RU2334348C1 - Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage - Google Patents
Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334348C1 RU2334348C1 RU2007117659/09A RU2007117659A RU2334348C1 RU 2334348 C1 RU2334348 C1 RU 2334348C1 RU 2007117659/09 A RU2007117659/09 A RU 2007117659/09A RU 2007117659 A RU2007117659 A RU 2007117659A RU 2334348 C1 RU2334348 C1 RU 2334348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- output
- consumers
- carriage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Подвагонное устройство электроснабжения пассажирского вагона относится к устройствам, предназначенным для использования в системах электроснабжения железнодорожного транспорта, а именно для преобразования входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида применительно к пассажирским вагонам повышенной комфортности. Устройство может обеспечить нормальное функционирование всех электрических приборов и аппаратов, предусмотренных для эксплуатации в железнодорожном вагоне независимо от источника внешней энергии (будь то поездная высоковольтная магистраль, внешняя сеть переменного тока или собственный подвагонный генератор с приводом от колесных пар).The subcar power supply device of a passenger carriage refers to devices intended for use in power supply systems of railway transport, namely, to convert the input energy of direct or alternating current to the output energy of the required type in relation to passenger cars of increased comfort. The device can ensure the normal functioning of all electrical appliances and devices intended for operation in a railway carriage, regardless of the source of external energy (whether it is a train high-voltage line, an external AC network or its own carriage driven by a wheel drive).
Уровень техникиState of the art
Устройства электроснабжения пассажирских вагонов, особенно повышенной комфортности, предусматривают обеспечение соответствующим питанием целого ряда электрических потребительских устройств.Power supply devices for passenger cars, especially of increased comfort, provide for the provision of appropriate power for a number of electrical consumer devices.
Например, из Интернета (сайт http://dvrb.com.ua) известно исполнение вагона пассажирского купейного модернизированного. На этом вагоне предусмотрено устанавливать:For example, from the Internet (the site http://dvrb.com.ua) it is known that the carriage of the modernized passenger compartment car is known. On this car it is planned to install:
- моноблочный кондиционер производства "ФЕЙВЕЛЕЙ" Франция;- monoblock air conditioner manufactured by "FAVELES" France;
- комплекс оборудования экологически чистого туалета ВТБН производства концерна "Вагонсистем", Россия;- a set of equipment for an environmentally friendly toilet VTBN produced by the concern "VagonSystem", Russia;
- система пожарной сигнализации "Прометей-2";- fire alarm system "Prometheus-2";
- система видеонаблюдения (монитор и две видеокамеры);- video surveillance system (monitor and two video cameras);
- информационный дисплей Т1 82М;- information display T1 82M;
- световая индикация занятости туалета;- light indication of toilet occupancy;
- система вызова проводника по купе;- call system guide for the compartment;
- светильники переходных площадок;- lamps of transitional areas;
- светильники с автономными преобразователями;- luminaires with autonomous converters;
- электрическая печь "Хортица 6"(котельное отделение).- electric stove "Khortytsa 6" (boiler room).
Питание системы энергоснабжения вагона осуществляется от поездной магистрали 3000 В постоянного или переменного тока.The power supply system of the car is supplied from the train line 3000 V DC or AC.
Система энергоснабжения вагона состоит из:The power supply system of the car consists of:
подвагонного высоковольтного аппаратного ящика 2Я.111.У1, высоковольтного статического преобразователя SG 600380 ВР, входного реактивного сопротивления SG 600417, трансформатора SG 600419, инвертора статического трехфазного SG 600388 SP, реактивного сопротивления SG 600418, аккумуляторной батареи 84 ТНЖ-300110 В (на выкатных тележках); аппаратного подвагонного ящика подключения внешнего напряжения трехфазной сети 380/220 В 50 Гц.subcar high-voltage hardware box 2Я.111.У1, high-voltage static converter SG 600380 BP, input reactance SG 600417, transformer SG 600419, inverter static three-phase SG 600388 SP, reactance SG 600418, battery 84 TNZH-300110 V (on withdrawable carts ); hardware car box connecting external voltage of a three-phase network 380/220 V 50 Hz.
