СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Предполагаемая полезная модель относится к электрифицированным вагонам подвижного состава железных дорог.
Известна система электроснабжения железнодорожного вагона (Хряпенков Г.А., Стрыжаков Е.П. Электрические аппараты и цепи вагонов: учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта.- М: Маршрут, 2006, рис.9.5, а зона 100…146 (вкладка); стр.362…365, 367, 368).
Система представляет собой: источник электроэнергии постоянного тока (генератор переменного тока или внешний стационарный источник с трансформатором и выпрямителем), нагрузку (потребители вагона), аккумуляторную батарею (смонтированную в подвагонном аккумуляторном ящике), общие шины, блок управления (регулятор напряжения), датчики тока, датчик температуры аккумуляторного ящика.
Недостатками указанной системы является:
- наличие взрывоопасной среды в аккумуляторном ящике при заряде аккумуляторной батареи;
- отсутствие ограничения тока заряда аккумуляторной батареи при температуре электролита более предельного нормируемого значения. Отечественные аккумуляторы, используемые на железнодорожном транспорте, типа KL300P, КМ300, ВНЖ300, KL250P, PzS(M)-350P имеют допустимую температуру нагрева электролита 45°С. Перегрев электролита выше 45°С приводит к потере емкости аккумулятором и сокращению срока службы;
- - интенсивное газовыделение из аккумуляторов при их заряде при температуре электролита более 40°С и, особенно, при получении аккумулятором 0,6…0,7 зарядной емкости и продолжении заряда полным током;
- продолжение заряда аккумуляторов при наружной температуре воздуха более 40°С;
- отсутствие регулирования напряжения заряда аккумуляторной батареи в зависимости от температуры в аккумуляторном ящике при питании от внешнего стационарного источника.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков, является система электроснабжения железнодорожного вагона (патент РФ №82636 МПК B60L 1/00).
Система представляет собой: источник электроэнергии постоянного тока (генератор переменного тока или подвагонная магистраль, или внешний стационарный источник с трансформатором и выпрямителем), нагрузку (потребители вагона), общие шины, аккумуляторную батарею (смонтированную в подвагонном ящике), подключенную к общим шинам через электронный ключ, блок управления с входом ограничения тока заряда аккумуляторной батареи, датчики тока, датчик температуры аккумуляторного ящика.
Недостатки данной системы:
- наличие взрывоопасных газовыделений из аккумуляторов при их заряде;
- отсутствие ограничения тока заряда аккумуляторной батареи при температуре электролита более предельного нормируемого значения;
- интенсивное газовыделение из аккумуляторов при их заряде при температуре электролита более 40°С;
- продолжение заряда аккумуляторов при наружной температуре воздуха более 40°С.
Предполагаемая полезная модель решает задачу создания системы электроснабжения железнодорожного вагона:
- обеспечивающую нормируемые температурные параметры аккумуляторной батареи при эксплуатации;
- обеспечивающую ограничение взрывоопасных газовыделений аккумуляторной батареи при ее заряде при высоких наружных температурах воздуха.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель - увеличение сроков службы аккумуляторной батареи, увеличение надежности системы электроснабжения железнодорожного вагона, экономия электролита и электроэнергии, повышение безопасности и пожаробезопасности вагона, повышение уровня безопасности движения, повышение безопасности перевозок, снижение рисков при эксплуатации и обслуживании вагона, повышение качества продукции.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе электроснабжения железнодорожного вагона - в аккумуляторный ящик с аккумуляторной батареей установлен датчик температуры, выход которого подключен к блоку управления на вход ограничения тока заряда аккумуляторной батареи.
Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается от известного в этой области решения введением в аккумуляторный ящик датчика температуры и подключением его к блоку управления на вход ограничения тока заряда аккумуляторной батареи, что дает возможность ограничить ток заряда батареи при предельных значениях температуры воздуха в аккумуляторном ящике и ограничить взрывоопасные газовыделения из аккумуляторов при их заряде, что в целом увеличивает срок службы аккумуляторной батареи, увеличивает надежность системы электроснабжения железнодорожного вагона, экономит электролит и электроэнергию, повышает безопасность и пожаробезопасность вагона, повышает уровень безопасности движения, повышает безопасность перевозок, снижает риски при эксплуатации и обслуживании вагона, повышает качество продукции.
