RU2375213C1 - Voltage control unit for passenger carriages - Google Patents
Voltage control unit for passenger carriages Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375213C1 RU2375213C1 RU2008141556/09A RU2008141556A RU2375213C1 RU 2375213 C1 RU2375213 C1 RU 2375213C1 RU 2008141556/09 A RU2008141556/09 A RU 2008141556/09A RU 2008141556 A RU2008141556 A RU 2008141556A RU 2375213 C1 RU2375213 C1 RU 2375213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- casing
- power
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к преобразовательным электротехническим устройствам и предназначено для преобразования переменного напряжения, снимаемого с автономного подвагонного генератора или с понижающего трехфазного трансформатора станционной сети или бортовой поездной магистрали в напряжение питания потребителей пассажирского вагона, и может быть использовано в системе обеспечения электроэнергией всех потребителей пассажирского вагона локомотивной тяги. Блок регулирования напряжения для пассажирских вагонов (далее по тексту - блок регулирования) обеспечивает питание системы кондиционирования воздуха, отопления, вентиляции и освещения и т.п., а также зарядку аккумуляторных батарей пассажирского вагона.The invention relates to converting electrical devices and is intended for converting an alternating voltage removed from an autonomous carriage generator or from a three-phase step-down transformer of a station network or an on-board train line to the power supply voltage of consumers of a passenger car, and can be used in a system for providing electricity to all consumers of a passenger car of locomotive traction . The voltage control unit for passenger cars (hereinafter referred to as the control unit) provides power to the air conditioning, heating, ventilation and lighting systems, etc., as well as charging batteries for the passenger car.
В качестве аналога рассмотрим стандартный модуль BLS, входящий в состав преобразователя SIBEST компании Siemens Transportation Systems. Модуль BLS представляет собой унифицированный блок, служащий для питания цепей постоянного тока пассажирского вагона и зарядки аккумуляторных батарей. Питание модуля BLS напряжением 560 В осуществляется от промежуточного звена постоянного тока преобразователя SIBEST.As an analogue, consider the standard BLS module that is part of the Siemens Transportation Systems SIBEST converter. The BLS module is a unified unit that serves to power the DC circuits of a passenger car and charge batteries. The 560 V BLS module is powered by an intermediate DC link from the SIBEST converter.
Недостатком этого модуля является то, что он может работать только в составе преобразователя SIBEST, поскольку для его питания необходимо постоянное напряжение.The disadvantage of this module is that it can only work as part of a SIBEST converter, since it requires constant voltage to power it.
Имеются отечественные разработки аналогичной преобразовательной техники для транспорта, которые реализованы в соответствии с современными требованиями к устройствам электроснабжения пассажирских вагонов.There are domestic developments of similar converting equipment for transport, which are implemented in accordance with modern requirements for power supply devices for passenger cars.
Предприятие ЗАО «ЭЛСИЭЛ» выпускает ограничитель - стабилизатор напряжения (ОСН) для ограничения и стабилизации входного постоянного напряжения 110…170 В в выходное напряжение 110 В для питания ответственных потребителей железнодорожного вагона (Материалы «2-й Международной выставки современной продукции, новых технологий и услуг железнодорожного транспорта «ExpoRail 2007», интернетовский сайт www.exporail.ru).The company ELSIEL CJSC produces a voltage limiter - voltage stabilizer (OSV) for limiting and stabilizing the input DC voltage of 110 ... 170 V to the output voltage of 110 V for supplying responsible consumers of a railway carriage (Materials of the 2nd International Exhibition of Modern Products, New Technologies and Services railway transport "ExpoRail 2007", the Internet site www.exporail.ru).
Недостатком этого аналога, как и в приведенном выше примере, является то, что для его питания необходимо постоянное напряжение, которое может быть получено только с поездной шины 110 В или с дополнительного AC/DC преобразователя.The disadvantage of this analogue, as in the above example, is that it needs a constant voltage to power it, which can only be obtained from the 110 V train bus or from an additional AC / DC converter.