Другой вагон, пассажирский некупейный, предусматривает энергоснабжение не только от высоковольтной поездной магистрали, но и от подвагонного трехфазного генератора. Этот вагон предусматривает:Another non-compartment passenger car provides for energy supply not only from the high-voltage train line, but also from the three-phase subcarriage generator. This car provides:
- оборудование вагона крышной моноблочной установкой кондиционирования воздуха с питанием от подвагонного генератора через трехфазный преобразователь, обеспечивающий частотный пуск и регулирование холодопроизводительности;- equipment of the car with a roof monoblock installation of air conditioning powered by a subcar generator through a three-phase converter that provides frequency start-up and regulation of cooling capacity;
- установку экологически чистого туалета (ЭЧТ) с подвагонным баком-накопителем;- Installation of an environmentally friendly toilet (ECHT) with a car storage tank;
- установку принципиально новой для вагонов данного типа системы электроснабжения с питанием от подвагонного генератора переменного тока 110 В мощностью 35 кВА;- installation of a fundamentally new for cars of this type power supply system powered by a subcar alternator 110 V with a power of 35 kVA;
- модернизированную систему освещения салона.- An upgraded interior lighting system.
Система электроснабжения вагона состоит из подвагонного генератора; преобразователя трехфазного для кондиционера; высоковольтного аппаратного ящика; устройства вводного и ящика низковольтной аппаратуры. Вагон оборудуется щелочной аккумуляторной батареей емкостью 350 А·ч, установленной на выкатных тележках с верхним расположением направляющих и двойной электроизоляцией.The power supply system of the car consists of a subcar generator; three-phase converter for air conditioning; high voltage hardware box; input and drawer devices for low-voltage equipment. The wagon is equipped with an alkaline rechargeable battery with a capacity of 350 Ah installed on draw-out trolleys with an upper rail and double electrical insulation.
Подвагонное электрооборудование выполнено в виде модулей, установленных в подвагонных ящиках на выкатных тележках, что обеспечивает замену вышедшего из строя блока в течение 20-30 мин. Конструкция высоковольтного электрооборудования вагона позволяет производить замер сопротивления изоляции высоковольтной магистрали без каких-либо подготовительных операций. Питание электроугольного котла осуществляется от поездной магистрали 3 кВ постоянного или переменного тока. Для снабжения вагона в пути следования питанием 220 В 50 Гц установлен преобразователь.Car electrical equipment is made in the form of modules installed in car boxes on roll-out carts, which ensures replacement of a failed unit within 20-30 minutes. The design of the high-voltage electrical equipment of the car allows you to measure the insulation resistance of the high-voltage line without any preparatory operations. The electric coal boiler is powered from the train line of 3 kV DC or AC. To supply the car along the route with power 220 V 50 Hz, a converter is installed.
В этих и подобно оборудованных вагонах питание на длительных стоянках осуществляется от аппаратного подвагонного ящика подключения внешнего напряжения трехфазной сети 380/220 В 50 Гц, содержащего силовой трехфазный понижающий трансформатор. В пути в системе электроснабжения вагона этот трансформатор не используется. Иными словами, КПД использования трансформатора мал.In these and similarly equipped wagons, the power for long-term parking is provided from the hardware sub-car box for connecting the external voltage of a three-phase network 380/220 V 50 Hz, containing a power three-phase step-down transformer. On the way, this transformer is not used in the car’s power supply system. In other words, the efficiency of using a transformer is small.
В качестве прототипа заявляемого изобретения возьмем патент №2266829.As a prototype of the claimed invention, we take the patent No. 2266829.
Этот патент защищает комплект электрооборудования пассажирского вагона, который предназначен для электроснабжения пассажирского вагона как во время движения поезда, так и во время стоянок. Комплект включает в себя генератор с приводом от колесных пар, аккумулятор, блок низковольтного питания, блок внешнего питания 380 В, блок высоковольтного питания от поездной магистрали 3000 В, потребителей постоянного и переменного тока, статические преобразователи частоты и напряжения, управляющие блоки.This patent protects the electrical equipment of a passenger carriage, which is designed to power a passenger carriage both during the movement of the train and during parking. The kit includes a wheel drive generator, a battery, a low-voltage power supply unit, an external power supply unit of 380 V, a high-voltage power supply unit from a train line of 3000 V, direct and alternating current consumers, static frequency and voltage converters, and control units.
Комплект работает следующим образом.The kit works as follows.
