СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КОНДИЦИОНЕРА ДЛЯ ВАГОНОВ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА

Предложение относится к области электротехники и используется в метро и наземном электротранспорте.
Широко известен аналог /1/ - система электропитания кондиционера, содержащая источник постоянного напряжения, выходом присоединенный к инвертору, который в свою очередь подключен выходом к электродвигателю. Недостаток устройства - ограниченные функциональные возможности, так как он не осуществляет подогрев воздуха.
Наиболее близким по технической сути является система электропитания /2/ кондиционера для вагонов электротранспорта, содержащая пусковой блок, радиофильтр, конденсатор, электродвигатель кондиционера, присоединенный к выходу инвертора и подогреватель с последовательно включенным прерывателем. Недостаток такого решения является относительно низкая надежность, что объясняется высоким напряжением на инверторе. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности. Технический результат достигается за счет того, что система электропитания снабжена импульсным стабилизатором постоянного напряжения, выходом подключенным к инвертору, а вход стабилизатора присоединен к конденсатору, датчик напряжения, входом подключен к выходу стабилизатора, управляющий вход которого соединен с регулятором, а входы регулятора соединены с блоком уставки и выходом датчика напряжения.
На чертеже приведена схема системы электропитания. Он содержит: 1 - блок коммутации, 2 - радиофильтр, 3 - накопительный конденсатор, 4 - импульсный стабилизатор постоянного напряжения, 5 - инвертор, 6 - электродвигатель кондиционера, 7 - прерыватель, 8 - нагреватель, 9 - регулятор, 10 - блок уставки, 11 - датчик напряжения. Стабилизатор 4 выполнен по известной схеме широтно-импульсной стабилизации и, благодаря обратной связи по напряжению, обеспечивает на своем выходе стабильное сглаженное напряжение.
Система электропитания работает следующим образом. При подключении к контактной сети блок 1 коммутации осуществляет заряд емкости конденсатора 3. При необходимости подогрева воздуха в помещении вагона срабатывает прерыватель 7, который в релейном или широтно-модулированном режиме поддерживает требуемую температуру воздуха. В режиме вентиляции или охлаждения воздуха инвертор 5 подает на вход двигателя 6 напряжение, требуемой величины и частоты, благодаря которому вращается электродвигатель 6. Так как двигатель выполнен на напряжение 0,4 кВ, то напряжение на входе мостового инвертора 5 поддерживается постоянным равным 530 В, благодаря работе стабилизатора 4, управляемого регулятором 9 за счет обратной связи по напряжению, сигнал которой снимается датчиком напряжения 11. Вентили (полупроводниковые приборы-транзисторы), входящие в состав инвертора 5, могут быть рассчитаны на напряжение 1200 В. Напряжение контактной сети колеблется в пределах 550-950 В. Если бы не было стабилизатора 4 напряжения, то все вентили инвертора 5 должны были бы быть выбраны на 2500 В, т.к. необходим почти двойной запас по напряжению, а значения допустимых напряжений вентилей нормированы рядом 1200, 1700, 2500, 3300 и т.д. Вольт. На это же напряжение - 2500 В должны были бы быть выбраны и другие элементы (защитные Р-С цепи), что значительно удорожило бы установку и увеличило бы ее массу. Кроме того, понизилась бы надежность из-за высоких уровней напряжения. Стабилизатор 4, введенный в систему электропитания, имеет один транзистор, рассчитанный на 1700 В. Но, он используется по напряжению незначительно, ибо он находится под воздействием разности напряжений контактной сети и своего выходного (т.е. максимально 1000-530=470 В, а минимально 600-530=70 В). Кроме того на изоляцию электродвигателя 6 воздействуют меньшие пики напряжения, что позволяет отказаться от выходного так называемого синус-фильтра или значительно упростить его. Эти обстоятельства и определяют высокую надежность установки, а также меньшую стоимость. В московском метро используются вагоны со схемой без стабилизации напряжения и опытные образцы со стабилизатором, радиофильтром и блоком коммутации. Статистика подтверждает значительно более высокую надежность предлагаемой системы электропитания. Значительно лучше и электромагнитная совместимость системы.
Источники информации:
1. Патент РФ №2326774 С1, кл. В60Д 1/12, 2006.
2. Заявка на полезную модель №2012154856