КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ "Э-12 АК"

Полезная модель относится к электрооборудованию железнодорожного транспорта, конкретно к комплексу электрооборудования для оснащения пассажирских вагонов локомотивной тяги.
Известны комплексы электрооборудования для пассажирских вагонов (RU 2266829, МПК: B60L 1/00, 2005; RU 2306237, МПК: B61D 43/00, B60L 1/00, 2007; RU 62074, МПК: B61D 43/00, 2008; RU 2168435, МПК: B60L 1/00, 2001; RU 11512, МПК: B60L 1/00, 1999; RU 2104173, МПК: B60L 1/00, 1998; RU 4102, МПК: B60L 1/00, 1997; RU 2960, МПК: B60L 1/00, 1996; RU 2104175, МПК: B60L 1/02, 1985; Комплекс электрооборудования Э-12 ООО НПЦ «Экспресс», Тверь, ООО НПЦ «Экспресс». 1996; Комплекс электрооборудования «Кросна», М:, ЗАО «Кросна-Мотор», 2001; Комплекс электрооборудования ЭПВ - 110. М:, ОАО «Элсиэл», 2005; Комплекс электрооборудования «Хартрон», Харьков, НПП «Хартрон-Экспресс, Лтд; 2003; Комплекс электрооборудования «Латво», Рига, Российско-Латвийское АО «Латво», 2004; Комплекс электрооборудования Э-12.03АК пассажирского вагона модели 61-4179.00. Тверь, ОАО «НПЦ «Экспресс», 2008, 40 с.; Комплекс электрооборудования Э-12.03АК-40 пассажирского вагона модели 61-4440. Тверь, ОАО «НПЦ «Экспресс», 2008, 68 с.), включающие пульт управления, соединенный по силовым, управляющим, коммутационным и сигнальным цепям с ящиком высоковольтным для электропитания высоковольтных потребителей тока от высоковольтной магистрали вагона, ящиком низковольтным и вводно-выводным устройством для электропитания низковольтной аппаратуры вагона от подвагонного генератора тока, аккумуляторной батареи и от внешней трехфазной сети или не имеющего указанных ящиков при выполнении их функций другими устройствами, не входящими в состав комплекса электрооборудования.
Наиболее близким из известных по назначению и технической сущности к заявляемой полезной модели относится комплекс электрооборудования (Комплекс электрооборудования Э-12.03 АК пассажирского вагона модели 61-4179.00. Тверь, ОАО «НПЦ «Экспресс», 2008, 40 с.), оснащенный системой безопасности, автоматического управления и диагностики (САУД) аппаратуры жизнеобеспечения (климатического - электрического - сантехнического и информационного обеспечения) вагона.
Данный комплекс электрооборудования включает пульт управления аппаратурой жизнеобеспечения вагона, ящик высоковольтный для электропитания мощных электропотребителей аппаратуры жизнеобеспечения от высоковольтной магистрали, ящик низковольтный для электропитания низковольтной аппаратуры жизнеобеспечения вагона от подвагонного генератора тока, от аккумуляторной батареи и от внешней трехфазной сети, ящик вводно-выводной и/или комбинированный ящик, содержащий аппаратуру низковольтного и вводно-выводного ящиков, причем пульт управления содержит соединенные между собой индикаторное устройство, панель управления, коммутационную аппаратуру, а также встроенную в пульт управления аппаратуру системы безопасности, автоматического управления и диагностики (САУД). При этом пульт управления содержит соединенные между собой индикаторное устройство, панель управления, коммутационную аппаратуру, а также систему безопасности, автоматического управления и диагностики (САУД), включающую цифровое решающее устройство, снабженное блоком сопряжения для соединения через линии связи с аналоговыми и/или цифровыми датчиками климатических и/или иных параметров аппаратуры жизнеобеспечения, индикаторным устройством и коммутационной аппаратурой.
