RU2647208C2

RU2647208C2 - Energy-efficient, ecologically clean and safe high-speed electric train

Info

Publication number: RU2647208C2
Application number: RU2016130482A
Authority: RU
Inventors: Александр Семенович Сердечный; Алексей Александрович Сердечный
Original assignee: Александр Семенович Сердечный; Алексей Александрович Сердечный
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2018-03-15
Also published as: RU2016130482A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: electric train contains the head and trailer cars with 3-20 traction electric motors of direct or alternating current with power up to 500-1800 kW, supplied from the contact network. Each DC motor is connected to an alternating current network through a current collector, connected to a transformer, transistors, with an excitation winding, with a solenoid, and with batteries. Each AC traction motor is connected to an alternating current network through a current collector, connected to a transformer, transistor converters, an autonomous voltage inverter (AVI), an AVI control system, and an autonomous voltage rectifier (AVR) control system. AVI control system in the motor mode runs as the inverter, while in the braking mode it changes over to the rectifier mode. AVR in the motor mode runs as the rectifier, while in the braking mode it changes over to the inverter mode. Stator windings of every asynchronous motor are connected with separate 1-20 units of high-capacity capacitors.

EFFECT: increase of energy saving and ecological compatibility of the vehicle.

3 dwg

Description

Электропоезд высокоскоростной, энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей относится к области железнодорожного транспорта и предназначен для перевозки людей, техники и различных грузов.The high-speed electric train, energy-saving, environmentally friendly and safe for people belongs to the field of railway transport and is intended for the transportation of people, equipment and various cargoes.

Известен электропоезд, который содержит электролокомотив и электровагоны, к которым контактный провод подводит электрическую энергию постоянного или переменного тока для привода тягового электродвигателя постоянного тока и колесных пар (см. Сидоров Н.И. Как устроен и работает электровоз. - М.: Транспорт, 1974. - 224 с.).Known electric train, which contains an electric locomotive and electric cars, to which the contact wire supplies electric energy of direct or alternating current to drive a traction electric motor of direct current and wheel pairs (see Sidorov N.I. How the electric locomotive is arranged and works. - M .: Transport, 1974 . - 224 p.).

Аналогом является контактно аккумуляторный электропоезд ЭР2-А6, который содержит электролокомотив, в котором тяговые электродвигатели постоянного тока питаются на электрифицированных участках железной дороги от контактной сети постоянного тока или переменного тока через тиристорные вентили, а на неэлектрифицированных участках железной дороги - от щелочных железо-никелевых аккумуляторов, и прицепные вагоны, под кузовом которых размещены аккумуляторные батареи (см. Калинин В.К. и др. Общий курс железных дорог. - М.: Транспорт, 1977. - 388 с. и с. 223-224).An analogue is the ER2-A6 contact battery train, which contains an electric locomotive in which DC traction motors are powered on electrified sections of the railway from a direct current or AC contact network through thyristor valves, and on non-electrified sections of the railway, from alkaline iron-nickel batteries , and trailed cars, under the body of which batteries are placed (see Kalinin V.K. et al. General course of railways. - M .: Transport, 1977. - 388 p. and p. 223-224).

Известен дизель-поезд, который содержит тепловоз с дизель-генераторами, с тяговыми электродвигателями постоянного тока, приводящими во вращения колесные пары тепловоза, и пассажирские или товарные вагоны (см. Михаленко А.А. Дизель типа ДР. - М.: Транспорт, 1990. - 336 с.).Known diesel train, which contains a diesel locomotive with diesel generators, with DC traction motors that drive the wheelset of the diesel locomotive, and passenger or freight cars (see Mikhalenko AA Diesel type DR. - M .: Transport, 1990 . - 336 p.).

Известен высокоскоростной поезд Velaro, который содержит головной вагон с тяговыми асинхронными двигателями переменного тока, связанный через редуктор с колесными парами, питаемый от контактной сети, аккумуляторы с зарядными устройствами и сцепные вагоны (см. Высокоскоростной поезд Velaro/A. Липп, Д. Ион, Р. Манглер компания Siemens. - Железные дороги мира. - 2009, №1, с. 36-50).The Velaro high-speed train is known, which contains a head carriage with AC traction induction motors, connected through a gearbox with wheel pairs, powered from the contact network, batteries with chargers and coupling cars (see Velaro / A High-Speed Train. Lipp, D. Ion, R. Mangler company Siemens. - Railways of the world. - 2009, No. 1, pp. 36-50).

