ШКАФ ПИТАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН

Полезная модель относиться к многоканальным преобразователям частоты для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных машин электровозов.
Известен шкаф преобразователей частоты ШПЧ-150 [I], который предназначен для преобразования однофазного переменного напряжения в три частотно регулируемых трехфазных переменных напряжения для питания асинхронных двигателей вспомогательных машин электровоза.
Основой шкафа преобразователей частоты ШПЧ-150 является каркас со съемными щитами. Внутри шкафа размещены один блок выпрямителя БВ-150 и три блока трехфазных инверторов БТИ-50 на алюминиевых моноплитах-охладителях, установленных в канал для воздушного принудительного охлаждения блоков от общей системы вентиляции электровоза.
В верхней части шкафа размещены разъемы для подключения цепей управления, а снизу - силовые клеммы для подвода питающего однофазного напряжения и подключения трехфазных асинхронных двигателей.
К недостаткам данной конструкции следует отнести систему охлаждения блоков от общей системы вентиляции электровоза, громоздкую конденсаторную батарею, собранную из нескольких электролитических конденсаторов, расположение конденсаторной батареи непосредственно на блоках, осложненный доступ для обслуживания и диагностики IGBT модулей.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции шкафа питания вспомогательных машин для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных машин электровозов, в котором исключаются указанные недостатки, и увеличивается число независимых выходных каналов.
Технический результат предложенной полезной модели заключается в улучшении технических и эксплуатационных характеристик, а именно эксплуатационной надежности, помехоустойчивости, удобство монтажа, независимость от общей системы вентиляции электровоза, увеличение числа выходных каналов, улучшение доступа для обслуживания.
Технический результат достигается тем, что шкаф питания вспомогательных машин содержит каркас со съемными щитами, два вентилятора, два канала воздушного охлаждения, причем каналы воздушного охлаждения расположены на противоположных торцевых сторонах каркаса, панель сигнальную, клеммную колодку для подключения цепей управления, два выпрямительно-инверторных блока, два двухканальных блока трехфазных инверторов, силовые конденсаторы, платы системы управления, клеммную колодку для подключения силовых цепей.
Заявителю неизвестно конструктивное исполнение шкафа питания вспомогательных машин, представляющего совокупность всех признаков, характеризующих указанную полезную модель, что говорит о новизне заявляемого объекта.
На Фиг.1 представлена компоновка конструктивных элементов предлагаемой полезной модели шкафа питания вспомогательных машин.
Функционально шкаф питания вспомогательных машин представляет собой два независимых двухканальных преобразователя частоты, каждый из которых преобразует входное переменное однофазное напряжение, в два регулируемых по величине и частоте трехфазных напряжения.
Компоновка конструктивных элементов, входящих в состав шкафа питания вспомогательных машин, выполнена с учетом удобства монтажа и обслуживания при эксплуатации, а также теплового режима элементов и повышение помехоустойчивости.
Шкаф питания вспомогательных машин (Фиг.1) содержит каркас 1 из профильной и листовой стали, со съемными щитами, два выпрямительно-инверторных блока 2 и два двухканальных блока трехфазных инверторов 3, расположенных для наиболее рационального использования внутреннего пространства шкафа и обеспечения наилучшего доступа для монтажа и обслуживания при эксплуатации вдоль противоположных торцевых сторон шкафа, в воздушных каналах 4, при чем, вдоль одной стороны расположены блоки, относящиеся к одному преобразователю частоты, вдоль другой стороны расположены блоки, относящиеся ко второму преобразователю частоты, с целью уменьшения паразитной индуктивности соединений силовых конденсаторов 5 и IGBT модулей выпрямительно-инверторных блоков и блоков трехфазных инверторов, ошиновка силовых конденсаторов 6 и самих блоков выполнена пакетом плоских шин 7, а сами силовые конденсаторы с помощью специальных скоб попарно закреплены к задней стенке каркаса, образуя ряд конденсаторов, вывода которых развернуты в сторону преобразователя частоты, к которому они относятся, обеспечив тем самым наименьшее расстояние до IGBT модулей.
К скобам силовых конденсаторов закреплена металлическая панель, на которой размещены платы 8 системы управления шкафа питания вспомогательных машин.
Охлаждение силовых блоков преобразователей частоты, осуществляется при помощи встроенных в верхней части шкафа, вентиляторов 9 обеспечивающих забор воздуха из кузова электровоза и направляющих его в воздушные каналы 4, в которых установлены алюминиевые моноплиты-охлодители силовых блоков.
С лицевой стороны шкафа в нижней части, между преобразователями частоты расположены силовые клеммники 10 для подключения силовых проводов, а подключение цепей управления осуществляется через клеммники 11 расположенные с задней стороны шкафа, в верхней его части.
Информация о наличии входного напряжения на преобразователях частоты и о работе выходных каналов выведена на панель индикации 12, расположенной с лицевой стороны шкафа.
Принцип работы заявляемого шкафа питания вспомогательных машин заключается в следующем:
- преобразователь монтируют в высоковольтной камере электровоза; шины однофазного переменного тока через реакторы соединяют с вторичной обмоткой тягового трансформатора электровоза; выходные клеммы трехфазного тока через фильтры du/dt соединяют с асинхронными двигателями вспомогательных машин; в звено постоянного тока через клеммы подключают шкаф фильтра; подключают питание цепей управления и цепи управления преобразователем.
- при поступлении сигналов управления из системы управления электровозом, система управления преобразователем включает тот или иной выходной канал; на клеммах трехфазного переменного тока появляется напряжение, величина которого задается системой управления преобразователем; контроль исправности каналов осуществляется системой управления преобразователем.
Предлагаемое конструкторское исполнение шкафа питания вспомогательных машин соответствует критерию патентоспособности «промышленная применяемость», поскольку, его реализация возможна на базе известного оборудования, материалов и технологий, существующих в электротехнической промышленности.
Все предложенные конструктивные изменения позволили улучшить технические и эксплуатационные характеристики, повысить эксплуатационную надежность и помехоустойчивость, повысить удобство монтажа, улучшить доступ для обслуживания шкафа питания вспомогательных машин.
Источник информации.
1. Шкаф преобразователей частоты ШПЧ-150
Руководство по эксплуатации ИЕАЛ.435521.011 РЭ Производитель ОАО «Электровыпрямитель», г.Саранск