RU165059U1

RU165059U1 - ELECTRIC CAR

Info

Publication number: RU165059U1
Application number: RU2016103735/11U
Authority: RU
Inventors: Павел Петрович Неустроев; Вячеслав Анатольевич Ушаков; Константин Андреевич Вахрушев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы"
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2016-09-27

Abstract

1. Электровоз, состоящий из двух и более идентичных секций, каждая из которых содержит кузов, тележки с коллекторными тяговыми электродвигателями, силовые линии питания тяговых электродвигателей, блоки электрических аппаратов, обеспечивающие управление питанием тяговых электродвигателей, и систему защиты тяговых электродвигателей от бросков тока и напряжения, включающей сглаживающие реакторы и ограничители грозовых перенапряжений, отличающийся тем, что цепи питания тяговых электродвигателей дополнительно оснащены ограничителями коммутационных перенапряжений.2. Электровоз по п. 1, отличающийся тем, что ограничители коммутационных перенапряжений включены параллельно силовой линии питания якорей тяговых электродвигателей.3. Электровоз п. 1, отличающийся тем, что ограничители коммутационных перенапряжений размещены в блоках электрических аппаратов.4. Электровоз по п. 1, отличающийся тем, что каждый ограничитель коммутационных перенапряжений предназначен для тяговых электродвигателей одной из тележек.1. An electric locomotive consisting of two or more identical sections, each of which contains a body, trolleys with collector traction electric motors, power lines for supplying traction electric motors, electric apparatus blocks providing power control for traction electric motors, and a system for protecting traction electric motors against current and voltage surges including smoothing reactors and lightning surge arresters, characterized in that the power circuits of traction motors are additionally equipped with limiters to mmutatsionnyh perenapryazheniy.2. An electric locomotive according to claim 1, characterized in that the surge arresters are connected in parallel with the power supply line of the anchors of the traction electric motors. 3. Electric locomotive p. 1, characterized in that the surge arresters are located in the blocks of electrical apparatus. 4. An electric locomotive according to claim 1, characterized in that each switching surge suppressor is designed for traction motors of one of the bogies.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к защите электрических тяговых двигателей электровоза от бросков токов и напряжений.The utility model relates to railway transport, namely, to the protection of electric traction motors of an electric locomotive against inrush currents and voltages.

Известен электровоз грузовой магистральный ВЛ15 (см. Кужим М.Ф., Савичев Н.В. «Электровоз ВЛ15. Справочник для локомотивных и ремонтных бригад», Санкт-Петербург, «Астерион», 2003, с. 112-115, вкладки 4, 5). Известный электровоз является двухсекционным двенадцатиосным постоянного тока с идентичными секциями. В якорную цепь для каждой пары электрических двигателей для исключения бросков токов включены по индуктивному шунту ИШ-063. От бросков напряжений, таких как грозовые и коммутационные перенапряжения, защита производится разрядниками вентильными коммутационными унифицированными РВКУ-3,3А-01, предназначенными для защиты всего электрооборудования электровоза и установленными по одной единице на крыше каждой секции электровоза. Вокруг каждого разрядника расположено ограждение, препятствующее падению с крыши осколков в случае возможного взрыва при перенапряжении разрядника.Known electric freight main line VL15 (see Kuzhim M.F., Savichev N.V. “Electric locomotive VL15. Handbook for locomotive and repair crews”, St. Petersburg, “Asterion”, 2003, pp. 112-115, tabs 4, 5). Known electric locomotive is a two-section twelve-axis DC with identical sections. In the anchor circuit for each pair of electric motors to exclude inrush currents are included in the inductive shunt IS-063. Against voltage surges, such as lightning and switching overvoltages, protection is carried out by RVKU-3,3A-01 unified valve switching arrester designed to protect all electrical equipment of the electric locomotive and installed one unit on the roof of each section of the electric locomotive. Around each arrester is a fence that prevents fragments from falling from the roof in the event of a possible explosion due to overvoltage of the arrester.

Недостатком известного электровоза с данной системой защиты тяговых электродвигателей является низкая индивидуальная защищенность тяговых электродвигателей при хорошей защите их общей силовой цепи.A disadvantage of the known electric locomotive with this traction motor protection system is the low individual protection of the traction electric motors with good protection of their common power circuit.

Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является грузовой магистральный электровоз 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 1, с. 32-55, 78-82). Известный электровоз состоит из двух идентичных секций. Каждая секция имеет две двухосные тележки с тяговыми электродвигателями и высоковольтные камеры. В высоковольтных камерах расположены блоки электрических аппаратов, обеспечивающие управление питанием тяговыми электрическими двигателями, а также два сглаживающих реактора в силовых цепях тяговых электродвигателей каждой тележки. На крыше каждой секции электровоза размещено по ограничителю перенапряжений нелинейному ОПН-3,3 ЭМ УХЛ1. Реактор является статическим электромагнитным устройством, предназначенным для использования его индуктивности с целью предотвращения бросков тока в цепях тяговых электродвигателей при нестационарных процессах: отрывов токоприемника от контактной сети, частичное снятие нагрузки с тяговых подстанций, короткое замыкание и так далее. Ограничители перенапряжения ОПН-3,3 ЭМ УХЛ1 предназначены для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений изоляции электрооборудования электровоза в целом и тяговых электродвигателей в частности и представляют собой защитные аппараты, содержащие последовательно-параллельно соединенные оксидно-цинковые варисторы, заключенные в фарфоровые герметизированные покрышки. Защитное действие данных ограничителей перенапряжения обусловлено тем, что при появлении опасного для оборудования перенапряжения вследствие высокой нелинейности варисторов через ограничители протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого оборудования. Ограничители напряжения снабжены предохранительным устройством, обеспечивающим взрывобезопасность аппарата и не требующим установки специального защитного ограждения.The closest in technical essence to the claimed utility model is the 2ES6 freight mainline electric locomotive (see “2ES6 freight direct current electric locomotive with collector traction electric motors” Operation manual, 2ES6.00.000.000 RE Part 1, pp. 32-55, 78-82 ) Known electric locomotive consists of two identical sections. Each section has two biaxial carts with traction motors and high-voltage chambers. In high-voltage chambers are blocks of electrical apparatuses that provide power control for traction electric motors, as well as two smoothing reactors in the power circuits of traction motors of each truck. On the roof of each section of the electric locomotive there is a non-linear OPN-3.3 EM UHL1 surge suppressor. The reactor is a static electromagnetic device designed to use its inductance to prevent inrush currents in traction electric motor circuits during unsteady processes: detachment of the current collector from the contact network, partial removal of the load from the traction substations, short circuit, and so on. Overvoltage limiters OPN-3.3 EM UHL1 are designed to protect against lightning and switching overvoltages of insulation of electric equipment of an electric locomotive in general and traction electric motors in particular and are protective devices containing oxide-zinc varistors connected in series and parallel, enclosed in sealed porcelain sealed covers. The protective effect of these surge arresters is due to the fact that when an overvoltage hazardous to equipment arises due to the high nonlinearity of the varistors, a significant surge current flows through the surge arresters, as a result of which the overvoltage decreases to a level that is safe for isolation of the protected equipment. Voltage limiters are equipped with a safety device that ensures the explosion safety of the device and does not require the installation of a special protective fence.

Недостатком известного электровоза является низкая индивидуальная защищенность тяговых электродвигателей при хорошей защите общей силовой цепи тяговых двигателей от бросков токов и коммутационных перенапряжений, что влечет снижение показателей по надежности и безотказности электровоза.A disadvantage of the known electric locomotive is the low individual protection of the traction electric motors with good protection of the general power circuit of the traction motors from inrush currents and switching overvoltages, which entails a decrease in the reliability and reliability of the electric locomotive.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленной полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности и безотказности электровоза.The technical result achieved using the claimed utility model is to increase the operational reliability and reliability of an electric locomotive.

Технический результат достигается тем, что в электровозе, состоящем из двух и более идентичных секций, каждая из которых содержит кузов, тележки с коллекторными тяговыми электродвигателями, силовые линии питания тяговых электродвигателей, блоки электрических аппаратов, обеспечивающие управление питанием тяговых электродвигателей, и систему защиты тяговых электродвигателей от бросков тока и напряжения, включающей сглаживающие реакторы и ограничители грозовых перенапряжений, цепи питания тяговых электродвигателей дополнительно оснащены ограничителями коммутационных перенапряжений. При этом ограничители коммутационных перенапряжений включены параллельно цепям питания якорей тяговых электродвигателей, размещены в блоках электрических аппаратов и каждый ограничитель коммутационных перенапряжений предназначен для электрических тяговых двигателей одной из тележек.The technical result is achieved by the fact that in an electric locomotive consisting of two or more identical sections, each of which contains a body, trolleys with collector traction electric motors, power lines for supplying traction electric motors, blocks of electrical apparatuses providing power control for traction motors, and a protection system for traction motors from surges of current and voltage, including smoothing reactors and lightning surge arresters, power circuits of traction motors scheny limiters switching surges. At the same time, surge suppressors are connected in parallel with the power supply circuits of the traction electric motor anchors, are located in the blocks of electrical apparatuses, and each surge suppressor is designed for electric traction motors of one of the bogies.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 - изображен электровоз, общий вид;in FIG. 1 - shows an electric locomotive, general view;

на фиг. 2 - изображен вид А на фиг. 1;in FIG. 2 is a view A of FIG. one;

на фиг. 3 - изображена выноска Б на фиг. 1;in FIG. 3 - shows leader B in FIG. one;

на фиг. 4 - изображена схема подключения ограничителя коммутационных перенапряжений.in FIG. 4 - shows a connection diagram of a surge suppressor.

