RU29275U1 - Устройство электропривода системы кондиционирования транспортного средства - Google Patents

Description

г/o-Q г 37- 9 J. -5

Класс МПК6 В6ID 27/00

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предложение относится к системам кондиционирования воздуха в транспортном средстве, например вагоне, предназначенным для обеспечения и автоматического поддержания требуемых параметров микроклимата воздуха внутри вагонов, в частности к электроприводу регулируемых объектов системы (компрессора, вентилятора конденсатора и пр.).

Известны системы кондиционирования воздуха для транспортного

средства, например вагона, содержащие понижающий статический преобразователь постоянного тока, питаемый от конта1стной сети, и каналы с электроприводом, включающим преобразователь постоянного тока в переменный и электродвигатель переменного тока J1.1,2J. Однако такие системы сложны и ненадёжны.

железнодорожного вагона, питающееся от бортовой сети постоянного тока

и содержащее повыщающий преобразователь постоянного тока, вход которого подключён к бортовой сети, преобразователь постоянного тока в переменный; (инвертор), включённый на выход преобразователя постоянного тока и электродвигатель переменного тока, подключённый к выходу инвертора Л.З.

Недостатками этого устройства является его сложность, высокая

стоимость, низкий к.п.д. и пониженная надёжность из-за большого количества тепла, выделяемого при его работе. Они обусловлены двукратным преобразованием электрической энергии, потребляемой электродвигателем (или электродвигателями) кондиционера: первая ступень преобразования повыщает напряжение бортовой сети до уровня, который должен быть на входе второй ступени преобразования, которое производится инвертором, питающим электродвигатель со стандартным напряжением статорной обмотки.

Целью заявляемой полезной модели является упрои1ение, уменьщение стоимости, повыщение коэффициента полезного действия и повышениенадёжностиэлектрооборудованиясистемы

кондиционирования железнодорожного транспорта.

Указанная цель достигается путём исключения из системы кондиционирования преобразователя напряжения постоянного тока за счёт использования электродвигателей с напряжением статорной обмотки.

соответствующим величине напряжения бортовой сети, причём вход t

каждого инвертора подключён непосредственно к бортовой сети питания.

Для пояснения существа предложения на фиг. 1 изображена принципиально-функциональная схема электропривода одного канала системы кондиционирования; на фиг.2 - функциональная схема системы управления преобразователя постоянного напряжения в переменное.

К бортовой сети 1 постоянного тока подключён вход

преобразователя постоянного напряжения в трёхфазное переменное (инвертора) 2, к выходу которого подключён электродвигатель 3. В состав инвертора входят: полностыб управляемые силовые статические ключи 4...9, включённые в трёхфазную мостовую схему, конденсатор звена постоянного тока 10, включённый между полюсами постоянного тока мостовой схемы, узел 11 ограничения тока заряда конденсатора 10, включающий в себя магнитный пускатель с катущкой 12 и контактами 13 и резистор 14, щунтирующий контакты магнитного пускателя. Выходы -5 системы управления 16 преобразователя 2 электрически связаны с управляющими входами полностью управляемых силовых статических ключей 4...9. Система управления 16 содержит процессор 17, драйверы 18 по числу ключей преобразователя с выходами 15, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 19, выход которого подключён к соответствующему входу процессора 17.

н

Устройство работает следующим образом. Напряжение бортовой

сети 1 подаётся на статический преобразователь 2 и через узел ограничения величины тока заряда 11 поступает на конденсатор 10 звена постоянного тока. В исходном состоянии на катушку 12 магнитного пускателя напряжение не подано, контакт 13 разомкнут, и напряжение на конденсатор 10 поступает через резистор 14 , чем и обеспечивается

ограничение тока заряда. После окончания процесса заряда по сигналу от

системы управления поступает напряжение на катушку 12, контакт 13 замыкается и конденсатор 10 подключается непосредственно к питаюшему напряжению. Напряжение конденсатора 10 с помошью силовых статических полностью управляемых ключей 4.,.9 (на фиг.1 показаны биполярные транзисторы с полевым управлением) преобразуется в трёхфазное выходное напряжение, питаюшее электродвигатель 3, Импульсы включения и выключения ключей 4...9 вырабатывает система управления 16. Процессор 17 осуществляет управление силовыми ключами 4...9 через драйверы 18. Управляющие сигналы передаются по линиям связи 15. Процессор формирует импульсы управления силовыми ключами таким образом, чтобы обеспечить на выходе статического преобразователя импульсное напряжение, промодулированное при помощи ШИМ по синусоидальному закону, например аналогично преобразователю ПЧ-24. Сформированное таким образом напряжение задаёт синусоидальный ток в электродвигателе.

