УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Заявляемое решение относится к области электротехники и может быть использовано для питания высоковольтных силовых цепей подвижного состава.
Известно устройство гарантированного, качественного электропитания постоянного тока содержащее сетевой преобразователь и систему резервного питания, подключенные через разделительные диоды, емкостной накопитель энергии, подключенный через разделительный диод, зарядный резистор, шунтированный контактором, управляемым разницей напряжения на накопителе и шинах питания (патент РФ №77512, МПК: H02J 9/06, опубл. 20.10.2008 г.) - прототип.
Недостатком известного решения является то, что оно неприменимо для высокого напряжения питания, по причине низкой надежности аккумуляторной батареи на высокое напряжение, большим габаритам, весу и большой разницы в напряжении заряда и разряда. При кратковременных отключениях и подключениях, что происходит при скользящем контакте токоприемников, невозможен быстрый заряд накопителя без разрушения контакта.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является повышение надежности и качества энергоснабжения высоковольтных цепей подвижного состава, снижение разрушающего воздействия на скользящий контакт между токоприемником и контактной сетью при отрывах токоприемника.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство электропитания высоковольтных цепей подвижного состава, содержащее токоприемник, нагрузку, емкостной накопитель энергии, зарядное сопротивление и контактор, дополнительно содержит второе зарядное сопротивление и второй контактор, зарядный и разрядный диоды, блок контроля напряжений в контактной сети и на накопителе энергии и управления контакторами, причем устройство выполнено с возможностью поочередного отключения контакторами зарядных сопротивлений при разнице напряжения в контактной сети и напряжения на накопителе, обеспечивающей неразрушающее воздействие тока на контакты.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг. 1, где представлена схема устройства.
Устройство электропитания высоковольтных цепей подвижного состава содержит токоприемник 1, блок 2 контроля напряжений в контактной сети и на накопителе энергии и управления контакторами 3 и 4, зарядный диод 5, зарядные сопротивления 6 и 7, емкостной накопитель энергии 8, разрядный диод 9 и нагрузку 10. Токоприемник 1 подключен к контактной сети постоянного тока с напряжением свыше 500 В посредством скользящего контакта. Блок 2 контроля напряжений имеет три измерительных входа, подключаемых к токоприемнику 1, емкостному накопителю энергии 8 и заземлению, и два управляющих выхода, подключаемых к контакторам 3 и 4. Блок 2 контроля напряжений в контактной сети и на накопителе энергии и управления контакторами, вычисляет условия включения контакторов 3 и 4 (разность напряжений между токоприемником 1 и емкостным накопителем энергии 8 относительно заземления). Цепь заряда емкостного накопителя энергии 8 состоит из зарядного диода 5, пропускающего ток от токоприемника 1 к накопителю энергии 8, и зарядных сопротивлений 6 и 7, зашунтированных контакторами 3 и 4 соответственно. Цепь разряда емкостного накопителя 8 состоит из разрядного диода 9, пропускающего ток от накопителя энергии 8 к нагрузке 10 при пропадании напряжения на токоприемнике 1 (отрыве скользящего контакта).
Заявляемое устройство предназначено для оптимизации режима заряда накопителя и уменьшения зарядных токов до величин минимального разрушающего воздействия на скользящий контакт, которые определяются номинальным током нагрузки.
Работа заявляемого устройства происходит следующим образом. При первом подключении токоприемника 1 к контактной сети с напряжением более 500 В происходит заряд емкостного накопителя энергии 8 через зарядные сопротивления 6 и 7. Когда напряжение на накопителе 8 достигнет величины, позволяющей увеличить зарядный ток до величины неразрушающего воздействия на скользящий контакт токоприемника 1, блок управления 2 включает контактор 4 и шунтирует зарядное сопротивление 7. Включение контактора 3 происходит при разнице напряжения в контактной сети и напряжения на накопителе, обеспечивающей неразрушающее воздействие тока на скользящий контакт токоприемника 1. Отрыв токоприемника 1 при полностью заряженном накопителе будет происходить при равных потенциалах на контактах без возникновения электрической дуги. Разряд накопителя 8 при кратковременных отрывах токоприемника 1 от контактной сети будет незначительным и повторное подключение произойдет при токе, не производящем разрушающего воздействия. Если разность напряжений на токоприемнике 1 и накопителе 8 превысит, например, 30 В, блок 2 отключит контактор 3, включив в цепь заряда накопителя сопротивление 6. Если разность напряжений на токоприемнике 1 и накопителе 8 достигнет, например, 50 В и более, блок 2 отключит контакторы 3 и 4, введя в цепь заряда сопротивления 6 и 7.
Применение данного устройства позволяет сократить количество повреждений контактной сети по причине электрического воздействия более чем на 90%.