Во время движения поезда на скоростях выше 35 км/час генератор вырабатывает трехфазное переменное напряжение, которое поступает на блок низковольтного питания. включающий в себя трехфазный выпрямитель, на выходе которого формируется постоянное напряжение 110 В, предназначенное для заряда аккумулятора. На длительных стоянках напряжение = 110 В формируется от блока внешнего питания 380 В, включающего в себя трехфазный трансформатор на 50 Гц со вторичной обмотки которого напряжение подается на выпрямитель упомянутого блока низковольтного питания. Вагонные потребители постоянного и переменного тока питаются с выхода блока низковольтного питания. Однако при скорости вагона ниже 35 км/час и кратковременных стоянках питание потребителей может осуществляться только от аккумулятора, поэтому целый ряд вагонных потребителей (и в первую очередь - кондиционеры) в это время отключаются.While the train is moving at speeds above 35 km / h, the generator generates a three-phase alternating voltage, which is supplied to the low-voltage power supply. including a three-phase rectifier, the output of which forms a constant voltage of 110 V, designed to charge the battery. For long-term parking, voltage = 110 V is generated from an external power supply unit of 380 V, which includes a three-phase transformer at 50 Hz from the secondary winding of which the voltage is supplied to the rectifier of the said low-voltage power unit. Wagon consumers of direct and alternating current are powered from the output of the low-voltage power unit. However, when the car’s speed is lower than 35 km / h and short-term parking, consumers can only be powered by the battery, so a number of car consumers (and especially air conditioners) are switched off at this time.
Блок высоковольтного питания от поездной магистрали 3000 В обеспечивает два выходных напряжения. Одно из них предназначено для питания котла обогрева вагона, а второе, равное 110 В, направляется для преобразования и обеспечения электрических нужд вагона.The high-voltage power supply from the 3000 V train line provides two output voltages. One of them is designed to power the car heating boiler, and the second, equal to 110 V, is sent to convert and ensure the electrical needs of the car.
Недостаток заключается в том, чтоThe disadvantage is that
1) во время стоянок и при тихом ходе не работает часть вагонных потребителей - питание осуществляется только от аккумуляторной батареи;1) during parking and at a quiet run some carriage consumers do not work - power is supplied only from the battery;
2) громоздкий силовой низкочастотный трансформатор, являющийся входом внешнего питания ~380 В 50 Гц, используется мало - только при стоянках, остальное время не работает;2) bulky power low-frequency transformer, which is an input of external power ~ 380 V 50 Hz, is used a little - only when parking, the rest of the time does not work;
3) не обеспечивается питание потребительской нагрузки, требующей заземления, а сейчас, зачастую, это необходимо, так как вагоны становятся более комфортабельными, начиненными современными электроаппаратами.3) power is not provided to the consumer load, which requires grounding, and now, often, this is necessary, since the wagons are becoming more comfortable, filled with modern electric devices.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Заявленное изобретение - подвагонное устройство электроснабжения пассажирского вагона - в качестве источника энергии может использовать: сгенерированное напряжение подвагонным трехфазным генератором с приводом от колесных пар, преобразованное поездное магистральное высоковольтное напряжение, внешнюю сеть переменного тока, энергию собственных аккумуляторов.The claimed invention - a subcarriage power supply device for a passenger carriage - can use as an energy source: generated voltage by a subcarriage three-phase generator driven by wheelsets, converted train high-voltage mains voltage, external AC mains, the energy of its own batteries.
Сущность изобретения заключается в том, что подвагонное устройство снабжено средством подключения своей первичной обмотки к внешней сети переменного тока 380 В, 50 Гц, а также средством подключения либо к трехфазному генератору с приводом от колесных пар, вырабатывающему напряжение ~380 В, либо средством подключения к магистральной поездной высоковольтной сети с напряжением =/~1500-3000 В. При этом подвагонное устройство содержит низкочастотный силовой трехфазный трансформатор, соединенный со средством подключения своей первичной обмотки к внешней сети переменного тока 380 В, 50 Гц, который имеет два выхода, на разное напряжение, то есть две вторичные обмотки. Подвагонное устройство содержит также преобразовательный блок с двумя входами и двумя выходами, аккумуляторную батарею, клеммы для подключения вагонных потребителей постоянного тока и статический полупроводниковый преобразователь, состоящий из повышающего преобразователя постоянного напряжения и ряда инверторов с объединенными входами и независимыми выходами - для подключения вагонных потребителей переменного тока.The essence of the invention lies in the fact that the carriage is equipped with a means of connecting its primary winding to an external alternating current network of 380 V, 50 Hz, as well as a means of connecting either to a three-phase generator driven by wheel pairs generating a voltage of ~ 380 V, or means of connecting to main train high-voltage network with voltage = / ~ 1500-3000 V. In this case, the carriage unit contains a low-frequency power three-phase transformer connected to a means of connecting its primary winding to Shnei AC 380 V, 50 Hz, which has two outputs at different voltages, i.e. two secondary windings. The subcar system also contains a conversion unit with two inputs and two outputs, a battery, terminals for connecting car DC consumers and a static semiconductor converter, consisting of a step-up DC voltage converter and a number of inverters with combined inputs and independent outputs - for connecting car AC consumers .