Известны электроприводы переменного тока с частотным регулированием (Г.Г. Соколовский. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 278 С. Рис 4.13.)Known AC electric drives with frequency regulation (G. G. Sokolovsky. - M.: Publishing Center "Academy", 2006. - 278 C. Fig. 4.13.)

Из уровня техники известен электропоезд с локомотивом, содержащим аккумуляторы с зарядными устройствами, тяговые электродвигатели постоянного тока, связанные с колесными парами локомотива, и установленный в передней части локомотива ветровой генератор (см. патент GB 1501383 А, опубл. 15.02.1978 на 5-ти л.).The prior art electric train with a locomotive containing batteries with chargers, DC traction motors connected to the wheelsets of the locomotive, and a wind generator installed in front of the locomotive (see patent GB 1501383 A, publ. 15.02.1978 on 5 l.).

Из уровня техники известен электропоезд экологически чистый и безопасный для людей и окружающей природы, содержащий головной и прицепной вагоны с тяговыми двигателями, характеризующийся тем, что он снабжен тяговыми электродвигателями, вал каждого электродвигателя соединен зубчатыми муфтами с левой и с правой стороны с полуосями и с парой колес тележки, являющегося по мнению экспертизы более близким аналогом (см. патент RU 2461470. Опубл. 10.06.2012. Бюл. №26 того же заявителя).The prior art electric train is environmentally friendly and safe for people and the environment, containing the head and trailed cars with traction engines, characterized in that it is equipped with traction motors, the shaft of each electric motor is connected by gear couplings on the left and right sides with half shafts and with a pair wheels of the cart, which, in the opinion of the expert examination, is a closer analogue (see patent RU 2461470. Publ. 10.06.2012. Bull. No. 26 of the same applicant).

Недостатками известных электропоездов и дизель-поездов являются:The disadvantages of the known electric trains and diesel trains are:

- при перевозке людей и грузов электропоездами на большие расстояния недостаточно электроэнергии, подаваемой по одним и тем же проводам, поэтому требуется строить на участках железной дороги подстанции;- when transporting people and goods by electric trains over long distances, there is not enough electric power supplied through the same wires, therefore it is required to build substations on the railway sections;

- при сгорании 1 кг дизельного топлива сгорает 1,5 кг кислорода, необходимого для жизни людей, при этом в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа, дыма и различных вредных веществ, например, свинец, которые оказывают вредное влияние на здоровье и продолжительность жизни людей.- when 1 kg of diesel fuel is burned, 1.5 kg of oxygen necessary for human life is burned, while a large amount of carbon dioxide, smoke and various harmful substances, for example, lead, are released into the atmosphere, which have a harmful effect on people's health and life expectancy.

Техническим результатом является создание электропоезда высокоскоростного, энергосберегающего, экологически чистого и безопасного для людей.The technical result is the creation of an electric train of high speed, energy-saving, environmentally friendly and safe for people.

