Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к защите изолированных якорных подшипников тяговых электродвигателей от протекания высокочастотных электромагнитных помех генерируемых при работе тягового преобразователя.The utility model relates to railway transport, namely, to the protection of insulated anchor bearings of traction electric motors from the flow of high-frequency electromagnetic interference generated during operation of the traction converter.
Известен электропоезд ЭС1 Desiro RUS (см. Руководство по эксплуатации электропоезда № документа: A6Z00033062562, с. 171-172). Известный электропоезд, предназначенный для перевозки пассажиров на участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе с напряжением 3 кВ и на переменном токе с напряжением 25 кВ, оборудованных высокими и низкими платформами, состоит из 5 вагонов. В составе электропоезда два головных моторных вагона, два промежуточных прицепных с тяговым оборудованием и один промежуточный вагон. Силовая схема электропоезда состоит из двух тяговых секций, каждая их которых состоит из одного головного моторного вагона и одного промежуточного прицепного вагона с тяговым оборудованием.The ES1 Desiro RUS electric train is known (see the Electric Train Operation Manual Document No.: A6Z00033062562, p. 171-172). A well-known electric train designed to carry passengers on sections of railways electrified with direct current with a voltage of 3 kV and alternating current with a voltage of 25 kV, equipped with high and low platforms, consists of 5 cars. The electric train consists of two head motor cars, two intermediate trailers with traction equipment and one intermediate car. The power circuit of the electric train consists of two traction sections, each of which consists of one head motor car and one intermediate trailer car with traction equipment.
Недостатком такой силовой схемы можно отнести то, что высокочастотные помехи, генерируемые при работе тягового преобразователя по элементам заземления, попадают на кузов вагона, а далее через элементы рамы тележки, корпус тягового электродвигателя, якорные подшипники на ось колесной пары. В этом случае токи высокочастотных помех, достигающие величины в 1 ампер, протекают через изолированный подшипник тягового электродвигателя, приводя к электроэрозии элементов подшипника. При этом происходит повреждение дорожек и тел качения, что ведет к повышению шума, вибрации, а также вызывает нагрев подшипников.The disadvantage of such a power circuit can be attributed to the fact that the high-frequency noise generated during the operation of the traction converter via the grounding elements falls on the car body, and then through the elements of the trolley frame, the body of the traction motor, and the anchor bearings to the axle of the wheelset. In this case, high-frequency interference currents reaching a value of 1 amperes flow through an insulated bearing of the traction electric motor, leading to electroerosion of the bearing elements. In this case, damage to the raceways and rolling elements occurs, which leads to an increase in noise, vibration, and also causes the heating of bearings.
Технический результат достигается тем, что в силовой электрической схеме электропоезда двойного питания на основе, по крайней мере, двух объединенных тяговых секций, каждая из которых состоит из моторного вагона и вагона с тяговым оборудованием и содержит тяговое и вспомогательное электрооборудование, включающее токоприемник (ТКП), переключатель рода тока (ПРТ), дроссель сетевого фильтра (ДСФ), главный трансформатор (ГТ), тяговый преобразователь (ТП) для питания тяговых электродвигателей (ТЭД), устройства отопления вагонов (ОВ), токоотводящие устройства (ТОУ), размещенные на колесных парах, связанные силовыми линиями, а также защитное заземление, состоящее из кабелей защитного заземления тягового и вспомогательного электрооборудования и межвагонных линий выравнивания потенциала, параллельно защитному заземлению между кузовом и рельсовой цепью введена цепь с конденсатором высокой емкости. Тем самым цепь с конденсатором шунтирует путь протекания высокочастотных помех через элементы рамы тележки, корпус тягового электродвигателя, якорные подшипники на ось колесной пары. Цепь с конденсатором емкостью в десятки раз выше полной емкости элементов тележки обладает значительно меньшим сопротивлением при протекании высокочастотных токов. Исходя из этого, большая часть тока высокочастотных помех потечет через конденсатор, что приведет к снижению величины тока через якорные подшипники до значений, не приводящих к электроэрозии элементов подшипников.The technical result is achieved by the fact that in the power circuit of a dual-power electric train based on at least two combined traction sections, each of which consists of a motor car and a car with traction equipment and contains traction and auxiliary electrical equipment, including a current collector (TKP), current type switch (PRT), line filter choke (DSF), main transformer (GT), traction converter (TP) for supplying traction electric motors (TED), car heating devices (OV), down conductor protective devices (TOU) placed on wheelsets connected by power lines, as well as protective grounding, consisting of protective grounding cables of traction and auxiliary electrical equipment and intercar potential equalization lines, a circuit with a high capacitor is introduced in parallel with protective grounding between the body and the rail circuit. Thus, a circuit with a capacitor shunts the path of high-frequency interference through the elements of the frame of the truck, the housing of the traction motor, anchor bearings on the axis of the wheelset. A circuit with a capacitor tens of times higher than the full capacity of the cart elements has much lower resistance when high-frequency currents flow. On this basis, most of the high-frequency interference current will flow through the capacitor, which will lead to a decrease in the current through the armature bearings to values that do not lead to electroerosion of the bearing elements.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 - изображена силовая схема электропоезда.The essence of the claimed utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 - shows the power circuit of the electric train.
