CS219217B1

CS219217B1 - Wiring for auxiliary 3-phase power supply, especially for independent traction vehicles

Info

Publication number: CS219217B1
Application number: CS264581A
Authority: CS
Inventors: Pavel Kaspar; Miloslav Holik; Zdenek Bilek
Original assignee: Pavel Kaspar; Miloslav Holik; Zdenek Bilek
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Zapojení pro napájení pomocné 3-fázové sítě, zejména u kolejových vozidel nezávislé trakce. 3-fázový výstup pomocného alternátoru je připojen na vstup 3-fázového usměrňovače, jehož výstup je spojen přes výkonovou diodu s akumulátorovou baterií i se stejnosměrnou zátěží akumulátorové baterie. Dále je 3-fázový výstup pomocného alternátoru rovněž připojen na první 3-fázový vstup regulátoru pomocného alternátoru, jehož výstup je spojen se vstupem — buzením pomocného alternátoru. Druhý 2-fázový vstup regulátoru pomocného alternátoru je spojen s výstupem proudového čidla pomocného alternátoru i s 3- -fázovým spínačem, který je svým výstupem spojen se vstupem — primářem 3-fázového převodového transformátoru, jehož výstup — sekundář je přes 3-fázový proudový chránič spojen s 3-fázovou sítí. Kostra 3-fázových spotřebičů je spojena s kostrou vozidla i se středním vývodem sekundám 3-fázového převodového transformátoru.Connection for supplying an auxiliary 3-phase network, especially for independent traction rail vehicles. The 3-phase output of the auxiliary alternator is connected to the input of a 3-phase rectifier, the output of which is connected via a power diode to the battery and to the DC load of the battery. Furthermore, the 3-phase output of the auxiliary alternator is also connected to the first 3-phase input of the auxiliary alternator regulator, the output of which is connected to the input — excitation of the auxiliary alternator. The second 2-phase input of the auxiliary alternator regulator is connected to the output of the auxiliary alternator current sensor and to a 3-phase switch, the output of which is connected to the input — primary of the 3-phase transfer transformer, the output — secondary of which is connected to the 3-phase network via a 3-phase residual current device. The frame of the 3-phase consumers is connected to the vehicle frame and to the middle terminal of the secondary of the 3-phase transfer transformer.

Description

Vynález se týká zapojení pro .napájení pomocné 3-fázové sítě, zejména u kolejových vozidel nezávislé trakce, u něhož se řeší zapojení pro využití pomocného alternátoru, určeného pro dobíjení akumulátorové baterie i pro napájení 3-fázových vozidlových spotřebičů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a circuit for powering an auxiliary 3-phase network, in particular for rail vehicles of independent traction, in which a circuit is provided for utilizing an auxiliary alternator for recharging the battery and for powering the three-phase vehicle.

Doposud známá zapojení používají pro napájení pomocné 3-fázové sítě u kolejových vozidel nezávislé trakce samostatnou dieselcentrálu, soustrojí naftový motor —The hitherto known connections use an independent traction unit for the power supply of the auxiliary 3-phase network in the rail vehicles of independent traction, a diesel engine set -

3-fázový alternátor — regulátor alternátoru, kterou je nutno vždy spoštět jakmile potřebujeme napájet některé 3-fázové spotřebiče. Toto řešení má však nevýhodu jak v nutnosti instalace dieselcentrály s příslušenstvím na hnací vozidlo, tak i v nutnosti její dodatečné obsluhy.3-phase alternator - alternator regulator, which must always be saved as soon as we need to supply some 3-phase appliances. However, this solution has the disadvantage both of having to install a diesel central unit with accessories on the traction vehicle and of having to operate it additionally.

