RU157071U1 - DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER - Google Patents
DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER Download PDFInfo
- Publication number
- RU157071U1 RU157071U1 RU2015122298/11U RU2015122298U RU157071U1 RU 157071 U1 RU157071 U1 RU 157071U1 RU 2015122298/11 U RU2015122298/11 U RU 2015122298/11U RU 2015122298 U RU2015122298 U RU 2015122298U RU 157071 U1 RU157071 U1 RU 157071U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- reactor
- input
- thyristor
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Входной электромагнитный фильтр электроподвижного состава постоянного тока, содержащий реактор и конденсатор, соединенные по Г-образной схеме и подключенные к токоприемнику и заземляющему устройству электроподвижного состава, причем в составе фильтра предусмотрен быстродействующий выключатель, силовые контакты которого подключены между реактором и конденсатором и зашунтированы резистором, отличающийся тем, что дополнительно предусмотрены силовой диод и резисторно-тиристорная цепочка с блоком управления для включения тиристора с датчиками напряжения, причем силовой диод подключен ко входу фильтра, резисторно-тиристорная цепочка включена параллельно реактору, а датчики напряжения установлены на входе и выходе фильтра.An input electromagnetic filter of DC electric rolling stock, comprising a reactor and a capacitor connected in a L-shaped circuit and connected to a current collector and a grounding device of electric rolling stock, the filter also having a quick-acting switch, the power contacts of which are connected between the reactor and the capacitor and are shunted by a resistor, different in that a power diode and a thyristor resistor circuit with a control unit for turning on the thyristor with voltage sensors, and the power diode is connected to the input of the filter, the thyristor-resistor circuit is connected in parallel with the reactor, and voltage sensors are installed at the input and output of the filter.
Description
Полезная модель относится к электроподвижному составу (ЭПС) с питанием от контактной сети постоянного тока, а точнее к устанавливаемым на этом электроподвижном составе входным фильтрам для сглаживания пульсаций электрического тока. Это должно обеспечить электромагнитную совместимость преобразовательного оборудования ЭПС с системами автоматики и связи.The utility model relates to electric rolling stock (EPS) powered by a direct current contact network, and more specifically to input filters installed on this electric rolling stock to smooth out ripples of electric current. This should ensure electromagnetic compatibility of converter equipment with electronic systems of automation and communication.
Известен электромагнитный фильтр, содержащий несколько последовательно соединенных звеньев, каждое из которых содержит реактор (индуктивность) и конденсатор, соединенные по Г-образной схеме [Феоктистов В.П., Чаусов О.Г., Чуверин Ю.Ю. Упрощенный метод расчета многозвенных входных фильтров для импульсных преобразователей постоянного тока. Журнал «Преобразовательная техника», 1981, №1, с. 8-10.].A known electromagnetic filter containing several series-connected links, each of which contains a reactor (inductance) and a capacitor connected in a L-shaped circuit [Feoktistov VP, Chausov OG, Chuverin Yu.Yu. A simplified method for calculating multi-link input filters for pulsed DC / DC converters. The journal "Conversion technology", 1981, No. 1, p. 8-10.].
Недостаток этого фильтра связан с неудовлетворительными массогабаритными показателями, а также с тем, что он не отрабатывает низкочастотные и частичные возмущения.The disadvantage of this filter is associated with unsatisfactory weight and size indicators, as well as the fact that it does not work out low-frequency and partial disturbances.
Этот недостаток устранен в активных фильтрах, которые содержат управляемые элементы для компенсации возмущений на входе и выходе фильтра [Карнаухов Н.Ф. и др. Схема питания электропривода со сглаживающим дросселем в цепи постоянного тока. Патент РФ №2224350, заявлен 07.03.2002, опубликован 20.02.2004.; Литовченко В.В., Феоктистов В.П., Тяговый электропривод с питанием от контактной сети постоянного тока. Патент РФ №2179934, заявлен 08.12.1999, опубликован 27.02.2002.].This disadvantage is eliminated in active filters, which contain controllable elements to compensate for disturbances at the input and output of the filter [Karnaukhov N.F. et al. Power supply circuit of an electric drive with a smoothing inductor in a direct current circuit. RF patent No. 2224350, filed March 7, 2002, published February 20, 2004 .; Litovchenko V.V., Feoktistov V.P., Traction electric drive powered by a direct current contact network. RF patent No. 2179934, filed December 8, 1999, published February 2, 2002.].
Однако, такие фильтры не получили распространения из-за сложности систем управления.However, such filters are not widespread due to the complexity of control systems.
