RU2092347C1 - Dc electric locomotive - Google Patents
Dc electric locomotive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092347C1 RU2092347C1 RU96109641A RU96109641A RU2092347C1 RU 2092347 C1 RU2092347 C1 RU 2092347C1 RU 96109641 A RU96109641 A RU 96109641A RU 96109641 A RU96109641 A RU 96109641A RU 2092347 C1 RU2092347 C1 RU 2092347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric locomotive
- motor
- input device
- output
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может найти применение в устройствах локомотивов. The invention relates to railway transport and may find application in locomotive devices.
Известен электровоз постоянного тока серии Сс, содержащий экипажную часть с осевой формулой 0-3-0+0-3-0, на которой установлен кузов, внутри которого размещены кабины машинистов, контролеры, динамомотор, мотор-вентилятор, мотор-генератор, мотор-компрессор, тормозные реостаты, аккумуляторные батареи, наверху снаружи кузова размещены воздушные резервуары и два пантографа, а в экипажной части установлены тяговые электродвигатели. Конструкционный вес 126 т, рабочий вес с балластом 132 т, часовая мощность электродвигателей 6.340 кВт, конструкционная скорость 65 км/ч, напряжение контактной сети 3000 В. Known DC electric locomotive of the Cc series, containing the crew with an axial formula 0-3-0 + 0-3-0, on which a body is installed, inside which are located the cabs of the drivers, controllers, dynamo, motor-fan, motor-generator, motor- compressor, brake rheostats, batteries, air tanks and two pantographs are located on the top of the outside of the body, and traction motors are installed in the crew part. Structural weight 126 t, operating weight with ballast 132 t, hourly power of electric motors 6.340 kW,
Недостатками известного электровоза серии Сс являются: недостаточная тяга, наличие бесполезного балласта, небольшая скорость движения. The disadvantages of the known electric locomotive of the CC series are: insufficient traction, the presence of useless ballast, low speed.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией электровоза. Известен также электровоз постоянного тока ПБ-21, содержащий экипажную часть с установленными на ней тяговыми электродвигателями и колесной формулой 2-3-2, на которой установлен кузов, внутри которого размещены кабины машинистов, контроллеры, мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, мотор-генератор трехфазного переменного тока, тормозные реостаты, аккумуляторные батареи, на крыше кузова размещены главные резервуары и два пантографа. Конструкционный вес 131 т, нагрузка на ось 22,3 т, часовая мощность электродвигателей 3.2.340 кВт, конструкционная скорость 140 км/ч. These disadvantages are due to the design of the electric locomotive. Also known is a direct current electric locomotive PB-21, containing the crew with traction electric motors mounted on it and a wheel formula 2-3-2, on which a body is installed, inside of which are located the driver’s cabs, controllers, motor-fans, motor-compressors, motor- a three-phase alternating current generator, brake rheostats, batteries, the main tanks and two pantographs are located on the roof of the body. Structural weight 131 t, axle load 22.3 t, hourly power of electric motors 3.2.340 kW, design speed 140 km / h.
Известный электровоз ПБ-21 как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату принят в качестве ближайшего аналога. The well-known electric locomotive PB-21 as the closest in technical essence and the achieved result is adopted as the closest analogue.
Недостатки электровоза ПБ-21: низкая экономичность, небольшой сцепной вес. Указанные недостатки обусловлены конструкцией электровоза, а также низким напряжением в контактной сети. Disadvantages of the electric locomotive PB-21: low efficiency, low grip weight. These shortcomings are due to the design of the electric locomotive, as well as low voltage in the contact network.
Цель изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств электровоза и улучшении экологической обстановки вдоль железной дороги. The purpose of the invention is to improve the performance of an electric locomotive and improve the environmental situation along the railway.
