Контейнер тягового инвертора предназначен для размещения оборудования (аппаратуры) управления тяговым приводом и питания током с регулируемыми напряжением и частотой четырех асинхронных тяговых двигателей вагона в режиме тяги и управления тяговыми двигателями в режиме следящего рекуперативного и реостатного электрического торможения.
    Корпус контейнера представляет собой металлическую сварную конструкцию из нескольких секций. Секции контейнера разбиты на отсеки, что позволило отделить силовое оборудование от аппаратуры управления и обеспечить соответствие требованиям электромагнитной совместимости. Доступ к оборудованию, размещенному в отсеках, возможен через их крышки.
    Для обеспечения требований безопасности при эксплуатации электрооборудования на крышки нанесены предупреждающие знаки и надписи.

    Состав контейнера.
    Контейнер включает в себя все оборудование 3-х фазного частотно-регулируемого асинхронного тягового привода вагона за исключением дросселя сетевого фильтра, тормозного реостата и тяговых двигателей.
    В режиме тяги компоненты силовой цепи преобразуют напряжение сети постоянного тока, снимаемое с контактного рельса, в трехфазное напряжение с регулируемой амплитудой и частотой, для питания тяговых асинхронных двигателей. Так же компоненты силовой цепи используются для режима динамического реостатного торможения.
    Напряжение тяговой сети поступает в контейнер тягового инвертора через силовые устройства вагона: токоприемники ХА1 – ХА4, главный предохранитель FU1 и разъединитель QS.
    Контейнер закреплен к раме под вагоном и содержит все оборудование тягового привода, кроме тормозного резистора Rt и дросселя сетевого фильтра Lф. Тормозной резистор и дроссель сетевого фильтра закреплены к раме вагона отдельно. Тяговые двигатели М1 – М4 с датчиками частоты вращения ротора двигателя установлены на тележках.

    Основная цепь: 1 - верхний силовой вывод; 2 - неподвижный контакт; 3 - подвижный контакт; 4 - опора подвижного контакта; 5 - гибкое соединение; 6 - нижний силовой вывод. Управляющее устройство: 7 - сердечник; 8 - катушка; 9 - магнитопровод; 10 - замыкающий стержень.

    Предназначен:
    -Для подачи питания 850 в от токоприемников на силовой инвертор в штатном режиме
    -Для отключения силовой схемы от контактной сети в аварийных режимах
    -Для отключения силовой схемы от контактной сети при реостатном электрическом торможении без рекуперации энергии в контактную сеть
    -Для отключения силового инвертора от контактной сети при снижении напряжения в сети до уровня ниже 530в.

    Технические характеристики линейного контактора приведены ниже:

    Линейный контактор представляет собой однополюсный электромагнитный контактор постоянного тока с естественным охлаждением.
    Подвижный контакт 3 регулируется управляющим механизмом с помощью изолирующего рычага. Контакт установлен на пружинах во избежание колебаний и позволяет ему перекатываться по неподвижному контакту, облегчая разрыв электрической дуги при разъединении контактов. Небольшие скользящие движения, когда контакты ослаблены, убирают слой грязи или оксида, которые могут образоваться при работе контактора. Дугогсительная камера 11 установлена к контактной группе и закреплена блокирующим рычагом 12.
    Для обеспечения надежного гашения дуги, дугогасящая камера оснащена парой катушек 13, которые проводят ток только во время размыкания. Поэтому полярность незначительна.
    Дугогасительные решетки в камере выполняют следующие функции:
    - Снижение напряжения дуги;
    - Эффективное охлаждение дуги.
    Вспомогательные контакты 15 могут быть нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми в зависимости от того, как рабочие кулачки установлены.

    1 - дугогасительная камера; 2 - корпус контактора; 3 - силовые клеммы; 4 - клеммы управляющей катушки; 5 - блок вспомогательных контактов.

    Зарядный контактор подключает подводимое напряжение 750 В контактной сети через зарядный резистор к тяговому инвертору для заряда кондесатора сетевого фильтра.
    Контактор электромагнтный, снабжен двойной размыкающей цепью.
    Параллельно катушке контактора подключен резистор переменного сопротивления (варистор) который размещен внутри корпуса контактора.
    Контактором управляет блок управления тяговым приводом (БУТП-2). При замыкании силовых контактов в силовой схеме быстродействующего выключателя начинается процесс заряда конденсатора сетевого фильтра (СФ). Нормально разомкнутые силовые контакты контактора на короткое время замыкаются, подключая конденсатор к напряжению 750 В через резистор заряда конденсатора Rs. После того, как конденсатор зарядился, замыкаются контакты линейного контактора ЛК, шунтируя контакты ЗК и сопротивления R3, что привод к отключению зарядного контактора и тяговый инвертор получает питание через линейный контактор.
    Таким образом, зарядный контактор замыкается под нагрузкой и размыкается без нагрузки, когда зарядный резистор и контактор зашунтированы контактами ЛК.

    При поступлении питания в БУТП-2 и далее на панель с реле (ПР) – включаются промежуточные реле К4 и К6, что приводит к замыканию их контактов в цепях катушек зарядного контактора (ЗК) и линейного контактора (ЛК).
    ЗК включается и своими силовыми контактами подключает к контактной сети зарядное сопротивление конденсатора фильтра. После заряда конденсатора в силовой цепи замыкаются силовые контакты линейного контактора (ЛК), что обеспечивает:
    - Шунтирование цепи зарядного контактора – ЗК отключается
    - Силовой инвертор получает питание через контакты линейного контактора.