Электропоезд, содержащий головной и прицепные вагоны с тяговыми асинхронными электродвигателями переменного тока связанными через редуктор с колесными парами, питаемыми от контактной сети, аккумуляторы с зарядными устройствами отличающийся тем, что он снабжен 3-20 тяговыми электродвигателями постоянного или переменного тока мощностью 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-30 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного и прицепных вагонов, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с высоковольтной электрической сетью переменного тока через токосъемник, с трансформатором, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, транзисторными диодами, обмоткой возбуждения, солиноидом и с аккумуляторами или каждый тяговый электродвигатель переменного тока головного и прицепных вагонов связан с высоковольтной электрической сетью через токосъемник, с трансформатором, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, транзисторными преобразователями переменного тока в постоянный, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на 1-10 конденсаторе, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона и прицепных вагонов, с аккумуляторами, автономный инвертор напряжения АИН подает напряжение на три обмотки статора А, В, С трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, провод однофазной сети переменного напряжения независимо от автономного инвертора напряжения соединен с нулем обмоток А, В, С для обеспечения стабильной работы электродвигателя, статор каждого тягового электродвигателя постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки через ее окна кронштейнами, покрытыми слоем высокостойкого полимерного материала, например, тефлона, выполненными литьем на поверхности статора с верхней или нижней стороны или кронштейнами, приваренными к стальной оболочке статора, или кронштейнами, закрепленными к статору болтами с верхней и нижней стороны рамы для предотвращения его углового перемещения и исключения воздействия поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки на тяговый электродвигатель, и его вал напрямую соединен с колесами и с рельсами железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа, каждая обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока соединена с отдельными 1-20 блоками конденсаторов напряжений большой емкости, которые установлены под кузовом головного и прицепных пассажирских вагонов для накопления электрической энергии в периоды свободного выгона и торможения и передачи накопленной электрической энергии конденсаторов напряжений на обмотки тяговых электродвигателей, в период трогания с места электропоезда, его разгоне, процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, или накопление электрической энергии в блоках конденсаторов и аккумуляторах от общей электрической сети в период отстоя электропоезда в ангаре железнодорожного вокзала.An electric train containing head and trailer cars with traction asynchronous AC motors connected through a gearbox with wheel pairs powered from the contact network, batteries with chargers, characterized in that it is equipped with 3-20 traction motors of direct or alternating current with a capacity of 500-1800 kW, the composition of the electric train contains 10-30 passenger cars, each DC traction motor of the head and trailed cars, which are made of aluminum or titanium alloys, connected to a high-voltage electric network of alternating current through a current collector, with a transformer that reduces the voltage to 400 V or 690 V, transistor diodes, field winding, solinoid and batteries, or each traction electric motor of the head and trailer cars is connected to a high-voltage electric network through a current collector, with a transformer that reduces the voltage to 400 V or 690 V, transistor AC / DC converters, with an autonomous voltage inverter, with a control system I am the AIN, which in the motor mode operates in the inverter mode, with an autonomous voltage control system for the AVN, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode, the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, inverting the voltage of 1-10 capacitor, an autonomous voltage inverter is connected to each three-phase traction squirrel-cage induction motor with an AC fan of the head carriage and trailed cars, with batteries, an autonomous voltage inverter IN supplies voltage to the three windings of the stator A, B, C of a three-phase asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor, the wire of a single-phase AC voltage network, regardless of the autonomous voltage inverter, is connected to zero windings A, B, C to ensure stable operation of the motor, the stator of each traction motor direct or alternating current is connected to the frame of the trolley through its windows with brackets covered with a layer of highly resistant polymer material, for example, Teflon, made by molding on the surface of the stator from the upper or lower side or with brackets welded to the steel shell of the stator, or with brackets fixed to the stator with bolts from the upper and lower sides of the frame to prevent its angular movement and to exclude the effects of transverse and vertical vibration of the car and bogie on the traction motor, and its shaft is directly connected to the wheels and the rails of the railway, each shaft of the traction motor on both sides is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered rollers cassette-type bearings, each stator winding of a three-phase asynchronous AC electric motor is connected to individual 1-20 blocks of high-voltage voltage capacitors, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars to accumulate electrical energy during periods of free driving and braking and transmission of accumulated electrical energy of capacitors voltages on the windings of traction electric motors, during starting from the place of the electric train, its acceleration, the process of moving it along Leznov road and electric network with reduced voltage or collecting electrical energy in the capacitor and battery blocks of the general electrical network during sludge electric hangar station.

На фиг. 1 показан общий вид электропоезда с головным и прицепными пассажирскими вагонами. На фиг. 2 показана электрическая схема преобразования переменного тока электрической сети в постоянный ток для тягового электродвигателя постоянного тока. На фиг. 3 показана структура силовой части преобразователя частоты с выпрямителем для тягового трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором.In FIG. 1 shows a general view of an electric train with head and trailed passenger cars. In FIG. 2 shows an electrical circuit for converting an alternating current of an electrical network to direct current for a direct current traction motor. In FIG. 3 shows the structure of the power section of a frequency converter with a rectifier for a traction three-phase asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor.