Первичная обмотка силового трехфазного трансформатора соединена с клеммами для подключения формирователя дополнительных напряжений для вагонных и вневагонных потребителей. (Формирователь может обеспечить объединение первичных обмоток трансформатора, например, по схеме "звезда", что обеспечит на выходе трехфазное переменное напряжения 380 В, 50 Гц с нулевой точкой. А напряжение между любой фазой и нулем позволит получить рабочее однофазное напряжение 220 В, 50 Гц. Кроме того, формирователь может содержать выпрямитель для получения нестандартного по величине напряжения постоянного тока. Это дает возможность более широкого использования силового трансформатора, в частности, для получения всех необходимых рабочих напряжений при эксплуатации и ремонте пассажирского вагона.)The primary winding of the power three-phase transformer is connected to the terminals for connecting the additional voltage generator for wagon and non-wagon consumers. (The shaper can provide a combination of the primary windings of the transformer, for example, according to the "star" scheme, which will provide a three-phase alternating voltage of 380 V, 50 Hz with a zero point at the output. And the voltage between any phase and zero will allow to obtain a working single-phase voltage of 220 V, 50 Hz In addition, the shaper may contain a rectifier to obtain a non-standard DC voltage, which makes it possible to use the power transformer more widely, in particular, to obtain all the necessary working voltage during operation and repair of a passenger car.)
Каждый вход преобразовательного блока соединен с одним из двух выходов силового трансформатора. Первый выход преобразовательного блока подключен к аккумуляторной батарее, клеммам для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока и повышающему преобразователю постоянного напряжения. Второй выход преобразовательного блока подключен к ряду инверторов с объединенными входами и независимыми выходами - для подключения вагонных потребителей переменного тока.Each input of the converter unit is connected to one of the two outputs of the power transformer. The first output of the converter unit is connected to the battery, the terminals for connecting car DC consumers and a step-up DC-DC converter. The second output of the converter unit is connected to a number of inverters with combined inputs and independent outputs - for connecting carriage consumers of alternating current.
При работе от трехфазного генератора с приводом от колесных пар преобразовательный блок выполнен в виде двух мостовых полупроводниковых выпрямителей, причем один из них может быть выполнен в виде обратимого преобразователя для возможности преобразования постоянного напряжения аккумулятора с помощью трехфазного силового трансформатора - в переменное напряжение 220 В.When operating from a three-phase generator driven by wheelsets, the converter unit is made in the form of two bridge semiconductor rectifiers, one of which can be made in the form of a reversible converter for the possibility of converting the battery DC voltage using a three-phase power transformer into an alternating voltage of 220 V.
При работе от высоковольтной магистральной сети средством подключения к магистральной поездной высоковольтной сети является высоковольтный преобразователь, а преобразовательный блок содержит два устройства, одно из которых выполнено в виде мостового полупроводникового выпрямителя, выход которого соединен с одним выходом высоковольтного преобразователя, а второе - в виде обратимого преобразователя, выход которого соединен с другим выходом высоковольтного преобразователя,When operating from a high-voltage backbone network, the means of connecting to the main train high-voltage network is a high-voltage converter, and the converter block contains two devices, one of which is made in the form of a bridge semiconductor rectifier, the output of which is connected to one output of the high-voltage converter, and the second - in the form of a reversible converter the output of which is connected to another output of the high voltage converter,
Обратимый преобразователь может быть выполнен в виде трехплечевой диодно-транзисторной мостовой схемы, в которой параллельно каждому диоду, включенному в прямом направлении, подсоединен транзистор, включенный в обратном направлении.The reversible converter can be made in the form of a three-arm diode-transistor bridge circuit, in which a transistor connected in the opposite direction is connected in parallel to each diode connected in the forward direction.