Недостатком известного комплекса электроснабжения является недостаточная универсальность, связанная с трудностью его применения для всех моделей и модификаций пассажирских вагонов, связанная с необходимостью трудоемкой перекомпоновки аппаратуры при подгонке корпусов пультов и подвесного электрооборудования к соответствующим типоразмерам вагонов различного назначения.
Технической задачей полезной модели является повышение универсальности комплекса электроснабжения для железнодорожного транспорта.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является унификация корпусов пультов и подвесного электрооборудования под соответствующий единый минимальный набор типоразмеров и снабжение этих корпусов съемными подставками, фальшпанелями и сменными кронштейнами подвески.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи, обеспечивается тем, что комплекс электрооборудования, включающий пульт управления системой жизнеобеспечения вагона, ящик высоковольтный для электропитания мощных электропотребителей аппаратуры жизнеобеспечения от высоковольтной магистрали, ящик низковольтный для электропитания низковольтной аппаратуры жизнеобеспечения вагона от подвагонного генератора тока, от аккумуляторной батареи и от внешней трехфазной сети, ящик вводно-выводной и/или комбинированный ящик, содержащий аппаратуру низковольтного и вводно-выводного ящиков, причем пульт управления содержит соединенные между собой индикаторное устройство, панель управления, коммутационную аппаратуру, а также встроенную в пульт управления аппаратуру системы безопасности, автоматического управления и диагностики (САУД), согласно полезной модели высоковольтный, низковольтный, вводно-выводной и комбинированный ящики выполнены унифицированными и снабжены сменными кронштейнами подвески, пульт управления выполнен трех типоразмеров или одного типоразмера, снабженного сменными фальшпанелями и/или подставками, а аппаратура САУД пульта управления включает цифровое решающее устройство и устройство сопряжения для соединения пульта управления и его элементов аналоговыми и/или цифровыми линиями связи с датчиками параметров и исполнительными устройствами аппаратуры жизнеобеспечения и электрооборудования вагона.
При этом цифровое решающее устройство САУД выполнено в виде панельного компьютера или в виде микроконтроллера с блоком памяти, соединенного с панелью управления и индикаторным устройством пульта управления, устройство сопряжения САУД выполнено в виде интеллектуального блока сопряжения или в виде блока электронных коммутаторов с цепями электронной и/или гальванической развязки. Интеллектуальный блок сопряжения содержит установленные на материнской коммутационной плате модуль МКП-1 для электропитания панельного компьютера, модуль питания МП-24 для электропитания коммутационной аппаратуры пульта управления, не менее одного модуля аналоговых входов АВХ-4, не менее одного модуля аналоговых выходов АВХ-4, не менее четырех модулей дискретных входов ДВХ-16-24 или ДВХ-16-110, не менее одного модуля дискретных выходов ДВД-16-Р, не менее двух модулей дискретных выходов ДВД-6-РМ, модуль коммутации МК-1, сетевой коммутатор типа NS-205 для соединения с терминалом радио-коммуникационного оборудования вагона и антенным узлом GPS или GPRS связи, а также плату сопряжения типа ПС-008 для соединения с панельным компьютером. Унифицированный высоковольтный ящик выполнен с размерами 1070±4% × 600±4% × 740±4% см, унифицированный низковольтный ящик - с размерами - 1040±4% × 600±4% × 740±4% см, унифицированный вводно-выводной ящик - с размерами - 1090±4% × 600±4% × 686±4%, унифицированный комбинированный ящик - с размерами - 1370±4% × 600±4% × 730±4% см. Пульт управления выполнен с размерами 1890±4% × 850±4% × 350±4% см, 2250±4% × 865±4% × 350±4% см или 2100±4% × 820±4% × 440±4% см. Фальшпанели пультов управления и подставки под пульт выполнены съемными.