    Одновременно включается вспомогательной контакт, который используется для передачи в БУТП-2 состояние силовых контактов ЛК и их включение.
    Срабатыванием контактора управляет блок управления тяговым приводом (БУТП-2). Линейный контактор всегда отключается при отключении быстродействующего автомата, т.к. в цепи питания катушки ЛК разрывается блокировка ВБ.),что приводит к обесточиванию катушки ЛК.
    Линейный и зарядный контакторы управляются блоком управления тяговым приводом, путем формирования сигналов «Упр. ЛК» и «Упр. ЗК» за счет включения соответствующих управляющих реле. При включении БВ формируется сигнал «Упр. ЗК» для начала процесса зарядки конденсатора сетевого фильтра Сф. Поскольку БУТП не может напрямую питать катушку ЗК, то он своим сигналом «Упр. ЗК» включает контактор К4 на панели промежуточных реле в контейнере тягового привода по цепи: +80В – К4 – контакт «К» в БУТП – ОВ. К4 включившись, замыкает свой контакт в цепи питания катушки КМ1 зарядного контактора по цепи: +80В – контакт К4 – КМ1 – ОВ.
    После включения ЗК нормально разомкнутые контакты главной цепи контактора СК1 и СК2 замыкаются, подключая конденсатор сетевого фильтра Сф к напряжению 750В через резистор R3.
    (!) Включение ЗК осуществляется всегда после включения БВ, независимо от напряжения в контактной сети. Контрольный сигнал о включении ЗК «ЗК выкл=0» через нормально замкнутый контакт (З1; З2) поступает на вход БУТП.
    При наличии напряжения 750В в контактной сети и включении ЗК, происходит процесс зарядки конденсатора сетевого фильтра Сф через контакты СК-1 и СК-2. Когда напряжение на конденсаторе сетевого фильтра достигнет 550В, то БУТП формирует сигнал «Упр. ЛК» для включения линейного контактора.
    Поскольку БУТП не может напрямую питать катушку ЛК то он своим сигналом «Упр. ЛК» включает реле К3 на панели промежуточных реле, которое подключает питание к линейному контактору по цепи: +80В – К3 – контакт «К» в БУТП – ОВ.
    Питание к ЛК и контактам К3 подводится по цепи: +80В – панель управления БВ – точка 5а – контакт 44-43 – точка 5в – замкнутый контакт К3 - точка 2а – нормально замкнутый контакт 2в – катушка КМ1 на панели управления ЛК – ОВ.
    Таким образом ЛК не включится, пока не замкнутся контакты БВ и ЗК. После включения ЛК, вспомогательные контакты ЗК (43; 44) шунтируются вспомогательными контактами ЛК (5а; 5в), так что ЗК может быть разомкнут.
    По достижении на конденсаторе сетевого фильтра Сф напряжения 550В, БУТП подает сигнал на отключение ЗК и дальнейший заряд Сф осуществляется через контакты СК1 и СК2 на панели управления ЛК.
    После включения ЛК и при размыкании контактов 2а и 2в, в цепь его катушки вводится энергосберегающий резистор R для обеспечения режима удержания.
    Контрольный сигнал о включенном состоянии ЛК «Лк вкл =1» через его замыкающийся контакт 3а и 3в поступает в БУТП. ЛК остается в замкнутом состоянии, пока напряжение в сети не упадет до уровня 550В.
    Наличие в линейном контакторе вспомогательных контактов, позволяет передать в БУТП информацию о состоянии главных контактов.

    1 - резисторы; 2 - алюминиевые кронштейны; 3 - стеклотекстолитовая панель.

    Зарядный резистор конденсатора фильтра (КЗ) номинальным сопротивлением (14±10%) ОМ - предназначен для ограничения тока заряда конденсатора сетевого фильтра.
    Резистор состоит из резистивного элемента, расположенного внутри алюминиевого корпуса с ребрами охлаждения и шпилькой заземления. Резистор имеет вынесенную клеммную коробку для подключения его выводов. Номинальная мощность зарядного резистора 500 Вт. Масса 3 кг.
    Резистор устанавливается снаружи отсека контакторов. Кабели к резистору подводятся из контейнера внутри пластиковой гофры с фитингами.

    Работа резистора (!) При замыкании контактов зарядного контактора (ЗК) происходит начальный бросок тока из-за заряда конденсатора фильтра. Зарядный резистор конденсатора ограничивает этот ток. При достижении напряжением фильтра заданной величины, с выдержкой времени 1 сек на дозаряд, включается линейный контактор (ЛК), подключая силовой инвертор непосредственно к тяговой сети. При этом контактор ЗК размыкается, предотвращая протекание тягового тока через зарядный резистор, рассчитанный только на ток заряда конденсатора.

    Разрядный резистор конденсатора фильтра обеспечивает безопасный разряд конденсатора фильтра перед проведением ТО.
    Резисторы обеспечивают разряд конденсатора сетевого фильтра С от номинального линейного напряжения 750 В постоянного тока до напряжения менее 50В за 2-5 минут, что обеспечивает безопасность проведения профилактических работ при ремонте.
    Разрядный резистор имеет естественное охлаждение, устанавливается снаружи отсека БВ и крепится болтами. Номинальная мощность разрядного резистора 600 Вт. Резистор конденсатора фильтра состоит из восьми постоянных проволочных резисторов сопротивлением 2,2 кОм +/- 10 каждый. Общим сопротивлением 1,1 кОм. Масса резистора 8 кг. Каждый резистор закреплен в специальном металлокерамическом держателе, установленном на стеклотекстолитовую электроизоляционную панель.

