RU132405U1

RU132405U1 - Flywheel system for regenerative braking of electric rolling stock

Info

Publication number: RU132405U1
Application number: RU2013123658/11U
Authority: RU
Inventors: Нурбей Владимирович Гулиа
Original assignee: Зотов Алексей Вячеславович
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-09-20

Abstract

1. Устройство рекуперативного торможения электроподвижного состава, содержащая, по меньшей мере, один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически связанной, по меньшей мере, с одной тяговой электромашиной электроподвижного состава, имеющего токосъемник для взаимодействия с основным контактным проводом, и систему управления рекуперативным торможением, расположенную на электроподвижном составе, отличающееся тем, что маховичный накопитель и обратимая электромашина установлены стационарно и расположены отдельно от электроподвижного состава, при этом обратимая электромашина связана с тяговой электромашиной посредством токосъемника электроподвижного состава через дополнительный контактный провод, который расположен вдоль основного контактного провода и связан с ним посредством управляемых прерывателей с возможностью электрического отсоединения от основного контактного провода при помощи упомянутой системы управления.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено дополнительной системой управления рекуперативным торможением, расположенной совместно с маховичным накопителем и выполненной с возможность управления упомянутыми прерывателями дополнительного контактного провода в период нахождения на нем токосъемника.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный контактный провод выполнен блокированным от основного с возможностью сохранения целостности контактной сети.1. A regenerative braking device for electric rolling stock, comprising at least one flywheel drive with a reversible electric machine electrically connected to at least one electric rolling stock traction machine having a current collector for interacting with the main contact wire, and a regenerative braking control system, located on an electric rolling stock, characterized in that the flywheel drive and a reversible electric machine are stationary and located separately from lektropodvizhnogo composition, wherein the reversible electric machine is connected with the electric machine via the traction current collector through an additional electric rolling contact wire which is located along the main trolley wire and is connected thereto by means of controllable breakers to be electrically disconnected from the main trolley wire by means of said upravleniya.2 system. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional regenerative braking control system located together with the flywheel drive and configured to control the mentioned breakers of the additional contact wire while the current collector is on it. The device according to claim 1, characterized in that the additional contact wire is made blocked from the main one with the possibility of maintaining the integrity of the contact network.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для осуществления рекуперативного торможения электроподвижного состава - метропоездов, трамваев, электричек.The utility model relates to the field of energy and can be used to perform regenerative braking of electric rolling stock - metro trains, trams, and electric trains.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известна система рекуперативного торможения электротранспорта путем отдачи энергии обратимой тяговой электромашиной в сеть (см., например, «Политехнический словарь», М, БРЭ, 1998, с.453, статья «Рекуперация»). Эта система, принятая за аналог, недостаточно экономична, так как сохраняет менее 5% кинетической энергии подвижного состава при торможении до остановки.The prior art system of regenerative braking of electric vehicles by transferring energy of a reversible traction electric machine to the network (see, for example, "Polytechnical Dictionary", M, BDT, 1998, p.453, article "Recovery"). This system, adopted as an analogue, is not economical enough, since it saves less than 5% of the kinetic energy of the rolling stock during braking to a stop.

Известна система рекуперативного торможения подвижного состава, включающая как минимум, один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически соединенный через систему управления с обратимой тяговой электромашиной подвижного состава, причем маховичный накопитель размещен на самом транспортном средстве (см., например, книгу Н.В. Гулиа «Инерция», М., Наука, 1982, с.69, рис.5). Эта система, принятая за прототип, позволяла экономить около 30% энергии в Нью-Йоркском метро, причем масса накопителей, установленных в одном вагоне метропоезда, составляла около 5 тонн.A known system of regenerative braking of rolling stock, including at least one flywheel drive with a reversible electric machine, is electrically connected through a control system with a reversible traction electric machine of a rolling stock, and the flywheel drive is located on the vehicle itself (see, for example, the book of N.V. Gulia “Inertia”, M., Nauka, 1982, p. 69, Fig. 5). This system, adopted as a prototype, allowed saving about 30% of energy in the New York metro, and the mass of drives installed in one car of the metro train was about 5 tons.