Выполнение высоковольтного, низковольтного, вводно-выводного и комбинированного ящиков унифицированными и снабжение их сменными кронштейнами подвески, а пульта управления - трех типоразмеров или одного типоразмера, снабженного сменными фальшпанелями и/или подставками, позволяет повысить универсальность комплекса электроснабжения для железнодорожного транспорта и, как следствие, уменьшить трудоемкость его производства и упростить монтаж, снизить требования к квалификации электромонтажников сборочных вагонных заводов. Оснащение аппаратуры САУД пульта управления цифровым решающим устройством и устройством сопряжения для соединения пульта управления и его элементов аналоговыми и/или цифровыми линиями связи с датчиками параметров и исполнительными устройствами аппаратуры жизнеобеспечения и электрооборудования вагона позволяет дополнительно повысить универсальность комплекса электрооборудования для оснащения существующих моделей пассажирских вагонов локомотивной тяги. Выполнение цифрового решающего устройства в виде панельного компьютера или в виде микроконтроллера с блоком памяти, соединенного с панелью управления и индикаторным устройством пульта управления, позволяет использовать стандартные сертифицированные разработки элементной базы САУД и, тем самым, дополнительно повысить универсальность комплекса электрооборудования. Выполнение устройства сопряжения САУД в виде интеллектуального блока сопряжения или в виде блока электронных коммутаторов с цепями электронной и/или гальванической развязки также позволяет использовать существующие разработки элементной базы САУД и, тем самым, дополнительно повысить универсальность комплекса электрооборудования в целом. Выполнение интеллектуального блока сопряжения САУД модульной конструкции и установка модулей на материнской коммутационной плате с цифровым управлением позволяет вести асинхронную обработку данных показаний датчиков системы жизнеобеспечения пассажирского вагона и автоматически изменять режимы работы электрооборудования пассажирского вагона при отклонении параметров системы жизнеобеспечения от номинальных значений.
На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представлены функциональные схемы комплекса электрооборудования, пульта управления и устройства сопряжения соответственно, на фиг.4 и фиг.5 - фотографии унифицированных пультов управления со стрелочным индикаторным устройством и с планшетным компьютером соответственно, на фиг 6 и фиг.7 - фотографии унифицированных низковольтного (со снятой передней панелью) и высоковольтного закрытого подвесных ящиков соответственно.
Комплекс электрооборудования, включающий пульт 1 управления системой 2 жизнеобеспечения вагона, ящик 3 высоковольтный для электропитания мощных электропотребителей 4 аппаратуры жизнеобеспечения от высоковольтной магистрали 5, ящик 6 низковольтный для электропитания низковольтной аппаратуры жизнеобеспечения вагона от подвагонного генератора 7 тока, от аккумуляторной батареи и от внешней трехфазной сети, ящик вводно-выводной и/или комбинированный ящик, содержащий аппаратуру низковольтного и вводно-выводного ящиков (на фигурах не показано). Пульт 1 управления содержит соединенные между собой индикаторное устройство 8, панель 9 управления, коммутационную аппаратуру 10, а также встроенную в пульт 1 управления аппаратуру 11 системы безопасности, автоматического управления и диагностики (САУД), соединенную с датчиками 12 параметров и исполнительными устройствами 13 системы 2 жизнеобеспечения пассажирского вагона, включающей климатическое оборудования (охлаждения, обогрева и вентиляции) 14, сантехническое оборудование 15, электрооборудование 16 салонов и информационное оборудование 17. Высоковольтный 3, низковольтный 6, вводно-выводной и комбинированный ящики выполнены унифицированными и снабжены сменными кронштейнами подвески (на фигурах не показано). Корпус пульта 1 управления выполнен трех типоразмеров или одного типоразмера, снабженного сменными фальшпанелями 18 и/или подставками 19, а аппаратура 11 САУД пульта 1 управления включает цифровое решающее устройство 20 и устройство 21 сопряжения для соединения пульта 1 управления и его элементов аналоговыми 22 и/или цифровыми 23 линиями связи с датчиками 12 параметров и исполнительными устройствами 13 системы 2 жизнеобеспечения вагона.
