УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОГО ВАГОНА-ЛАБОРАТОРИИ

Полезная модель относится к устройствам электроснабжения подвижного состава железнодорожного транспорта, в частности, компьютеризированных вагонов-лабораторий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории (патент №61673, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2007 г.).
В состав известного устройства входят генератор с обмоткой возбуждения, мостовой выпрямитель, аккумуляторная батарея, блок регулирования напряжения подвагонного генератора, цепь нагрузки, регулятор подвагонного генератора РПГ.
При этом выход подвагонного генератора через мостовой выпрямитель соединен с одним входом повышающего преобразователя напряжения РПГ и блока управления РПГ, один выход которого соединен с другим входом повышающего преобразователя напряжения. Выход источника тока обмотки возбуждения через диод соединен с входом обмотки возбуждения подвагонного генератора, а выход повышающего преобразователя напряжения связан с выходом мостового выпрямителя, с входом блока регулирования напряжения подвагонного генератора, с аккумуляторной батареей и с цепью нагрузки.
Выход блока регулирования напряжения подвагонного генератора через диод соединен с входом обмотки возбуждения подвагонного генератора.
Недостатком известного устройства электроснабжения вагонного оборудования является невозможность увеличения мощности системы электроснабжения без замены подвагонного генератора, что связано с большими затратами по адаптации нового генератора и ходовой части вагона-лаборатории.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является увеличение отбираемой от подвагонного генератора мощности без замены самого генератора и без его перегрузки.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройство для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории, содержащее подвагонный генератор, выход которого через мостовой выпрямитель соединен с аккумуляторной батареей и с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора и цепи нагрузки, регулятор подвагонного генератора, включающий в себя выпрямитель, повышающий преобразователь напряжения, блок управления, диод и источник тока обмотки возбуждения
подвагонного генератора, при этом выход подвагонного генератора соединен с входом выпрямителя, выход которого связан с одним входом повышающего преобразователя напряжения и с входом блока управления, один выход которого связан с другим входом повышающего преобразователя напряжения, а другой выход блока управления соединен с входом источника тока обмотки возбуждения подвагонного генератора, выход которого через диод соединен с обмоткой возбуждения подвагонного генератора, при этом выход повышающего преобразователя напряжения подвагонного генератора соединен с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора, аккумуляторной батареей и цепи нагрузки, - дополнительно введен блок стабилизации напряжения, вход которого соединен с выходами мостового выпрямителя и повышающего преобразователя напряжения регулятора подвагонного генератора, а выход блока стабилизации напряжения соединен с источником питания и с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора и с цепью нагрузки.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории;
На фиг.2 представлена вольт-амперная характеристика подвагонного генератора.
Устройство для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории содержит подвагонный генератора 1 (фиг.1) с обмоткой возбуждения 2, мостовой выпрямитель 3, аккумуляторную батарею 4, блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5, цепь нагрузки 6, регулятор подвагонного генератора (РПГ) 7.
В состав регулятора подвагонного генератора (РПГ) 7 входят выпрямитель 8, повышающий преобразователь напряжения 9, диод 10, блок управления 11 и источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора.
При этом, выход подвагонного генератора 1 (с его фазных обмоток) через мостовой выпрямитель 3 соединен с входом блока регулирования напряжения подвагонного генератора 5, аккумуляторной батареей 4 и входом цепи нагрузки 6.
Выход подвагонного генератора 1 соединен через выпрямитель 8 с одним входом повышающего преобразователя напряжения 9 и блока управления 11, один выход которого соединен с другим входом повышающего преобразователя напряжения 9. Выход источника тока обмотки возбуждения 12 через диод 10 соединен с входом обмотки возбуждения 2 подвагонного генератора 1, а выход повышающего преобразователя напряжения 9 связан с выходом мостового выпрямителя 3, с входом блока регулирования 5 напряжения подвагонного генератора, с аккумуляторной батареей 4 и с цепью нагрузки 6.
Выход блока регулирования напряжения подвагонного генератора 5 через диод соединен с входом обмотки возбуждения 2 подвагонного генератора. В устройство дополнительно
введен блок стабилизации напряжения 13, вход которого соединен с выходами мостового выпрямителя 3 и повышающего преобразователя напряжения 9 регулятора подвагонного генератора, а выход блока стабилизации напряжения 13 соединен с источником питания 4 и с входами блока регулирования напряжения 5 подвагонного генератора и с цепью нагрузки 6.
Работает устройство следующим образом.
В начале движения компьютеризированного вагона-лаборатории на обмотку возбуждения 2 подвагонного генератора напряжение не подано, выходное напряжение подвагонного генератора близко к нулю. После включения регулятора подвагонного генератора (РПГ) 7 блок управления 11 кратковременно включает источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора 1, и тем самым включает подвагонный генератор 1. Далее блок управления 11 производит сравнение уровня выходного напряжения подвагонного генератора с заданным значением. И если уровень выходного напряжения подвагонного генератора 1 ниже заданного, то через некоторый промежуток времени блок управления 11 повторно кратковременно включает подвагонный генератор 1. Если уровень выходного напряжения подвагонного генератора выше заданного значения, то с блока управления 11 поступает сигнал на включение источника тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора 1 и повышающего преобразователя напряжения 9, который преобразует напряжение с выхода подвагонного генератора 1 до заданного уровня кU (где к - кратность увеличения номинального значения выходного напряжения подвагонного генератора) (фиг.2, точка 1) и отдает мощность подвагонного генератора на вход блока стабилизации напряжения 13, выход которого соединен с аккумуляторной батареей 4 и нагрузкой 6, при этом прирост мощности будет соответствовать заштрихованной области на фиг.2.
н
н
н
н
н
н
По мере набора скорости компьютеризированным вагоном-лабораторией напряжение подвагонного генератора увеличивается до точки 1 (фиг.2), когда напряжение подвагонного генератора 1 достигает некоторого значения кU, источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора (фиг.1) переходит в режим работы с обратной связью по выходному напряжению подвагонного генератора 1 с целью стабилизации входного напряжения регулятора подвагонного генератора 7 на уровне кU, которое затем посредством блока стабилизации напряжения 13 понижается до уровня кU (фиг.2), необходимого для эксплуатации аккумулятора 4 в штатном режиме и безопасной работы нагрузки 6. При этом максимальное значение тока на выходе блока стабилизации напряжения 13 будет равно кI, где к - кратность увеличения номинального значения номинального напряжения U генератора, а I (фиг.2) - номинальное значение выходного тока подвагонного генератора.
н
При этом увеличение выходного значения напряжения подвагонного генератора до значения, не превышающего разрешенного классом изоляционной прочности его обмотки, не приведет к ее пробою, а ограничение тока нагрузки подвагонного генератора на уровне I не приведет к перегреву обмотки и увеличению момента на валу редуктора подвагонного генератора 1, а, следовательно, и механической перегрузке редуктора.
Предлагаемое устройство для электроснабжения может быть эффективно использовано для пассажирских, почтово-багажных и других ж/д вагонов с повышенным потреблением электрической энергии.