В качестве второго аналога рассмотрим выпрямитель зарядно-разрядный ВЗР-80 предприятия ЗАО «ЭЛСИЭЛ» Выпрямитель зарядно-разрядный ВЗР-80 предназначен для заряда и разряда аккумуляторных батарей различных типов, например 90KL250P или 56PzS(M)-350P, и может использоваться для обслуживания аккумуляторных батарей вагонов в пассажирских депо. В режиме разряда аккумуляторной батареи получаемая энергия возвращается в сеть. ВЗР-80 в своем составе имеет понижающий трансформатор, управляемый выпрямитель и выходной LC-фильтр. Требуемые законы управления и алгоритмы регулирования, а также функции настройки, защиты и индикации реализуются системой управления.As the second analogue, we consider the VZR-80 charge-discharge rectifier of the company ELSIEL CJSC. The VZR-80 charge-discharge rectifier is designed to charge and discharge various types of rechargeable batteries, for example 90KL250P or 56PzS (M) -350P, and can be used to service rechargeable batteries wagon batteries in passenger depots. In the discharge mode of the battery, the energy received is returned to the network. VZR-80 incorporates a step-down transformer, a controlled rectifier and an output LC filter. The required control laws and control algorithms, as well as the settings, protection and indication functions are implemented by the control system.
Недостатками этого аналога являются жесткие требования к напряжению и частоте питающей сети.The disadvantages of this analogue are stringent requirements for voltage and frequency of the supply network.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков и функциональным возможностям является высоковольтный преобразователь напряжения для пассажирских вагонов (патент RU №2282933, приоритет от 07.09.2004 г.), содержащий высоковольтную входную и низковольтную выходную части, в котором высоковольтная входная часть соединена с клеммами главной поездной шины, предназначена для преобразования постоянного или переменного напряжения в напряжение питания потребителей пассажирских вагонов, а также обеспечивает работу агрегатов зарядки аккумуляторных батарей.The closest to the claimed invention in terms of essential features and functionality is a high-voltage voltage converter for passenger cars (patent RU No. 2282933, priority 07.09.2004), containing a high-voltage input and low-voltage output parts, in which the high-voltage input part is connected to the terminals the main train bus, designed to convert direct or alternating voltage to the supply voltage of consumers of passenger cars, and also provides work gregatov battery charging.
Недостатком этого преобразователя является то, что он работает только от главной поездной шины.The disadvantage of this converter is that it only works on the main train bus.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении заданных выходных параметров блока регулирования при питании от разных источников переменного тока в широком диапазоне изменения значений напряжения и частоты.The technical result of the claimed invention is to provide the specified output parameters of the control unit when powered from different AC sources in a wide range of voltage and frequency.
Технический результат достигается тем, что блок регулирования содержит низковольтную входную часть, осуществляющую выпрямление входного трехфазного напряжения переменного тока в постоянное стабилизированное напряжение на выходе при помощи двухканального импульсного преобразователя постоянного напряжения DC/DC, и низковольтную выходную часть, которая стабилизирует напряжение на уровне, достаточном для питания потребителей вагона, и обеспечивает оптимальный ток заряда вагонных аккумуляторов. Кроме того, с помощью дополнительного преобразователя DC/DC осуществляется управление током обмотки возбуждения для получения желаемого напряжения генератора.The technical result is achieved by the fact that the control unit contains a low-voltage input part, which rectifies the input three-phase AC voltage into a constant stabilized output voltage using a two-channel pulse DC / DC pulse converter, and a low-voltage output part, which stabilizes the voltage at a level sufficient for supply consumers of the car, and provides the optimal charge current of car batteries. In addition, with the help of an additional DC / DC converter, the field current is controlled to obtain the desired generator voltage.