В качестве прототипа целесообразно принять фильтр электровоза ЭП10. Этот фильтр содержит реактор и конденсатор, соединенные по Г-образной схеме и подключенные к токоприемнику и заземляющему устройству электроподвижного состава, причем в составе фильтра предусмотрен быстродействующий выключатель, силовые контакты которого подключены между реактором и конденсатором и зашунтированы резистором [Жуликов В.Н., Иньков Ю.М., Козлов Л.Г. и др. ЭПС с электрическим торможением. М.: УМЦ ЖДТ, 2008, рис. 4.11].As a prototype, it is advisable to take the filter of an electric locomotive EP10. This filter contains a reactor and a capacitor connected in a L-shaped circuit and connected to a current collector and an earthing device of an electric rolling stock, and the filter includes a high-speed switch, the power contacts of which are connected between the reactor and the capacitor and shunted by a resistor [Zhulikov VN, Inkov Yu.M., Kozlov L.G. and other EPS with electrical braking. M .: UMTS ZhDT, 2008, fig. 4.11].
Недостаток прототипа заключается в том, что не обеспечивается его нормальное функционирование в аномальных переходных режимах (кроме начального заряда конденсатора через резистор).The disadvantage of the prototype is that it does not ensure its normal functioning in abnormal transient conditions (except for the initial charge of the capacitor through the resistor).
Техническая задача заключается в том, чтобы исключить опасные последствия аномальных переходных режимов. Это достигается за счет того, что дополнительно предусмотрены силовой диод и резисторно-тиристорная цепочка с блоком управления для включения тиристора с датчиками напряжения, причем силовой диод подключен ко входу фильтра, резисторно-тиристорная цепочка включена параллельно реактору, а датчики напряжения установлены на входе и выходе фильтра.The technical problem is to eliminate the dangerous consequences of abnormal transient conditions. This is achieved due to the fact that a power diode and a thyristor resistor circuit with a control unit for switching on a thyristor with voltage sensors are additionally provided, a power diode connected to the filter input, a thyristor resistor circuit connected in parallel to the reactor, and voltage sensors installed at the input and output filter.
Эффект заключается в облегчении протекания аномальных переходных процессов при кратковременной потере контакта токоприемника с контактным проводом, при срабатывании защиты на ЭПС и на тяговой подстанции.The effect is to facilitate the occurrence of abnormal transients during a short-term loss of contact between the current collector and the contact wire, when the protection is triggered at the EPS and at the traction substation.
На фиг. 1 показана принципиальная схема заявленного фильтра с реактором 1 и конденсатором 2, между которыми включен быстродействующий выключатель 3. Вход фильтра подключен к токоприемнику 4 и заземляющему устройству 5 ЭПС.К выходу фильтра подключена посредством оперативного контактора 6 электропреобразовательная установка ЭПУ7, к выходам которой подключены асинхронные тяговые двигатели АТД8.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the inventive filter with a
В состав фильтра входят также маломощная зарядная цепочка с резистором 9 и контактором 10, шунтирующая цепочка с резистором 11 и тиристором 12, а также блок управления 13 тиристором с датчиками напряжения 14 и 15. Эти датчики включены соответственно на входе и выходе фильтра. Вход фильтра зашунтирован диодом 16.The filter also includes a low-power charging circuit with a
Функционирование фильтра рассмотрено ниже на примере характерных для ЭПС аномальных процессов.The functioning of the filter is discussed below on the example of abnormal processes characteristic of ESR.
