RU50060U1 - HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR - Google Patents

HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR Download PDF

Info

Publication number
RU50060U1
RU50060U1 RU2005117586/22U RU2005117586U RU50060U1 RU 50060 U1 RU50060 U1 RU 50060U1 RU 2005117586/22 U RU2005117586/22 U RU 2005117586/22U RU 2005117586 U RU2005117586 U RU 2005117586U RU 50060 U1 RU50060 U1 RU 50060U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
car
modules
low
radiators
Prior art date
Application number
RU2005117586/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Г. Яцук
А.С. Ройтман
А.А. Максимчук
И.И. Рачков
В.П. Лебедев
Original Assignee
Яцук Владимир Григорьевич
Ройтман Александр Соломонович
Максимчук Анатолий Алексеевич
Рачков Игорь Иванович
Лебедев Владимир Петрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Яцук Владимир Григорьевич, Ройтман Александр Соломонович, Максимчук Анатолий Алексеевич, Рачков Игорь Иванович, Лебедев Владимир Петрович filed Critical Яцук Владимир Григорьевич
Priority to RU2005117586/22U priority Critical patent/RU50060U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU50060U1 publication Critical patent/RU50060U1/en

Links

Abstract

Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона предназначен для комплектации электрооборудования пассажирских вагонов с автономным электроснабжением и кондиционированием воздуха. Это электротехническое преобразовательное устройство, которое обеспечивает питание различных потребителей вагонной сети. Сам преобразователь питается от высоковольтной контактной сети постоянного или переменного тока, обеспечивая на выходе низковольтное питание потребителей постоянного и переменного тока. Конструкция выполнена в виде двух подвагонных ящиков, в одном из которых размещена высоковольтная часть, а во втором - низковольтная. Все устройство состоит из сборочных единиц в блочно-модульном исполнении, масса каждой из которых не превышает 10 кг. Блочно-модульное исполнение устройства позволяет варьировать набор компонентов, определяющих возможности всего устройства в обеспечении энергией потенциальных потребителей, определяемых техническими требованиями и пожеланиями заказчика. Соединение высоковольтной и низковольтной частей устройства осуществляется электрическим кабелем. Оба подвагонных ящика имеют в задней стенке прорезные окна и с внешней стороны - радиаторы, обдуваемые потоками воздуха при движении поезда. Радиаторы первого подвагонного ящика, где размещена высоковольтная часть, заизолированы от корпуса с целью электрозащиты и могут дополнительно обдуваться вентилятором A high-voltage static converter for a passenger car is designed to complete the electrical equipment of passenger cars with autonomous power supply and air conditioning. This is an electrical conversion device that provides power to various consumers of the car network. The converter itself is powered by a high-voltage contact network of direct or alternating current, providing low-voltage power for consumers of direct and alternating current at the output. The design is made in the form of two car boxes, in one of which the high-voltage part is located, and in the second - the low-voltage part. The entire device consists of assembly units in block-modular design, the mass of each of which does not exceed 10 kg. The block-modular design of the device allows you to vary the set of components that determine the capabilities of the entire device in providing energy to potential consumers, determined by the technical requirements and wishes of the customer. The connection of the high-voltage and low-voltage parts of the device is carried out by an electric cable. Both car drawers have slotted windows in the rear wall and radiators on the outside, blown by air currents when the train is moving. The radiators of the first car box, where the high-voltage part is located, are insulated from the body for the purpose of electrical protection and can additionally be blown by a fan

