вольтодобавочное устройство предназначено для стабилизации выходного напряжения на уровне 115 В. Входное напряжение постоянного тока преобразуется в более высокое значение с помощью катушки индуктивности L4, диода VD14, конденсатора С31 и ключа VT2,управляемого ШИМ‑модулятором. Микросхема DA5 представляет из себя ШИМ‑контроллер импульсного источника питания, работающий на фиксированной частоте и включает в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки "мертвого" времени, триггер управления, прецизионный источник опорного напряжения на 5 вольт и схему управления выходным каскадом. Выходной каскад работает в однотактном или двухтактном режиме и управляется с помощью специального входа (вывод 13). Встроенный генератор пилообразного напряжения требует для установки частоты двух внешних элементов: резистора R37 и конденсатора С26. частота генератора определяется по формуле Модуляция ширины выходных импульсов (вывод 9 и 10) достигается сравнением положительного пилообразного напряжения, получаемого на конденсаторе С26 с двумя управляющими сигналами. Встроенные выходные транзисторы находятся в открытом состоянии в течение того времени, когда амплитуда пилообразного напряжения выше амплитуды управляющих сигналов. Следовательно, повышение амплитуды управляющих сигналов вызывает соответствующее линейное уменьшение ширины выходных импульсов. Под управляющими сигналами понимаются напряжение, производимое схемой "мертвого" времени (вывод 4) и усилителем ошибки (выводы 1, 2) с цепью обратной связи (вывод 3). Микросхема DA5 имеет встроенный источник опорного напряжения VREF на 5 вольт (вывод 14). Выходные транзисторы микросхемы DA5 работают в однотактном режиме (вывод 13 заземлен) по схеме эмиттерного повторителя, параллельно. На коллектор (выводы 8, 11)подано напряжение питания, к эмиттерам (выводы 9, 10) подключены нагрузочный резистор R39 и через резистор R52 затвор полевого транзистора VT2 (IRFP360 или IRFP460). Когда транзистор VT2 открыт, ток в индуктивности L4 возрастает; когда транзистор VT2 закрыт, напряжение на аноде диода VD14 возрастает, поскольку индуктивность пытается сохранить величину тока. Диод VD14 откроется и запасенная энергия в индуктивности передается на конденсатор С31. Выходное напряжение на этом конденсаторе больше входного и устанавливается переменным резистором R28. При увеличении входного напряжения выше уровня 115 В, транзистор VT2 будет находиться в закрытом состоянии и напряжение на конденсаторе С31 повторяет входное. На компараторе DA4 (521СА3) выполнена схема защиты по току, протекающему через транзистор VT2. На инверсный вход компаратора –U (вывод 3) подано опорное напряжение равное
где I - ток, протекающий через транзистор VT2; VVD15 - постоянное прямое напряжение на диоде VD15. Таким образом, если ток, протекающий через R40 превысит 12 А, т.е. + Uстанет больше – U, выходной транзистор компаратора закроется, и на управляющий вход микросхемы DA5(вывод 4) поступит напряжение, превышающее опорное напряжение (3,5 В) встроенного компаратора и, следовательно, выходной каскад закроется и закроется транзистор VT2. 1.2.6.5.3 Преобразователь напряжения выполнен по двухтактной полумостовой схеме на конденсаторах С32, С33 и полевых транзисторах VT3, VT4; в диагональ моста включена первичная обмотка трансформатора Т1 (обмотки W8 и W9 соединены последовательно). Управление транзисторами VT3 и VT4 осуществляется через развязывающий трансформатор Т2 ШИМ‑модулятором DA7. Схема управления преобразователя работает подобно схеме управления ВДУ и отличается работой выходного каскада микросхема DA7, выходной каскад работает в двухтактном режиме (вывод 13 соединен с выводом 14). Для обратной связи используется источник напряжения "+15 В", питающий ВДУ и преобразователь. Резистор R30 снимает часть этого напряжения. Это напряжение поступает на вход усилителя ошибки микросхемы DA7 (вывод 1) и сравнивается с эталонным (вывод 2). Переменный резистор R30 устанавливается в такое положение, чтобы при увеличении входного напряжения уровня 130 В начиналось линейное уменьшение ширины выходных импульсов микросхемы DА7. 