Výše uvedená nevýhoda je odstraněna podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že 3-fázový výstup pomocného alternátoru je připojen na vstup 3-fázového usměrňovače, jehož výstup je spojen přes výkonovou diodu s akumulátorovou baterií i se stejnosměrnou zátěží akumulátorové baterie, dále je 3-fázový výstup pomocného alternátoru spojen jak s prvním 3-fázovým vstupem regulátoru pomocného alternátoru, jehož výstup je spojen se vstupem — buzením pomocného alternátoru, přičemž druhý 2-fázový vstup regulátoru pomocného alternátoru je spojen s. výstupem proudového čidla pomocného alternátoru, i s 3-fázovým spínačem, který je svým výstupem spojen se vstupem — primářem 3-fázového převodového transformátoru, jehož výstup — sekundář je přes 3-fázový proudový chránič spojen sThe above mentioned disadvantage is eliminated according to the invention, which is based on the fact that the 3-phase output of the auxiliary alternator is connected to the input of the 3-phase rectifier, whose output is connected via a power diode to both the accumulator battery and DC battery load. - the auxiliary alternator phase output is connected to both the first 3-phase input of the auxiliary alternator regulator, the output of which is connected to the input - excitation of the auxiliary alternator, the second 2-phase input of the auxiliary alternator regulator is connected to the output of the auxiliary alternator current sensor. a phase switch connected to the input - primary of the 3-phase geared transformer, whose output - the secondary is connected to the

3-fázovou sítí, na kterou jsou zapojeny 3-fázového spotřebiče, přičemž jejich kostra je spojena s kostrou vozidla i se středním vývodem sekundářů 3-fázového převodového transformátoru.A 3-phase network to which 3-phase appliances are connected, the chassis of which is connected to the vehicle chassis and to the middle terminal of the 3-phase geared transformer secondary.

Výhody tohoto zapojení pro napájení pomocné 3-fázové sítě z pomocného alternátoru pro dobíjení akumulátorové baterie spočívají v tom, že pomocný alternátor zastává funkci nejen zdroje elektrické energie pro stejnosměrnou vozidlovou síť, ale i funkci zdroje elektrické energie pro střídavou vozidlovou síť, čímž odpadá nutnost instalovat na motorový vůz nový samostatný zdroj elektrické energie — dieselcentrálu. Dále zapojení samočinně odpojuje dobíjení akumulátorové baterie při dosažení maximálního dovoleného výstupního proudu pomocného alternátoru, takže například pro rozběh 3-fázových motorických spotřebičů je k dispozici plný výkon pomocného alternátoru, přičemž stejnosměrná zátěž je napájena z akumulátorové baterie.The advantages of this wiring for supplying the auxiliary 3-phase mains from the auxiliary alternator for recharging the battery are that the auxiliary alternator functions not only as a power supply for the DC vehicle network but also as a power supply for the AC vehicle network, eliminating the need to install on a motor car a new separate source of electricity - dieselcentral. Furthermore, the circuit automatically disconnects the charging of the accumulator battery when the maximum permissible output current of the auxiliary alternator is reached, so that, for example, the full power of the auxiliary alternator is available for start-up of 3-phase motor consumers.

Zapojení podle vynálezu je znázorněné na výkrese. 3-fázový výstup pomocného alternátoru 1 je připojen na vstup 3-fázového usměrňovače 5, jehož výstup je spojen přes výkonovou diodu 14 s akumulátorovou baterií 13 i se stejnosměrnou zátěží 12 akumulátorové baterie 13. 3-fázový výstup pomocného alternátoru 1 je rovněž připojen na první 3-fázový vstup regulátoru 4 pomocného alternátoru 1, jehož výstup je spojen se vstupem — buzením pomocného alternátoru 1, přičemž druhý 2-fázový vstup regulátoru 4 pomocného alternátoru 1 je spojen s výstupem proudového čidla 2 pomocného alternátoru 1 i s 3-fázovým spínačem 3, který je svým výstupem spojen se vstupem — primářem 3-fázového převodového transformátoru 6, jehož výstup — sekundář je přes 3-fázový proudový chránič 7 spojen s 3-fázovou sítí 10, na kterou jsou zapojeny 3-fázové spotřebiče 11.The circuit according to the invention is shown in the drawing. The 3-phase output of the auxiliary alternator 1 is connected to the input of the 3-phase rectifier 5, the output of which is connected via a power diode 14 to the accumulator battery 13 i to the DC load 12 of the accumulator battery 13. 3-phase input of auxiliary alternator 1 regulator 4, whose output is connected to input - excitation of auxiliary alternator 1, the second 2-phase input of auxiliary alternator 1 regulator 4 is connected to output of auxiliary alternator 1 current sensor 2 with 3-phase switch 3, the output of which is connected to the 3-phase mains transformer 6, the output of which is connected via a 3-phase residual current circuit breaker 7 to the 3-phase network 10, to which the 3-phase consumers 11 are connected.