В связи с тем, что графическое изображение фигур заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.Due to the fact that the graphic image of the figures of the claimed utility model is poorly readable with the vertical arrangement of the long sides of the sheet, it was advisable to arrange the sheets horizontally, which allowed to significantly enlarge the drawings.

Заявленную полезную модель осуществляют следующим образом. В каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза размещают по два сглаживающих реактора 2.1 и 2.2. Реактор 2.1 обслуживает тяговые электродвигатели 3.1 и 3.2, размещенные в тележке 4.1, а реактор 2.2 - тяговые электродвигатели 3.3 и 3.4, размещенные в тележке 4.2. При этом реакторы включают последовательно в силовую линию питания своей пары тяговых электродвигателей. Для обеспечения управления питанием тяговых электродвигателей для каждой тележки 4.1 и 4.2 в каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза, устанавливают блоки аппаратов 5.1 и 5.2. Блок аппаратов 5.1 предназначен для тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2 тележки 4.1, а блок аппаратов 5.2 - для тяговых электродвигателей 3.3 и 3.4 тележки 4.2. На крыше каждой секции 1.1 и 1.2 электровоза параллельно силовой цепи после токоприемника 6 устанавливают нелинейный ограничитель перенапряжения 7. На блоках аппаратов 5.1 и 5.2 с помощью шин 8.1 и 8.2 и крепежа 9.1 и 9.2 параллельно цепям питания якорей тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4, соответственно, включают ограничители коммутационных перенапряжений 10. На фиг. 4 представлена схема подключения ограничителя коммутационных перенапряжений к тяговым электродвигателям тележки электровоза. На схеме ограничитель коммутационных перенапряжений обозначен FV1, тяговые электродвигатели M1 и М2. Реверсор QP1 обеспечивает реверсирование двигателей для изменения направления движения электровоза.The claimed utility model is as follows. In each section 1.1 and 1.2 of the electric locomotive, two smoothing reactors 2.1 and 2.2 are placed. The reactor 2.1 serves the traction motors 3.1 and 3.2, located in the cart 4.1, and the reactor 2.2 - traction motors 3.3 and 3.4, located in the cart 4.2. In this case, the reactors are connected in series to the power supply line of their pair of traction electric motors. To ensure power management of traction electric motors for each trolley 4.1 and 4.2 in each section 1.1 and 1.2 of the electric locomotive, apparatus blocks 5.1 and 5.2 are installed. The block of devices 5.1 is intended for traction electric motors 3.1 and 3.2 of the trolley 4.1, and the block of devices 5.2 is intended for traction electric motors 3.3 and 3.4 of the trolley 4.2. On the roof of each section 1.1 and 1.2 of the electric locomotive parallel to the power circuit after the current collector 6, a non-linear overvoltage limiter 7 is installed. On the units 5.1 and 5.2 with the help of buses 8.1 and 8.2 and fasteners 9.1 and 9.2 parallel to the power supply circuits of the anchors of the traction motors 3.1 and 3.2, 3.3 and 3.4 respectively, include surge suppressors 10. In FIG. 4 shows the connection diagram of the surge suppressor to the traction motors of the electric locomotive cart. In the diagram, a surge suppressor is designated FV1, traction motors M1 and M2. The QP1 reverser provides engine reversal to change the direction of movement of the electric locomotive.