Конструктивно блок регулирования содержит первый и второй трехфазные выпрямительные мосты, состоящие из первого и второго AC/DC преобразователей, вход первого, через защитное устройство, подключается к подвагонному электрогенератору, а второго - к понижающему трехфазному трансформатору станционной питающей сети. Выходы первого и второго выпрямительных мостов объединены, а напряжение используется для питания соответственно первого и второго DC/DC преобразователей, выходы которых также объединены и подключаются к силовым выходным клеммам, используемым для подключения нагрузки и цепей заряда аккумуляторов, и через сборку развязывающих диодов к дополнительному третьему преобразователю DC/DC, который осуществляет управление током обмотки возбуждения генератора для получения требуемого напряжения с его выхода, что увеличивает функциональные возможности блока регулирования, первый, второй и третий DC/DC преобразователи по шине CAN подключаются к внешнему устройству для диагностики и защиты электрооборудования, отображения состояния и режимов работы, обменов информацией с автоматикой. При этом блок регулирования расположен в корпусе, состоящем из основного кожуха, передней дверцы и задней стенки в виде радиатора и дополнительного кожуха. Внутри корпуса размещены на нижней поверхности кожуха пульт управления, установленный на стойках под наклоном, соответствующим оптимальному углу зрения, и основные платы, на задней стенке - силовые элементы, на боковых стенках кожуха - предохранители, патрубки для подвода силовых и сигнальных кабелей и клеммы для их подключения, а на верхней поверхности - блок дросселей.Structurally, the control unit contains the first and second three-phase rectifier bridges, consisting of the first and second AC / DC converters, the input of the first, through a protective device, is connected to the car generator and the second to the step-down three-phase transformer of the station supply network. The outputs of the first and second rectifier bridges are combined, and the voltage is used to power the first and second DC / DC converters, the outputs of which are also combined and connected to the power output terminals used to connect the load and battery charge circuits, and through the assembly of decoupling diodes to an additional third a DC / DC converter, which controls the current of the field winding of the generator to obtain the required voltage from its output, which increases the functionality awns adjusting unit, first, second and third DC / DC converters for CAN bus connected to an external device for diagnosing and protection of electrical equipment, the display state and operating modes, exchanges information with automation. Moreover, the control unit is located in the housing, consisting of the main casing, the front door and the rear wall in the form of a radiator and an additional casing. The control panel mounted on the racks at an angle corresponding to the optimal angle of view and the main boards are located on the bottom surface of the casing, power elements are located on the rear wall, fuses, pipes for supplying power and signal cables and terminals for them are on the side walls of the casing connection, and on the top surface - a block of chokes.
На фиг.1 изображена структурная схема блока регулирования напряжения для пассажирских вагонов. На фиг.2 изображен чертеж блока регулирования напряжения для пассажирских вагонов: вид спереди, вид сверху. На фиг.3 изображен чертеж блока регулирования напряжения для пассажирских вагонов: вид на внутреннюю верхнюю поверхность, вид на внутреннюю боковую стенку.Figure 1 shows a structural diagram of a voltage control unit for passenger cars. Figure 2 shows a drawing of a voltage control unit for passenger cars: front view, top view. Figure 3 shows a drawing of a voltage control unit for passenger cars: view of the inner upper surface, view of the inner side wall.