1.2.6.5.4 Источник напряжения "+15 В" для ВДУ и преобразователя снимает импульсное переменное напряжение с вторичных обмоток W1 и W2 трансформатора Т1. Это напряжение поступает на двухполупериодный выпрямитель VD4, DD12 и конденсатор фильтра С1. Индуктивность L1 предназначена для фильтрации импульсных помех. 1.2.6.5.5 Источник напряжения "+15 В" для питания датчиков снимает импульсное переменное напряжение со вторичных обмоток W3 и W4 трансформатора Т1. Это напряжение поступает на двухполупериодный выпрямитель VD6, VD18 и конденсатор фильтра С3. 1.2.6.5.6 Источник напряжения "+5 В" для питания плат блока регулирования выполнен на стабилизаторе напряжения DА1. Импульсное переменное напряжение со вторичных обмоток W5, W6 поступает на двухполупериодный выпрямитель VD6, конденсатор фильтра С8 и далее на вход DA1 (вывод 17). 1.2.6.5.7 Источник напряжения "+15 В" для питания платы АЦП выполнен на микросхеме DA3 (МАХ762). Микросхема представляет из себя преобразователь входного постоянного напряжения "+5В" в фиксированное выходное напряжение "+15 В" с внешними элементами: индуктивностью L3, диодом VD9 и конденсатором С15. 1.2.6.5.8 Источник напряжения "-15 В" для питания платы АЦП выполнен на микросхеме DА2 (МАХ766). Микросхема представляет из себя преобразователь входного постоянного напряжения "+5 В" в фиксированное выходное напряжение "–15 В" с индуктивностью L2, диодом VD8 и конденсатором С13. 1.2.6.5.9 Питание индуктивного датчика выполнено на транзисторе VT1. На эмиттер транзистора подано напряжение "+5 В". На базу поступает сигнал с платы процессора частотой 1 КГц. С коллектора транзистора через ограничивающие резисторы R9 или R10 сигнал подается на индуктивный датчик. Обмотка индуктивного датчика шунтируется RD-цепочкой: R11; R12 или R13, VD7. В зависимости от типа индуктивного датчика, подключаемого к блоку регулирования, устанавливаются перемычки LM, LN, SR, ST. Для ИД32 – LM и SR, для ИД10, ИД31, ИД41 – LM и ST. Сигнал о положении индуктивного датчика снимается с конденсатора С11 и подается на шестнадцатый аналоговый вход платы АЦП. 1.2.7 Ключи ШИМ ОЭП 597.09.00.000-01 1.2.7.1 Ключи ШИМ совместно с платой управления ШИМ ОЭП597.05.00.000-01 обеспечивают регулирование тока в активно-индуктивной нагрузке с параметрами: напряжение питания 75 или 110 В при изменении тока от 0 до 20А по двум каналам. 1.2.7.2 Плата ключей ШИМ представляет собой модуль-радиатор с разъемом ХР1 (РП14-30Ш). 1.2.7.3 Устройство и работа платы ключей ШИМ Каналы гальванически развязаны между собой и корпусом блока регулирования. Все транзисторы и диоды установлены на радиаторе через изолирующие прокладки. Канал ключей ШИМ1 выполнен на четырех силовых полевых транзисторах VT1, VT2 (функциональная группа А1 и А2), ограничителе напряжения VD2 (КС901Б), защитной RDC‑цепи R1, C1, VD3 и двух шунтирующих нагрузку диодах VD1. Истоки всех транзисторов объединены, сигналы управления (УПР1, УПР2) подаются на затворы через резисторы R3, R4. Ограничитель напряжения на 200 В и RDC‑цепь установлены для защиты от перенапряжений. Канал ключей ШИМ2 выполнен аналогично каналу ключей ШИМ1. 2 Использование по назначению 2.1 Эксплуатационные ограничения К работе с блоком регулирования системы УСТА допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку и инструктаж по технике безопасности с электроустановками с напряжением до 1000 В. Наладочные и профилактические работы, которые осуществляются при включенном питании, должны осуществляться не менее чем двумя лицами из обслуживающего персонала. Работы, связанные с внешним осмотром элементов блока регулирования, сменой предохранителей, должны производиться только после отключения питания. Категорически запрещается: а) соединять и разъединять разъемы внешних соединений устройств при включенном питании; б) вынимать и вставлять модули устройств при включенном питании; в) производить прозвонку электрических цепей тепловоза мегаомметром при присоединенных разъемах блока УСТА. При проведении ремонтных работ пайку допускается производить паяльником, имеющим напряжение до 36 В. При монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании блока регулирования необходимо выполнять общие правила работы, установленные для электрических установок в "Правилах устройства электроустановок" и в "Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей". 