В связи с тем, что графическое изображение фигуры заявленной полезной модели плохо читается при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить лист горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертеж.Due to the fact that the graphic image of the figure 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 sheet horizontally, which allowed to significantly enlarge the drawing.
Силовая электрическая схема электропоезда двойного питания построена на основе, по крайней мере, двух объединенных тяговых секций 1.1 и 1.2. Каждая тяговая секция состоит из моторного вагона 2 и вагона 3 с тяговым оборудованием и содержит тяговое 4 и вспомогательное электрооборудование 5, включающее токоприемник 6, переключатель рода тока 7, дроссель сетевого фильтра 8, главный трансформатор 9, тяговый преобразователь 10 для питания тяговых электродвигателей 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4, устройства отопления вагонов 12.1, 12.2 и 12.3, токоотводящие устройства 13, размещенные на колесных парах (на фигуре не показано), объединенных силовыми линиями 14, а также защитное заземление 15, состоящее из кабелей защитного заземления 16 и 17 тягового и вспомогательного электрооборудования 4 и 5, соответственно, и межвагонных линий выравнивания потенциала 18. При этом между кузовом моторного вагона 2 и рельсовой цепью 19 введена цепь 20 с конденсатором 21.The power circuit of the dual-power electric train is based on at least two combined traction sections 1.1 and 1.2. Each traction section consists of a motor car 2 and car 3 with traction equipment and contains traction 4 and auxiliary electrical equipment 5, including a current collector 6, a current type switch 7, a power supply choke 8, a main transformer 9, a traction converter 10 for powering the traction motors 11.1, 11.2, 11.3 and 11.4, heating devices for cars 12.1, 12.2 and 12.3, down conductors 13 placed on wheelsets (not shown in the figure), connected by power lines 14, and protective ground 15, consisting of protective cables total grounding 16 and 17 of the traction and auxiliary electrical equipment 4 and 5, respectively, and intercar equalization lines of potential 18. In this case, a circuit 20 with a capacitor 21 is introduced between the body of the motor car 2 and the rail circuit 19.
Тяговый преобразователь 10, работающий по принципу широтно-импульсной модуляции, генерирует высокочастотные помехи. Токи высокочастотных помех по элементам заземления 16 попадают на кузов моторного вагона 2 и далее разделяются между цепью элементов рамы тележки (на фигуре не показано) и цепью 20 с конденсатором 21. Емкость конденсатора 21 в десятки раз выше полной емкости элементов тележки, таким образом, при протекании высокочастотных токов сопротивление цепи 20 конденсатора 21 в десятки раз меньше полного сопротивления элементов тележки. Исходя из этого, значительная часть тока высокочастотных помех протекает через цепь 20 с конденсатором 21, снижая тем самым до безопасного значения величину тока, протекающего через элементы рамы тележки, корпус тягового электродвигателя и якорные подшипники тяговых электродвигателей.Traction Converter 10, operating on the principle of pulse width modulation, generates high-frequency interference. High-frequency interference currents through the grounding elements 16 fall on the body of the motor car 2 and are further divided between the chain of the frame elements of the carriage (not shown in the figure) and the circuit 20 with the capacitor 21. The capacitance of the capacitor 21 is tens of times higher than the full capacity of the cart elements, thus, at the flow of high-frequency currents, the resistance of the circuit 20 of the capacitor 21 is ten times less than the total resistance of the cart elements. Based on this, a significant part of the high-frequency interference current flows through the circuit 20 with the capacitor 21, thereby reducing the amount of current flowing through the elements of the frame of the truck, the body of the traction motor and the anchor bearings of the traction motors to a safe value.
