RU135368U1

RU135368U1 - SUPERCONDENSER SYSTEM OF STARTING DIESEL DIESEL CONTACT NETWORK DISTANCE

Info

Publication number: RU135368U1
Application number: RU2013111457/07U
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Деньщиков; Андрей Зиновьевич Жук; Михаил Валерьевич Голиков; Аркадий Фёдорович Герасимов; Сергей Петрович Сергиенков
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-12-10

Abstract

1. Система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети, содержащая последовательно соединенные аккумуляторные батареи, подключаемые при помощи контактора с выключателем к бортовой сети дрезины, суперконденсатор, с подключенным последовательно токоограничительным резистором, в свою очередь, подключаемые при помощи контактора с выключателем и сигнальной лампой к бортовой сети дрезины и паралельно аккумуляторным батареям, вольтметр, подключенный к выводам суперконденсатора, контактор, шунтирующий токоограничительный резистор, отличающаяся тем, что обмотка шунтирующего контактора включается контактами вспомогательного реле, обмотка которого, в свою очередь, подключена через стабилитрон к выводам суперконденсатора.2. Система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети по п.1, отличающаяся тем, что характеристики токоограничительного резистора исключают стартерный режим работы аккумуляторных батарей при заряде.3. Система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети по п.1, отличающаяся тем, что открытие стабилитрона происходит по достижении на суперконденсаторе напряжения, равного 70-80% от номинального значения напряжения бортовой сети дрезины.4. Система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети по п.1, отличающаяся тем, что она конструктивно выполнена в виде пульта управления, размещенного в кабине управления, защищенного кабеля управления и энергоблока, содержащего аккумуляторные батареи, суперконденсатор и блок коммутации.5. Суперконденсаторная система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети по п.1, отличающаяся тем, что характеристики контакторов обеспечивают их отключение п1. A diesel starting system for a contact line distance trolley diesel engine that contains series-connected batteries connected via a contactor with a switch to the onboard network of the trolley, a supercapacitor with a current-limiting resistor connected in series, and, in turn, connected to the on-board contactor with a switch and a signal lamp network of trolley and in parallel to rechargeable batteries, a voltmeter connected to the terminals of the supercapacitor, a contactor, a shunt current limiting resistor, exc sistent in that the winding of the shunt contactor auxiliary relay contacts switched on, the winding of which, in turn, is connected via a zener diode to the terminals superkondensatora.2. A diesel starting system for a contact rail distance trolley according to claim 1, characterized in that the characteristics of the current-limiting resistor exclude the starting mode of operation of the batteries when charging. A contact system for starting a diesel trolley of a contact line distance according to claim 1, characterized in that the zener diode is opened when the voltage on the supercapacitor reaches 70-80% of the rated voltage of the on-board network of the trolley. 4. The diesel starting system for a contact line distance trolley diesel engine according to claim 1, characterized in that it is structurally made in the form of a control panel located in a control cabin, a protected control cable and a power unit containing storage batteries, a supercapacitor and a switching unit. 5. The supercapacitor system for starting a diesel trolley of a contact line distance according to claim 1, characterized in that the characteristics of the contactors ensure their shutdown

Description

Полезная модель относится к системам пуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств с использованием конденсаторов сверхвысокой емкости (суперконденсаторов - СК) и может быть использована для модернизации электрооборудования дрезин дистанции контактной сети и других назначений.The utility model relates to starting systems of internal combustion engines of vehicles using ultra-high capacitors (supercapacitors - SC) and can be used to modernize the electrical equipment of the contact rail of the contact network and other purposes.