Kostra lli těchto 3-fázových spotřebičů 11 je spojena s kostrou vozidla 8 i se středním vývodem 6i sekundářů 3-fázového převodového transformátoru 6.The chassis 11 of these 3-phase consumers 11 is connected to the chassis of the vehicle 8 and the middle terminal 6i of the secondary of the 3-phase geared transformer 6.

Práce s 3-fázovými spotřebiči vozidla se předpokládá ze stání vozidla, kdy prvotní naftový motor udržuje volnoběžné otáčky. Přizpůsobený převod pohonu pomocného alternátoru 1 zajišťuje na jeho 3-fázovém výstupu napětí o efektivní hodnotě Ui a frekvencí 50 Hz, přičemž efektivní hodnota napětí Ui je udržována ina konstantní hodnotě, odpovídající napětí stejnosměrné vozidlové sítě, regulátorem 4 pomocného alternátoruWork with 3-phase vehicle appliances is assumed from the vehicle's standstill, when the primary diesel engine maintains idle speed. The adapted power take-off of the auxiliary alternator 1 provides a voltage of 50 Hz at its 3-phase output, while the effective voltage Ui is maintained at a constant value corresponding to the voltage of the DC vehicle network by the auxiliary alternator regulator 4.

1.1.

3-fázové napětí o efektivní hodnotě Ui je usměrněno v 3-fázovém usměrňovači 5, který dobíjí akumulátorovou baterii 13 nebo napájí stejnosměrné spotřebiče přes výkonovou diodu 14, 3-fázové výstupní napětí pomocného alternátoru 1 je rovněž přivedeno na 3-fázový převodový transformátor 6 s vyvedeným středem sekundám přes 3-fázový spínač 3, jenž je spínán v závislosti na frekvenci 3-fázového výstupního napětí o efektivní hodnotě Ui pomocného alternátoru 1, tj. otáčkách pomocného alternátoru 1, a to v rozmezí frekvence f = 49 — 52 Hz, což odpovídá kolísání volnoběžných otáček n_m naftového motoru. Dále je přivedené 3-fázové napětí o efektivní hodnotě Ui transformováno převodovým transformátorem 6 na 3-fázové napětí o efektivní hodnotě U2 (3X380 V, 50 Hz), kterým jsou napájeny 3-fázové spotřebiče 11 přes 3-fázový proudový chránič 7, který zabezpečuje v pomocné 3-fázové síti ochranu před nebezpečným dotykovým napětím. Pro zajištění této ochranné funkce jsou kostry Ιϊι 3-fázových spotřebičů 11 spojeny s kostrou vozidla 8 i se středním vývodem 61 sekundám převodového transformátoru 6.The 3-phase RMS voltage Ui is rectified in the 3-phase rectifier 5, which charges the battery 13 or supplies DC consumers via the power diode 14, and the 3-phase output voltage of the auxiliary alternator 1 is also applied to the 3-phase transformer 6 s. centered through seconds through the 3-phase switch 3, which is switched in dependence on the frequency of the 3-phase output voltage at the effective value Ui of the auxiliary alternator 1, i.e. the speed of the auxiliary alternator 1, in the frequency range f = 49-52 Hz corresponds to the variation in idle speed n _{m of the} diesel engine. Furthermore, the applied 3-phase RMS voltage Ui is transformed by a transformer 6 to a 3-phase RMS voltage U2 (3X380 V, 50 Hz), which supplies the 3-phase consumers 11 via a 3-phase RCD 7 which provides in the auxiliary 3-phase mains protection against dangerous contact voltage. To ensure this protection function, the chassis Ιϊι of the 3-phase consumers 11 are connected to the chassis of the vehicle 8 and to the middle terminal 61 seconds of the gear transformer 6.