    В отсеке расположены блок управления тяговым приводом БУТП-2 и тумблер выключения питания блока «+24в».
    Блок представляет собой металлический каркас 2 с передней лицевой панелью 3,4 и задней крышкой. На лицевой панели блока расположен соединитель 1 для подключения технологического жгута контроля сигналов БУТП. В закрытом прозрачном окне расположен батарейный отсек и панель светодиодной индикации. Внутри каркаса размещается базовая узловая плата блока, в которую устанавливаются и крепятся остальные печатные платы электронных узлов блока. Узловая плата служит для организации межплатных электрических соединений модулей блока, на ней установлены электронные компоненты интерфейсов блока и четыре разъема для связи блока с цепями управления тяговым приводом.
    Блок управления крепится к несущей раме по углам каркаса блока. Тумблер крепится на скобу, расположенную на левой боковой стенке внутри отсека.
    Блок управления БУТП получает от блока компьютера вагонного управления БКВУ сигналы о выбранном режиме движения, силе тяги и направлении движения. БУТП производит соответствующие вычисления и передаёт вагонной системе управления сигналы о неисправностях и состоянии оборудования. Обмен данными между БКВУ и другими абонентами, в том числе с БУТП, осуществляется по вагонной линии связи, в качестве которой используется шина CAN – 2.0 с резервированием. При этом БКВУ является ведущим устройством на шине, частота обмена составляет 10 Гц.

    БУТП-2 обеспечивает выполнение следующих основных функций:
    - управление ВБ, контакторами, тормозным чоппером, силовым инвертором питания тяговых двигателей в режиме тяги и электрического следящего реостатно – рекуперативного торможения;
    - электронную защиту силовых цепей тягового электрооборудования в аварийных режимах;
    - управление силой тяги и торможения двигателей в зависимости от загрузки вагона;
    - защита от юза и боксования колесных пар;
    - самодиагностики, включающие в себя проверку самоинициализации;
    - настройки и анализа, включающие возможность перепрограммирования БУТП.
    Блок управления тяговым приводом БУТП подает управляющие импульсы на IGBT-модули, расположенные в модуле силового инвертора МСИ, (сигналы «Упр. +А», «Упр -А», «Упр. +В», «Упр -В», «Упр. +С», «Упр -С»). IGBT-модули инвертора включаются или отключаются по сигналам БУТП для преобразования постоянного входного тока в переменный выходной.
    Блок управления тяговым приводом БУТП, так же подает команды на управление IGBT-модулями реостатного тормоза «Упр. ТТ». Эти команды подаются по принципу широтно - импульсной модуляции для поддержания максимального напряжения 925В на конденсаторе сетевого фильтра.

    В отсеке расположены: субблок источника питания контейнера и панель промежуточных реле.

    Субблок предназначен для питания устройств управления, размещенных в контейнере стабилизированным, галиваническим развязанным напряжением.
    Источник питания представляет собой закрытый алюминиевый ящик с ребрами, внутри которого расположены электронные компоненты источника.
    Четыре электронных блоков с гальванически развязанными выходами, преобразующими поступающее от бортовой сети вагона напряжение 80 В постоянного тока в четыре разных напряжения питания устройств. Пластина основания источника имеет боковые вылеты с четырьмя крепежными отверстиями. Охлаждение источника естественное.

    В состав СБИПК входят следующие модули:
    - Модуль питания (МП-1503В1-01) 1 шт.
    - Модуль питания (МП-2402В1-01) 3 шт.
    - Модуль стабилизатора напряжения (МСН-7005В1-01) 1 шт.

    Конструктивно изделие выполнено в виде моноблока. Передняя панель его корпуса состоит из передних панелей входящих в него модулей и содержит следующие двухцветные светодиодные индикаторы:
    - CAN (в модулях МП-1503В1-01 и МП-2402В1-01), предназначенные для индикации наличия связи модулей по внутренней шине CAN в МСН-7005В1-01;
    - ВЫХОД (в модулях МП-1503В1-01, МП-2402В1-01 и МСН-7005В1-01), предназначенные для индикации режима работы модулей;
    - CAN1 (в модуле МСН-7005В1-01), предназначенный для индикации наличия связи модуля по внутренней шине CAN1 с МП-1503В1-01 и МП-2402В1-01;
    - CAN2 (в модуле МСН-7005В1-01), предназначенный для индикации наличия связи модуля по внешней шине CAN2 с внешними устройствами. Структурная схема субблока представлена ниже:

    Модуль стабилизатора напряжения МСН-7005В1-01 предназначен для питания стабилизированным напряжением "+75В стаб." устройств управления, размещенных в контейнере тягового привода головного и промежуточного вагона, а также других модулей СБИПК от бортовой сети с номинальным напряжением 80 В (в том числе при проезде токораздела).
    Модуль питания МП-2402В1-01 предназначен для питания блока управления тяговым приводом БУТП и двух датчиков номинальным напряжением питания 24 В при токе до 2 А.
    Модуль питания МП-1503В1-01 предназначен для питания драйверов ПВТ номинальным напряжением питания 15 В при токе до 3 А.
    В СБИПК предусмотрены сигнализация о его исправном состоянии и о нарушении диапазона входного напряжения (напряжения бортовой сети). Выходные каскады контрольных сигналов ЗАЩ.ИПК и ЗАЩ.ИП 80В представляют собой контакты реле, подключенные с одной стороны к бортовой сети. При отсутствии неисправностей во всех модулях изделия и при напряжении бортовой сети выше предельного значения равного 25В, контакты реле находятся в замкнутом состоянии и на контрольных выводах ЗАЩ.ИПК и ЗАЩ.ИП 80В присутствует напряжение бортовой сети.
    При отказе (включении защиты выходных цепей) одного или нескольких модулей СБИПК (МП-1503В1-01, МП-2402В1-01) по команде МСН-7005В1-01 происходит выключение всех модулей, кроме МСН-7005В1-01, контакт реле размыкается и отключает вывод ЗАЩ.ИПК от бортовой сети. При этом светодиодный индикатор ВЫХОД отказавшего модуля и светодиодные индикаторы ВЫХОД остальных модулей периодически мигают красным цветом, в зависимости от характера отказа, а светодиодный индикатор ВЫХОД МСН-7005В1-01, светится зеленым цветом.
    При отказе МСН-7005В1-01 происходит выключение всех модулей СБИПК, а его светодиодный индикатор ВЫХОД постоянно светится красным цветом. Светодиодные индикаторы ВЫХОД остальных модулей мигают красным цветом (4 мигания и пауза). Контакты реле контрольных сигналов размыкаются и контрольные выводы ЗАЩ.ИПК и ЗАЩ.ИП 80В отключаются от бортовой сети.
    При понижении напряжения бортовой сети ниже предельного значения 25В, происходит выключение всех модулей изделия, а их светодиодные индикаторы ВЫХОД, CAN, CAN1, CAN2 не светятся.
    При отсутствии связи по шине CAN1 какого либо из модулей с модулем МСН-7005В1-01, его светодиодный индикатор CAN постоянно светится красным цветом, при этом происходит выключение всех модулей, кроме МСН-7005В1-01.
    При отсутствии связи по шине CAN1 модуля МСН-7005В1-01 с остальными модулями происходит отключение остальных модулей СБИПК, а их светодиодные индикаторы CAN(МП-1503В1-01, МП-2402В1-01) и CAN1 (МСН-7005В1-01), постоянно светятся красным цветом.
    При отсутствии связи по шине CAN2 модуля МСН-7005В1-01 с внешними устройствами, его светодиодный индикатор CAN2 постоянно светится красным цветом.