Электропоезд снабжен 3-20 тяговыми электродвигателями 1 постоянного или переменного тока мощностью 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-30 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного 2 и прицепных вагонов 3, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с высоковольтной электрической сетью 4 переменного тока через токосъемник 5, с трансформатором 6, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, транзисторными диодами 7, обмоткой возбуждения 8, солиноидом 9 и с аккумуляторами 10 или каждый тяговый электродвигатель 1 переменного тока головного 2 и прицепных вагонов 3 связан с высоковольтной электрической сетью 4 через токосъемник 5, с трансформатором 6, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, транзисторными преобразователями 7 переменного тока в постоянный, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 11, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 12, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на 1-10 конденсаторах 13, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем 1 с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона 2 и прицепных вагонов 3, с аккумуляторами 10, автономный инвертор напряжения АИН 11 подает напряжение на три обмотки статора А, В, С трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, провод однофазной сети переменного напряжения независимо от автономного инвертора напряжения соединен с нулем обмоток А, В, С для обеспечения стабильной работы электродвигателя, статор каждого тягового электродвигателя 1 постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки 15 через ее окна 16 кронштейнами 17, покрытыми слоем высокостойкого полимерного материала, например, тефлона, выполненными литьем на поверхности статора с верхней или нижней стороны или кронштейнами, приваренными к стальной оболочке статора, или кронштейнами, закрепленными к статору болтами с верхней и нижней стороны рамы для предотвращения его углового перемещения и исключения воздействия поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки на тяговый электродвигатель, и его вал 17 напрямую соединен с колесами 18 и с рельсами 19 железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя 1 с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа 20, каждая обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя 9 переменного тока соединена с отдельными 1-20 блоками конденсаторов 22 напряжений большой емкости, которые установлены под кузовом головного и прицепных пассажирских вагонов для накопления электрической энергии в периоды свободного выгона и торможения и передачи накопленной электрической энергии конденсаторов напряжений на обмотки тяговых электродвигателей, в период трогания с места электропоезда, его разгоне, процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, или накопление электрической энергии в блоках конденсаторов и аккумуляторах от общей электрической сети в период отстоя электропоезда в ангаре железнодорожного вокзала.The electric train is equipped with 3-20 traction electric motors 1 of direct or alternating current with a power of 500-1800 kW, the composition of the electric train contains 10-30 passenger cars, each traction electric motor of direct current of the head 2 and trailed cars 3, which are made of aluminum or titanium alloys, is connected with a high-voltage AC electric network 4 through a current collector 5, with a transformer 6, reducing voltage to 400 V or 690 V, transistor diodes 7, field winding 8, solinoid 9 and with batteries 10 or each The high-voltage electric motor 1 of the head 2 and trailed cars 3 is connected to the high-voltage electric network 4 through a current collector 5, with a transformer 6 that reduces the voltage to 400 V or 690 V, transistor converters 7 AC to DC, with an autonomous voltage inverter, with a control system AIN 11, which in the motor mode operates in the inverter mode, with an autonomous voltage control system AVN 12, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode, the AIN goes into the rectifier mode, and A The VN operates in the inverter mode, inverting the voltage at 1-10 capacitors 13, an autonomous voltage inverter connected to each traction three-phase asynchronous electric motor 1 with a squirrel-cage rotor with an AC fan of the head carriage 2 and trailed cars 3, with batteries 10, an autonomous voltage inverter AIN 11 supplies voltage to three stator windings A, B, C of a three-phase asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor, a wire of a single-phase AC network, regardless of of the second voltage inverter is connected to zero windings A, B, C to ensure stable operation of the electric motor, the stator of each traction electric motor 1 of direct or alternating current is connected to the frame of the trolley 15 through its windows 16 with brackets 17 covered with a layer of highly resistant polymer material, for example, Teflon, made by casting on the surface of the stator from the upper or lower side or by brackets welded to the steel shell of the stator, or by brackets fixed to the stator by bolts from the upper and lower sides of the frame for rotation of its angular movement and elimination of the effects of transverse and vertical vibration of the wagon and truck on the traction motor, and its shaft 17 is directly connected to the wheels 18 and the rails 19 of the railway, each shaft of the traction motor 1 is mounted on two sides on cylindrical roller bearings or on tapered cassette-type roller bearings 20, each stator winding of a three-phase asynchronous AC motor 9 is connected to individual 1-20 blocks of capacitors 22 of high-voltage voltages, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars for accumulating electric energy during periods of free driving and braking and transferring the accumulated electric energy of voltage capacitors to the windings of traction electric motors, during starting from the place of the electric train, its acceleration, the process of moving it by rail and into electric a network with a reduced voltage, or the accumulation of electrical energy in capacitor banks and batteries from a common electrical network during a period of stagnation Drive in the hangar of the railway station.

Электропоезд работает следующим образом.The electric train operates as follows.

На электрифицированных участках электродороги тяговые электродвигатели 1 постоянного тока питаются от контактной электрической сети 4 переменного тока через токосъемник 5, трансформатор 6 понижающий силу тока, транзисторные диоды 7, в которых переменный ток преобразуется в постоянный. Вал 17 каждого тягового электродвигателя 1 и колеса 18, за счет сил трения с рельсами 19, приводят в движение вагоны электропоезда.In the electrified sections of the electric road, direct current traction motors 1 are powered from a contact electric network 4 of an alternating current through a current collector 5, a transformer 6 that reduces current, transistor diodes 7, in which the alternating current is converted to direct current. The shaft 17 of each traction electric motor 1 and the wheels 18, due to the friction forces with the rails 19, drive the cars of the electric train.