(одними или несколькими), закрепленным также на задней стенке корпуса. Кроме того, в первом подвагонном ящике предусмотрена электрическая изоляция теплопроводящих плит, на которых закреплены нагревающиеся силовые элементы высоковольтной части, от корпуса и радиатора в проеме прорезных окон на случай возможного пробоя высокого напряжения. Во втором подвагонном ящике, где размещена низковольтная часть, блоки и модули, входящие в состав сборочных единиц, также размещены на теплопроводящих плитах, но эти плиты закреплены непосредственно на радиаторах в проемах прорезных окон. Эти конструктивные решения позволяют обеспечить интенсивный отвод тепла от нагревающихся элементов и создают защиту от пробоя высокого напряжения, что обеспечивает стабильность и надежность работы устройства. Доступ к содержимому обоих подвагонных ящиков возможен через откидывающиеся вверх и фиксирующиеся в горизонтальном положении дверцы передних стенок, которые в случае непогоды могут служить защитным козырьком для ремонтно-обслуживающего персонала. Свободный доступ к элементам конструкции, обусловленный расположение сборочных единиц в один слой, и наличие у печатных плат поворотных устройств, обеспечивающих поворот плоскости печатной платы вокруг вертикальной оси для удобства доступа к элементам, позволяют оперативно проводить ремонт и замену вышедших из строя модулей или радиоэлементов без демонтажа всего блока. Малый вес одной сборочной единицы существенно облегчает физическое исполнение работы.(one or more), also mounted on the rear wall of the housing. In addition, the first car box provides electrical insulation of heat-conducting plates, on which the heating power elements of the high-voltage part are fixed, from the body and radiator in the opening of the slotted windows in case of a possible breakdown of high voltage. In the second car box, where the low-voltage part is located, the blocks and modules that make up the assembly units are also placed on heat-conducting plates, but these plates are mounted directly on radiators in the openings of the slotted windows. These design solutions allow for intensive heat removal from heating elements and create protection against breakdown of high voltage, which ensures stability and reliability of the device. Access to the contents of both car boxes is possible through the doors of the front walls, which are tilted upwards and locked in a horizontal position, which, in case of bad weather, can serve as a protective peak for maintenance and repair personnel. Free access to structural elements, due to the location of assembly units in one layer, and the presence of rotary devices on printed circuit boards that rotate the plane of the printed circuit board around a vertical axis for easy access to elements, allow you to quickly repair and replace failed modules or radio elements without dismantling whole block. The low weight of one assembly unit greatly facilitates the physical execution of the work.

Description

Область техникиTechnical field

Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона предназначен для комплектации электрооборудования пассажирских вагонов с автономным электроснабжением и кондиционированием воздуха. Это электротехническое преобразовательное устройство, которое обеспечивает питание различных потребителей вагонной сети. Сам преобразователь питается от высоковольтной контактной сети постоянного или переменного тока, обеспечивая на выходе низковольтное питание потребителей постоянного и переменного тока.A high-voltage static converter for a passenger car is designed to complete the electrical equipment of passenger cars with autonomous power supply and air conditioning. This is an electrical conversion device that provides power to various consumers of the car network. The converter itself is powered by a high-voltage contact network of direct or alternating current, providing low-voltage power for consumers of direct and alternating current at the output.

Уровень техникиState of the art

Одна из главных тенденций развития железнодорожного транспорта - повышение комфортности пассажироперевозок. Современные вагоны для перевозок пассажиров строятся и модернизируются с учетом возрастающих требований к комфорту. Вагоны снабжаются системами кондиционирования воздуха, отопления, вентиляции. В них обязательно имеются розетки для пользования бытовыми электроприборами, рассчитанными на питание ~ 127/220 В или =12/24 В, а также агрегаты для зарядки аккумуляторных батарей.One of the main trends in the development of rail transport is to increase the comfort of passenger transportation. Modern passenger carriages are being built and modernized taking into account the increasing demands for comfort. The cars are equipped with air conditioning, heating, ventilation. They necessarily have sockets for using household electrical appliances, designed for power supply ~ 127/220 V or = 12/24 V, as well as units for charging batteries.

