Geneza

Od początku lat dziewięćdziesiątych zauważalne jest w Polsce dość duże zainteresowanie pojazdami niskopodłogowymi. Pojazdy tego typu są przyjazne nie tylko osobom niepełnosprawnym i matkom z wózkami dziecięcymi lub osobom starszym – ale również wszystkim innym pasażerom – gdyż zastosowanie niskiej podłogi zwiększa tempo wymiany pasażerów jak i polepsza komfort podróży. Dlatego udział pojazdów niskopodłogowych w komunikacji miejskiej cały czas wzrasta.
Trend ten początkowo zdawał się omijać polskie trolejbusy. Jednak PNTKM Trobus w Gdyni postanowiło przeciwdziałać temu stanowi rzeczy i w 1998 roku wyprodukowało pierwszy w Polsce niskopodłogowy trolejbus – Jelcz M121MT.

fot. Łukasz Staniszewski

Konstrukcja

Trolejbus ten został zbudowany w oparciu o pudło autobusu Jelcz M121M. Silnik trakcyjny jak i aparatura elektryczna zostały umieszczone z tyłu pojazdu. Aparaturę sterowniczą umieszczono w charakterystycznej skrzynia znajdującą się wewnątrz pojazdu nazywanej „lodówką” lub „rzeźnią”. Na dachu trolejbusu zainstalowano dwie skrzynki – w mniejszej znajduje się filtr przeciwzakłóceniowy a w większej umieszczony jest opór hamowania, bocznik silnika oraz rezystor tłumiący.
Jednostką napędową jest silnik DK210A3P/21 o mocy godzinnej 110kW i wzbudzeniu szeregowym. Do sterowania tym silnikiem zastosowano nowoczesny przekształtnik impulsowy PTT zaprojektowany przez Instytut Elektrotechniki a zbudowany przez zakłady aparatury elektrycznej Woltan w Łodzi. Dzięki zastosowaniu w nim tranzystorów IGBT zbędne stało się budowanie skomplikowanych układów komutacyjnych (niezbędnych w układach tyrystorowych), dzięki czemu wzrosła niezawodność układu i zmalała masa oraz stopień skomplikowania.
Przekształtnik PTT składa się z dwóch „inteligentnych” modułów IGBT wyposażonych w sterowniki sterowane światłowodowo, które zapewniających pełną diagnostykę modułów, kontrolę ich działania oraz zabezpieczenia nadprądowe. Pierwszy moduł IGBT składa się z tranzystora rozruchu oraz tranzystora hamowania. Drugi moduł tranzystorowo – diodowy reguluje prąd hamowania rezystorowego oraz stabilizuje napięcie na kondensatorze filtru sieciowego podczas hamowania odzyskowego. Przekształtnik PTT jest sterowany przy użyciu mikroprocesorowego sterownika oraz pętli PLC.
W trolejbusie zastosowano rozruch z zadanym prądem rozruchu. Po naciśnięciu pedału jazdy przez kierowcę następuje impulsowy rozruch silnika. Prąd silnika jest regulowany poprzez tranzystor rozruchowy. Wartość prądu rozruchowego zależy od głębokości wciśnięcia pedału jazdy. Minimalne wciśnięcie pedału odpowiada prądowi rozruchu około 100A. Przy maksymalnym wciśnięciu rozruch wykonywany jest z maksymalnym prądem około 300A. Po zakończeniu rozruchu impulsowego i przy wciśniętym do oporu pedale jazdy następuje samoczynne jednostopniowe osłabienie pola wzbudzenia za pomocą bocznika., co powoduje wzrost prędkości trolejbusu. Jeśli znikną warunki do osłabienia pola wzbudzenia (np. jazda pod górkę – wzrost prądu) układ samoczynnie powraca do pracy impulsowej utrzymując prąd na poziomie zadanym przez kierowcę.
Trolejbus jest wyposażony w układ hamowania rekuperacyjnego – czyli możliwy jest odzysk wytracanej podczas hamowania energii kinetycznej pojazdu i zwrot jej do sieci. Podczas hamowania elektrodynamicznego silnik trakcyjny pracuje jako prądnica o wzbudzeniu szeregowym, prąd hamowania jest regulowany poprzez tranzystor hamowania. Zastosowano układ samoczynnej regulacji prądu wzbudzenia (patent IEL). Przy niewielkim wciśnięciu pedału hamowania w silniku pojawia się prąd hamowania około 100A. Dalsze wciskanie pedału powoduje wzrost prądu hamowania, którego maksymalna wartość może wynosić około 250A. Głębsze wciśniecie pedału uruchamia hamulec pneumatyczny i powoduje zapalenie się świateł stop. Odzyskiwana energia kierowana jest do sieci trakcyjnej. Brak możliwości odbioru energii przez inne trolejbusy powoduje wzrost napięcia sieci. Na poziomie około 850V następuje załączenie hamowania rezystorowego poprzez tranzystor hamowania oporowego, które trwa aż do czasu obniżenia napięcia sieci albo przerwania hamowania. Z uwagi na bezpieczeństwo, w przypadku awarii układu hamowania oporowego opór hamowania może być załączony poprzez tyrystor hamowania awaryjnego wyzwalany samoczynnym układem zabezpieczenia.
Trolejbus wyposażony jest w licznik energii zużytej oraz oddanej do sieci. Trolejbus posiada funkcję jazdy manewrowej (przy bardzo małym prądzie silnika) jak i funkcję przejazdu przez myjnie przy obniżonym do 60V napięciu zasilania.
Na wejściu obwodu głównego znajduje się filtr oraz nawrotnik biegunowości (złożony z czterech styczników indywidualnych) który zapewnia prawidłową polaryzacje napięcia zasilającego przetwornice i przekształtnik niezależnie od polaryzacji sieci trakcyjnej. Nawrotnik pełni również rolę wyłącznika głównego.
W obwodzie zasilania przekształtnika tranzystorowego PTT znajduje się stycznik liniowy, który pełni także rolę wyłącznika nadprądowego, gdyż jest wyposażony w cewkę nadprądową.
Do zasilania obwodów pomocniczych i ładowania baterii służy przetwornica statyczna PRT o mocy 10kW, zaprojektowana przez Instytut Elektrotechniki, a wykonana przez zakłady Woltan. Człony regulacyjne przetwornicy są zbudowane z inteligentnych modułów IGBT. Zastosowano specjalny transformator z rdzeniem nanokrystalicznym charakteryzującym się bardzo wysoką przenikalnością magnetyczną, wysoką sprawnością i niskim poziomem hałasu. Dzięki wysokiej – 10kHz – częstotliwości pracy uzyskano bardzo małe wymiary transformatora. Przetwornica wytwarza napięcie stałe 28V służące do ładowania akumulatorów oraz zasilania obwodów pomocniczych oraz napięcie 3*380V 50Hz zasilające silnik pompy hydraulicznej i sprężarki.