A. Начальный заряд конденсатора 2 (при включенных БВ 3 и оперативно линейном контакторе 6) осуществляют при поднятом токоприемнике 4 путем включения контактора 10. После заряда конденсатора 2 до напряжения U2=U, где U - напряжение контактной сети, отключают контактор 10. Далее напряжение на конденсаторе U2 в нормальном режиме сохраняется примерно на постоянном уровне. При этом диод 16 находится под обратным напряжением U, тиристор 12 выключен. Элементы, указанные в отличительной части формулы полезной модели, срабатывают в аномальных режимах, которые рассмотрены ниже.A. The initial charge of the capacitor 2 (when BV 3 is switched on and the
Б. Переходные режимы, которые вызваны сбросом нагрузки на выходе фильтра (отключение контактора 6 при максимальном потребляемом токе I) приводит к тому, что энергия LI2/2 преобразуется в энергию заряда конденсатора 2, что вызовет повышение напряжения U2. Во избежание этого по сигналу ДН 15 блок 13 включает тиристор 12, шунтируя реактор 1 резистором 11, который гасит накопленную энергию. Если R11≈0, то процесс передачи энергии из реактора 1 в конденсатор 2 прекращается и она гасится в контуре 1-12-13 на собственном сопротивлении обмотки реактора 1.B. Transient modes, which are caused by load shedding at the filter output (the
Если отключение электропитания происходит на входе фильтра (отключение тяговой подстанции), то сигнал U=0 с ДН 14 при помощи БУ 13 включает тиристор 12 и энергия реактора 1 гасится аналогичным образом.If a power outage occurs at the input of the filter (traction substation is turned off), then the signal U = 0 with
B. Отскоки токоприемника от контактного провода неизбежны и обычно они сопровождаются электрическим разрядом, перекрывающим образующийся при этом воздушный промежуток [Беляев И.А., Вологин В.А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. М.: Транспорт, 1983.]. В процессе нарушения контакта при минимальном зазоре возникает электрическая дуга, но она неустойчива особенно при высокой скорости поезда и переходит в перемежающийся электрический разряд (искрение). При каждом разряде напряжение на токоприемнике восстанавливается и оно почти равно U.B. The bounce of the current collector from the contact wire is inevitable and usually they are accompanied by an electric discharge that overlaps the air gap formed in this case [IA Belyaev, VA Vologin Interaction of current collectors and contact network. M .: Transport, 1983.]. In the process of contact disruption, an electric arc arises with a minimum gap, but it is unstable especially at high train speeds and passes into an intermittent electric discharge (sparking). With each discharge, the voltage at the current collector is restored and it is almost equal to U.
В промежутке между разрядами на входе фильтра генерируются импульсы перенапряжений равные ЭДС самоиндукции при попытке обрыва тока в индуктивности реактора 1, т.е. при нарушении закона коммутации [Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа. 2000, раздел 5.3.]. При нарушении контакта в системе токосъема формируются импульсы перенапряжения U4. Возможные варианты показаны на фиг. 2-4.In the interval between the discharges at the inlet of the filter, overvoltage pulses equal to the self-induction EMF are generated during an attempt to interrupt the current in the inductance of
Фиг. 2 показывает вариант для прототипа, т.е. при отсутствии диода 16 и цепочки 11-12. Отскок токоприемника происходит в момент, соответствующий точке 1. При этом напряжение UT снижается до значения, соответствующего точке 2, т.е. на величину падения напряжения в электрической дуге. В момент 3 дуга гаснет и возникает перенапряжение - обычно с отрицательной амплитудой - UT-MAX. При этом разница потенциалов контактной сети и токоприемника равнаFIG. 2 shows an embodiment for a prototype, i.e. in the absence of diode 16 and chain 11-12. The current collector bounces at the moment corresponding to
Δφ=U-(-UT-MAX).Δφ = U - (- U T-MAX ).
Далее в прототипе протекает процесс неустойчивого искрообразования, который продолжается до восстановления контакта (обычно 0,5-0,7 с). Такой процесс фиксировали при испытаниях электропоездов ЭД4М с двигателями постоянного тока (без выходного фильтра) и ЭД6 с АТД и входным фильтром. Испытания проводили по стандартной методике [Токосъем токоприемником железнодорожного подвижного состава. Показатели качества и методы их определения. Межгосстандарт ЕАСС. Проект. 2012.]. При наличии входного фильтра искрение было более интенсивным и продолжалось в течение времени отскока.Further, in the prototype, an unstable sparking process proceeds, which continues until contact is restored (usually 0.5-0.7 s). Such a process was recorded when testing electric trains ED4M with DC motors (without an output filter) and ED6 with an ATD and an input filter. The tests were carried out according to the standard method [Current collector of railway rolling stock. Quality indicators and methods for their determination. Mezhgosstandart EASC. Project. 2012.]. In the presence of an input filter, the sparking was more intense and lasted for the time of the rebound.
На фиг. 3 показан аналогичный процесс при наличии диода 16. При этом напряжение на входе фильтра UT>0, т.е. Δφ существенно снижается.In FIG. Figure 3 shows a similar process in the presence of diode 16. In this case, the voltage at the input of the filter is U T > 0, i.e. Δφ is significantly reduced.