    Работа изделия.
    Субблок ИПК получает питание непосредственно от аккумуляторной батареи. Он формирует гальванически развязанные напряжения вторичного питания, а так же выполняет функцию стабилизации напряжения 80В на уровне 70В, при снижении входного напряжения вплоть до 30В. Поэтому остальные потребители питаются стабилизированным напряжением 80В. С выхода СБИПК напряжение 80В поступает на клеммную рейку и распределяется на аппараты контейнера.
    СБИПК преобразует поступающее на его входы напряжение 80В постоянного тока. Электронные блоки создают четыре разных уровня гальванически развязанного напряжения для питания устройств контейнера тягового привода: 24В, +24В и -24В для питания датчиков, 15В для питания драйверов. Каждый канал имеет защиту от снижения и превышения выходного напряжения и от тока короткого замыкания. Срабатывание защиты в любом канале выходного напряжения приводит к полному отключению всех выходных каналов напряжений. Восстановление защиты производится повторной подачей напряжения питания на источник.

    На передней панели источника горизонтально расположены зеленые светодиоды, которые сигнализируют о том, что выходные напряжения источника находятся в допустимых пределах:
    - индикатор наличия напряжения +24В для БУТП-2;
    - индикатор наличия напряжения +24В для датчиков контейнера и ДЧВ;
    - индикатор наличия напряжения +15В для питания драйверов;
    - индикатор наличия напряжения -24В для датчиков.

    Красные светодиоды расположены вертикально, которые сигнализируют о том, что входное и внутреннее напряжения источника находятся в допустимых пределах:
    - индикатор входного напряжения -80В;
    - индикатор напряжения +12В внутреннего питания.

    На передней панели также вертикально расположены красные светодиоды, сигнализирующие о срабатывании защиты по соответствующему каналу источника. Внешние разъёмы и шпилька заземления установлены на верхней крышке источника.

    Панель предназначена для управления электрическими цепями включения ЛК и ЗК по командам БУТП-2, а также для формирования сигналов направления движения и признака управления для БУТП по командам БКВУ и с пульта машиниста.
    Панель представляет из себя текстолитовую плиту с установленными на ней электромеханическими реле, с электрическими и электронными компонентами. На панели установлены четыре реле типа РТ16. Два малогабаритных реле для связей с БКВУ установлены на печатной плате. Связь панели реле с электрическими цепями контейнера осуществляется через разъем.
    Панель реле получает питание: 80в от бортовой сети через БУТП-2 и 24в - от блока управления вагоном.

    Функции реле и электронных компонентов
    К1 - промежуточное реле (1) исполняют команды направления движения «Вперед», поступающей с БКВУ.
    К2 - промежуточное реле (2) команды направления движения «Назад», поступающей с БКВУ.
    КЗ - промежуточное реле (3) цепи управления линейным контактором ЛК.
    К4 - промежуточное реле (4) цепи управления зарядным контактором ЗК.
    К5 - реле (5) выбора цепей управления направлением движения от основного или резервного реверсора.
    К6- диодная сборка (6) - формирует сигнал резервного управления.

    В отсеке расположены три датчика токи в фазах А, В и С, на выходе силового инвертора датчики ДТа, ДТb, и ДТс, а также датчики напряжения: ДНUab и ДНca.
    Датчики напряжения установлены на скобе, расположенной в верхней части отсека. В отсеке датчиков (с выходом наружу) размещена ответная часть соединителя для подсоединения кабеля питания двигателя вентилятора МСИ и клемма его заземления. Подсоединение 12 проводов четырех двигателей вагона.

    ДТа – измеряет ток в фазе «А» на выходе силового инвертора. Используется для управления тяговыми двигателями.
    ДТb – измеряет ток в фазе «В» на выходе силового инвертора. Используется для управления тяговыми двигателями.
    ДТс – измеряет ток в фазе «С» на выходе силового инвертора. При слишком большом токе инвертор отключается.
    ДНUab – измеряет линейное напряжение между фазами «А» и «В» на выходе силового инвертора;
    ДНUca – измеряет линейное напряжение между фазами «С» и «А» на выходе силового инвертора;
    Оба датчика напряжения используются для управления тяговыми двигателями. Доступ к оборудованию отсека датчиков тока и напряжения производится через крышку отсека контейнера и крышку технологического люка, закрепленные при помощи болтов.