При этом цифровое решающее устройство 20 выполнено в виде панельного компьютера или в виде микроконтроллера с блоком памяти, соединенного с панелью 9 управления и индикаторным устройством 8 пульта управления. Устройство 21 сопряжения выполнено в виде интеллектуального блока сопряжения (фиг.3) или в виде блока электронных коммутаторов с цепями электронной и/или гальванической развязки. Устройство 21 сопряжения, выполненное в виде интеллектуального блока 22 сопряжения, содержит установленные на материнской коммутационной плате 24 МКП-1 модуль 25 МП-1 для электропитания панельного компьютера, модуль 26 питания МП-24 для электропитания коммутационной аппаратуры 10 пульта 1 управления, не менее одного модуля 27 аналоговых входов АВХ-4, не менее одного модуля 28 аналоговых выходов АВХ-4, не менее четырех модулей 29 дискретных входов ДВХ-16-24 или ДВХ -16-110, не менее одного модуля 30 дискретных выходов ДВД-16-Р, не менее трех модулей 31 дискретных выходов ДВД-6-РМ, модуль 32 коммутации МК-1, сетевой коммутатор 33 типа NS-205 для соединения с терминалом радио-коммуникационного оборудования вагона и антенным узлом GPS или GPRS связи, а также плату 34 сопряжения типа ПС-008 для соединения с панельным компьютером. Унифицированный высоковольтный ящик 3 выполнен с размерами 1070±4% × 600±4% × 740±4% см, унифицированный низковольтный ящик 6 - с размерами - 1040±4% × 600±4% × 740±4% см, унифицированный вводно-выводной ящик - с размерами - 1090±4% × 600±4% × 686±4% см, унифицированный комбинированный ящик - с размерами - 1370±4% × 600±4% × 730±4% см. Пульт 1 управления выполнен с размерами корпуса 1890±4% × 850±4% × 350±4% см, 2250±4% × 865±4% × 350±4% см или 2100±4% × 820±4% × 440±4% см. Фальшпанели 18 пультов 1 управления и подставки 19 под пульт 1 выполнены съемными.
Комплекс электрооборудования производится следующим образом. Производитель электрооборудования для пассажирских вагонов, в данном случае ООО НПЦ «Экспресс», изготовляет корпуса для пульта 1 управления трех основных типоразмеров 1890±4% × 850±4% × 350±4% см, 2250±4% × 865±4% × 350±4% см и 2100±4% × 820±4% × 440±4% см, пригодных для электрооборудования основной массы типов и модификаций пассажирских вагонов локомотивной тяги. Одновременно для нестандартных модификаций новых вагонов, а также при модернизации и переоборудовании вагонов старого поколения дополнительно изготавливают набор фальшпанелей и подставок под пульт 1 для обхода кабельных сетей и закрытия технологических проемов нестандартного вагона. Одновременно изготавливают подвагонные ящики, универсальные с точки зрения возможности установки в них однотипной электронной начинки соответствующего функционального назначения, пригодных для использования в выпускаемых и перспективных пассажирских вагонах, а именно: высоковольтный ящик 3 с размерами корпуса 1070±4% × 600±4% × 740±4% см, низковольтный ящик 6 - с размерами корпуса: 1040±4% × 600±4% × 740±4% см, вводно-выводной ящик - с размерами корпуса 1090±4% × 600±4% × 686±4% см, комбинированный ящик - с размерами корпуса 1370±4% × 600±4% × 730±4% см, а также изготавливают набор сменных кронштейнов подвески для обеспечения универсальности указанных ящиков с точки зрения возможности их подвагонной подвески для серийных и новых классов пассажирских вагонов, находящихся в стадии проектирования. После изготовления универсальных корпусов указанных подвагонных ящиков, а также корпусов пульта 1 указанных выше трех типоразмеров, а также фальшпанелей 18 и подставок 19 производят монтаж соответствующего электронного оборудования в указанные корпуса. После завершения монтажа электрооборудования, производят контроль и диагностику изготовленных пультов 1 управления, высоковольтных ящиков 3, низковольтных ящиков 6, вводно-выводных ящиков, комбинированных ящиков на соответствующих