На фиг.1 представлена структурная схема блока регулирования напряжения для пассажирских вагонов, содержащего входные подключающие устройства 1 и 2 внешних источников энергии к блоку регулирования, защитное устройство 3, состоящее из индикатора наличия фаз и блока быстродействующих предохранителей, первый AC/DC преобразователь 4 и второй AC/DC преобразователь 5, выходы которых объединены и подаются на входы первого и второго DC/DC преобразователей 6 и 7 соответственно, элементы защиты 8 и 9 в виде предохранителей и силовые выходные клеммы 10 и 11, сборка развязывающих диодов 12, третий DC/DC преобразователь 13 и выходная клемма 14 для подключения к обмотке возбуждения подвагонного генератора.Figure 1 shows the structural diagram of the voltage control unit for passenger cars, containing input connecting devices 1 and 2 of external energy sources to the control unit, a protective device 3, consisting of an indicator of the presence of phases and a block of high-speed fuses, the first AC / DC converter 4 and the second AC /
Блок регулирования расположен в металлическом корпусе (см. фиг.2), конструктивно он состоит из основного кожуха 15, открывающейся передней дверцы 16, задней стенки 17 в виде радиатора и дополнительного кожуха 18, расположенного на боковой стенке основного кожуха 15. На дверце 16 установлен замок 19, который предотвращает несанкционированный доступ, а наличие герметизирующей прокладки 20 по периметру дверцы 16 и прижимных элементов 21 обеспечивает герметизацию блока регулирования.The control unit is located in a metal casing (see Fig. 2), structurally it consists of a
Внутри корпуса на нижней поверхности основного кожуха 15 на общем экране 22 расположены пульт управления 23, установленный на стойках 24 под наклоном, соответствующим оптимальному углу зрения для отображения информации и подачи команд, и основные платы 25, составляющие блок регулирования. Данная конструкция обеспечивает беспрепятственный доступ и позволяет при ремонте или замене электрической схемы менять как отдельные элементы, так и весь блок плат целиком. К задней стенке 17 с внутренней стороны на тонкий слой теплопроводящей пасты или теплопроводящих прокладок устанавливаются и крепятся винтами силовые элементы 26, что обеспечивает наиболее эффективный отвод тепла. На боковых стенках основного кожуха 15 установлены патрубки 27, а с внутренней стороны клеммы 28 для подвода и подключения силовых и сигнальных кабелей также устанавливаются предохранители 29. На дополнительном кожухе 18 установлены патрубки 30 для подвода проводов возбуждения и рабочей обмотки генератора. К верхней поверхности кожуха 15 с внутренней стороны крепится блок дросселей 31, данная конструкция обеспечивает дополнительный теплоотвод и быструю замену всего блока дросселей при ремонте.Inside the housing on the lower surface of the
Блок регулирования работает следующим образом.The control unit operates as follows.
При помощи подключающих устройств 1 или 2 блок управления подключают к выходам трехфазного подвагонного генератора переменного тока или к понижающему 380В/88В трехфазному трансформатору станционной питающей сети соответственно. С клемм подключающего устройства 1 напряжение генератора поступает на вход защитного устройства 3, состоящего из индикатора наличия фаз и блока быстродействующих предохранителей. С выхода защитного устройства 3 напряжение поступает на вход первого AC/DC преобразователя 4. Аналогично, с клемм подключающего устройства 2 напряжение трансформатора поступает на вход второго AC/DC преобразователя 5. Первый и второй AC/DC преобразователи 4 и 5 представляют собой трехфазные выпрямительные мосты с емкостными фильтрами, постоянное напряжение с их выходов поступает на входы первого и второго DC/DC преобразователей 6 и 7, с выходов которых через защитные устройства 8 и 9 выходное напряжение поступает на силовые выходные клеммы подключающих устройств потребителей 10 и аккумуляторной батареи 11. При этом осуществляется поддержание установленных параметров заряда аккумуляторной батареи 11 с требуемой точностью.Using connecting devices 1 or 2, the control unit is connected to the outputs of a three-phase subcar car alternator or to a step-down 380V / 88V three-phase transformer of a station supply network, respectively. From the terminals of the connecting device 1, the voltage of the generator is supplied to the input of the protective device 3, consisting of an indicator of the presence of phases and a block of high-speed fuses. From the output of the protective device 3, the voltage goes to the input of the first AC / DC converter 4. Similarly, from the terminals of the connecting device 2, the voltage of the transformer goes to the input of the second AC /
Третий DC/DC преобразователь 13 получает питание с выходов первого и второго AC/DC преобразователей 4 и 5 или с выходов DC/DC преобразователей 6 и 7, или, при отсутствии внешних питающих напряжений, от вагонной аккумуляторной батареи 11 и через сборку развязывающих диодов 12 передается на силовые выходные клеммы подключающего устройства 14, а дальше на обмотку возбуждения подвагонного генератора.The third DC / DC converter 13 receives power from the outputs of the first and second AC /
Первый, второй и третий DC/DC преобразователи 6, 7 и 13 по шине CAN подключаются к внешнему устройству, входящему в состав локомотивной автоматики, выдавая данные о состоянии и режима работы, обмене информацией и осуществляя диагностику и защиту электрооборудования.The first, second, and third DC / DC converters 6, 7, and 13 are connected via CAN to an external device that is part of locomotive automation, providing data on the state and operation mode, exchanging information, and performing diagnostics and protection of electrical equipment.