    1 - основание-охладитель; 2 - угловые крепления; 3 - ролик; 4 - кожух; 5 - резиновое уплотнение; 6 - низковольтный разъем; 7 - шина; 8 - платы драйверов.
    Преобразует входное напряжение контактной сети постоянного тока в 3-фазное напряжение переменного тока для питания тяговых двигателей вагона. В состав МСИ также входит чоппер тормозного реостата тягового привода.

    Модуль силового инвертора преобразует входное напряжение контактной сети постоянного тока в 3-фазное напряжение переменного тока для питания тяговых двигателей вагона. В состав МСИ также входит чоппер тормозного реостата тягового привода.

    Силовой инвертор. В отсеке расположены конденсатор сетевого фильтра С-1 (1), силовой инвертор (2) и панель вентиляторов (3). Конденсатор расположен над модулем силового инвертора и зафиксирован скобами. Инвертор установлен в отсеке под конденсатором на торцевых направляющих уголках. Уголки имеют ролики для удобства установки и извлечения модуля.
    В нижней части модуля сделан воздушный канал, который позволяют воздуху, продуваемому вентилятором, обдувать радиатор. Доступ к выводам модуля возможен через отсек БИПВ и центральный отсек.
    Для принудительного обдува конденсаторов сетевого фильтра С-1 и С-2 установлена панель питания вентиляторов. На панели установлены два плоских вентилятора типа «центрифуга», такой вентилятор забирает воздух сверху и гонит его вниз в продольном направлении, снимая тепло с нижней поверхности конденсатора С-1 и верхней поверхности конденсатора С-2 модуля силового инвертора.
    (!) Трёхфазный инвертор состоит из двенадцати IGBT-модулей, соединённых параллельно. Реостатный чоппер состоит из четырех IGBT (БТИЗ) модулей, так же соединённых параллельно.
    В чоппере нижний транзистор полумоста в работе не используется, постоянно закрыт и выполняет роль обратного диода.
    Транзистор IT7 работает в качестве реостатного тормозного чоппера, управляемого БУТП. Транзистор модуля IT8 всегда заперт, и модуль используется только в качестве обратного диода тормозного резистора.
    Когда требуется перейти в режим реостатного торможения, транзистор IT7 начинает работать с частотой 1200 Гц и переменной скважностью, тем самым, рассеивая тормозную энергию в тормозном резисторе Rт. Реостатное торможение необходимо, когда тяговая сеть не может принять ток рекуперации. При этом напряжение на конденсаторе сетевого фильтра составляет 925 В.
    Реостатный тормозной чоппер также используется в режиме тяги в качестве закорачивающей цепи при превышении напряжения тяговой сети свыше 1000 В.
    МСИ содержит электронное оборудование, установленное на основании – охладителе (1). Обратная поверхность охладителя снабжена ребрами для эффективного отвода тепла. IGBT – модули имеют изолированное основание и поэтому установлены прямо на заземленном основании – охладителе через специальную теплопроводящую пасту. Два изолированных токоотвода соединяют силовые транзисторы между собой по входному напряжению.
    Каждый IGBT модуль включает в себя по два транзистора и обратных диода. Все IGBT установлены на охладителе с принудительной вентиляцией.

    Основные технические характеристики:
    - выходное напряжение длительное 0-530В;
    - частота коммутации ШИМ инвертора 2400Гц;
    - частота коммутации ШИМ тормозного чоппера 1200Гц;
    - частота входного 3-х фазного напряжения питания двигателей 1-120Гц;
    - номинальная мощность 1000 кВт;
    - напряжение цепей управления 15В +/- 5%;
    - масса 210 кг.

    По обеим сторонам охладителя расположены угловые крепления (2), при помощи которых модуль закреплен внутри блока тягового инвертора. Крепления снабжены роликами (3), для упрощения изъятия модуля из отсека.
    Ребра охладителя забраны в металлический кожух (4), который образует вентиляционный канал для принудительного воздушного охлаждения. Модуль устанавливается в контейнер таким образом, что вентиляционный канал МСИ через резиновое уплотнение (5) стыкуется с воздушным каналом вентилятора охлаждения.
    Модуль инвертора имеет низковольтный разъем (6) цепей управления. Подключение силовых цепей осуществляется через шины (7). В держателе этих шин установлены датчик напряжения на конденсаторе сетевого фильтра (8) и защитный варистор (9).
    Для защиты тягового оборудования от перенапряжений в контактной сети, параллельно конденсатору фильтра модуля силового инвертора включен дополнительный варистор Rогр2.
    Модуль силового инвертора оборудован датчиком температуры, который подает сигнал о перегреве в блок управления тяговым приводом. Датчик состоит из двух термостатов, установленных на радиаторе и соединенных последовательно (см. рис.). Настроен на уставку температуры срабатывания +85 градусов (размыкает контакты) – БУТП отключается, при снижении температуры до +70 – контакты замыкаются и БУТП включается снова.
    Модуль силового инвертора обслуживается на вагоне. Содержание обслуживания – осмотр и очистка. Периодичность – 1 год.
    Управление силовым инвертором осуществляется блоком БУТП-2 , который формирует импульсы управления транзисторами МСИ. Управление силовым инвертором осуществляется по методу широтно-импульсной модуляции. БУТП подает управляющие импульсы на IGBT- модули, расположенные в МСИ (сигналы «Упр.+А»; «Упр.-А»; «Упр.+В»; «Упр.-В»; «Упр.+С»; «Упр.-С»). IGBT-модули инвертора включаются и отключаются по сигналам БУТП для преобразования постоянного входного тока в переменный выходной. БУТП так же подает команды на управление IGBT- модулями реостатного тормоза («Упр.ТТ»). Эти команды подаются так же по принципу ШИМ для поддержания максимального напряжения 925В на конденсаторе сетевого фильтра.