Eksploatacja

Pojazd został wdrożony do eksploatacji w kwietniu 1999r. W porównaniu do poprzednich konstrukcji Jelcz M121MT stanowi ogromny postęp techniczny, zarówno ze względu na zastosowanie nadwozia niskopodłogowego jak i nowoczesnego – impulsowego układu rozruchu. Jelcz M121MT stał się punktem wyjściowym do konstrukcji nowszych rozwiązań, umożliwił spojrzenie na trakcję trolejbusową w wymiarze przyszłościowym. Do tej pory wyprodukowano dwa egzemplarze Jelcza M121MT – jeden dla Gdyni, jeden dla Kowna.
Dzięki zastosowaniu niskiej podłogi jest to pojazd przyjazny dla osób starszych jak i niepełnosprawnych. Wyposażony jest w system przewietrzania i ogrzewania, nagłośnienie wnętrze, ergonomiczne siedzenia oraz podjazd dla wózków inwalidzkich, oraz przyklęk boczny.
Podstawową wadą pojazdu jest to, że w środkowej części pojazdu znajdują się dwa stopnie w podłodze. Również trochę miejsca zajmuje szafa z aparaturą sterowniczą. Doświadczenia zdobyte podczas budowy Jelcza M121MT pomogły przy budowie trolejbusu Trollino 12T.

Opracowanie: archiwum Kroniki Komunikacji Trolejbusowej (M. Bartłomiejczyk, P. Misiak, M. Połom)

• Poprzedni artykuł
• Następny artykuł