2.2 Подготовка блока регулирования к работе 2.2.1 Перед установкой блока регулирования cнять защитные крышки с внешних разъемов блока регулирования. 2.2.2 Блок регулирования подвергается входному тестовому контролю на комплекте контрольно‑проверочной аппаратуры (КПА). 2.2.3 В блок регулирования, прошедший тестовый контроль установить микроконтроллер АТ89С52 (АТ89С55) с управляющей программой для данного типа тепловоза. Для этого отвернуть винты и с помощью ручки ОЭП597.00.00.002 извлечь плату процессора, в колодку DD2 установить микроконтроллер, установить плату на место. 2.2.4 Блок регулирования устанавливается на специально отведенное для него место в зависимости от типа тепловоза. 2.2.5 Монтаж блока регулирования на тепловозе осуществляется в соответствии со схемой электрической принципиальной тепловоза. Монтаж электрической схемы от внешних разъемов ХР1, ХР2, ХS2 блока регулирования рекомендуется вести проводом БПВЛ‑1,5 ТУ16‑505.911-76, от разъема ХS1 до преобразователей проводом КММ-2-0,35 ТУ16‑505.488-78. Длина проводов должна быть по возможности минимальной. К ответным частям внешних разъемов блока регулирования провода припаиваются припоем ПОС-60 и изолируются хлорвиниловой трубкой. 2.2.6 После установки блока регулирования и всей системы УСТА на тепловоз необходимо провести проверку технического состояния. 2.3 Использование блока регулирования 2.3.1 Проверка работоспособности и работа блока регулирования на тепловозе 2.3.1.1 На тепловозе перед запуском дизеля автомат "Питание УСТА" должен быть включен, тумблер на лицевой стороне блока регулирования в положении ВКЛ. После запуска дизеля должны загореться светодиод на лицевой панели платы питания и мигать светодиод на лицевой панели платы АЦП, сигнализирующие о том, что система УСТА работает. 2.3.1.2 Проверка технического состояния блока регулирования на тепловозе проводится в следующей последовательности: - ввод дискретных сигналов из схемы тепловоза; - ввод аналоговых сигналов из схемы тепловоза; - ввод частотных сигналов из схемы тепловоза; - включение и выключение аппаратов и устройств в соответствии с конкретным тепловозом; - регулирование напряжения вспомогательного генератора (стартер—генератора); - регулирование напряжения тягового генератора; - управление ослаблением возбуждения тяговых электродвигателей; - регулирование тока возбуждения тормозящих электродвигателей (только для тепловозов, оборудованных электрическим тормозом. 2.3.1.3 Рекомендуется проверять блок регулирования с помощью пульта переносного 27.Т.111.00.00.000 согласно инструкции 27.Т.111.00.00.000И. 2.3.1.4 Перечень средств измерения и оборудования для проверки, контроля и ремонта блока регулирования, их основные характеристики см. Таблица 5. Таблица 5 - Перечень средств измерения и оборудования для проверки, контроля и ремонта блока регулирования
2.3.1.5 После того, как дизель заглушен, необходимо выключить автомат "Питание УСТА". 2.3.1.6 При работе на аварийной схеме тепловоза необходимо: - при заглушенном дизеле и отключенной аккумуляторной батарее отключить внешние разъемы блока регулирования от схемы тепловоза (в случае выхода системы УСТА из строя); - перевести схему тепловоза с помощью аварийного переключателя в аварийный режим; - автомат "Питание УСТА" должен быть выключен. 2.3.2 Возможные неисправности блока регулирования и методы их устранения на тепловозе При возникновении неисправностей блока регулирования необходимо попытаться определить ее причину по внешним признакам и с помощью отладочного оборудования. Внимание! При измерении мегаомметром сопротивления изоляции цепей тепловоза необходимо отстыковать все внешние разъемы блока регулирования. Возможные неисправности и методы устранения см. в Таблице 6. Таблица 6 - Возможные неисправности и методы устранения
|
и равна 40±1 кГц.
. На прямой вход +U (вывод 2) подается напряжение, снимаемое с резистора R40 равное
,