Предназначен для формирования электрических сигналов, пропорционально измеряемому напряжению, и передаче их в БУТП в качестве сигналов обратных связей для управления силовым инвертором и защиты тягового привода от перегрузок. Датчик является неразъёмным устройством. Резистор первичной обмотки расположен в корпусе датчика. Силовые кабели, провода управления и провода заземления подключаются к семи клеммам.
Датчик напряжения на конденсаторе сетевого фильтра интегрирован в конструкцию МСИ и измеряет напряжение на конденсаторе сетевого фильтра тягового привода.

Работа датчика. Датчик напряжения представляет собой измерительный преобразователь, основанный на эффекте Холла. Датчик имеет гальваническую развязку между первичной (силовой) и вторичной (управляющей) цепями. С выхода датчика снимается ток, величина которого прямо пропорциональна величине напряжения, приложенного к первичной цепи.

    Конденсатор сетевого фильтра состоит из конденсаторов С1 и С2 и является малоиндуктивным источником напряжения для силового инвертора и реостатного тормозного чоппера.
    Конденсатор С1 установлен в отсеке контейнера, конденсатор С2 включен в конструкцию модуля силового инвертора МСИ-3. Конденсаторы включены параллельно и служат малоиндуктивным источником питания для силового инвертора и реостатного тормозного чоппера. Диагностика предотказного состояния каждого конденсатора обеспечивается применением датчика превышения внутреннего давления. Сигналы с датчиков поступают в БУТП. Вместе Lф, С1 и С2 образуют LC- фильтр низких частот
    Каждый конденсатор состоит из пачки металлизированных полипропиленовых обкладок, заключенных в стальной прямоугольный корпус. Обкладки соединены параллельно, снабжены предохранительными вставками. Обкладки разделены на сегменты для предотвращения возгорания при нагрузках и перегреве. Металлизированные полипропиленовые обкладки являются самовосстанавливающимися. Конденсатор является неразъёмным устройством. Для лучшей отдачи тепла конденсатор заполнен специальным маслом. Конденсатор имеет клемму заземления.
    Контейнер тягового инвертора содержит два конденсатора фильтра (Сф1 и Сф2). Внешние электрические соединения производятся к четырем клеммам.

    Основные технические характеристики:
    - емкость конденсатора С1 – 16000 мкФ;
    - емкость конденсатора С2 – 24000 мкФ;
    - номинальное напряжение постоянного тока – 950В;
    - броски напряжения постоянного тока - до 1300В;
    - масса конденсатора С1 - 50 кг.

    Панель вентиляторов исключает застой нагретого воздуха в месте установки конденсаторов МСИ и конденсатора сетевого фильтра КТИ. Вентиляторы питаются постоянным напряжением 24В, имеют мощность 4,9 Вт, скорость вращения 2550 об/мин. и производительность 87,5 куб.м.
    Панель вентиляторов представляет собой металлическую пластину, на которой установлены вентиляторы (А1 и А2), термостат SK1 и клеммник – соединитель ХТ1 и ХТ2.
    Панель вентиляторов получает питание 24 В от СБИПК контейнера через термостат. Замыкание контактов термостата происходит при температуре на его корпусе 10С. Размыкание происходит при температуре 2С. Получив питание, вентиляторы работают непрерывно.

    Вентилятор предназначен для охлаждения радиатора МСИ. Вентилятор крепится своим фланцем выходного сопла к фланцу наружного воздуховода контейнера тягового инвертора.
    Представляет собой вентилятор осевого типа. С максимальной частотой вращения 2810 об/мин и двигателем мощностью 1,1 кВт. Двигатель вентилятора трехфазный, асинхронный.

    Работа вентилятора. Двигатель вентилятора вращает крыльчатку, создавая поток воздуха в воздуховоде контейнера тягового инвертора через рёбра радиатора охлаждения МСИ.
    Выход воздуха осуществляется в выходное отверстие в днище контейнера тягового инвертора. Вентилятор работает постоянно как в тяговом и в тормозном режимах, так и на стоянке поезда. При скорости движения вагона меньше 10 км/час блок питания вентиляторов переводит его в работу на скорости вращения 1400 об/мин, что позволяет несколько снизить шум от работы вентиляторов при подъезде к станции и стоянке поезда на станции.

    Предназначен для питания двигателей вентиляторов охлаждения тормозного резистора и МСИ. Блок установлен внутри КТИ и имеет, следовательно, как принудительное – воздушный канал принудительного охлаждения МСИ продлен в отсек БИПВ, так и естественное охлаждение. Что существенно снижает тепловую напряженность блока. Выход воздуха осуществляется через воздуховод в конце днища отсека. Внешние кабели высокого напряжения и цепей управления подключаются с задней стороны корпуса.
    БПВ состоит из электрических и электронных компонентов, размещенных в стальном корпусе (1). Корпус имеет вентиляционные отверстия и алюминиевый радиатор (2), установленный в передней части. БПВ устанавливается таким образом, что корпус находится внутри КТИ, в то время, как радиатор выходит наружу через днище отсека, в продолжение канала воздушного охлаждения МСИ, чем достигается герметизация отсека и хорошее охлаждение ребер радиатора набегающим потоком воздуха. На радиаторе расположен болт для подключения внешнего кабеля заземления.
    На задней стенке БИПВ расположены: держатель предохранителя бортовой сети 80В SF-2 и держатель предохранителя силовой цепи питания 750В SF-1. На боковой поверхности блока расположены световые цифровые индикаторы и сигнальные светодиоды.
    Напряжение 750 в тяговой сети подводится к блоку питания вентиляторов. При наличии питания от бортовой сети 80В БПВ всегда включен. Если в контактной сети присутствует силовое напряжение, то БПВ может формировать два независимых канала трехфазного напряжения 220В переменного тока для питания асинхронных двигателей вентиляторов МСИ и тормозного резистора. Блок питания в своем составе имеет понижающий чоппер и два независимых инвертора. Каждый инвертор преобразует входное напряжение постоянного тока в 3-фазное напряжение 220 в, частотой 25/50 Гц. Мощность каждого инвертора 1,1 кВт.
    При снижении скорости ниже 10 км/ч БПВ переходит в экономичный режим, фиксируя частоту выходного напряжения на уровне 25 Гц. Переход из экономичного режима в рабочий осуществляется при наборе скорости выше 10 км/ч. При этом одновременно оба канала БПВ начинают формировать выходное напряжение с увеличивающейся амплитудой и частотой. В рабочий режим сначала включается вентилятор инвертора, а затем, с выдержкой времени в 2с. – вентилятор резистора.

