RU2248892C1 - Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава - Google Patents
Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248892C1 RU2248892C1 RU2004103493/11A RU2004103493A RU2248892C1 RU 2248892 C1 RU2248892 C1 RU 2248892C1 RU 2004103493/11 A RU2004103493/11 A RU 2004103493/11A RU 2004103493 A RU2004103493 A RU 2004103493A RU 2248892 C1 RU2248892 C1 RU 2248892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- traction
- filter
- current
- quadrant converter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на многосистемном электроподвижном составе - электровозах и электропоездах с асинхронным тяговым приводом. Электропривод содержит переключатель рода тока, тяговый трансформатор, токоприемник и четырехквадрантный преобразователь, соединяемый контакторами с LC-фильтром. В тяговый электропривод введены два контактора, один из которых включен между крайним выводом реактора LC-фильтра и зажимом переменного тока четырехквадрантного преобразователя, а другой - между указанным выводом реактора LC-фильтра и плюсовым зажимом постоянного тока четырехквадрантного преобразователя. Технический результат заключается в исключении зависимости развиваемой приводом мощности от величины фактического напряжения питающей сети. 1 ил.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на многосистемном электроподвижном составе - электровозах и электропоездах с асинхронным тяговым приводом.
Известен тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава - электровоза [1], содержащий токоприемник, устройство переключения рода тока, тяговый трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки, четырехквадрантный преобразователь, промежуточный фильтр, автономный инвертор напряжения, асинхронный тяговый двигатель, заземляющее устройство, при этом токоприемник соединен с общим полюсом устройства переключения рода тока, один вывод первичной обмотки трансформатора соединен с первым крайним полюсом переключателя рода тока, а другой вывод - с заземляющим устройством и минусовым зажимом постоянного тока четырехквадрантного преобразователя, между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и вторым крайним полюсом переключателя рода тока включен первый контактор, а второй вывод указанной обмотки вторым контактором соединен со средней точкой промежуточного LC-фильтра, зажимы переменного тока четырехквадрантного преобразователя двумя другими контакторами соединены соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки трансформатора а плюсовой и минусовой зажимы постоянного тока указанного преобразователя подключены к крайним точкам промежуточных LC- и С-фильтров и зажимам постоянного тока автономного инвертора напряжения, к выходу которого подключен асинхронный тяговый двигатель.
Недостатком такого электропривода является зависимость мощности, развиваемой приводом при работе от сети постоянного тока, при изменении фактического напряжения питающей сети.
Этот недостаток устраняется в тяговом электроприводе с входным преобразователем повышающего типа, постоянно задействованным при работе по системе постоянного тока [2].
Недостатками этого электропривода являются повышенные потери в преобразователе и снижение срока службы полупроводниковых приборов.
Наиболее близким по технической сущности является электропривод, описанный в [1]. Он взят за прототип.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в известный электропривод введены два контактора, один из которых включен между крайним выводом реактора LC-фильтра и зажимом переменного тока четырехквадрантного преобразователя, а другой - между указанным выводом реактора LC-фильтра и плюсовым зажимом постоянного тока четырехквадрантного преобразователя.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности использования тягового электропривода за счет исключения влияния колебания напряжения питающей сети на мощность, развиваемую электроприводом при одновременном снижении потерь.
Введение в тяговый электропривод новых элементов (двух контакторов) и их взаимосвязей позволяет влиять на мощность, развиваемую тяговым электроприводом, при одновременном снижении потерь. Это обусловлено возможностью регулирования напряжения промежуточного звена постоянного напряжения при сохранении прямого подключения названного звена непосредственно к питающей сети.
Мощность, развиваемая тяговым электроприводом с асинхронными тяговыми двигателями, определяется по формуле (1)
где U1 - действующее значение первой гармоники выходного напряжения АИН;
I1 - действующее значение первой гармоники выходного тока АИН;
φ1 -угол сдвига между кривыми первых гармоник выходных напряжения и тока АИН.
Выходное напряжение АИН (при коэффициенте регулирования Кр=1) определяется по формуле (2)
где Ud - величина постоянного напряжения на входе АИН.