Известна система пуска дизеля тепловоза с использованием батареи СК, содержащая цепь заряда СК с резистором и тиристором, управляющий электрод которого подключен к замыкающему контакту штатной кнопки "Пуск дизеля" тепловоза (см. международную заявку WO 93/18300, МПК F02N 11/08, опубл. 1993). Основным недостатком системы является большое время готовности к пуску для обеспечения полноты заряда СК и возможность работы аккумуляторной батареи (АБ) в стартерном режиме при заряде СК. Это приводит к снижению ресурса и, соответственно, срока службы АБ.A known diesel locomotive starting system using an SK battery containing an SC charge circuit with a resistor and a thyristor, the control electrode of which is connected to the make contact of the standard diesel engine start button “Start diesel” (see international application WO 93/18300, IPC F02N 11/08, published . 1993). The main disadvantage of the system is the long time it takes to start up to ensure full charge of the battery and the possibility of the battery (AB) in starter mode when charging the battery. This leads to a decrease in the resource and, accordingly, the battery life.

Прототипом полезной модели является система пуска дизеля тепловоза, содержащая АБ, устройство отключения АБ от бортовой сети (БС) тепловоза, тяговый генератор, штатные пусковые контакторы, через которые напряжение при пуске поступает на тяговый генератор, СК, в цепь заряда которого включены тиристор и токоограничивающий резистор, диод, шунтирующий цепь заряда при протекании тока разряда СК, контактный элемент для включения тиристора. контактный выключатель цепи питания СК, индикатор заряда СК и разрядный резистор, подключенный к СК, причем контактный элемент для включения тиристора выполнен в виде отдельного выключателя, расположенного на одной панели с индикатором заряда и выключателем цепи питания СК, а упомянутая панель выполнена с возможностью ее установки в высоковольтную камеру тепловоза (см. патент Российской Федерации №2287079, МПК F02N 11/04, опубл. 2006).The prototype of the utility model is a diesel locomotive start-up system containing an AB, a device for disconnecting an AB from the on-board network (BS) of a diesel locomotive, a traction generator, standard starting contactors through which voltage is supplied to the traction generator, SC, in the charge circuit of which a thyristor and current limiting are included a resistor, a diode, a shunt circuit of the charge when the discharge current of the SC flows, a contact element to turn on the thyristor. a contact switch for the SC power supply circuit, a charge indicator of the SK and a discharge resistor connected to the SK, moreover, the contact element for turning on the thyristor is made as a separate switch located on the same panel as the charge indicator and the switch of the SK power supply circuit, and the said panel is designed to be installed in the high-voltage chamber of the locomotive (see patent of the Russian Federation No. 2287079, IPC F02N 11/04, publ. 2006).

Основным недостатком системы является сложность управления системы обслуживающим персоналом, большое время готовности к пуску с целью обеспечения полноты заряда СК (быстро обеспечить равенство потенциалов АБ и СК при заряде) и, соответственно, возможность неполного использования энергии, запасаемой СК, при пуске дизеля. Соответственно, это приводит к снижению оперативности использования СК и повышает надежность системы электростартерного пуска дизеля.The main disadvantage of the system is the difficulty of controlling the system by maintenance personnel, a long time to start up in order to ensure full charge of the SC (to quickly ensure equal potentials of AB and SC when charging) and, accordingly, the possibility of incomplete use of energy stored by SC, when starting a diesel engine. Accordingly, this leads to a decrease in the efficiency of using the SC and increases the reliability of the diesel electric start-up system.

Задачей полезной модели является повышение оперативности работы, ресурса системы электростартерного пуска и обеспечение гарантированного пуска дизеля дрезины, независимо от степени разряженности аккумуляторных батарей.The objective of the utility model is to increase the operational efficiency, the resource of the electric start-up system and ensure a guaranteed start-up of the diesel railcar, regardless of the degree of discharge of the batteries.

Поставленная задача решается тем, что система пуска дизеля дрезины, содержит АБ, СК, контакторы подключения АБ и СК к БС дрезины, электростартер, резистор, ограничивающий ток заряда СК, контактор, шунтирующий токоограничительный резистор при заряде и пуске, стабилитрон, через вспомогательное реле, управляющий шунтирующим контактором.The problem is solved in that the trolley diesel start-up system contains AB, SK, contactors for connecting AB and SK to the trolley BS, an electric starter, a resistor that limits the charge current of the SK, a contactor, a shunt current-limiting resistor when charging and starting, a zener diode, through an auxiliary relay, operating bypass contactor.