V případě, že celkové proudové zatížení pomocného alternátoru 1 je větší než je jeho maximální dovolené proudové zatížení je proudové přetížení pomocného alternátoru 1 indikováno proudovým čidlem 2 pomocného alternátoru 1, regulátor 4 pomocného· alternátoru 1 přejde z napěťového režimu do režimu proudového, tj. udržuje maximální dovolený konstantní proud pomocného alternátoru 1 při snižování jeho výstupního 3-fázového napětí.If the total current load of the auxiliary alternator 1 is greater than its maximum allowable current load, the current overload of the auxiliary alternator 1 is indicated by the current sensor 2 of the auxiliary alternator 1, the auxiliary alternator 1 regulator 4 switches from voltage mode to current mode. the maximum permissible constant current of the auxiliary alternator 1 while decreasing its output 3-phase voltage.

1919 Dec

Jakmile anoda bude mít nižší napětí než katoda výkonové diody 5, odpojí výkonová dioda 5 napájení stejnosměrné vozidlové sítě, tj. dobíjení akumulátorové baterie 13 a napájení stejnosměrné zátěže 12. Celý výkon pomocného alternátoru 1 je pak k dispozici pro výkon 3-fázové sítě 10, přičemž stejnosměrná zátěž 12 je zatím napájena z akumulátorové baterie 13,As soon as the anode has a lower voltage than the cathode of the power diode 5, the power diode 5 disconnects the power supply of the DC vehicle network, i.e. charging the battery 13 and the DC load 12. The entire power of the auxiliary alternator 1 is then available for 3-phase network 10 wherein the DC load 12 is still powered by the accumulator battery 13,

77

Využití vynálezu je možné u všech hnacích vozidel nezávislé trakce, kde je potřebné při volnoběžných otáčkách jejich prvotního naftového motoru napájet střídavou 3-fázovou síť 3X380 V, 50 Hz pro pohon 3-fázových, převážně motorických spotřebičů.It is possible to use the invention in all traction vehicles of independent traction, where it is necessary to supply the AC 3X380 V, 50 Hz AC 3-phase network to drive 3-phase, mostly motor appliances, at idle speed of their primary diesel engine.

Claims

Wiring for supplying the auxiliary 3-phase network, in particular for rail vehicles of independent traction, characterized in that the 3-phase output of the auxiliary alternator (1) is connected to the input of the 3-phase rectifier (5) whose output is connected via a power diode ( 14) with the accumulator battery (13) and DC load (12) of the accumulator battery (13), further, the 3-phase output of the auxiliary alternator (1) is also connected to the first 3-phase input of the controller (4) of the auxiliary alternator (1) whose output is connected to the input - excitation of the auxiliary alternator (1), the second 2-phase input

YNALEZU of the alternator (1) regulator (1) is connected to the output of the current sensor (2) of the alternator (1), as well as to the 3-phase switch (3) which is connected to the primary input of the 3-phase geared transformer (6). ), the output of which is connected via a 3-phase residual current device (7) to a 3-phase network (10) to which the 3-phase consumers (11) are connected, the frame (11) of the 3-phase consumers (7). 11) is connected to the vehicle body (8) and to the middle outlet (6i) of the secondary of the 3-phase geared transformer (6 ¹ ),