Заявляемое устройство электропривода позволяет регулировать постоянное напряжение на входе АИН Ud в диапазоне от фактической до максимальной величины питающей сети посредством использования в режиме импульсного прерывателя постоянного тока ключевых элементов четырехквадрантного преобразователя, незадействованных при питании от сети постоянного тока, что обеспечивает реализацию электроприводом максимальной мощности независимо от фактического напряжения тяговой сети. Одновременно сохраняется возможность функционирования привода по наиболее экономичной однозвенной схеме, когда фактическое напряжение тяговой сети обеспечивает развитие приводом требуемой мощности.
На чертеже приведена схема тягового электропривода многосистемного электроподвижного состава.
Тяговый привод содержит токоприемник 1, устройство переключения рода тока 2, тяговый трансформатор 3, имеющий первичную 4 и вторичную 5 обмотки, четырехквадрантный преобразователь 6, промежуточные LC- и С-фильтры 7 и 8, автономный инвертор напряжения 9, асинхронный тяговый двигатель 10, заземляющее устройство 11, при этом токоприемник 1 соединен с общим полюсом устройства переключения рода тока 2, один вывод первичной обмотки 4 соединен с первым крайним полюсом переключателя рода тока 2, а другой вывод - с заземляющим устройством 11 и минусовым зажимом постоянного тока 19 четырехквадрантного преобразователя 6, между первым выводом вторичной обмотки 5 трансформатора 3 и вторым крайним полюсом переключателя рода тока 2 включен первый контактор 12, а второй вывод указанной обмотки вторым контактором 13 соединен со средней точкой промежуточного LC-фильтра 7, зажимы переменного тока 14, 15 четырехквадрантного преобразователя 6 двумя другими контакторами 16, 17 соединены соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки 5 трансформатора 3, а плюсовой 18 и минусовой 19 зажимы постоянного тока указанного преобразователя подключены к крайним точкам промежуточных LC-и С-фильтров 7 и 8 и зажимам постоянного тока автономного инвертора напряжения 9, к выходу которого подключен асинхронный тяговый двигатель 10, два дополнительных контактора, один из которых включен между крайним выводом реактора LC-фильтра 7 и зажимом переменного тока 14 четырехквадрантного преобразователя 6, а другой - между указанным выводом реактора LC-фильтра 7 и плюсовым зажимом постоянного тока 18 четырехквадрантного преобразователя 6.
Тяговый привод работает следующим образом. При работе от сети переменного тока отличий в работе привода нет. При работе от сети постоянного тока существуют два режима работы.
В первом режиме работы - режиме однозвенного преобразования энергии - электрическая энергия из тяговой сети через токосъемные устройства 1 и 11, входной LC-LC-фильтр, образованный вторичной обмоткой 5 трансформатора 3, конденсатором и реактором промежуточного LC-фильтра 7 и конденсатором промежуточного С-фильтра 8, через замкнутый контактор 21 подводится к автономному инвертору напряжения 9, к выходу которого подключен асинхронный тяговый двигатель 10. При этом максимальная мощность, развиваемая приводом (при коэффициенте регулирования Кр=1), находится в прямопропорциональной зависимости от фактической величины напряжения питающей сети.
Во втором режиме работы - режиме двухзвенного преобразования энергии - электрическая энергия из тяговой сети через токосъемные устройства 1 и 11, входной LCL-фильтр, образованный вторичной обмоткой 5 трансформатора 3, конденсатором и реактором промежуточного LC-фильтра 7, через замкнутый контактор 20 подводится к выводу переменного тока 14 четырехквадрантного преобразователя 6, ключевые элементы одного из фазных модулей которого оказываются включенными по схеме импульсного прерывателя постоянного тока повышающего типа, и после первой ступени преобразования энергии (повышения напряжения постоянного тока) через промежуточный С-фильтр 8 подводится к автономному инвертору напряжения 9, к выходу которого подключен асинхронный тяговый двигатель 10. При этом максимальная мощность, развиваемая приводом (при коэффициенте регулирования Кр=1), не зависит от фактической величины напряжения питающей сети.