контрольно-диагностических стендах производителя, в данном случае в ООО НПЦ «Экспресс». Прошедшие диагностику с положительным результатом указанные выше элементы электрооборудования передаются на складское хранение, а неисправные - возвращаются на ремонт и после ремонта на повторную диагностику. Далее по отдельному заказу комплекс электрооборудования в требуемой для заказчика комплектации со склада производителя передается на соответствующий сборочный цех вагонного завода, например ОАО «ТВЗ» для оснащения соответствующих типов пассажирских вагонов. Далее на вагонном заводе монтажная бригада производит установку соответствующего пульта 1 управления в одном из свободных углов отдельного технологического купе или купе кондуктора. При этом для обхода и закрытия кабельных каналов и магистральных трубопроводов и пустот между внутренними стенками купе и наружными стенками пульта используются соответственно подставки 19 со съемной лицевой панелью и съемные фальшпанели 15. Внутреннее пространство подставки 19 может быть дополнительно оснащено сопутствующим электронным оборудованием, а в пространстве, закрытом фальшпанелью 18, могут быть установлены полки для хранения инструментов и бытовых предметов кондуктора. Одновременно с установкой и креплением пульта 1 управления под днищем вагона подвешивают высоковольтный ящик 3, низковольтный 6 и вводно-выводной ящик или комбинированный ящик, объединяющий в одном корпусе низковольтный 6 и вводно-выводной ящик. При этом из набора кронштейнов, придаваемых к подвесным ящикам, подбирают кронштейны подвески соответствующих типоразмеров для надежного крепления указанных ящиков под днищем пассажирского вагона. После закрепления указанных выше функциональных элементов комплекса электрооборудования производят электрическое соединение их между собой, с высоковольтной 5 и низковольтной электрическими магистралями вагона, а также аналоговыми 22 и цифровыми 23 линиями связи с датчиками 12 параметров и исполнительными устройствами 13 аппаратуры 14 охлаждения обогрева и вентиляции, сантехнического оборудования 15, электрооборудования 16 салонов и информационного оборудования 17 системы 2 жизнеобеспечения пассажирского вагона. После завершения монтажа электрооборудования на пассажирский вагон производится комплексная проверка функционирования всего электронного оборудования в составе всего оборудования пассажирского вагона, испытание и сдача в эксплуатацию.
Полезная модель не ограничивается приведенным примером его осуществления и использования. Так по желанию заказчика установка кронштейнов для подвески подвесного оборудования на вагоны может быть осуществлена не на сборочном вагонном заводе, а на предприятии -производителе электрооборудования при выдаче ему точных габаритных данных и допусков элементов подвески оснащаемого вагона. Аналогичным образом может быть решен вопрос комплектации пультового оборудования. При этом подставки 19 и фальшпанели 18 для пультов 1 управления могут быть дополнительно оснащены внутренними полками и сопутствующим сервисным электрооборудованием вагона непосредственно на предприятии-производителе электрооборудования при получении соответствующего поручения от заказчика.
Полезная модель разработана на уровне конструкторской документации и опытных образцов. Универсальность конструкции корпусов электрооборудования позволяет оперативно собирать и выпускать следующие модификации комплекса электрооборудования Э-12 АК:
1. Для пассажирских вагонов средней комфортности:
Э-12.03.00.00.000. А - для купейного вагона;
Э-12.05.00.00.000. А - для штабного вагона;
Э-12.07.00.00.000. А - для спального вагона.
2. Для пассажирских вагонов повышенной комфортности:
Э-12.03.00.00.000. АК - для купейного вагона;
Э-12.05.00.00.000. АК - для штабного вагона;
Э-12.07.00.00.000. АК - для спального вагона.