Наличие этих существенных признаков позволяет использовать блок регулирования напряжения при значительном разбросе значений напряжений питающих сетей.The presence of these essential features allows the use of a voltage control unit with a significant variation in the voltage values of the supply networks.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141556/09A RU2375213C1 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Voltage control unit for passenger carriages |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141556/09A RU2375213C1 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Voltage control unit for passenger carriages |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2375213C1 true RU2375213C1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008141556/09A RU2375213C1 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Voltage control unit for passenger carriages |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2375213C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168811U1 (en) * | 2016-07-15 | 2017-02-21 | Вольский Сергей Иосифович | POWER SUPPLY DEVICE |
RU2816909C1 (en) * | 2023-07-28 | 2024-04-08 | Акционерное общество "Федеральная пассажирская компания" | Undercar generator starting device |
-
2008
- 2008-10-20 RU RU2008141556/09A patent/RU2375213C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168811U1 (en) * | 2016-07-15 | 2017-02-21 | Вольский Сергей Иосифович | POWER SUPPLY DEVICE |
RU2816909C1 (en) * | 2023-07-28 | 2024-04-08 | Акционерное общество "Федеральная пассажирская компания" | Undercar generator starting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103283115B (en) | For the system and method for two-way DC-AC electric power conversion | |
US9819218B2 (en) | Power conditioner system and power-storage power conditioner | |
RU2467891C2 (en) | Method of feeding standby auxiliary consuming hardware, auxiliary converter and railway vehicle to this end | |
KR101775957B1 (en) | Power applying system for connecting photovoltaic power generating apparatus | |
US9590434B2 (en) | Compact and modular electrical power supply unit, with multi-converters, notably for fast recharging terminals for electric vehicles | |
Chandrika et al. | Theoretical Study on Power Distribution Systems for Electric Vehicles | |
US20220158464A1 (en) | Ev charger with adaptable charging protocol | |
US11241975B2 (en) | Electric vehicle home microgrid power system | |
US9676287B2 (en) | Electric battery charging installation and method | |
CN107834533A (en) | Power distribution device and electric vehicle | |
CN108494072A (en) | A kind of modularization accumulator aviation startup power supply system | |
Hinz et al. | Impact and opportunities of medium-voltage DC grids in urban railway systems | |
CN107453462A (en) | A kind of High-reliability large-power DC charging motor | |
WO2023040541A1 (en) | Charging/discharging device and vehicle | |
JP2010074997A (en) | Building and method for selecting power supply route | |
CN208226639U (en) | A kind of modularization battery aviation startup power supply system | |
CN105322623B (en) | A kind of movable-type intelligent discharge and recharge all-in-one and application method | |
JP3945169B2 (en) | Power conditioner and solar power generation system using this power conditioner | |
RU2375213C1 (en) | Voltage control unit for passenger carriages | |
RU2326774C1 (en) | Converting device of the passangers car power supply system | |
JP2013013174A (en) | Power supply system | |
JP2010110056A (en) | Power distribution system | |
RU2334348C1 (en) | Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage | |
RU96295U1 (en) | PASSENGER WAGON ELECTRICITY SUPPLY DEVICE | |
Saeed et al. | Energization and start-up of modular three-stage solid state transformers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151021 |