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемым чертежом, где на фиг.1 представлена схема электрическая структурная.
Приняты следующие условные обозначения:
1 - источник электроэнергии постоянного тока;
2 - нагрузка;
3 - общие шины;
4 - электронный ключ;
5 - аккумуляторный ящик;
6 - аккумуляторная батарея;
7 - датчик температуры аккумуляторного ящика;
8 - датчик температуры аккумуляторного ящика;
9 - датчики тока;
10 - блок управления.
Полезная модель осуществляется применением средств промышленного исполнения.
Конструкция системы состоит, как вариант, из:
- источника электроэнергии постоянного тока 1 - Генератор ЭГВ.08У1 ТУ16-96 ЕИАЦ.526.366.001 ТУ и модуль МДД-250-10 УХЛ4 ТУ16-2006 ИЕАЛ.435700.020 ТУ - 3 шт.;
- нагрузки 2 - Потребители вагона (освещение, кондиционер, отопление, электронагреватели и др.);
- общих шин 3 - Силовые цепи с положительным и отрицательным потенциалом;
- электронного ключа 4 - Модуль транзисторный М9-200-12 АЛЕИ.435744.031 ТУ;
- аккумуляторного ящика 5 - Место монтажа аккумуляторной батареи;
- аккумуляторной батареи 6 - Батарея аккумуляторная 90KL250P ТУ3482-006-05758523-97;
- датчика температуры аккумуляторного ящика 7 - Датчик-реле температуры Т35П1-01.1.1.1.40°С ТУ25-02.200223-82;
- датчика температуры аккумуляторного ящика 8 - Термопреобразователь ТСМ/1-1388 908.1596.034 ТУ1143-033-12150638-94;
- датчиков тока 9 - Датчик тока LT300-T/SP49 ТУ3413-002-00512622-2000;
- блока управления 10 - Блок управления электроснабжением ПР94-5 Сб01-100 (составная часть системы электроснабжения постоянного тока ПР94-5 по ПР94-5 ТУ).
При работе системы электроснабжения железнодорожного вагона от источника электроэнергии постоянного тока 1 электроэнергия подается на общие шины 3, далее распределяется на нагрузку 2 и через электронный ключ 4 на заряд аккумуляторной батареи 6, смонтированной в аккумуляторном ящике 5.
Управление электронным ключом 4 осуществляет блок управления 10, который по замерам напряжения на батарее 6 и показаниям датчика тока 9 в соответствии с алгоритмом заряда регулирует напряжение заряда батареи и обеспечивает стабилизированный ток заряда и стабилизированное напряжение подзаряда батареи в зависимости от температуры в аккумуляторном ящике 5, которую фиксирует датчик температуры аккумуляторного ящика 8.
При повышении температуры в аккумуляторном ящике 5 до предельно нормируемых значений для конкретной аккумуляторной батареи датчик температуры аккумуляторного ящика 7 срабатывает и на блок управления 10 на вход ограничения тока заряда аккумуляторной батареи подается команда, в результате которой ток заряда батареи 6 ограничивается до минимальных значений (безопасных для эксплуатации батареи и с минимальными безопасными газовыделениями).
При снижении температуры в аккумуляторном ящике 5 до определенного безопасного значения датчик температуры аккумуляторного ящика 7 снимет команду с блока управления 10 об ограничении тока заряда батареи-заряд аккумуляторной батареи восстанавливается в соответствии с алгоритмом заряда.
Применение предлагаемой полезной модели позволит:
- эксплуатировать аккумуляторную батарею в заданных температурных параметрах и предотвратить ее преждевременный износ при эксплуатации при высоких положительных температурах наружного воздуха;
- избежать интенсивных газовыделений из аккумуляторной батареи при эксплуатации при предельно допустимых значениях температуры в аккумуляторном ящике.