Известные производители преобразовательной техники для железнодорожного транспорта разрабатывают новые высоковольтные статические преобразователи, обладающие высокой надежностью, небольшими габаритами и массой, удобными конструкциями для эксплуатации и ремонта.Well-known manufacturers of converting equipment for railway transport are developing new high-voltage static converters with high reliability, small dimensions and weight, convenient designs for operation and repair.

Так, например, ГУП «ВЭИ им. Ленина» входящий в холдинг «ЛМ Электро» (http://lme.nodex.ru), выпускает преобразователь высоковольтный вагонный ВПВ-35-У1, который предназначен для электропитания потребителей вагонной сети напряжением 110 В и 550 В постоянного тока. Он питается непосредственно от контактной сети напряжением 3 кВ постоянного тока, либо от силового трансформатора локомотива напряжением 3 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Преобразователь размещается в двух выкатных герметизированных ящиках, вставляемых в общий отсек, крепящийся к раме вагона. Полная мощность на выходе ВПВ обеспечивается как при движении вагона, так и на стоянке. Допустимая температура окружающей среды при работе: от минус 40°С до плюс 40°С. Устойчивость механическим воздействиям соответствует группе М25. Охлаждение автономное жидкостное. Габаритные размеры одного ящика 1060×880×625 мм. Общая масса - не более 400 кг.So, for example, State Unitary Enterprise “VEI named after Lenin, a member of the LM Electro holding (http://lme.nodex.ru), produces the VPV-35-U1 high-voltage wagon converter, which is designed to power consumers of the wagon network with a voltage of 110 V and 550 V DC. It is powered directly from a contact network with a voltage of 3 kV DC, or from a power transformer of a locomotive with a voltage of 3 kV AC with a frequency of 50 Hz. The converter is housed in two withdrawable sealed drawers inserted into a common compartment attached to the carriage frame. Full power at the output of the ERW is provided both during the movement of the car and in the parking lot. Permissible ambient temperature during operation: from minus 40 ° С to plus 40 ° С. Resistance to mechanical influences corresponds to group M25. Autonomous liquid cooling. The overall dimensions of one box are 1060 × 880 × 625 mm. Total weight - not more than 400 kg.

Недостатком является ограниченное число выходных номинальных напряжений, а с точки зрения конструкции - немодульное исполнение, что не позволяет оперативно варьировать выходными характеристиками преобразователя. Также затруднительно осуществлять ремонтные работы, так как для проведения этих работ требуется выкатывать из-под вагона тяжелые ящики. Ремонт этих преобразователей нужно. осуществлять в депо или на специально приспособленных стоянках.The disadvantage is the limited number of output rated voltages, and from the point of view of design - non-modular design, which does not allow you to quickly vary the output characteristics of the Converter. It is also difficult to carry out repair work, since to carry out these works it is necessary to roll out heavy boxes from under the car. Repair of these converters is needed. carry out in a depot or in specially adapted parking lots.

Украинская организация «Днепровагонремстрой» (http://dvrb.com.ua/electoroborud.html) занимается ремонтом и, в частности, модернизацией пассажирских вагонов. При этом в пассажирских купейных вагонах устанавливается принципиально новая система электроснабжения с питанием от межвагонной магистрали 3000 В через подвагонный преобразователь. Подвагонный преобразователь размещается в подвагонном высоковольтном аппаратном ящике 2Я.111.У1, и включает в себя высоковольтный статический преобразователь SG 600 380 ВР, входное реактивное сопротивление SG 600 417; трансформатор SG 600 419, инвертор статический трехфазный SG 600 388 SP, реактивное сопротивление SG 600 418. На выкатных тележках размещаются аккумуляторные батареи 84 ТНЖ - 300 110 В. Также имеется отдельный аппаратный подвагонный ящик подключения внешнего напряжения трехфазной сети 380/220 В 50 Гц.The Ukrainian organization Dneprovagonremstroy (http://dvrb.com.ua/electoroborud.html) is engaged in the repair and, in particular, modernization of passenger cars. At the same time, a fundamentally new power supply system is installed in passenger compartment wagons, powered by a 3000 V intercar line via a car transformer. The carriage converter is located in the carriage high-voltage hardware box 2Я.111.У1, and includes a high-voltage static converter SG 600 380 BP, input reactance SG 600 417; SG 600 419 transformer, three-phase static inverter SG 600 388 SP, SG 600 418 reactance. On retractable bogies 84 TNZH - 300 110 V batteries are located. Also there is a separate hardware car box for connecting external voltage of a three-phase network 380/220 V 50 Hz.