Указанная цель согласно изобретению достигается тем, что два пантографа с механизмами привода заменены высоковольтным входным устройством, одна из входных клемм которого электрически через кузов, раму и тележки соединена с рельсами высоковольтным распределительным устройством, вход которого электрически подключен к выходу высоковольтного входного устройства, а к выходу подключены мотор-генератор трехфазного переменного тока, тяговые электродвигатели через контроллеры, мотор-генератор постоянного тока, также подключенный к выходу высоковольтного распределительного устройства, генератор которого электрически через реле-регулятор соединен с аккумуляторами батареями, высоковольтным блоком, питаемым от аккумуляторных батарей, отрицательный высоковольтный вывод которого подключен ко второй входной клемме высоковольтного входного устройства, кроме того, выход тяговой подстанции постоянного тока электрически соединен с нагрузкой, выполненной в форме катушки индуктивности, или резистора, или конденсатора, положительный вывод которой электрически соединен с одним из рельсов. This goal according to the invention is achieved by the fact that two pantographs with drive mechanisms are replaced by a high-voltage input device, one of the input terminals of which is electrically connected to the rails by a high-voltage switchgear, the input of which is electrically connected to the output of the high-voltage input device, and to the output a three-phase alternating current motor-generator, traction motors through controllers, a DC motor-generator, also connected to the output, are connected a high-voltage switchgear, the generator of which is electrically connected through the relay-relay to the batteries, the high-voltage unit powered by rechargeable batteries, the negative high-voltage output of which is connected to the second input terminal of the high-voltage input device, in addition, the output of the DC traction substation is electrically connected to the load, made in the form of an inductor, or resistor, or capacitor, the positive terminal of which is electrically connected to one from the rails.
На фиг.1 изображен общий вид электровоза постоянного тока; на фиг.2 вид сверху на электровоз постоянного тока; на фиг.3 расположение узлов и агрегатов электровоза постоянного тока; на фиг.4 блок-схема электровоза постоянного тока; на фиг.5 схема подключения тяговой подстанции; на фиг.6 - общий вид высоковольтного входного устройства; на фиг.7 вид сверху на высоковольтное входное устройство; на фиг.8 электрическая схема высоковольтного входного устройства, общий вид в разрезе высоковольтного распределительного устройства; на фиг. 9, 10 вид сверху на высоковольтное распределительное устройство при снятой верхней крышке; на фиг.11 схема рекуперативного и реостатного торможения; на фиг.12 схема высоковольтного блока; на фиг.13 схема питания основных электрических цепей электровоза постоянного тока. Figure 1 shows a General view of a DC electric locomotive; figure 2 is a top view of a DC electric locomotive; figure 3 the location of the nodes and assemblies of a DC electric locomotive; figure 4 is a block diagram of a DC electric locomotive; figure 5 connection diagram of the traction substation; figure 6 is a General view of a high-voltage input device; 7 is a top view of a high voltage input device; on Fig electric circuit of a high-voltage input device, a General view in section of a high-voltage switchgear; in FIG. 9, 10 is a top view of a high voltage switchgear with the top cover removed; figure 11 diagram of regenerative and rheostatic braking; 12 is a diagram of a high voltage block; on Fig power supply circuit of the main electric circuits of a DC electric locomotive.