На фиг. 4 показан процесс при включении в точке 5 тиристора 12. При этом ток реактора 1 замыкается через шунтирующую цепь 11-12. Если R11≈0, то напряжение на токоприемнике будет равно напряжению на конденсаторе, т.е. UT≈U2. Таким образом после включения тиристора 12 разница потенциалов в воздушном промежутке близка к нулю, т.е. Δφ≈0. При этом нет условий для электрического разряда. Эффективность этой схемы зависит также от быстродействия цепи 14-13-12; это происходит в промежутке 4-5, длительность которого не превышает 25 мкс.In FIG. 4 shows the process when the
Отскоки токоприемника могут вызывать сбои в работе ЭПУ 7, но эта задача решена в патенте [Мацумого Такео. Устройство управления для транспортного средства с электрическими двигателями переменного тока. Патент РФ (заявитель Мицубиси Электрик Ко.) №2479447, заявлен 25.03.2009, опубликован 20.04.2013.].Bounces of the current collector may cause malfunctions in the
Эффект полезной модели по фиг. 1 заключается в том, что для ЭПС с электропреобразовательными установками, особенно при использовании АТД, существенно облегчается протекание аномальных процессов при отскоке токоприемника:The effect of the utility model of FIG. 1 consists in the fact that for EPS with electric converting installations, especially when using the ADT, the flow of abnormal processes during bounce of the current collector is significantly facilitated:
- снижается интенсивность искровых разрядов;- decreases the intensity of spark discharges;
- соответственно исключается возможность пережога контактного провода и снижается электроэрозия его рабочей поверхности.- accordingly, the possibility of burnout of the contact wire is excluded and the erosion of its working surface is reduced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122298/11U RU157071U1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122298/11U RU157071U1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU157071U1 true RU157071U1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122298/11U RU157071U1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU157071U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208900U1 (en) * | 2021-09-21 | 2022-01-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | DEVICE FOR FILTERING VOLTAGE JUMPS OF CONTACT NETWORK OF DC |
RU212227U1 (en) * | 2022-04-08 | 2022-07-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | AC VOLTAGE SURGE FILTERING DEVICE |
-
2015
- 2015-06-11 RU RU2015122298/11U patent/RU157071U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208900U1 (en) * | 2021-09-21 | 2022-01-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | DEVICE FOR FILTERING VOLTAGE JUMPS OF CONTACT NETWORK OF DC |
RU212227U1 (en) * | 2022-04-08 | 2022-07-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | AC VOLTAGE SURGE FILTERING DEVICE |
RU214524U1 (en) * | 2022-06-01 | 2022-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | DEVICE FOR FILTERING VOLTAGE JUMPS OF CONTACT NETWORK OF DC |
RU216949U1 (en) * | 2022-10-03 | 2023-03-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | VOLTAGE SURGE FILTERING DEVICE FOR TRACTION ELECTRIC MOTORS DURING REGENERATIVE BRAKING INTO DC CONTACT NETWORK |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10873253B2 (en) | Discharge control method for bus capacitor in power converter | |
US8274767B2 (en) | Magnetic energy regeneration switch provided with protection circuit | |
US9899831B2 (en) | Method and device to protect an ESP power supply from transient over-voltages on the power grid | |
CN103745883A (en) | Combined type arc-free alternating-current (AC) contactor with function of thyristor fault diagnosis | |
RU157071U1 (en) | DC INPUT ELECTROMAGNETIC FILTER | |
CN105691245B (en) | A kind of electric locomotive is without impact subregion commutation system and method | |
CN203015227U (en) | Buffer current limiting circuit of improved LED lamp DC power supply | |
RU2620128C2 (en) | Improved system of hard precharging for parallel inverters | |
CN109103975B (en) | Battery bidirectional charging and discharging equipment with insulation detection function | |
KR100823721B1 (en) | Electrostatic precipitator using micro pulse | |
CN105347194A (en) | Driving system | |
CN103620940A (en) | Power conversion device | |
CN201523334U (en) | Novel thyristor rectification reversible trigger device | |
CN201556967U (en) | Electric-dazzling preventive power unit | |
RU203358U1 (en) | AC SECTIONING POST WITH HYBRID ELECTRIC POWER STORAGE | |
CN111864756B (en) | System and method for inhibiting voltage rise of electrified railway traction network | |
CN103350935A (en) | Energy-saving control system | |
CN203645387U (en) | Rail transport voltage balancing device | |
CN106300346B (en) | A kind of frequency converter maintenance power supply device with protection | |
CN108429240B (en) | Grounding protection circuit of inverter and inverter circuit | |
CN203206146U (en) | Direct-current power supplying device capable of carrying out direct-current controlled power switching | |
CN201038776Y (en) | Quick discharger for capacitor | |
CN206195348U (en) | Power supply unit is used in converter maintenance with protection | |
CN212965200U (en) | Centralized blocking type resistance-capacitance protection state detection device | |
JP6504789B2 (en) | Power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180612 |