Основными недостатками системы-прототипа являются: опасность установки скоростных маховиков непосредственно в пассажирских вагонах, а также большая масса накопителей, равная массе свыше 50 пассажиров с багажом.The main disadvantages of the prototype system are: the danger of installing high-speed flywheels directly in passenger cars, as well as a large mass of drives equal to a mass of more than 50 passengers with baggage.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей полезной модели является разработка маховичной системы рекуперативного торможения электроподвижного состава, где маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным, находящимся на неподвижном основании вне подвижного состава.The objective of the utility model is to develop a flywheel system of regenerative braking of electric rolling stock, where a flywheel drive with a reversible electric machine is made stationary, located on a fixed base outside the rolling stock.

Поставленная задача решается тем, что маховичная система рекуперативного торможения электроподвижного состава, включающая как минимум один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически соединенной через систему управления с тяговыми электромашинами электроподвижного состава, характеризующаяся тем, что в электрическую цепь соединения электрических машин электроподвижного состава и маховичного накопителя входит контактный провод с токосъемником, а маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным.The problem is solved in that the flywheel system of regenerative braking of electric rolling stock, including at least one flywheel drive with a reversible electric machine, electrically connected through a control system with traction electric machines of electric rolling stock, characterized in that the electrical circuit of the connection of electric machines of electric rolling stock and flywheel drive a contact wire with a current collector, and a flywheel drive with a reversible electric machine is made stationary public.

Следующим отличием предлагаемой системы является то, что участок контактного провода, входящего в электрическую цепь соединения электрических машин электроподвижного состава и маховичного накопителя, на котором находится токосъемник остановленного рекуперативным торможением электроподвижного состава, включая участки, на которых происходит рекуперативное торможение и разгон, выполнен электрически периодически отсоединяющимся от основной контактной сети.The next difference of the proposed system is that the contact wire section included in the electrical circuit of the connection of the electric machines of the electric rolling stock and the flywheel drive, on which the current collector of the electric rolling stock stopped by regenerative braking is located, including the sections where the regenerative braking and acceleration occurs, is electrically disconnected periodically from the main contact network.

Еще одним отличием предлагаемой системы является то, что отсоединяемый участок контактного провода выполнен блокированным с сохранением целостности контактной сети.Another difference of the proposed system is that the detachable section of the contact wire is made blocked while maintaining the integrity of the contact network.

Последним отличием предлагаемой системы является то, что отсоединение участка контактного провода от основной контактной сети выполняется, при необходимости, системой управления, находящейся на самом электроподвижном составе, в период нахождения токосъемника на отсоединяемом участке.The last difference of the proposed system is that the disconnection of the contact wire section from the main contact network is carried out, if necessary, by the control system located on the electrically rolling stock itself, while the current collector is on the disconnected section.

Благодаря перечисленным отличиям решается техническая задача полезной модели, а именно создание эффективной системы рекуперативного торможения электроподвижного состава, где маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным, находящимся вне подвижного состава, не представляющим опасности для пассажиров и не требующим энергии для своего перемещения вместе с подвижным составом.Thanks to these differences, the technical problem of the utility model is solved, namely, the creation of an effective system of regenerative braking of electric rolling stock, where the flywheel drive with a reversible electric machine is stationary, located outside the rolling stock, not dangerous to passengers and not requiring energy to move along with the rolling stock.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 -принципиальная схема устройства системы рекуперативного торможения.Figure 1 is a schematic diagram of a device of a regenerative braking system.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Контактный провод 1, выполненный с возможностью периодического соединения с участком 2 с помощью электросоединений, выполненных в виде управляемых прерывателей 3, через токосъемник 4 и систему управления 5 рекуперативного торможения, питает обратимую тяговую электромашину 6, приводящую в движение колеса 7 электроподвижного состава 8, в данном случае передвигающегося по заземленному рельсу 9, соединенному как с корпусом подвижного состава 8 для электробезопасности, так и в случае необходимости - проводом 10 с системой управления 5 рекуперативного торможения.The contact wire 1, made with the possibility of periodic connection with section 2 using electrical connections made in the form of controlled breakers 3, through a current collector 4 and a control system 5 of regenerative braking, feeds a reversible traction electric machine 6, which drives the wheels 7 of the electric rolling stock 8, in this in the case of moving along a grounded rail 9, connected both to the rolling stock body 8 for electrical safety, and, if necessary, a wire 10 with a recovery control system 5 tive braking.