Электровоз постоянного тока содержит раму 1, шарнирно связанную с тележками 2 и 3, на которых размещены тяговые электродвигатели 4, 5, 6, 7, а также рессорное подвешивание и элементы тормозной пневмосистемы (на чертежах не показаны). На раме установлен кузов 8, внутри которого размещены: кабины машинистов, контроллеры 9, высоковольтная камера 10, высоковольтное распределительное устройство 12 и высоковольтный блок 13, мотор-вентилятор 14 и 15 принудительного охлаждения тяговых электродвигателей, мотор-генератор трехфазного переменного тока 16, мотор-генератор постоянного тока 17, мотор-компрессор 18 с элементами пневмосистемы и главными воздушными резервуарами 19, аккумуляторные батареи 20 и ящики с пускорегулирующей аппаратурой 21. Внутри в верхней части кузова электровоза размещены тормозные реостаты 22 и мотор-вентиляторы 23 и 24 приточно-вытяжной вентиляции. К тяговой подстанции постоянного тока 25 подключена нагрузка 26, которая может быть выполнена из одной или нескольких индуктивностей, соединенных параллельно, из нескольких резисторов, соединенных также параллельно. Положительный вывод от нагрузки подключен к одному из рельсов 27, которые уложены на шпалах 28 и имеют изолировочные прокладки 29 для предотвращения утечки положительных зарядов в землю. The direct current electric locomotive comprises a
Высоковольтное входное устройство содержит шасси 30, на верхней части которого размещены держатели 31, в которых закреплены ламповые диоды 32 и 33, наполненные водородом под давлением 10-12 Па. На лампы надеты охлаждающие кожухи 34 и 35, внутри которых установлены вентиляторы 36 и 39. Каждый кожух имеет фильтр 40 для очистки воздуха и выпускное сопло 41. На передней стенке шасси установлена входная положительная клемма 42, соединенная через ограничительные резисторы 43 и 44 с анодами ламп, положительным выводом нагрузочного резистора 45 и выходной положительной клеммой 46. Входная положительная клемма через включатель 47 соединена с кузовом и рамой электровоза. Входная отрицательная клемма 48 через включатель 49 электрически соединена с катодами обеих ламп, отрицательной клеммой 50. Обе выходные клеммы расположены на задней стенке шасси. Разъем 51, установленный на боковой стенке шасси, электрически подключен к нитям накала обеих ламп и через включатель 52 соединен с аккумуляторной батареей. Для улучшения контакта между рельсами и рамой электровоза на обоих путеочистителях 53 и 54 установлено по две щетки 55, выполненные из гибких упругих проволочек. The high-voltage input device contains a
Высоковольтное распределительное устройство содержит корпус 56, имеющий в нижней части отверстия для крепления, а в верхней части закрытый крышкой 57. Внутри корпуса на изоляционных стойках 58 закреплены положительная 59 и отрицательная 60 шины, электрически соединенные с входными клеммами 61 и 62, установленными на передней стенке корпуса. Входные клеммы высоковольтного распределительного устройства электрически соединены с выходными клеммами высоковольтного входного устройства. На задней стенке корпуса установлены разъемы 63, 64, 65, соединенные проводниками с шинами, имеющими винты 66. К этим разъемам подключены: электродвигатель постоянного тока 67 мотор-генератора трехфазного переменного тока, генератор 68 которого электрически соединен с электродвигателями привода компрессора тяговых электродвигателей и другими потребителями, электродвигатель постоянного тока 72 привода генератора постоянного тока 73 подзарядки аккумуляторных батарей, тяговые электродвигатели, подключенные через контролеры. The high-voltage switchgear comprises a
Вход высоковольтного блока подключен к преобразователю 74 постоянного тока в переменный питаемого через включатель 75 от аккумуляторных батарей. Преобразователь может быть выполнен электронным или механическим. Высоковольтный блок содержит повышающий трансформатор 76, выпрямитель 77 в форме диодного мостика, работающего на нагрузку 78, выполненную в форме индуктивности или резистора. Отрицательный вывод с нагрузки электрически соединен с отрицательной входной клеммой высоковольтного входного устройства. Для уменьшения размеров высоковольтного блока можно вместо диодного мостика использовать умножитель напряжения, и тогда уменьшаются размеры повышающего трансформатора. Электровоз оборудован тремя стандартными системами торможения: пневматической (на чертежах не показана), реостатной, содержащей контроллер, посредством которого якоря тяговых электродвигателей могут быть соединены последовательно с обмотками возбуждения 79 и через тиристорное устройство 80 подключены к тормозным реостатам, рекуперативной, отличающейся от предыдущей тем, что выход с тиристорного блока подключен к нагрузке 81, выполненной в форме индуктивности или резистора. Положительный вывод от нагрузки соединен с рамой электровоза. Ввиду того, что рама и кузов электровоза несут на себе положительные заряды, все электродвигатели, приборы и агрегаты, работающие под напряжением, должны быть изолированы от них. The input of the high-voltage unit is connected to a DC-to-
Работа электровоза постоянного тока. The work of a DC electric locomotive.