Технический эффект предлагаемого изобретения заключается прежде всего в обеспечении гальванической развязки по питанию вагонных потребителей постоянного и переменного тока. Кроме того, благодаря широкому использованию силового трансформатора обеспечивается более компактное исполнение устройства в целом, т.к. исключается необходимость введения ряда дополнительных полупроводниковых устройств для получения комплекса рабочих напряжений. Это влечет за собой повышение надежности устройства в целом, т.к. надежность трансформатора выше надежности полупроводниковых устройств. Кроме того, изобретение позволяет с большим КПД использовать трехфазный силовой трансформатор, который в аналогичных устройствах был предназначен, главным образом, для использования лишь при питании от внешней сети переменного тока.The technical effect of the invention is primarily to provide galvanic isolation for the supply of wagon consumers of direct and alternating current. In addition, due to the widespread use of the power transformer, a more compact design of the device as a whole is provided, since eliminates the need for a number of additional semiconductor devices to obtain a complex of operating voltages. This entails an increase in the reliability of the device as a whole, because the reliability of the transformer is higher than the reliability of semiconductor devices. In addition, the invention allows with high efficiency to use a three-phase power transformer, which in similar devices was intended mainly for use only when powered by an external AC network.
Таким образом, благодаря введению новых признаков и связей в подвагонное устройство электроснабжения, силовой трехфазный трансформатор может использоваться как для обычного использования во время продолжительных стоянок и ремонта, так и для обеспечения любых требуемых напряжений питания в пассажирском вагоне во время движения, а также для формирования дополнительных, нестандартных питающих напряжений вагонных и вневагонных потребителей при всех видах энергоснабжения поезда.Thus, due to the introduction of new features and connections into the car’s undercarriage of power supply, the three-phase power transformer can be used both for normal use during long-term parking and repairs, and to provide any required supply voltages in the passenger carriage during movement, as well as to form additional non-standard supply voltages of wagon and non-wagon consumers for all types of power supply to the train.
Перечень чертежейList of drawings
Фиг.1 - общая структурная схема подвагонного устройства электроснабжения пассажирского вагона.Figure 1 is a General structural diagram of a subcar power supply device of a passenger car.
Фиг.2 - структурная схема подвагонного устройства электроснабжения пассажирского вагона при питании от подвагонного трехфазного генератора переменного тока ~380 В.Figure 2 is a structural diagram of a sub-car power supply device of a passenger car powered by a sub-car three-phase alternating current generator ~ 380 V.
Фиг.3 - структурная схема подвагонного устройства электроснабжения пассажирского вагона при питании от высоковольтной магистральной сети =/~1500(3000) В через высоковольтный преобразователь с двумя выходными напряжениями постоянного тока: 140 В и 400 В.Figure 3 is a structural diagram of a sub-car power supply device for a passenger car powered by a high-voltage backbone network = / ~ 1500 (3000) V through a high-voltage converter with two DC output voltages: 140 V and 400 V.
Фиг.4 - мостовая трехплечевая электрическая схема обратимого преобразователя, выполненного на диодах и транзисторах.Figure 4 - bridge three-arm electrical circuit of a reversible converter made on diodes and transistors.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Подвагонное устройство электроснабжения пассажирского вагона выполнено в соответствии со структурной схемой, представленной на фиг.1.The undercarriage power supply device of the passenger car is made in accordance with the structural diagram shown in figure 1.
Устройство содержит: силовой трехфазный трансформатор 1, преобразовательный блок 2, аккумуляторную батарею 3, статический полупроводниковый преобразователь 4, состоящий из повышающего преобразователя постоянного напряжения 5 и ряда инверторов 6, а также: либо средство подключения к подвагонному трехфазному генератору с приводом от колесных пар - контактный разъем 7, либо средство подключения к магистральной поездной высоковольтной сети - высоковольтный преобразователь 8.The device contains: a three-
Первичная обмотка 9 силового трехфазного трансформатора 1 соединена со средством подключения к внешней сети переменного тока - контактному разъему 10. Две вторичные обмотки 11 и 12 силового трехфазного трансформатора 1, с разным по величине выходным напряжением, соединены соответственно с отдельными входами 13 и 14 преобразовательного блока 2. Первый выход 15 преобразовательного блока 2 соединен с аккумуляторной батареей 3 клеммами 16 для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока и повышающим преобразователем постоянного напряжения 5. Второй выход 17 преобразовательного блока 2 связан с объединенными входами инверторов 6, независимые выходы которых соединены с соответствующими клеммами 18 для подключения вагонных потребителей переменного тока. Следует заметить, что пары вход-выход преобразовательного блока электрически не связаны. Кроме того, первичная обмотка 9 силового трехфазного трансформатора 1 соединена также с разъемом 19 для подключения формирователя дополнительных напряжений вагонных и вневагонных потребителей.The primary winding 9 of the power three-
При работе только от трехфазного генератора с приводом от колесных пар (фиг.2) преобразовательный блок может быть выполнен в виде двух полупроводниковых выпрямителей 2.1 и 2.2, один из которых (2.1) может быть выполнен в виде обратимого преобразователя.When operating only from a three-phase generator driven by wheelsets (Fig. 2), the converter block can be made in the form of two semiconductor rectifiers 2.1 and 2.2, one of which (2.1) can be made in the form of a reversible converter.