Маховичный накопитель 11 включает в себя корпус 12 с опорами-подшипниками 13 любого приемлемого типа, в том числе и магнитными, в которых зафиксирован маховик 14, соединенный с ротором обратимой электромашины 15, электрически соединенной с дополнительной системой управления 16 рекуперативного управления, опять же электрически соединенной проводом 17 с участком 2 контактного провода 1. Маховичный накопитель 11 своим корпусом 12 закреплен, в том числе с помощью упругих прокладок на твердом основании 18, например, бетонного углубления (колодца) 19.Flywheel drive 11 includes a housing 12 with bearings-bearings 13 of any acceptable type, including magnetic ones, in which a flywheel 14 is fixed, connected to the rotor of a reversible electric machine 15, electrically connected to an additional control system 16 of regenerative control, again electrically connected a wire 17 with a portion 2 of the contact wire 1. The flywheel drive 11 is fixed with its housing 12, including using elastic gaskets on a solid base 18, for example, a concrete recess (well) 19.

В данном конкретном случае при описании работы устройства предполагается, что контактный провод 1 нагружен одной фазой тока питания электромашины 6 через блоки системы управления 5, соединенные, например, тремя проводами трехфазного тока, полученного расщеплением фазы на контактном проводе 1. В системы управления 5 и 16 в этом случае кроме расщепителя фазы входит, например, и управляемый инвертор, с помощью которого оператор (машинист) управляет скоростью подвижного состава 8, осуществляя, в частности, его рекуперативное торможение с передачей электроэнергии от электромашины 6 электромашине 15. При разгоне подвижного состава 8 электроэнергия с помощью систем управления 5 и 16 передается электромашине 6, осуществляющей разгон подвижного состава 8. Маховичный накопитель 11 желательно располагать заглубленным в землю, например, в бетонном неглубоком колодце 19 близ остановки подвижного состава (трамвая, электрички, поезда метро).In this particular case, when describing the operation of the device, it is assumed that the contact wire 1 is loaded with one phase of the power supply current of the electric machine 6 through the blocks of the control system 5, connected, for example, by three wires of a three-phase current obtained by splitting the phase on the contact wire 1. To the control systems 5 and 16 in this case, in addition to the phase splitter, there is, for example, a controlled inverter, with which the operator (operator) controls the speed of the rolling stock 8, in particular, performing its regenerative braking from gears electric power is supplied to it from electric machine 6 to electric machine 15. When the rolling stock 8 is accelerated, the electric power is transmitted to control the electric machine 6, which accelerates the rolling stock 8. The flywheel drive 11 is preferably located buried in the ground, for example, in a concrete shallow well 19 near the stop of the rolling composition (tram, commuter train, metro train).

При рекуперативном торможении и последующем разгоне подвижного состава 8 участок 2 с помощью электросоединений - управляемых прерывателей 3 дистанционно отключается машинистом от контактного провода 1, а после разгона состава 8 снова соединяется с контактным проводом 1. При неосуществлении по той или иной причине рекуперации энергии, например, при аварийном торможении, участок 2 не отсоединяется от контактного провода 1.During regenerative braking and subsequent acceleration of the rolling stock 8, section 2 using electrical connections - controlled breakers 3 is remotely disconnected by the driver from the contact wire 1, and after acceleration of the composition 8 it is again connected to the contact wire 1. If energy recovery is not carried out for one reason or another, for example, during emergency braking, section 2 is not disconnected from the contact wire 1.

Claims

1. A regenerative braking device for electric rolling stock, comprising at least one flywheel drive with a reversible electric machine electrically connected to at least one electric rolling stock traction machine having a current collector for interacting with the main contact wire, and a regenerative braking control system, located on an electric rolling stock, characterized in that the flywheel drive and a reversible electric machine are stationary and located separately from lektropodvizhnogo composition, wherein the reversible electric machine is connected with the electric machine via the traction current collector through an additional electric rolling contact wire which is located along the main trolley wire and is connected thereto by means of controllable breakers to be electrically disconnected from the main trolley wire by means of said control system.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional regenerative braking control system located in conjunction with the flywheel drive and configured to control the mentioned breakers of the additional contact wire while the current collector is on it.

3. The device according to claim 1, characterized in that the additional contact wire is made blocked from the main one with the possibility of maintaining the integrity of the contact network.