Для снижения времени готовности к пуску и для обеспечения полноты заряда СК до напряжения равного напряжению АБ, использован двуступенчатый заряд - начальный заряд с токоограничением через резистор и последующее подключение СК к АБ напрямую, без ограничения тока.To reduce the time of readiness for start-up and to ensure the full charge of the SC to a voltage equal to the voltage of the battery, a two-stage charge is used - the initial charge with current limiting through a resistor and the subsequent connection of the battery to the battery directly, without current limitation.

Управление моментом шунтирования токоограничительного резистора за счет включения контактора, производится автоматически, с использованием вспомогательного реле, включение обмотки которого производится при открытии стабилитрона, при этом момент шунтирования определяется напряжением на контактах СК - по достижении 70-80% от значения номинального напряжения БС дрезины, что исключает стартерный режим работы АБ при заряде.The shunting time of the current-limiting resistor by turning on the contactor is controlled automatically using an auxiliary relay, the winding of which is turned on when the zener diode is opened, and the shunting moment is determined by the voltage at the SK contacts - after reaching 70-80% of the rated voltage of the railcar BS, which eliminates the starting mode of the battery when charging.

Техническим результатом системы является, то что, для повышения оперативности работы использован автоматизированный двуступенчатый заряд - начальный заряд с токоограничением через резистор и последующий заряд СК, за счет подключения к АБ напрямую, чем обеспечивается быстрота готовности к пуску дизеля; продление ресурса АБ, за счет возможности заряда с ограничением тока - работы СК при пуске с изношенными (разряженными) АБ; надежный электростартерный пуск дизеля за счет применения СК.The technical result of the system is that, to increase the efficiency of work, an automated two-stage charge is used - the initial charge with current limitation through a resistor and the subsequent charge of the SC, by connecting to the battery directly, which ensures the speed of readiness for starting the diesel engine; battery life extension, due to the possibility of a charge with current limitation - SC operation during startup with worn (discharged) batteries; reliable electric start of the diesel engine due to the use of SC.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

Система пуска дизеля дрезины дистанции контактной сети содержит последовательно соединенные АБ GB1, GB2, подключаемые при помощи контактора К1 с выключателем SA1, к БС дрезины, суперконденсатор С с подключенным последовательно, токоограничительным резистором R, в свою очередь, подключаемые, при помощи контактора К2 с выключателем SA2 и сигнальной лампой EL, к БС дрезины и паралельно АБ GB1, GB2, вольтметр PV, подключенный к выводам СК, контактор К3, шунтирующий токоограничительный резистор R, причем обмотка шунтирующего контактора R3 включается контактами вспомогательного реле К4, обмотка которого, в свою очередь, подключена через стабилитрон VD к выводам СК.The contact line distance diesel engine start-up system contains series-connected ABs GB1, GB2, connected via a contactor K1 with a switch SA1, to a railcar BS, a supercapacitor C with a series-connected current limiting resistor R, which, in turn, are connected using a contactor K2 with a switch SA2 and EL signal lamp, to the trolley BS and parallel to AB GB1, GB2, a PV voltmeter connected to the SC terminals, contactor K3, a shunt current-limiting resistor R, and the winding of the shunt contactor R3 turns on the contact E auxiliary relay K4 winding which, in turn, is connected via a zener diode VD to IC terminals.