При работе от высоковольтной магистральной сети (фиг.3) два выхода 20 и 21 высоковольтного преобразователя 8 обеспечивают разные по величине постоянные рабочие напряжения (например, 140 В и 400 В). При этом один из его выходов (20) соединен с аккумуляторной батареей 3 клеммами 16 для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока и повышающим преобразователем постоянного напряжения 5, а второй -21 - с объединенными входами инверторов 6 статического полупроводникового преобразователя 4. Кроме того, преобразовательный блок 2 содержит два устройства, одно из которых выполнено в виде выпрямителя 2.4, выход 17 которого соединен с выходом 21 высоковольтного преобразователя 8, а второе устройство - в виде обратимого преобразователя 2.3, выход 15 которого соединен с выходом 20 высоковольтного преобразователя 8 и соответственно с аккумуляторной батареей 3 клеммами 16 для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока и повышающим преобразователем постоянного напряжения 5.When operating from a high-voltage backbone network (Fig. 3), the two
Обратимый преобразователь (2.1 или 2.3) может быть выполнен, например, в виде трехплечевой диодно-транзисторной мостовой схемы (фиг.4), в которой параллельно каждому диоду 22, включенному в прямом направлении, подсоединен транзистор 23, включенный в обратном направлении и управляемый по базе импульсами, следующими с частотой 50 Гц со смещением для каждого плеча на 2/3π, обеспечивая работу обратимого преобразователя в обратном направлении, а именно преобразование постоянного напряжения - в переменное с частотой 50 Гц.A reversible converter (2.1 or 2.3) can be made, for example, in the form of a three-arm diode-transistor bridge circuit (Fig. 4), in which a
Описание работыWork description
При продолжительных стоянках и при работах в депо подвагонное устройство электроснабжения пассажирского вагона работает от внешней сети переменного тока (фиг.1). Напряжение 380 В, 50 Гц поступает через контактный разъем 10 на первичную обмотку 9 силового трехфазного трансформатора 1. Предположим, что на первой вторичной обмотке 11 образуется напряжение 110 В, а на второй вторичной обмотке 12 - 285 В. Тогда на первый вход 13 преобразовательного блока 2 поступает переменное напряжение 110 В, а на второй вход 14 - переменное напряжение 285 В.During long-term parking and during work in the depot, the subcar power supply device of the passenger car works from an external AC network (Fig. 1). The voltage 380 V, 50 Hz is supplied through the connector 10 to the primary winding 9 of the power three-
Пусть преобразовательный блок 2 обеспечивает на выходе 15 постоянное напряжение 140 В, а на выходе 17 - постоянное напряжение 400 В.Let the converter unit 2 provides a constant voltage of 140 V at the
Постоянное напряжение 140 В идет на заряд аккумуляторов 3 и подается на клеммы 16, к которым могут подсоединяться необходимые потребители постоянного тока.A constant voltage of 140 V is used to charge the
С выхода 17 преобразовательного блока 2 постоянное напряжение 400 В подается на объединенные входы инверторов 6, выходы которых соединены с клеммами 18, служащими для подключения потребителей переменного тока. А повышающий преобразователь постоянного напряжения 5 в этом случае фактически не работает.From the
Таким образом, два выходных канала питания потребителей получаются гальванически развязанными.Thus, the two output power supply channels of consumers are galvanically isolated.