    БИПВ представляет собой статический полупроводниковый преобразователь входного постоянного напряжения в выходное трехфазное переменное и содержит три функциональных блока:
    - понижающий преобразователь напряжения (ППН);
    - инверторы ТИ-1 и ТИ-2.

    При этом понижающий преобразователь преобразует постоянное напряжение 550 – 1000в в стабилизированное постоянное напряжение 350в, а трехфазные инверторы преобразуют его в регулируемое ШИМ- напряжение.

    На базе перечисленных блоков в составе БПВ сформированы два канала питания двух асинхронных двигателей вентиляторов:
    - привод вентилятора обдува инвертора (1-й канал);
    - привод вентилятора обдува резистора (2-й канал).

    При этом каждый канал реализован на отдельном инверторе, а понижающий преобразователь является общим для обоих каналов.
    Питание собственных нужд БПВ (блоки управления, драйверы, датчики тока и напряжения и т.д.) осуществляется от вторичного источника питания (ВИП).
    Каждый канал БПВ имеет самостоятельную систему управления, защиты и сигнализации, представляя собой функционально законченный узел. Включение, регулирование и выключение каналов осуществляется дистанционно по заданному алгоритму. Все каналы преобразователя обеспечивают плавные пуск, регулировку и остановку двигателей вентиляторов.

    301 - верхний силовой контакт; 302 - нижний силовой контакт; 303 - кронштейн крепления выключателя; 304 - демпфер; 305 - дугогасительная камера; 306 - неподвижный главный контакт; 307 - подвижный главный контакт; 308 - неподвижный дугогасительный контакт; 309 - подвижный дугогасительный контакт; 310 - удерживающий соленоид; 311 - электромотор; 312 - вспомогательные контакты; 313 - низковольтный разъем; 314 - шток уставки расцепителя; 315 - плата управления; 316 - концевой выключатель

    Выключатель быстродействующий предназначен для защиты электрооборудования тягового привода от токов короткого замыкания. Отсек снабжен вентиляционной решеткой для доступа воздуха.
    Выключатель является расцепителем максимального тока прямого действия, не содержащего каких-либо электронных цепей управления. Включение выключателя производится путем подачи управляющего напряжения по определенному алгоритму на его катушку. Выключатели оснащаются расцепителями непосредственного действия для токов протекающих в двух направлениях. Настройка уставки срабатывания расцепителя осуществляется независимо для каждого направления протекания тока, в рамках установленного диапазона настройки.
    Механизм привода быстродействующего выключателя IR2015SV производства Microelettrica scientifica – независимый, со свободным расцеплением, с приводом от электромотора. Главные контакты удерживаются в закрытом положении по средством электромагнитной удерживающей катушки.

    Для формирования этого алгоритма служит панель управления выключателем, (2) которая по командам БУТП-2 обеспечивает:
    - формирование включающего импульса напряжения катушки;
    - перевод ВБ в режим электрического удержания с током 5% от тока замыкания;
    - выключение ВБ путем прерывания тока удержания.

    Выключатель быстродействующий закреплен в стальном сварном каркасе при помощи 4-х болтов (3) и двух поддерживающих изолированных шпилек (1). Два круглых соединителя служат для передачи сигналов управления выключателем и сигналов вспомогательных контактов ВБ.
    Подключение силовых внешних кабелей осуществляется к шинам выключателя.

    Включение ВБ осуществляется БУТП-2 с выдержкой времени (5 -10сек.), после включения аккумуляторной батареи и подачи напряжения (54-82в) на контейнер тягового привода, так как в блоке управления тяговым приводом формируется команда управляющему реле системы управления ВБ на его включение.
    Если, в результате какой-либо неисправности быстродействующий выключатель не включился, то БУТП-2 автоматически повторяет три попытки включения ВБ, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ», запрещающий дальнейшее включение выключателя, и на монитор машиниста выдается сигнал о неисправности тягового привода («Неисправность ТП»). При отключении быстродействующего выключателя ВБ в процессе работы привода по сигналу БУТП-2 или по сигналу его собственной защи ты от тока КЗ БУТП-2 автоматически производит повторное включение ВБ. Выдержка времениi на повторное включение (4,5 - 5,5сек), но не более трех раз в течение 30 сек, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ». При выключении ВБ линейный контактор (ЛК) выключается.
    Срабатывание ВБ по команде БУТП-2 При поступлении сигнала с БУТП-2 на систему управления ВБ на его отключение с катушки электромагнита снимается питание, при этом якорь вместе с управляющей рейкой и изолированным наконечником силой возвратной пружины отрывает подвижный рычаг от неподвижного контакта – происходит отключение выключателя.
    Срабатывание ВБ при перенапряжении в контактной сети При появлении повышенного напряжения в контактной сети БУТП-2, в первую очередь, по сигналам электронной защиты включает чоппер тормозного резистора. Если при этом напряжение по каким-либо причинам не понижается БУТП-2 дает команду через систему управления БВ на принудительное его отключение.
    При срабатывании дифференциальной защиты в режиме тяги (в силовой схеме смотри датчики ДТ1 и ДТ2 дают сигнал БУТП-2, который принудительно отключает БВ.
    На левой боковой стенке отсека установлена панель разрядного резистора конденсатора сетевого фильтра. На дальней стенке отсека установлен датчик входного тока в цепи силового питания контейнера.