В электровозе система защиты тяговых электродвигателей от бросков токов и напряжений работает следующим образом. Реакторы 2.1 и 2.2 защищают от бросков тока в цепи тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4, соответственно, при нестационарных процессах: отрыв токоприемника от контактной сети, частичное снятие нагрузки с тяговых подстанций, короткое замыкание и так далее. Реакторы состоят из магнитопроводов и двух катушек, соединенных между собой параллельно. Реакторы представляют собой накопители электромагнитной энергии, являются инерционным звеном в электрической цепи, ограничивая переменную составляющую тока. Нелинейные ограничители напряжений 7, расположенные на крышах секций 1.1 и 1.2 электровоза ограничивают грозовые перенапряжения всего электрооборудования электровоза, а также коммутационные перенапряжения электрооборудования, в том числе всей силовой цепи тяговых электродвигателей, кроме индивидуальной защиты тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2, 3.3 и 3.4. Функцию защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих вследствие выключения и включения электрических цепей под нагрузкой, для тяговых электродвигателей выполняют дополнительные ограничители перенапряжений 10, расположенные для тяговых электродвигателей 3.1 и 3.2 на блоке аппаратов 5.1, а для тяговых электродвигателей 3.3 и 3.4 - на блоке аппаратов 5.2. Расположение ограничителей перенапряжения 10 на блоках аппаратов 5.1 и 5.2 выполнено с целью использования узлового принципа сборки. Данное расположение также снижает требования к ограничителю перенапряжения по климатическим и механическим внешним воздействующим факторам, снижая стоимость изделия. Ограничитель перенапряжения 10 состоит из последовательно соединенных металлооксидных резисторов, размещенных внутри трекингостойкого полимерного корпуса. В нормальном эксплуатационном режиме ток через ограничитель перенапряжения 10 носит емкостной характер и составляет десятые доли миллиампера. При возникновении перенапряжения в цепи питания якорей тяговых электродвигателей сопротивление в ограничителе перенапряжений 10 резко падает до единиц Ом, варисторы ограничителя перенапряжения переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание коммутационных перенапряжений до уровня, безопасного для изоляции защищаемых тяговых электродвигателей, поглощая энергию импульса перенапряжения и преобразуя в тепловую энергию и затем рассеивая в окружающую среду. После прохождения волны перенапряжения ограничитель перенапряжения 10 вновь переходит в непроводящее состояние.In an electric locomotive, the system for protecting traction electric motors against inrush currents and voltages works as follows. Reactors 2.1 and 2.2 protect against inrush currents in the circuit of traction motors 3.1 and 3.2, 3.3 and 3.4, respectively, during non-stationary processes: separation of the current collector from the contact network, partial removal of the load from the traction substations, short circuit, and so on. Reactors consist of magnetic cores and two coils connected in parallel with each other. Reactors are accumulators of electromagnetic energy, they are an inertial link in an electric circuit, limiting the alternating current component. Nonlinear voltage limiters 7 located on the roofs of sections 1.1 and 1.2 of the electric locomotive limit lightning overvoltages of all electric equipment of the electric locomotive, as well as switching overvoltages of electric equipment, including the entire power circuit of traction electric motors, except for individual protection of traction electric motors 3.1 and 3.2, 3.3 and 3.4. The function of protection against switching overvoltages arising from turning off and on electric circuits under load for traction motors is performed by additional surge suppressors 10 located for traction motors 3.1 and 3.2 on the unit 5.1, and for traction motors 3.3 and 3.4 on the unit 5.2. The location of the surge arresters 10 on the blocks of devices 5.1 and 5.2 is made in order to use the nodal principle of assembly. This arrangement also reduces the requirements for surge suppressors by climatic and mechanical external factors, reducing the cost of the product. Overvoltage limiter 10 consists of series-connected metal oxide resistors located inside a tracking-resistant polymer housing. In normal operating mode, the current through the surge protector 10 is capacitive in nature and amounts to tenths of a milliampere. In the event of an overvoltage in the power supply circuit of the anchors of traction electric motors, the resistance in the overvoltage limiter 10 drops sharply to units of Ohms, the varistors of the overvoltage limiter become conductive and limit the further increase in switching overvoltages to a level that is safe for isolation of the protected traction electric motors, absorbing the energy of the overvoltage pulse and converting it into thermal energy and then dissipating into the environment. After the passage of the surge wave, the surge suppressor 10 again goes into a non-conductive state.

Claims

1. An electric locomotive consisting of two or more identical sections, each of which contains a body, trolleys with collector traction electric motors, power lines for supplying traction electric motors, electric apparatus blocks providing power control for traction electric motors, and a system for protecting traction electric motors against current and voltage surges including smoothing reactors and lightning surge arresters, characterized in that the power circuits of traction motors are additionally equipped with limiters to mmutatsionnyh surge.

2. An electric locomotive according to claim 1, characterized in that the surge suppressors are connected in parallel with the power supply line of the anchors of the traction electric motors.

3. Electric locomotive p. 1, characterized in that the surge arresters are located in the blocks of electrical apparatus.

4. Electric locomotive under item 1, characterized in that each switching surge suppressor is designed for traction motors of one of the bogies.