КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Область техники
Полезная модель относится к электрооборудованию транспортных средств, конкретно пассажирских железнодорожных вагонов и предназначена для обеспечения подачи электроэнергии к вспомогательному оборудованию от подвагонных генераторов с приводом от оси колесной пары.
Уровень техники
Известен комплекс электроснабжения пассажирского вагона (1), состоящий из двух генераторов переменного тока с обмотками возбуждения и с приводом от оси вагона, выходы генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители соединены параллельно с аккумуляторной батареей, в цепи которой установлен датчик тока, и подключены к общим шинам электропотребителей вагона, выходы датчика тока, общие шины электропотребителей вагона и выходы генераторов подключены к входам аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов, при этом обмотки возбуждения генераторов соединены последовательно, а их выходные клеммы подключены к выходу аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов.
Недостатком данного комплекса является невозможность бесконтактного оперативного включения и отключения любого генератора с целью их защиты и при эксплуатационной необходимости.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели поставлена задача создания комплекса электроснабжения пассажирского вагона, обеспечивающего возможность оперативного бесконтактного включения и отключения любого из генераторов с целью их защиты и для эксплуатационной необходимости.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в комплексе электроснабжения пассажирского вагона, состоящего из двух генераторов переменного тока с обмотками возбуждения и с приводом от оси вагона, выходы генератора подключены к выпрямителям, а выпрямители соединены параллельно с аккумуляторной батареей, в цепи которой установлен датчик тока, и подключены к общим шинам электропотребителей вагона, выходы датчика тока, общие шины электропотребителей вагона и выходы генераторов подключены к входам аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов, при этом обмотки возбуждения соединены последовательно, а их выходные клеммы подключены к выходу аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов, согласно полезной модели выпрямители генераторов выполнены с использованием полупроводниковых ключей, а их элементы управления подключены к дополнительным выходам аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов. Кроме этого:
- дополнительно введен датчик суммарного тока генераторов, выход которого подключен к дополнительному входу аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов;
- дополнительно на выходе выпрямителя каждого генератора установлен датчик тока, выходы которых подключены к
дополнительным входам аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов.
Введение отличительных признаков в предлагаемом техническом решении позволит создать комплекс электроснабжения пассажирского вагона с быстродействующей электронной защитой и улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого комплекса. Позициями на фиг.1 обозначены:
1; 2 - трехфазные генераторы с приводом от оси вагона (на фиг.1 привод не показан);
3; 4 - выпрямители, выполненные с использованием полупроводниковых ключей, например, тиристоров или оптотиристоров;
5 - аппаратура регулирования напряжения и автоматики генераторов;
5.1; 5.2; 5.3; 5.5; 5.6; 5.7; 5.8; 5.9 - входы аппаратуры регулирования напряжения и автоматики;
5.10; 5.11; 5.12; 5.13 - выходы аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов;
6 - аккумуляторная батарея;
7 - датчик тока аккумуляторной батареи;
8 - электропотребители вагонов;
9 - датчик суммарного тока генераторов 1, 2;
10 - датчик тока генератора 1;
11 - датчик тока генератора 2.
Лучший вариант осуществления
Комплекс электроснабжения пассажирского вагона состоит из двух генераторов переменного тока 1; 2, с обмотками возбуждения и с приводами от оси вагона, выходы генераторов 1; 2 подключены соответственно к выпрямителям, выполненных с использованием полупроводниковых ключей, например, тиристоров или оптотиристоров 3; 4, элементы управления которых подключены к выходам 5.10; 5.13 аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов 5. Обмотки возбуждения генераторов 1; 2 соединены последовательно и подключены к выходам 5.4, 5.11, 5.12 аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов 5. Выпрямители 3; 4 соединены параллельно с аккумуляторной батареей 6, в цепи которой установлен датчик тока 7, и подключены к общим шинам электропотребителей вагона8. Выходы генераторов 1;2, выход датчика тока 7 и аккумуляторной батареи 6, общие шины электропотребителей вагона 8 подключены соответственно к входам 5.1; 5.2; 5.3; 5.5; 5.6 аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов 5. В общую цепь генераторов 1:2 установлен датчик их суммарного тока 9. На выходе выпрямителя 3 генератора 1 установлен датчик тока 10, а на выходе выпрямителя 4 генератора 2 датчик тока 11. Выходы этих датчиков тока подключены к входам 5, 7, 5.8, 5.9 аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов 5
Работа комплекса
При вращении генераторов 1; 2 с необходимой скоростью на выходах их выпрямителей 3; 4 появляется напряжение, которое подается на аккумуляторную батарею 6 и электропотребители 8.
напряжение на аккумуляторной батареи 6, зависящее от степени ее заряженности, по сигналам датчика тока 7 и сначала поддерживает постоянный ток заряда. При достижении определенной величины напряжения, которое определяется конкретным типом аккумуляторной батареи 6, аппаратура регулирования напряжения и автоматики генераторов 5 начинает стабилизировать достигнутую величину напряжения, при этом ток заряда плавно снижается до величины тока подзаряда.
В связи с тем, что токи и количество витков в обоих обмотках одинаковы и их скорости вращения примерно одинаковы, одинаковы и выходные напряжения на их выпрямителях 3; 4, а следовательно, и загрузка обоих генераторов примерно одинакова. Оперативное бесконтактное включение и отключение генераторов 1; 2 обеспечивается соответственно подачей или снятием сигналов управления аппаратурой регулирования напряжения и автоматики генераторов 5 с элементов управления полупроводниковых ключей (тиристоров или оптотиристоров) выпрямителей 3; 4.
Для автоматизации этого процесса, например, для включения или отключения генераторов при изменении нагрузки или защиты генераторов от перегрузок, предусмотрены датчики токов 9, 10 и 11, выходы которых подключены к входам 5, 7; 5.8; 5.9 аппаратуры регулирования напряжения и автоматики генераторов 5.
Таким образом, с помощью управляемых выпрямителей 3; 4 и датчиков тока 7; 9; 10 и 11 обеспечивается бесконтактная быстродействующая защита генераторов от перегрузок и оперативное включение и отключение их при изменении нагрузки.
Промышленная применимость
Проведены положительные стендовые испытания.
Источники информации
1. Комплекс электроснабжения пассажирского вагона.
Патент РФ №37678 на полезную модель
МПК: В 60 L 1/00 2004 г. Прототип.