Рассмотрим работу электропоезда с тяговым электродвигателем переменного тока.Consider the operation of an electric train with a traction electric motor of alternating current.

В первоначальный момент работы электропоезда машинист освобождает тормозные колодки колес и контактным переключателем с автоматическим пультом управления частотой вращения вала тягового электродвигателя (на фиг. 1 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показаны) соединяет электрическую сеть с каждым тяговым асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором 1 переменного тока.At the initial moment of operation of the electric train, the driver releases the brake pads of the wheels and connects the electric network to each traction asynchronous electric motor with squirrel-cage rotor 1 of an alternating current with a contact switch with an automatic control panel for the rotation speed of the traction motor shaft (in Fig. 1 .

Электрический ток с переменным напряжением от электрической сети подается через токосъемник 5 на трансформатор 6 для понижения переменного тока, транзисторные диоды 7 для преобразования его в постоянный ток, на зарядные устройства и аккумуляторы 10, на автономный инвертор напряжения с системой управления АИН 11, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, и с системой управления АВН 12, которая работает в режиме выпрямителя, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 13 и каждый тяговый асинхронный двигатель 1.Electric current with alternating voltage from the mains is fed through a current collector 5 to a transformer 6 to reduce the alternating current, transistor diodes 7 to convert it to direct current, to chargers and batteries 10, to a stand-alone voltage inverter with an AIN 11 control system, which is in the motor the mode operates in the inverter mode, and with the AVN 12 control system, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, the inverter I voltage across the capacitor 13 and each traction induction motor 1.

За счет электрического тока электромагнитные силы приводят во вращение ротор каждого тягового асинхронного электродвигателя 1 его вал 18 и колеса 19, которые приводят в движение головной вагон и прицепные вагоны, для перемещения электропоезда назад контактным переключателем меняются полюса обмоток тягового асинхронного электродвигателя переменного тока.Due to the electric current, electromagnetic forces rotate the rotor of each traction induction electric motor 1, its shaft 18 and wheels 19, which drive the head carriage and trailed cars, the poles of the windings of the traction asynchronous AC motor change the electric train backward with a contact switch.

Использование серийно выпускаемых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного тока позволяет упростить его сборку и снизить стоимость изготовления, он обладает высокой надежностью и простотой его конструкции, связанной с отсутствием щеток и контактных колец по сравнению со сборкой электродвигателя постоянного тока, а использование структурной силовой части преобразователя частоты с выпрямителем позволяет управлять автоматической системой управления частотой вращения тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, точно также как и управление постоянным током электродвигателя постоянного тока.The use of commercially available asynchronous motors with a squirrel-cage rotor of an alternating current allows to simplify its assembly and reduce the manufacturing cost, it has high reliability and simplicity of its design, associated with the absence of brushes and slip rings compared to the assembly of a DC motor, and the use of the structural power part of the frequency converter with a rectifier allows you to control the automatic speed control system of a traction asynchronous electric motor AC eat exactly the same as the DC control DC motor.

При передаче крутящего момента от вала каждого тягового электродвигателя переменного тока на колеса, позволяет развивать скорость электропоезда при частоте вращения вала асинхронного электродвигателя 3000 об/мин, диаметре колеса 950 мм, от 0 до 500 км/час.When transmitting torque from the shaft of each traction AC electric motor to the wheels, it allows you to develop the speed of the electric train at a rotational speed of the shaft of the asynchronous electric motor of 3000 rpm, a wheel diameter of 950 mm, from 0 to 500 km / h.

Для изменения направления движения электропоезда, контактным переключателем меняются полюса статора тягового асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.To change the direction of movement of the electric train, the poles of the stator of the traction asynchronous short-circuited electric motor are changed with a contact switch.

Накопленная электрическая энергия в блоках конденсаторов напряжений позволяет заряжать аккумуляторы в процессе перемещения электропоезда и на стоянках беспрерывно и экономить электроэнергию.The accumulated electric energy in the blocks of voltage capacitors allows you to charge the batteries in the process of moving the train and in the parking lot continuously and save electricity.

