УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОГО ВАГОНА-ЛАБОРАТОРИИ

Полезная модель относится к устройствам электроснабжения подвижного состава железнодорожного транспорта, в частности, компьютеризированных вагонов-лабораторий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комплект электрооборудования ЭВА-110.01 ТУ 3456-005-40024720-2001, предназначенный для питания потребителей электроэнергии и заряда аккумуляторной батареи пассажирских купейных вагонов с автономным электроснабжением, комбинированным отоплением и кондиционированием воздуха (Руководство по эксплуатации ИРФШ.566225.008 РЭ, ЗАО «КРОСНА-ЭЛЕКТРА», 2002 г.)
В состав известного устройства входят подвагонный генератор, мостовой выпрямитель, блок регулирования напряжения подвагонного генератора, аккумуляторная батарея.
При этом выход подвагонного генератора, через мостовой выпрямитель, соединен с аккумуляторной батареей и с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора и цепи нагрузки.
Недостатком известного устройства электроснабжения вагонного оборудования является отсутствие выдаваемой подвагонным генератором мощности на скоростях движения вагона ниже критической, т.е. 35 км в час, что приводит к дефициту электроэнергии компьютеризированного вагона-лаборатории в низкоскоростных режимах работы.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является обеспечение постоянного и надежного снабжения электроэнергией компьютеризированного вагона-лаборатории
на низких скоростях его движения, ниже критической.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройство для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории, содержащее подвагонный генератор, выход которого через мостовой выпрямитель соединен с аккумуляторной батареей и с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора и цепи нагрузки - дополнительно введен регулятор подвагонного генератора, включающий в себя выпрямитель, повышающий преобразователь напряжения, блок управления, диод и источник тока обмотки возбуждения подвагонного генератора, при этом выход подвагонного генератора соединен с входом выпрямителя, выход которого связан с одним входом повышающего преобразователя напряжения и с входом блока управления, один выход которого связан с другим входом повышающего преобразователя напряжения, а другой выход блока управления соединен с входом источника тока обмотки возбуждения подвагонного генератора, выход которого через диод соединен с обмоткой возбуждения подвагонного генератора, при этом выход повышающего преобразователя напряжения подвагонного генератора соединен с входами блока регулирования напряжения подвагонного генератора, аккумуляторной батареей и цепи нагрузки.
На фиг.1 представлена блоксхема устройства для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории;
На фиг.2 - представлены вольт-скоростные характеристики режима работы подвагонного генератора, где прямая 1 - при напряжении обмотки возбуждения подвагонного генератора, равным 80 В; прямая 2 - тоже, при напряжении, равным 120 В.
Устройство для электроснабжения компьютеризированного вагона-лаборатории содержит подвагонный генератор 1 (фиг.1) с обмоткой возбуждения 2, мостовой выпрямитель 3, аккумуляторную батарею 4, блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5, цепь нагрузки 6, регулятор подвагонного генератора (РПГ) 7.
В состав регулятора подвагонного генератора (РПГ) 7 входят выпрямитель 8, повышающий преобразователь напряжения 9, диод 10, блок управления 11 и источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора.
При этом, выход подвагонного генератора 1 (с его фазных обмоток) через мостовой выпрямитель 3 соединен с входом блока регулирования напряжения подвагонного генератора 5, аккумуляторной батареей 4 и входом цепи нагрузки 6.
Выход подвагонного генератора 1 соединен через выпрямитель 8 с одним входом повышающего преобразователя напряжения 9 и блока управления 11, один выход которого соединен с другим входом повышающего преобразователя напряжения 9. Выход источника тока обмотки возбуждения 12 через диод 10 соединен с входом обмотки возбуждения 2 подвагонного генератора 1, а выход повышающего преобразователя напряжения 9 связан с выходом мостового выпрямителя 3, с входом блока регулирования 5 напряжения подвагонного генератора, с аккумуляторной батареей 4 и с цепью нагрузки 6.
Выход блока регулирования напряжения подвагонного генератора 5 через диод соединен с входом обмотки возбуждения 2 подвагонного генератора.
Работает устройство следующим образом.
В начале движения компьютеризированного вагона-лаборатории на обмотку возбуждения 2 подвагонного генератора напряжение не подано, выходное напряжение подвагонного генератора близко к нулю.
После включения регулятора подвагонного генератора (РПГ) 7 блок управления 11 кратковременно включает источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора 1, и тем самым включает подвагонный генератор 1. Далее блок управления 11 производит сравнение уровня напряжения подвагонного генератора с заданным значением. И если уровень напряжения подвагонного генератора 1 ниже заданного, то через
некоторый промежуток времени блок управления 11 повторно кратковременно включает подвагонный генератор 1. Если уровень напряжения подвагонного генератора выше заданного значения, то с блока управления 11 поступает сигнал на включение источника тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора 1 и повышающего преобразователя напряжения 9, который преобразует напряжение с выхода подвагонного генератора 1 до уровня зарядного напряжения аккумуляторной батареи 4 и отдает мощность подвагонного генератора в цепь нагрузки 6 (фиг.2, точка 1). Далее, во время набора скорости компьютеризированным вагоном-лабораторией напряжение подвагонного генератора увеличивается (отрезок 1-2 фиг.2), когда напряжение подвагонного генератора 1 достигает некоторого значения, меньшего значения напряжения аккумуляторной батареи 4, источник тока обмотки возбуждения 12 подвагонного генератора (фиг.1) переходит в режим работы с обратной связью по выходному напряжению подвагонного генератора 1 с целью стабилизации входного напряжения регулятора подвагонного генератора 7 на некотором уровне до тех пор, пока блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5 не подключится к работе. Далее режим работы переходит в точку 4 фиг.2. Блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5 включается в работу, блок управления 11 выключает источник тока возбуждения и повышающий преобразователь, на отрезке 6-5 регулятор подвагонного генератора 7 (РПГ) не работает. При снижении скорости компьютеризированного вагона-лаборатории, блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5 увеличивает ток обмотки возбуждения подвагонного генератора 2 (отрезок 4-6 фиг.2) до достижения некоторого максимального значения, затем блок регулирования напряжения подвагонного генератора 5 прекращает работу. Напряжение подвагонного генератора 1, при этом, опускается ниже некоторого значения и блок управления 11 включает источник тока обмотки возбуждения 12 и повышающий преобразователь 9, режим работы подвагонного генератора 1 переходит в точку 7 (фиг.2), регулятор
подвагонного генератора 7 (РПГ) включается в работу.
Максимальный уровень выходного напряжения источника тока обмотки возбуждения 12 меньше максимального уровня напряжения блока регулирования напряжения подвагонного генератора 5. Этим достигается гистерезис (7-2-3-4-6 фиг.2) в режиме работы подвагонного генератора 1 и устойчивая работа системы в целом.