Перед началом движения электровоза необходимо включить включатель 52 и подать напряжение от аккумуляторных батарей 20 на нити накала катодов ламп 32 и 33, включить включатель 75 и подать питание от аккумуляторных батарей 20 на преобразователь, который преобразует постоянный ток аккумуляторных батарей и однофазный переменный ток, который подается на вход высоковольтного блока 13, отрицательные заряды с которого после включения включателя 49 поступают на катоды ламп 32 и 33 и далее на шину 60 высоковольтного распределительного устройства 12 через клеммы 50 и 62. После включения включателя 47 положительные заряды от тяговой подстанции 25 станут поступать с нагрузки 26 через рельс 27, раму 1 и кузов 8 электровоза через ограничительные резисторы 43 и 44 на аноды ламп 32 и 33. Под действием высоковольтного положительного заряда атомы водорода, находящиеся вблизи анодов ламп, будут ионизированы и под действием электрического поля станут двигаться к катодам этих ламп. Достигнув катодов, они будут выбивать из его поверхности электроны, которые станут двигаться в сторону анода и ионизировать попадающие на их пути атомы водорода, при этом возникнет электронно-ионная эмиссия. Одновременно с этим нити накала разогревают катоды и заставляют их дополнительно испускать электроны, которые также двигаются к анодам, ионизируя по пути новые атомы водорода. В результате этого в лампах возникает самостоятельный газовый разряд. Наряду с процессом ионизации водорода в лампах 32 и 33 одновременно происходит и процесс рекомбинации электронов и ионов, в результате которой вновь образуются нейтральные атомы водорода и в лампах возникает динамическое равновесие, число появляющихся вследствии ионизации носителей заряда будет равняться числу носителей, исчезающих за то же самое время в результате рекомбинации. (В. А. Батушев. Электронные приборы. М. Высшая школа, 1980 г. с. 297-313). В результате указанных выше процессов между анодами и катодами ламп протекает ток, который поступает на нагрузку 45, с которой снимается и подается через клеммы 46, 61 и 50, 62 на шины 59 и 60 высоковольтного распределительного устройства 12. Полученный ток снимается с разъема 65 и подается на электродвигатель 67 мотор-генератора трехфазного переменного тока 16, который приходит во вращение и приводит в движение генератор трехфазного переменного тока 68, который вырабатывает трехфазный переменный ток, идущий на питание электродвигателей 69, 70, 71 всех вспомогательных агрегатов, компрессора, вентиляторов и различных исполнительных механизмов. Получая питание от разъема 64, электродвигателя 72, включенный последовательно с блокирующим устройством, приводит во вращение генератор постоянного тока 73 мотор-генератора постоянного тока 17, который через реле-регулятор подзаряжает аккумуляторные батареи 20. Когда напряжение на зажимах генератора постоянного тока 73 выше, чем напряжение аккумуляторных батарей 20, то реле-регулятор подключает генератор постоянного тока к аккумуляторным батареям, и наоборот, когда напряжение на клеммах аккумуляторных батарей выше, чем на зажимах генератора постоянного тока 73, то реле-регулятор воздействует на блокировочное устройство (на фиг.13 они соединены стрелкой), отсоединяя аккумуляторные батареи и от генератора. Движение электровоза вперед или назад осуществляется путем перевода ручки контроллера 9 в то или иное положение. При этом ток (постоянный) с разъема 63 поступает на контроллер 9 и далее на обмотки возбуждения 79 и якоря тяговых электродвигателей 4, 5, 6, 7, приводя последние во вращение и электровоз в движение. Если возникает необходимость плавного уменьшения скорости движения до определенного предела электровоза, движущегося на затяжном спуске, то применяют рекуперативную систему торможения. Для этого переводят ручку контролера 9 в соответствии положения, тяговые электродвигатели 4, 5, 6, 7 отключаются от высоковольтного распределительного устройства 12, их обмотки возбуждения 79 соединяются последовательно с якорями. Вырабатываемый при этом тяговыми электродвигателями ток поступает на тиристорный блок 80 и нагрузку 81, с которой снимаются положительные заряды и возвращаются в сеть через кузов 8, раму 1, щетки 55 электровоза и рельсы 27. Для кратковременного снижения скорости движения электровоза на небольшом участке