Przetwornice pomocnicze i ładowarki baterii taboru

Przetwornica statyczna zasila z obwodu 3 kV DC całą sieć pokładową: 3×400 V AC dla napędów pomocniczych i klimatyzacji, 110 V DC i 24 V DC dla sterowania, oświetlenia i ładowania baterii, 230 V AC dla gniazd. Na wejściu ma bezpiecznik WN i układ łagodnego startu z rezystorem i stycznikami, dalej dławik filtru, przetwornicę DC/DC z napięciem pośrednim (w przykładzie 600 V DC) i falownik. Pojazd ma co najmniej dwie przetwornice z rezerwą mocy i stycznik przełączania napięć; przetwornice wymagają chłodzenia i są czułe na zakłócenia z sieci.

Bateria pokładowa jest źródłem, które musi działać, gdy nic innego nie działa: zasila sprężarkę pomocniczą pantografów, układ pomiaru napięcia sieci, sterowanie wyłącznika szybkiego, systemy CA/SHP, cewki hamulca szynowego i oświetlenie awaryjne. Musi być podłączona przez bezpieczniki, z możliwością trwałego odłączenia ręcznym odłącznikiem przy skrzyni, ładowana z kontrolą temperatury ogniw. Przykładowo w lokomotywie EU06/EU07 (klasyczna lokomotywa 3 kV DC) bateria Ni-Cd 96 V (typ 4G60H, 72 ogniwa w 24 skrzynkach) jest zabezpieczona bezpiecznikami topikowymi Bi-Wts 60 A i wyłącznikiem samoczynnym 63 A, pełniącym funkcję odłącznika baterii, umieszczonym na tablicy w pulpicie kabiny. Zasilanie zewnętrzne 3×400 V przez znormalizowane gniazdo ze stykami pilotującymi jest obowiązkowe w nowych pojazdach.

W tym obszarze pracują: wkładki bezpiecznikowe szybkie DC i ich podstawy trakcyjne z sygnalizacją zadziałania, wyłączniki i odłączniki obwodu baterii, styczniki baterii i przekaźniki DC z odcięciem podnapięciowym, przetwornice DC/DC i zasilacze buforowe, czujniki temperatury skrzyni akumulatorowej, złączki wysokoprądowe i złącza zasilania zewnętrznego.

Kryteria doboru — Przetwornice pomocnicze i ładowarki baterii taboru

Kryteria doboru w tym obszarze:

• Bezpiecznik wejściowy przetwornicy — obwód półprzewodnikowy wymaga wkładki szybkiej (aR/gR) o niskiej całce Joule'a, dobranej do napięcia 3 kV DC z przepięciami i do stałej czasowej obwodu za filtrem; koordynacja z wyłącznikiem szybkim pojazdu.
• Prąd rozruchu i obwód łagodnego startu — kondensatory filtru ładują się przez rezystor; styczniki i rezystor dobierane do energii ładowania kondensatorów.
• Obwód bateryjny — zwarcie na baterii ma bardzo małą stałą czasową i duży prąd; wyłącznik lub wkładka przy skrzyni musi wyłączyć ten prąd przy napięciu 24–110 V DC, a odłącznik ręczny musi być dostępny bez narzędzi.
• Odcięcie podnapięciowe — głębokie rozładowanie niszczy baterię; przekaźnik DC z progiem podnapięciowym odłącza odbiorniki niekrytyczne, zostawiając zasilanie układów bezpieczeństwa.
• Temperatura ogniw — ładowanie sterowane czujnikami w skrzyni; rozruch w niskiej temperaturze jest najtrudniejszym stanem baterii.
• Zasilanie zewnętrzne — gniazdo 3×400 V z 6 stykami (w tym pilotujące); blokada uruchomienia napędu przy podłączonym zasilaniu zewnętrznym; dodatkowe gniazda 230 V AC i 24 V DC.
• Redundancja — co najmniej dwie przetwornice, stycznik przełączania napięć, nadwyżka mocy w bilansie; zabezpieczenia gałęzi nie mogą wyłączyć obu przetwornic naraz.