Система управления для Преобразователя Собственных Нужд ПСН-24

ПСН-24

ПСН-24

Преобразователь собственных нужд (ПСН-24) предназначен для питания низковольтных электрических цепей вагона метрополитена, питания асинхронного электродвигателя пневмокомпрессора, заряда аккумуляторной батареи и управления освещением салона вагона. Преобразователь предназначается   для применения на вагонах, работающих в тоннелях на действующих линиях метрополитена и на открытых участках пути, электрифицированных напряжением 750 В постоянного тока.

 

В рамках данной работы была разработана микропроцессорная система управления, построенная на базе контроллеров МК10.6 с платами расширения МК10.5Е производства фирмы ООО «НПФ Вектор». Расширяющиеся объемы производства ПСН-24, а также растущие требования к надежности электронного оборудования на транспорте поставили перед разработчиками блока задачу заменить одним устройством две спарки МК10.6 и МК10.5Е. Разрабатываемый контроллер получил обозначение МК10.7.

 

 

psn-24debug

Блок ПСН-24 на вагоне

В 2013 году начались работы по разработке нового контроллера для построения микропроцессорной системы управления (МПСУ) блока. Контроллер строится на базе новой системы-на-кристалле Concerto производства компании Texas Instruments. 

Контроллер МК10.7

Контроллер МК10.7

Микропроцессорная система управления блока ПСН-24 построена вокруг процессора Concerto F28M35H52C1. Отличительной особенностью процессора является двухядерная структура, сочетающая в себе ядра C2000 и ARM. Быстродействующее ядро C2000 используется для прямого управления ключами ПСН-24 и отработки сигналов аварий. Подсистема связи основана на ядре ARM Cortex-M3 и имеет широкий спектр периферийных устройств связи, в том числе 1588 Ethernet, USB, 2хCAN, UART, SSI, I2C.

В составе МПСУ можно выделить следующие конструктивные функциональные блоки:

  • Центральный процессор;
  • SPI-интерфейс для подключения внешнего дисплея, либо внешнего Wi-Fi- или GPRS-модуля;
  • Энергонезависимая flash-память;
  • Интерфейс для подключения карты памяти стандарта microSD;
  • Два гальванически развязанных интерфейса CAN;
  • Цепи преобразования аналоговых входов;
  • Цепи усиления сигналов ШИМ;

  Все перечисленные блоки позволяют разработанной МПСУ выполнить заявленные требования и обеспечить управление ПСН-24. 

Функциональные особенности:

схема ПСН-24

схема ПСН-24

  • Преобразование напряжения контактной сети 750 В постоянного тока в напряжение бортовой сети 80 В постоянного тока для питания низковольтных электрических цепей вагона.
  • Питание асинхронного электродвигателя пневмокомпрессора вагона симметричным трёхфазным напряжением, регулируемым по частоте и амплитуде в диапазоне от 0 до 400 В и от 0 до 50 Гц.
  • Заряд аккумуляторной батареи постоянным током.
  • Разряд аккумуляторной батареи постоянным током.
  • Парциальное питание по поездной магистрали низковольтных цепей другого вагона поезда с вышедшим из строя ПСН-24.
  • Измерение напряжений и токов на выходах.
  • Обмен информацией с устройствами управления более высокого уровня.
  • Возможность регулировки выходного напряжения в диапазоне 76-82 В.
  • Поддержание освещения в течение 20 сек при пропадании напряжения контактной сети.

Объемы внедрения

81-760/761

Преобразователи типа ПСН-24 эксплуатируются на вагонах метро нового поколения серии 81-760/761

По состоянию на октябрь 2014 года преобразователями типа ПСН-24 оснащен весь парк электродепо «Новогиреево» (248 шт.), весь парк электродепо «Варшавское» (312 шт.) и часть парка электродепо «Владыкино» (184 шт.).

ОАО «МЕТРОВАГОНМАШ» продолжает выпуск вагонов серии 81-760/761 с установленными на них преобразователями типа ПСН-24 для нужд метрополитена Москвы.