используется реостатная система торможения. При установке ручки контроллера 9 в соответствующее положение тяговые электродвигатели отключаются от высоковольтного распределительного устройства 12, и якоря последних соединяются последовательно с обмотками возбуждения 79. Вырабатываемый тяговыми электродвигателями 4, 5, 6, 7 ток через тиристорный блок 80 поступает на тормозные реостаты 22, на которых гасится энергия движения электровоза (фиг. 11). Для быстрого снижения скорости движения электровоза вплоть до его полной остановки применяется стандартная пневматическая система торможения, включаемая поворотом ручки тормозного крана (не показана). В случае экстренного торможения одновременно с пневматической системой торможения можно использовать реостатную систему торможения. Контроль за движением электровоза и работой его систем осуществляется по стандартным контрольным приборам (на чертежах не показано). Before starting the movement of the electric locomotive, it is necessary to turn on the
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109641A RU2092347C1 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Dc electric locomotive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109641A RU2092347C1 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Dc electric locomotive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96109641A RU96109641A (en) | 1997-07-20 |
RU2092347C1 true RU2092347C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20180559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96109641A RU2092347C1 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Dc electric locomotive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2092347C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108248616A (en) * | 2017-12-28 | 2018-07-06 | 安徽铁总智能装备有限公司 | A kind of shipping EMU |
-
1996
- 1996-05-13 RU RU96109641A patent/RU2092347C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техника-молодежи.- 1980. N 7. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108248616A (en) * | 2017-12-28 | 2018-07-06 | 安徽铁总智能装备有限公司 | A kind of shipping EMU |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6612245B2 (en) | Locomotive energy tender | |
US6583519B2 (en) | Apparatus for generating and distributing electrical power to loads in a vehicle | |
US6612246B2 (en) | Hybrid energy locomotive system and method | |
CN101128339B (en) | Traffic system | |
US7532960B2 (en) | Hybrid energy off highway vehicle electric power management system and method | |
US6591758B2 (en) | Hybrid energy locomotive electrical power storage system | |
KR101540018B1 (en) | Method for powering emergency auxiliary loads auxiliary converter and railway vehicle for this method | |
US7448328B2 (en) | Hybrid energy off highway vehicle electric power storage system and method | |
KR100436534B1 (en) | Apparatus and Method for Supplying DC Power to Traction System | |
AU2004295321B2 (en) | Method and apparatus for producing tractive effort | |
EP2875984A2 (en) | Apparatus for rapid charging using onboard power electronics and method of manufacturing same | |
EP2301790A2 (en) | Electric scooter with on-board charging system | |
US20030150352A1 (en) | Hybrid energy off highway vehicle electric power storage system and method | |
RU2422299C1 (en) | Power supply system of electric train with asynchronous traction drive | |
US20080094013A1 (en) | Electric Vehicle System for Charging and Supplying Electrical Power | |
CN108944491B (en) | Vehicle battery charging control system | |
RU2749439C9 (en) | Power supply device of rail vehicles | |
CN112004709A (en) | On-board electrical system for a motor vehicle and method for operating an on-board electrical system for a motor vehicle | |
JP2004056934A (en) | Auxiliary power unit | |
CN104160581B (en) | Include the charger of DC DC converters | |
CN106864276A (en) | It is a kind of that to use super capacitor or super capacitor and energy-storage battery be the empty ferroelectricity origin system of electrical source of power | |
RU2092347C1 (en) | Dc electric locomotive | |
JP4304827B2 (en) | Power supply facilities and electric vehicles | |
JP4178728B2 (en) | Power supply equipment for electric vehicles | |
CN114094850A (en) | System and method for an on-board charger with a ripple buffer |