    Для того, чтобы включить БВ, в БУТП необходимо единовременно включить контакты «К» реле «Вкл. БВ» и реле «Выкл.БВ».
    Через контакт реле «Вкл. БВ» получит питание катушка К1.4 и одновременно происходит заряд конденсатора С через резистор R5 по цепи: +80В – контактор «Вкл. БВ» в БУТП – НЗ контакты В1 и В2 на панели управления БВ – Х23 – 2 параллельные цепи: 1. Х23 – катушка К1.4 – Х26 2. Х23 – R5 – С+ ; далее: обкладка С- питания от Х26 – 207 провод – 0В.
    Катушка К2.1 включившись, замыкает контакт К2.2 и К2.3 подготавливая вторую цепь (цепь удержания) к работе.
    Катушка К1.4 включившись, замыкает контакты К1.1, К1.2, К1.3 и получает питание включающая катушка БВ по цепи: +80В – К1.1 – К1.2 – К1.3 – включающая катушка БВ – Х25 – 0В. Включающая катушка БВ, получив питание, размыкает контакты В1 и В2 и замыкает контакты В3 и В4, так же размыкаются контакты Е1 и Е2 и замыкаются Е3 и Е4.
    При размыкании контактов В1 и В2 снимается напряжение с катушки К1.4, но она остается во включенном состоянии, так как на нее в течение 0,5с будет разряжаться конденсатор С для обеспечения выдержки на включение контактов В3 и В4. Контакты В3 и В4 включились и включающая катушка БВ получает питание через резисторы R1 и R2 по цепи: +80В – К2.2 – К2.3 – В3 – В4 – R1 параллельно R2 – Х210 – включающая катушка БВ – Х25 – 0В.
    Отключается контактор К1.4 т.к. истощается заряд конденсатора С. Отключились контакты К1.1, К1.2, К1.3 в цепи питания включающей катушки БВ.

    Таким образом:
    - БВ включился и перешел в режим удержания.
    -Через разомкнувшиеся контакты Е1 и Е2 БУТП получает информацию о вкл. состоянии БВ.
    -Через замкнувшиеся контакты Е3 и Е4 получают питание цепи управления ЛК, подготавливая условия для включения ЛК.

    Обычно при включении аккумуляторной батареи и подачи бортового питания на контейнер, происходит автоматическое, без задержек, включение БВ. Однако впоследствии был реализован алгоритм включения, при котором включение БВ происходит по команде машиниста при нажатии соответствующей кнопки на пульте, либо при переходе в режим резервного управления.
    Аппаратная реализация алгоритма приведена на схеме, где ГР – гальваническая развязка, К – выходное реле БУТП.
    Включение БВ производится с помощью реле «Вкл. БВ» в БУТП. При его включении в блок управления БВ подается напряжение 80В. Электромотор привода БВ включается и главные контакты БВ замыкаются. Далее выключатель остается включенным при помощи электромагнитной удерживающей катушки.
    Для контроля за состоянием БВ используются его размыкающие блок – контакты. Если БВ выключен, то на вход БУТП подается напряжение 80В, система информируется о разомкнутом состоянии БВ. После включения БВ блок - контакты размыкаются, цепь питания ГР в БУТП размыкается и формируется сигнал о замкнутом состоянии БВ. Резистор R2 предназначен для обеспечения необходимого тока нагрузки блок – контактов.
    Система управления контролирует включенное состояние БВ и, если БВ не взвелся, автоматически повторяет три попытки его включения, выключая и вновь включая реле «Вкл. БВ». После третьей неудачной попытки включения, формируется сигнал «Блокировка БВ», и на монитор машиниста выдается информация о неисправности тягового привода.
    Во время работы в случае необходимости может происходить отключение БВ по собственной токовой защите при протекании недопустимо больших токов, так и по команде системы управления тяговым приводом при сбойных ситуациях или при обнаружении неисправностей в узлах и аппаратах привода.
    В первом случае, при срабатывании токового реле, система управления автоматически производит включение выключателя с выдержкой времени 60с, требуемой для восстановления условий нормального гашения дуги. При этом система управления допускает только два повторных срабатывания БВ по токовой защите, после чего считается, что в тяговом приводе произошло короткое замыкание силовых цепей и формируется сигнал «Блокировка БВ».
    Во втором случае, при возникновении сбоя в работе привода, система управления выключает реле «Вкл. БВ» в БУТП. Тем самым размыкается цепь питания блока управления БВ и выключатель размыкает свои силовые контакты. После выключения БВ с выдержкой времени 4,5 – 5,5с. автоматически происходит повторное включение БВ.
    Машинист имеет возможность отключения БВ на конкретном вагоне по команде на мониторе машиниста. При отключении БВ всегда отключается ЛК, поскольку в цепь питания управляющей катушки ЛК включены нормально разомкнутые блок – контакты выключателя.

    Отсек предназначен для монтажа в нем силовых шин и кабелей высоковольтных узлов. Шины крепятся к верхней крышке отсека к поддерживающим кронштейнам через изоляторы.
    Так же в отсеке расположен защитный варистор Rогр1. Варистор (Rогр1) - нелинейный полупроводниковый резистор предназначен для защиты тягового оборудования от перенапряжения. Варистор включен параллельно конденсатору сетевого фильтра Сф. Кроме этого, в отсеке расположены: датчик обратного тока в цепи силового питания контейнера и датчик температуры воздуха.
    Силовой электромонтаж внутри контейнера выполнен в отсеке с помощью медных шин и кабелей, закрепленных на высоковольтных изоляторах. Провода управления соединяются с аппаратурой контейнеров посредством специальных разъемов, наконечников и зажимов.