При работе только от трехфазного генератора с приводом от колесных пар (фиг.2) преобразовательный блок может быть выполнен в виде двух мостовых полупроводниковых выпрямителей 2.1 и 2.2, а средство подключения к подвагонному трехфазному генератору может быть выполнено в виде контактного разъема 7, соединяющего генератор с входом одного из двух упомянутых выпрямителей, а также с одной из выходных обмоток трансформатора 1. В этом случае с выхода одного используемого выпрямителя 2.1 напряжение подается к клеммам 16 для вагонных потребителей постоянного тока, к аккумуляторной батарее 3 и к повышающему преобразователю постоянного напряжения 5 статического полупроводникового преобразователя 4, напряжение с выхода второй обмотки 12 трансформатора 1 через выпрямитель 2.2 подается на входы инверторов 6, формирующих питающее напряжение для вагонных потребителей переменного тока.When operating only from a three-phase generator driven by wheelsets (Fig. 2), the converter block can be made in the form of two bridge semiconductor rectifiers 2.1 and 2.2, and the means for connecting to the undercarriage three-phase generator can be made in the form of a
При подключении к внешней сети напряжение со второй вторичной обмотки 12 трансформатора 1 подается через выпрямитель 2.2 на входы инверторов 6, с первой вторичной обмотки 11 трансформатора 1 подается через выпрямитель 2.1 к аккумуляторной батарее 3 и контактам 16 для подключения потребителей постоянного тока. Таким образом, при работе от подвагонного генератора и от внешней сети повышающий преобразователь 5 фактически не работает.When connected to an external network, the voltage from the second secondary winding 12 of the
Выпрямитель 2.1 может быть выполнен в виде обратимого преобразователя, что обеспечит возможность питания любых потребителей переменного тока от аккумуляторов через силовой трансформатор 1 при отсутствии любого другого источника питания. При этом повышающий преобразователь постоянного напряжения 5 может не работать, так как его функции выполняет силовой трансформатор 1 с выпрямителем 2.2.Rectifier 2.1 can be made in the form of a reversible converter, which will provide the ability to power any consumers of alternating current from batteries through a
При работе от высоковольтной магистральной сети (фиг.3) используется средство подключения к магистральной поездной высоковольтной сети, которое выполнено в виде отдельного блока - высоковольтного преобразователя 8, вход которого соединен с высоковольтной сетью =/~1500(3000) В, а два выхода 20 и 21 обеспечивают разные по величине постоянные рабочие напряжения (например, 140 В и 400 В соответственно). При этом один из выходов 20 соединен с аккумуляторной батареей 3, клеммами 16 для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока и повышающим преобразователем постоянного напряжения 5, а второй - с объединенными входами инверторов 6 статического полупроводникового преобразователя. Преобразовательный блок 2 содержит два устройства, одно из которых выполнено в виде выпрямителя 2.4, выход 17 которого соединен с одним выходом (21) высоковольтного преобразователя, а второе - в виде обратимого преобразователя 2.3, выход 15 которого соединен с другим выходом (20) высоковольтного преобразователя 8. Как и в предыдущем случае, использование обратимого преобразователя 2.3 позволяет также преобразовывать постоянное напряжение аккумуляторной батареи 110 В - в переменное трехфазное 380 В, 50 Гц, для использования аккумуляторов в случае крайней необходимости в качестве источника переменного тока в течение непродолжительного времени и при отсутствии других источников энергии.When working from a high-voltage backbone network (Fig. 3), a means of connecting to a main train high-voltage network is used, which is made as a separate unit - a high-
Обратимый преобразователь 2.1 или 2.3 (фиг.4) может быть выполнен в виде трехплечевой диодно-транзисторной мостовой схемы, в которой параллельно каждому диоду 22, включенному в прямом направлении, подсоединен транзистор 23, включенный в обратном направлении и управляемый по базе импульсами, следующими с частотой 50 Гц со смещением для каждого плеча на 2/3π, обеспечивая тем самым работу мостового обратимого преобразователя 2.3 в обратном направлении, а именно: преобразование постоянного напряжение - в переменное, с частотой 50 Гц. Сгенерированное на первичной обмотке 9 этого трансформатора 1 напряжение поступает на клеммы 14 для подсоединения формирователя дополнительных напряжений, который может обеспечить питанием вагонных или вневагонных нестандартных потребителей. Как уже было сказано выше, формирователь дополнительных напряжений позволяет получить на выходе трехфазное переменное напряжения 380 В, 50 Гц с нулевой точкой. А напряжение между любой фазой и нулем позволяет получить рабочее однофазное напряжение 220 В, 50 Гц. Кроме того, формирователь дополнительных напряжений может содержать выпрямитель для получения, в случае необходимости, дополнительного напряжения постоянного тока (например, = 520 В).A reversible converter 2.1 or 2.3 (Fig. 4) can be made in the form of a three-arm diode-transistor bridge circuit, in which a
Итак, при использовании в качестве устройства электроснабжения пассажирского вагона заявленного изобретения имеют место следующие преимущества:So, when using the claimed invention as a power supply device for a passenger carriage, the following advantages take place:
- гальваническая развязка по питанию потребителей постоянного и переменного тока;- galvanic isolation for the supply of direct and alternating current consumers;
- работа всех вагонных потребителей во время стоянок и при тихом ходе в том числе, обеспечивается заряд аккумуляторов;- the work of all wagon consumers during parking and at a quiet course, including the battery charge;