АБ GB1 и GB2 подключаются к БС контактором К1, после включения выключателя SA1. СК С, с последовательно подключенным токоограничительным резистором R, паралельно подключаются к БС и АБ GB1 и GB2 контактором К2, после включения выключателя SA2. При этом загорается сигнальная лампа EL и начинается заряд СК с ограничением тока, через резистор R. По достижении напряжения на контактах СК значения 70-80% от значения номинального напряжения БС дрезины, происходит открытие стабилитрона VD и подключение управляющей обмотки слаботочного реле К4, контакты которого, в свою очередь, управляют включением шунтирующего контактора К3. После включения К3, резистор R - шунтируется и СК подключается к АБ паралельно, после чего заряд СК завершен и система готова к работе (пуску). Готовность к пуску контролируется по вольтметру PV. После пуска дизеля, можно отключить СК от БС выключателем SA2, при этом сигнальная лампа EL потухнет.AB GB1 and GB2 are connected to the BS by contactor K1, after turning on the switch SA1. SK C, with a current-limiting resistor R connected in series, are connected in parallel to the BS and AB GB1 and GB2 by the contactor K2, after turning on the switch SA2. In this case, the EL signal lamp lights up and the SK charge starts, with current limiting, through the resistor R. When the voltage at the SC contacts reaches 70-80% of the value of the rated voltage of the trolley BS, the Zener diode VD opens and the control winding of the low-current relay K4 is connected, the contacts of which , in turn, control the inclusion of a shunt contactor K3. After turning on K3, the resistor R is shunted and the SC is connected to the AB in parallel, after which the charge of the SC is completed and the system is ready for operation (start). Ready to start is monitored by a PV voltmeter. After starting the diesel engine, it is possible to disconnect the SC from the BS with the SA2 switch, while the EL warning light will go out.

Условные обозначения:Legend:

- С - суперконденсатор (СК);- C - supercapacitor (SC);

- GB1, GB2 - батарея аккумуляторная (АБ), стартерная;- GB1, GB2 - rechargeable battery (AB), starter;

- EL - лампа сигнальная;- EL - signal lamp;

- К1 - контактор подключения АБ к БС;- K1 - contactor connecting the battery to the BS;

- К2 - контактор подключения СК к БС и АБ;- K2 - contactor connecting SK to the BS and AB;

- К3 - контактор шунтирующий (резистор токоограничительный R);- K3 - shunt contactor (current-limiting resistor R);

- К4 - реле слаботочное (вспомогательное);- K4 - low-current relay (auxiliary);

- М - стартер (стартер-генератор);- M - starter (starter-generator);

- PV - вольтметр;- PV - voltmeter;

- R - резистор токоограничительный;- R - current limiting resistor;

- SA1 - выключатель контактора К1;- SA1 - contactor switch K1;

- SA2 - выключатель контактора К2;- SA2 - contactor switch K2;

- VD - стабилитрон.- VD - Zener diode.

Claims

1. A diesel starting system for a contact line distance trolley diesel engine that contains series-connected batteries connected via a contactor with a switch to the onboard network of the trolley, a supercapacitor with a current-limiting resistor connected in series, and, in turn, connected to the on-board contactor with a switch and a signal lamp network of trolley and in parallel to rechargeable batteries, a voltmeter connected to the terminals of the supercapacitor, a contactor, a shunt current limiting resistor, exc sistent in that the winding of the shunt contactor auxiliary relay contacts switched on, the winding of which, in turn, is connected via a zener diode to the terminals of the supercapacitor.

2. The diesel starter system of a contact line distance trolley according to claim 1, characterized in that the characteristics of the current-limiting resistor exclude the starter mode of operation of the batteries when charging.

3. The starting system of the diesel railcar of the contact network distance according to claim 1, characterized in that the zener diode opens when the voltage on the supercapacitor reaches 70-80% of the rated voltage of the onboard network of the railcar.

4. The diesel starter system of a contact line distance trolley according to claim 1, characterized in that it is structurally made in the form of a control panel located in a control cabin, a protected control cable and a power unit containing storage batteries, a supercapacitor and a switching unit.

5. The supercapacitor system for starting a diesel trolley of a contact line distance according to claim 1, characterized in that the characteristics of the contactors ensure their shutdown at a voltage of not higher than 5.0 ± 0.5 V.