При функционировании тягового привода от сети постоянного тока, когда величины фактического напряжения питающей сети не достаточно для развития системой автономный инвертор напряжения - асинхронный тяговый двигатель заданной мощности, входной импульсный прерыватель постоянного тока, образованный из ключевых элементов фазного модуля четырехквадрантного преобразователя, не задействованных при работе по системе постоянного тока, повышает напряжение на входе автономного инвертора напряжения до уровня, обеспечивающего развитие заданной мощности.
Технико-экономическая эффективность предложения определяется тем, что, исключив зависимость развиваемой приводом мощности от величины фактического напряжения питающей сети, возможно при определении тяговых свойств локомотива исходить из параметров, соответствующих максимальному напряжению тяговой сети.
Источники информации
1. Europalokomotive BR 189 -Die Mehrsystemlokomotive fur den europaweiten Einsatz. ZEVrail Glasers Ainnalen 126 (2002), №9, с.390-399 (прототип).
2. Die elektrische Ausrustung der Lokomotivbaureihe E402 der Italienischen Staatsbahnen. Elektrische Bahnen 89 (1991), №4, с.114-122.
Claims (1)
- Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава, содержащий токоприемник, устройство переключения рода тока, тяговый трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки, четырехквадрантный преобразователь, промежуточный фильтр, автономный инвертор напряжения, асинхронный тяговый двигатель, заземляющее устройство, при этом токоприемник соединен с общим полюсом устройства переключения рода тока, один вывод первичной обмотки трансформатора соединен с первым крайним полюсом переключателя рода тока, а другой вывод - с заземляющим устройством и минусовым зажимом постоянного тока четырехквадрантного преобразователя, между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и вторым крайним полюсом переключателя рода тока включен первый контактор, а второй вывод указанной обмотки вторым контактором соединен со средней точкой промежуточного LC-фильтра, зажимы переменного тока четырехквадрантного преобразователя двумя другими контакторами соединены соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки трансформатора, а плюсовой и минусовой зажимы постоянного тока указанного преобразователя подключены к крайним точкам промежуточных LC- и С-фильтров и зажимам постоянного тока автономного инвертора напряжения, к выходу которого подключен асинхронный тяговый двигатель, отличающийся тем, что в него введены два контактора, один из которых включен между крайним выводом реактора LC-фильтра и зажимом переменного тока четырехквадрантного преобразователя, а другой – между указанным выводом реактора LC-фильтра и плюсовым зажимом постоянного тока четырехквадрантного преобразователя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004103493/11A RU2248892C1 (ru) | 2004-02-06 | 2004-02-06 | Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004103493/11A RU2248892C1 (ru) | 2004-02-06 | 2004-02-06 | Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2248892C1 true RU2248892C1 (ru) | 2005-03-27 |
Family
ID=35560448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004103493/11A RU2248892C1 (ru) | 2004-02-06 | 2004-02-06 | Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2248892C1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464621C1 (ru) * | 2011-08-30 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ управления четырехквадрантным преобразователем электровоза |
| RU2478042C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Способ работы маневрового электровоза и маневровый электровоз |
| CN104553832A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-29 | 湖南大学 | 基于LC Plus四象限变流器振荡回路的变压器铁心剩磁的去磁系统及方法 |
| RU2606162C2 (ru) * | 2011-10-28 | 2017-01-10 | Бомбардир Транспортацион Гмбх | Электрическое устройство энергоснабжения для приводных устройств для ксплуатации рельслвого транспортного средства в электрических распределительных сетях |
| RU2636248C2 (ru) * | 2013-10-16 | 2017-11-21 | Сименс Акциенгезелльшафт | Многосистемное устройство преобразователя тока |
| CN108507804A (zh) * | 2017-02-24 | 2018-09-07 | 中国铁建高新装备股份有限公司 | 基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统 |
