УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ СКАЧКОВ ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ

Полезная модель относится к электроподвижному составу (ЭПС) с питанием от контактной сети постоянного и переменного тока, а точнее к устанавливаемым на этом электроподвижном составе двойного питания устройству фильтрации скачков напряжения. Это должно обеспечить эксплуатацию тяговых электродвигателей в режиме работы, близком к номинальному даже при больших скачках напряжения в контактной сети.
Известно Устройство фильтрации скачков входного напряжения электроподвижного состава двойного питания, содержащее дроссель и конденсатор, соединенные по Г-образной схеме и подключенные к переключателю рода тока, выпрямителю и заземляющему устройству электроподвижного состава. Дополнительно предусмотрены обмотки подмагничивания дросселя, которые соединены с операционными усилителями. На вход операционного усилителя в контуре постоянного тока подается сигнал от алгебраической разности напряжения контактной сети, полученный от датчика напряжения, и заданного номинального значения напряжения контактной сети, на вход операционного усилителя в контуре переменного тока - сигнал от алгебраической разности выпрямленного напряжения контактной сети, полученный от датчика напряжения, и заданного действующего значения напряжения контактной сети (см. патент на полезную модель №212316 RU, опубл. 15.07.2022, заявка 2022109534 от 08.04.2022 г.).
Недостатком данного технического решения является то, что при скачках напряжения в контактной сети возникает ошибка регулирования выходного напряжения, что приводит к тому, что на тяговые электродвигатели подается напряжение, отличное от номинального. Это приводит к длительному превышению номинального значения тока двигателей.
Техническим результатом заявляемого технического решения является устранение ошибки регулирования выходного напряжения. Это приводит к уменьшению предельного значения тока якоря и тока возбуждения, работа тяговых электродвигателей более энергоэффективна.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве фильтрации скачков входного напряжения электроподвижного состава двойного питания, содержащее Г-образный фильтр, включающий в себя дроссель, подключенный с одной стороны к переключателю рода тока и выпрямителю переменного напряжения, с другой - к силовой цепи электроподвижного состава, и конденсатор, обмотку подмагничивания контура постоянного тока, которая соединена с выходом операционного усилителя скачков постоянного напряжения, на вход которого подается сигнал разности значения напряжения с датчика напряжения и сигнала заданного номинального напряжения, обмотку подмагничивания контура переменного тока, которая соединена с выходом операционного усилителя скачков переменного напряжения, на вход которого подается сигнал разности значения выпрямленного напряжения и сигнала заданного действующего напряжения Дополнительно предусмотрены резистор и конденсатор, включенные параллельно операционному усилителю контура постоянного тока и операционному усилителю контура переменного тока.
Эффект заключается в уменьшении предельного значения тока якоря и тока возбуждения.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 приведена схема устройства фильтрации скачков входного напряжения электроподвижного состава двойного питания.
Устройство фильтрации скачков входного напряжения электроподвижного состава двойного питания состоит из Г-образного фильтра, включающего в себя дроссель 1, подключенный с одной стороны к переключателю рода тока 2 и выпрямителю переменного напряжения 3, полученного токоприемником 4 от контактной сети, и с другой стороны к силовой цепи ЭПС, конденсатору 5 и обмоткам подмагничивания дросселя контура постоянного тока 6 и дросселя контура переменного тока 7. Разница значения датчика напряжения контактной сети постоянного тока 8 и сигнала заданного номинального напряжения контактной сети 9 формирует сигнал скачка напряжения в контактной сети, который передается на операционный усилитель контура постоянного тока 10, где инвертируется по фазе. Полученный сигнал поступает на обмотку подмагничивания контура постоянного тока 6 в качестве входного напряжения. Разница значения датчика выпрямленного напряжения 11 и сигнала заданного действующего напряжения контактной сети 12 формирует сигнал скачка напряжения в контактной сети, который передается на операционный усилитель контура переменного тока 13, где инвертируется по фазе. Полученный сигнал поступает на обмотку подмагничивания контура переменного тока 7 в качестве входного напряжения. Параллельно операционному усилителю контура постоянного тока включены резистор 14 и конденсатор 15, параллельно операционному усилителю контура переменного тока включены резистор 16 и конденсатор 17. При высокочастотных колебаниях в контактной сети постоянного тока переменная составляющая сигнала протекает через конденсатор 15 и заряжает его, тем самым подавляется усиление сигнала, а постоянная составляющая поступает на обмотку подмагничивания 6. При высокочастотных колебаниях в контактной сети переменного тока, отличных от колебаний напряжения номинальной частоты, переменная составляющая сигнала протекает через конденсатор 17 и заряжает его, тем самым подавляется усиление сигнала, а постоянная составляющая поступает на обмотку подмагничивания 7. При низкочастотных колебаниях сигнал напряжения не протекает через конденсаторы, а поступает на обмотки подмагничивания 6, 7. Сформированный этим напряжением ток создает магнитный поток, который своим действием сглаживает скачки напряжения контактной сети. На вход якорей тяговых электродвигателей 18, 19 и обмоток возбуждения 20, 21 подается напряжение контактной сети, соответствующее номинальному напряжению тяговых электродвигателей.
При номинальном значении напряжения контактной сети постоянного тока и идеальном синусоидальном напряжении контактной сети переменного тока разница датчиков контура постоянного тока 8, 9 и датчиков контура переменного тока 11, 12 равна нулю, следовательно, операционные усилители формируют нулевой сигнал на вход обмоток подмагничивания.