При передаче крутящего момента от вала электродвигателя на колеса головного и прицепных вагонов позволяет увеличить кпд электропоезда, снизить стоимость изготовления привода и продлить срок работы электропоезда без ремонта, а использование инерционных сил вагонов позволяет сглаживать механические потери кпд электродвигателя.When transmitting torque from the motor shaft to the wheels of the head and trailed cars, it allows to increase the efficiency of the electric train, reduce the manufacturing cost of the drive and extend the life of the electric train without repair, and the use of inertial forces of the cars allows you to smooth out the mechanical loss of the electric motor efficiency.

В электрической сети железной дороги постоянного тока контактные переключатели, установленные в головном и прицепных вагонах автоматически отключают трансформатор и транзисторные диоды и электрический ток подают на инвертор напряжения и обмотки статора А, В, С, тягового электродвигателя переменного тока, а в электрической сети переменного тока контактный переключатель автоматически включает в работу трансформатор и транзисторные диоды (на фиг. 1 контактный переключатель не показан).In the electric network of the direct current railway, contact switches installed in the head and trailed cars automatically turn off the transformer and transistor diodes and the electric current is supplied to the inverter of the voltage and windings of the stator A, B, C, traction electric motor of alternating current, and in the electric network of alternating current contact the switch automatically turns on the transformer and transistor diodes (in Fig. 1, the contact switch is not shown).

Аккумуляторы используются для освещения, для питания электроприборов и в других системах управления.Batteries are used for lighting, for powering electrical appliances and other control systems.

Использование блоков конденсаторов напряжений позволяет экономить потребление электрической энергии из общей электрической сети и повысить кпд тяговых электродвигателей.Using blocks of voltage capacitors allows you to save the consumption of electric energy from a common electrical network and increase the efficiency of traction motors.

Для состава пассажирского электропоезда из 10-30 вагонов достаточно 3-12 тяговых асинхронных электродвигателей переменного тока мощностью 1500 кВ.For the composition of a passenger electric train of 10-30 cars, 3-12 traction asynchronous AC electric motors with a power of 1500 kV are enough.

Claims

An electric train containing head and trailed cars with traction asynchronous AC motors connected through a gearbox with wheel pairs powered from the contact network, batteries with chargers, characterized in that it is equipped with 3-20 traction motors of direct or alternating current with a capacity of 500-1800 kW, the composition of the electric train contains 10-30 passenger cars, each DC traction motor of the head and trailer cars, which are made of aluminum or titanium alloys is connected to a high-voltage electric network through a current collector, with a transformer that reduces voltage to 400 V or 690 V, transistor diodes, an excitation winding, a solinoid and batteries, or each traction electric motor of the head and trailer cars is connected to a high-voltage electric network through a current collector , with a transformer that reduces the voltage to 400 V or 690 V, transistor AC / DC converters, with an autonomous voltage inverter, with a system controlled AIN, which in the motor mode operates in the inverter mode, with an autonomous AVN voltage control system, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode, the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, inverting the voltage by 1-10 capacitor max, an autonomous voltage inverter is connected to each three-phase traction squirrel-cage induction motor with an AC fan of the head carriage and trailed cars, with batteries, an autonomous voltage inverter AIN supplies voltage to the three windings of the stator A, B, C of a three-phase asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor, the wire of a single-phase AC network, regardless of the autonomous voltage inverter, is connected to zero windings A, B, C to ensure stable operation of the motor, the stator of each traction motor direct or alternating current is connected to the frame of the trolley through its windows with brackets covered with a layer of highly resistant polymeric material, for example Teflon, made by molding on the surface of the stator from the upper or lower side or with brackets welded to the steel shell of the stator, or with brackets fixed to the stator with bolts from the upper and lower sides of the frame to prevent its angular movement and to exclude the effects of transverse and vertical vibration of the car and bogie on the traction motor, and its shaft is directly connected to the wheels and the rails of the railway, each shaft of the traction motor on both sides is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered rollers cassette-type bearings, each stator winding of a three-phase asynchronous AC electric motor is connected to separate 1-20 blocks of high-voltage voltage capacitors, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars to accumulate electrical energy during periods of free driving and braking and transmission of accumulated electrical energy of capacitors voltages on the windings of traction electric motors, during starting from the place of the electric train, its acceleration, the process of moving it along a railroad and into an electric network with a reduced voltage, or the accumulation of electric energy in capacitor banks and accumulators from a common electric network during the period of an electric train in the hangar of a railway station.