| RU184931U1 (ru) * | 2018-07-30 | 2018-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | Силовая электрическая схема электропоезда двойного питания |
| RU186452U1 (ru) * | 2018-08-31 | 2019-01-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | Силовая электрическая схема электропоезда двойного питания с отсасывающим фильтром высокочастотных помех |
| RU2741675C2 (ru) * | 2016-11-23 | 2021-01-28 | Бомбардье Транспортейшн Гмбх | Электрическая мультисистема для рельсового транспортного средства |
-
2004
- 2004-02-06 RU RU2004103493/11A patent/RU2248892C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Bernhard Kie ling "Die Mehrsystem Lokomotive fur de europa Weiten" Einsatz, ZEVrail Glas. Ann. 2002, №9, с.390-399. P. Ferrazini "Die elektrische Ausreistung der Lokomotivbaureihe. E-402 der Italien. Statsbahnen -El. Bahnen 1991, №4, с.114-119. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478042C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Способ работы маневрового электровоза и маневровый электровоз |
| RU2464621C1 (ru) * | 2011-08-30 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ управления четырехквадрантным преобразователем электровоза |
| RU2606162C2 (ru) * | 2011-10-28 | 2017-01-10 | Бомбардир Транспортацион Гмбх | Электрическое устройство энергоснабжения для приводных устройств для ксплуатации рельслвого транспортного средства в электрических распределительных сетях |
| RU2636248C2 (ru) * | 2013-10-16 | 2017-11-21 | Сименс Акциенгезелльшафт | Многосистемное устройство преобразователя тока |
| CN104553832A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-29 | 湖南大学 | 基于LC Plus四象限变流器振荡回路的变压器铁心剩磁的去磁系统及方法 |
| CN104553832B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-09-28 | 湖南大学 | 基于LC Plus四象限变流器振荡回路的变压器铁心剩磁的去磁系统及方法 |
| RU2741675C2 (ru) * | 2016-11-23 | 2021-01-28 | Бомбардье Транспортейшн Гмбх | Электрическая мультисистема для рельсового транспортного средства |
| CN108507804A (zh) * | 2017-02-24 | 2018-09-07 | 中国铁建高新装备股份有限公司 | 基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统 |
| RU184931U1 (ru) * | 2018-07-30 | 2018-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | Силовая электрическая схема электропоезда двойного питания |
| RU186452U1 (ru) * | 2018-08-31 | 2019-01-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | Силовая электрическая схема электропоезда двойного питания с отсасывающим фильтром высокочастотных помех |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7177163B2 (en) | Two-way DC-DC converter | |
| KR101273995B1 (ko) | 전원 장치 | |
| US8901883B2 (en) | Charger for electric vehicle | |
| JP5645582B2 (ja) | 共振形充電装置及びそれを用いた車両 | |
| US8587252B2 (en) | System and method for digital control of a DC/DC power-converter device, in particular for automotive applications | |
| US11552557B2 (en) | System and method for enhanced single-stage onboard charger with integrated rectifier | |
| RU2248892C1 (ru) | Тяговый электропривод многосистемного электроподвижного состава | |
| US11870291B2 (en) | Apparatus for single stage on-board charger with an integrated pulsating buffer control | |
| CN103647321A (zh) | 电动汽车多功能车载充电电路 | |
| Su et al. | A new integrated onboard charger and accessory power converter for plug-in electric vehicles | |
| US20220393566A1 (en) | Power supply system and moving body | |
| KR101865246B1 (ko) | 전기자동차용 충방전 장치 | |
| KR101060781B1 (ko) | 다양한 전원을 입력으로 하는 전기자동차 충전용 전력변환장치 | |
| KR20200062835A (ko) | 전기 자동차용 절연형 양방향 직류-직류 컨버터 충전기 | |
| KR102376932B1 (ko) | 전기자동차 통합형 전력변환 시스템 | |
| RU2001127970A (ru) | Устройство для компенсации реактивной мощности | |
| CN112224050B (zh) | 能量转换装置、动力系统以及车辆 | |
| CN114301296A (zh) | 一种dc/dc变换器及纹波电压的补偿方法 | |
| KR102532323B1 (ko) | 차량용 전력변환 시스템 | |
| RU2364524C1 (ru) | Способ электроснабжения потребителей на транспортном средстве и система для его реализации | |
| RU2301156C1 (ru) | Способ электроснабжения потребителей на транспортном средстве и система для его реализации | |
| RU2729007C1 (ru) | Преобразователь тяговый тепловоза с силовой установкой | |
| RU2281599C2 (ru) | Полупроводниковый преобразователь транспортного средства с питанием от сети переменного тока | |
| SU604124A1 (ru) | Выпр мительно-инверторный преобразователь | |
| RU22595U1 (ru) | Полупроводниковый преобразователь |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110207 |