н Изменение выходной частоты и напряжения статического

преобразователя производится процессором 17 по заданию, поступающему на его вход в виде преобразованного аналого-цифровым преобразователем 19 аналогового сигнала, поступающего по линии 20 от системы управления транспортного средства. В зависимости от модификаций системы управления транспортного средства сигнал задания частоты и

напряжения может поступать через гальванические развязки входных

дискретных сигналов 21 по линиям 22. По линиям 23 процессор 17 чере5 гальванические развязки выходных дискретных сигналов 21 поступают также сигналы от датчиков температуры охладителей и сигналы от других статических преобразователей (при совместной работе нескольких статических преобразователей в одном транспортном средстве).

Процессор 17 через гальванические развязки выходных дискретных сигналов 24 осуществляет управление цепью безударного заряда конденсатора 10 звена постоянного тока (по линии 25) и выдаёт сигналТ) для системы управления транспортным средством о состоянии статического преобразователя (по линии 26).

Контроль состояния статического преобразователя осуществляется процессором 17 по сигналам тока выходных фаз преобразователя 2 (по линиям 27,28), поступающим через АЦП 19, Процессор 17 также производит контроль входного напряжения статического преобразователя

5

(по линии 29). Сигналы тока и напряжения получают при помощи

соответствующих датчиков.

В системе управления преобразователя 2 могут быть использованы те же блоки, что и в преобразователе ПЧ-24 Л. процессор - ADMC300, драйверы - HCPL316J. Все блоки системы получают питание от источника, питаемого входным напряжением статртческого преобразователя.

В приведенном устройстве отсутствует ступень преобразования

напряжения, необходимая в существующих системах для обеспечения номинальных режимов работы используемых в кондиционере электродвигателей со стандартным напряжением. Это стало возможным благодаря применению электродвигателей, напряжение статорной обмотки которых в номинальных режимах работы соответствует напряжению питания бортовой сети. В частности, для показанной на фиг.1 схемы действующее значение линейного напряжения Овых инвертора равно

где Ud - напряжение конденсатора 10 в звене постоянного тока (см. Электротехнический справочник: В 3-х т, Т. 2. Электротехнические изделия и устройства/ Под общ. ред. профессоров МЭИ. (гл. ред. Орлов И.Н.) и др. - М.: Энергоатомиздат, 1986,712с.). 6

., ,(,) При использовании ШИМ-управления с пространственным вектором,

наиболее применяемым в настоящее время, напряжение Уцых определяется по формуле:

С/ 0,,(2) Именно на напряжение чего их статорные обмотки витков N:

W

п X 4,44 X X / X 5, X Z) X /,

где W - число витков на фазу;

сети пт максимальное напряжение питания постоянного тока бортовой сети;

Р - число пар полюсов;

Коб - обмоточный коэффициент;

/- частота питающего трёхфазного напряжения, Гц;

7

(3) Иных выбираются и электродвигатели, для выполняются с соответствующим числом /; - длина активной части ротора, м. (см. И.М. Постников. Проектирование Гостехиздат УССР, 1960,910с.).

Для бортовых систем железнодорожных транспортных средств с бортовым напряжением НОВ целесообразно применение электродвигателей с

линейным напряжением 80 В, что позволяет практически в два раза

облегчить, упростить преобразователь, уменьшить в такое же число раз потери энергии и тепловыделение, в 1,5-2 раза его удешевить и, главное, повысить надёжность электрооборудования системы кондиционирования. электрических машин. - Киев:

Источники информации, принятые во внимание: -

1.Патент Японии № 3006026, кл. В6 ID 27/00, публ. 1991 г.

2.Патент Японии № 4035386, кл. В61D 27/00, публ. 1992 г.

3.Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов УКВ-31. Руководство по монтажу и эксплуатации УКВ-31 .РЭ.

4.Статический преобразователь ПЧ-24-У1 для питания компрессора

/,

пассажирского вагона. Руководство по эксплуатации МБ ДИ.435321.001 РЭ. Москва, ЗАО «Остров, 2000 г.

t

Claims (1)

1. Устройство электропривода системы кондиционирования транспортного средства с питанием от бортовой сети постоянного тока, содержащее статический преобразователь постоянного напряжения в переменное и подключенный к его выходу электродвигатель переменного тока, отличающееся тем, что электродвигатель выполнен со статорной обмоткой на напряжение, соответствующее величине напряжения питания бортовой сети с учетом коэффициента передачи напряжения преобразователем, причем вход преобразователя постоянного напряжения в переменное подключен к бортовой сети.