Sisteme de Comandă ale Troleibuzelor cu Tracțiune în Curent Continuu

INTRODUCERE

Funcţionarea transportului urban de călători este o problemă vitală pentru dezvoltarea economiilor urbane. Oraşele există deoarece ele permit oamenilor să folosească la maximum avantajul zonelor economice foarte aglomerate unde apropierea spaţială în sine facilitează cooperarea aducătoare de productivitate. Marea aglomerare de automobile conduce la reducerea fluenţei traficului la orele de vârf şi bineînţeles la poluarea masivă a mediului ambiant reducînd astfel confortul vieţii şi ducând la afectarea gradului de sănătate al populaţiei. Astfel, apare necesitatea utilizării în circulaţia urbană a unui vehicul nepoluant şi silenţios. Un impuls dat acestei direcţii, a fost şi fenomenul de “criză energetică” fenomen de amploare care a făcut cât se poate de clară, problema disponibilităţilor în rezerva de petrol, determinând astfel statele lumii să treacă la programe concrete de cercetare şi dezvoltare. Au început sa apăra astfel automobilele hibride, iar o soluţie pentru traficul urban din ce in ce mai “sufocat” este şi TROLEIBUZUL.

Principalele soluţii tehnice de tracţiune care s-au studiat şi se utilizează în prezent sunt:

• linie de curent continuu - motor de curent continuu

• linie de curent continuu - motor asincron (sau sincron)

In prezent suntem în stadiul în care variatoarele de tensiune continuă şi motoarele de curent continuu sint înlocuite cu acţionările de tracţiune în curent alternativ, preponderent cu motoare asincrone. Tendinţa generală este ca atunci cand se fac modernizări ale vehiculelor mai vechi, dar încă în serviciu, acţionate in diagrama de forţa clasică cu baterii de rezistori prin şuntare progresivă a acestora in funcţie de curent (diagrama foarte energofagă), se trece la schema de acţionare cu variatoare de curent continuu (choppere) pentru reutilizarea motoarelor de curent continuu existent, contactoarelor și o parte din bateria de rezistori de frînă reostatică Pentru vehicule noi se implementează schema de forţă în curent alternativ cu motoare asincrone sau sincrone. Sporirea fiabilitatea sistemului de tracțiune si a confortului pasagerilor se datoreaza utilizării microcontrolerelor de comandă care fac ca controlul să fie foarte precis și protecţiile sistemului pe partea de forţă să fie foarte eficiente.

Chopper-ele, utilizate la moment pentru actionarea troleibuzelor in Chisinau, solutioneaza partial problema avind reglaj lin doar pentru prima zona, pecind slabirea fluxulu (zona a doua) este realizta prin suntarea infasurarii ceea ce inevitabil duce la apariţia şocurilor şi consum sporit de energie. Pentru imbunatatirea indicilor cantitavi si calitativi a actionarii este propus conrolul separate a excitației motorului de tractiune și sistem procesoral de comanda.

1. DOCUMENTAREA TEHNICĂ ÎN DOMENIUL SISTEMELOR DE CONTROL ALE TROLEIBUZELOR CU MCC

1.1. Problemele actuale ale tracţiunilor electrice de curent continuu ale troleibuzelor

Mişcarea reprezintă un element esenţial în evoluţia societăţii umane, ea putând fi realizată sub diverse forme şi prin mijloace diferite. Indiferent de scopul său şi de modul de manifestare, mişcarea este caracterizată, înainte de orice, de consumul de energie.

Reducerea consumului de energie necesar deplasării reprezintă o preocupare majoră pe plan mondial, fiind avute în vedere posibilităţile de optimizare energetică a sistemelor de acţionare ale vehiculelor, reducerea rezistenţelor la rulare, optimizarea deplasării vehiculelor precum şi optimizarea circulaţiei, toate acestea trebuie să fie corelate cu creşterea calităţii transportului, a siguranţei şi confortului deplasării.

Apariţia şi producerea energiei electrice, a dus nemijlocit la dezvoltarea industriei electrotehnice, la creşterea numărului de consumatori şi la diversificarea acestora. Odată cu consumatorii casnici au apărut şi marii consumatori industriali ai energiei electrice. Transformarea acesteia în lucru mecanic prin intermediul maşinilor electrice, a fost aplicată şi la vehicule.

Vehiculul electric se defineşte ca fiind acela, care obţine forţa de tracţiune cu mijloace proprii, destinate acestui scop. Vehiculele electrice motoare pot fi:

- autonome, dacă alimentarea cu energie se face de la surse proprii aflate pe vehicule (generatoare sau baterii de acumulatoare), cum sunt locomotivele diesel electrice şi electromobilele;

- neautonome, dacă alimentarea cu energie electrică se face din exterior prin linii de contact (locomotive, tramvaie, troleibuze, metrouri).

După natura căii de circulaţie se diferenţiază:

- vehicule cu cale ghidată (cale ferată);

- vehicule cu cale neghidată (carosabile), cum sunt troleibuzele şi electromobilele.

Vehiculele electrice cu motoare cu aderenţă la calea neghidată, au sustentaţia realizată

prin roti pneumatice, pe suport de rulare nemetalic (carosabil), iar ghidarea pe cale se asigură utilizând o parte din roţile de sustentaţie, asociate cu mecanismul de direcţie.

În centrele urbane aglomerate, primul semnal de alarmă dat de circulaţia numărului tot mai mare de automobile, a fost poluarea excesivă a atmosferei. Pe lângă poluarea chimică a atmosferei, automobilul mai contribuie la creşterea gradului de poluare sonoră, acţionând asupra scoarţei cerebrale, zgomotul provocând iritaţii nervoase, slăbeşte atenţia.[1]

Astfel, apare necesitatea utilizării în circulaţia urbană a unui vehicul nepoluant şi silenţios. Un impuls dat acestei direcţii, a fost şi fenomenul de “criză energetică” fenomen de amploare care a făcut cât se poate de clară, problema disponibilităţilor în rezerva de “petrol”, determinând astfel statele lumii să treacă la programe concrete de cercetare şi dezvoltare

Au început sa apăra astfel automobilele hibride, iar o soluţie pentru traficul urban din ce in ce mai “sufocat” este şi troleibuzul.

Principalele soluţii tehnice de tracţiune care s-au studiat şi se utilizează în prezent sunt:

• linie de curent continuu - variator de tensiune continuă - motor de curent continuu

• linie de curent continuu - invertor trifazat - motor asincron (sau sincron)

La nivel international suntem în stadiul în care variatoarele de tensiune continuă şi motoarele de curent continuu au fost înlocuite cu acţionările de tracţiune în curent alternativ, preponderent cu motoare asincrone. Tendinţa generală este ca atunci cand se fac modernizări ale vehiculelor mai vechi, dar încă în serviciu, acţionate in diagrama de forţa clasică cu baterii de rezistori prin şuntare progresivă a acestora in funcţie de curent (diagrama foarte energofagă), se trece la schema de acţionare cu variatoare de curent continuu (choppere) pentru reutilizarea motoarelor de curent continuu existente. Pentru vehicule noi se implementează schema de forţă în curent alternativ cu motoare asincrone sau sincrone.