- постоянное использование силового низкочастотного трансформатора, являющегося входным источником энергоснабжения при использовании внешнего питания ~380 В 50 Гц, даже во время следования поезда, то есть значительное увеличение КПД системы электроснабжения;- the constant use of a power low-frequency transformer, which is an input source of power supply when using external power ~ 380 V 50 Hz, even during a train, that is, a significant increase in the efficiency of the power supply system;
- обеспечение питанием трехфазных и однофазных нагрузок переменного тока частотой 50 Гц с заземленной нейтралью;- providing power to three-phase and single-phase AC loads with a frequency of 50 Hz with a grounded neutral;
- обеспечение дополнительным нестандартным питающим напряжением отдельных потребителей постоянного тока;- providing additional non-standard supply voltage to individual DC consumers;
- возможность использования силового трансформатора для получения всех необходимых рабочих напряжений для инструмента и аппаратуры при ремонте пассажирского вагона в неприспособленных условиях;- the possibility of using a power transformer to obtain all necessary operating voltages for tools and equipment when repairing a passenger car in unsuitable conditions;
- повышение КПД системы электроснабжения.- increase the efficiency of the power supply system.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117659/09A RU2334348C1 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117659/09A RU2334348C1 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2334348C1 true RU2334348C1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39868160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007117659/09A RU2334348C1 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2334348C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572966C1 (en) * | 2011-11-30 | 2016-01-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Track-mounted transport facility |
RU2669756C2 (en) * | 2016-08-04 | 2018-10-15 | Надежда Владимировна Антипова | Method of starting electric power converter for electric vehicles |
RU2729913C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-08-13 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Method of autonomous power supply of movable car |
RU2779324C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Autonomous power supply system for passenger rail cars |
-
2007
- 2007-05-11 RU RU2007117659/09A patent/RU2334348C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572966C1 (en) * | 2011-11-30 | 2016-01-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Track-mounted transport facility |
US9566864B2 (en) | 2011-11-30 | 2017-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Rail vehicle |
RU2669756C2 (en) * | 2016-08-04 | 2018-10-15 | Надежда Владимировна Антипова | Method of starting electric power converter for electric vehicles |
RU2729913C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-08-13 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Method of autonomous power supply of movable car |
RU2779324C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Autonomous power supply system for passenger rail cars |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2467891C2 (en) | Method of feeding standby auxiliary consuming hardware, auxiliary converter and railway vehicle to this end | |
RU2422299C1 (en) | Power supply system of electric train with asynchronous traction drive | |
CN109383307B (en) | Battery-powered traction system for an electric traction rail transit vehicle | |
US9873335B2 (en) | Electric railcar power feeding system, power feeding device, and power storage device | |
US9008879B2 (en) | System and method for operating a hybrid vehicle system | |
JP5918788B2 (en) | Railway vehicle drive system and train system equipped with the same | |
EP2695763B1 (en) | Traction power converter for multisystem rail vehicle | |
EP2368744A2 (en) | Traction system for trainset | |
KR20200115785A (en) | Bi-directional on board charger and a method for controlling thereof | |
Hinz et al. | Impact and opportunities of medium-voltage DC grids in urban railway systems | |
Stieneker et al. | MVDC distribution grids for electric vehicle fast-charging infrastructure | |
WO2014041192A1 (en) | Energy management system for railbound vehicles | |
JP2013031243A (en) | Charging power management system and its power management device | |
CN110752632A (en) | Device for realizing train fireless loopback by adopting bidirectional charger and control method thereof | |
EP1356981A2 (en) | Power supply device for railway carriages and/or drive units | |
RU2334348C1 (en) | Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage | |
RU2326774C1 (en) | Converting device of the passangers car power supply system | |
RU2470436C1 (en) | Conversion complex of diesel locomotive power supply | |
CN113165673B (en) | Device for driving locomotives with different energy supply systems | |
JP5352731B2 (en) | Driving system for railway trains | |
Rishishwar et al. | Single phase Bi-directional Electric vehicle battery charger with G2V, V2G & V2L Technologies | |
N'guessan et al. | Dynamic modelling of braking energy recovered using a bi-directional power station on DC railway electrical network | |
RU2375213C1 (en) | Voltage control unit for passenger carriages | |
CN113602100B (en) | Power supply system, method, storage medium and processor for magnetic levitation train | |
RU2757016C1 (en) | Uninterruptible power supply system for cars |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120512 |