Недостаток - немодульное исполнение компонентов, а также низкая ремонтопригодность, обусловленная громоздкой конструкцией, большим весом, неудобным доступом.The disadvantage is the non-modular design of the components, as well as low maintainability due to the bulky design, heavy weight, and inconvenient access.

Более прогрессивный подход к разработке преобразователей для железной дороги применила германская компания Siemens. Эта компания разработала стандартный типоряд преобразователей под названием Siebest, разделяющихся по классу мощности. Главная особенность - модульное исполнение каждого типа преобразователя.A more advanced approach to the development of converters for the railway was taken by the German company Siemens. This company has developed a standard range of converters called Siebest, which are divided by power class. The main feature is the modular design of each type of converter.

В статье, опубликованной в журнале «Железные дороги мира» №6 - 2000 г (www.css-mps.rn) под названием «Модульная система электроснабжения пассажирских вагонов», приведена структура модульной системы электроснабжения вагонов и таблица стандартных модулей.In an article published in the journal “Railways of the World” No. 6 - 2000 (www.css-mps.rn) entitled “Modular power supply system for passenger cars”, the structure of a modular power supply system for cars and a table of standard modules are given.

В зависимости от конкретных требований по назначению того или иного преобразователя размещают нужные модульные блоки в универсальном контейнере. Этот укомплектованный контейнер устанавливают под днищем вагона.Depending on the specific requirements for the purpose of a particular converter, the necessary modular blocks are placed in a universal container. This complete container is installed under the bottom of the car.

В качестве прототипа рассмотрим конструкцию блока энергоснабжения для пассажирских вагонов (сокращенно - БЭВ), которые поставляет для железных дорог Российской федерации департамент DUEWAG AG фирмы Siemens AG (Германия).As a prototype, we consider the design of the power supply unit for passenger cars (abbreviated as BEV), which is supplied to the railways of the Russian Federation by the DUEWAG AG department of Siemens AG (Germany).

Блок БЭВ подключается к электрической магистрали поезда 3000 В постоянного или переменного тока и служит для питания электрических потребителей вагонов в составе поезда, в том числе устройств кондиционирования воздуха.The BEV unit is connected to the electric line of a train of 3000 V DC or AC and serves to power electric consumers of cars in the train, including air conditioning devices.

Блок БЭВ размещается в подвагонном окрашенном алюминиевом каркасе. Отдельные компоненты преобразователя выполнены в виде стандартизованных модулей с воздушным охлаждением. Снаружи силовых модулей имеются радиаторы для отвода тепла. При большой выходной мощности, высокой температуре окружающей среды и во время остановки поезда радиаторы форсированно охлаждаются вентилятором, расположенным в центре каркаса. Модульная система электроснабжения, как правило, состоит из одного входного высоковольтного модуля и нескольких выходных (в зависимости от требований заказчика).The BEV block is located in a carriage painted in aluminum frame. The individual components of the converter are designed as standardized air-cooled modules. Outside the power modules there are radiators for heat dissipation. With a large output power, high ambient temperature and during a train stop, the radiators are forcedly cooled by a fan located in the center of the frame. A modular power supply system, as a rule, consists of one input high-voltage module and several output (depending on customer requirements).

В передней части каркаса под крышкой находится силовой блок с модулем входного преобразователя, инвертором и устройством зарядки аккумулятора. Магнитные детали расположены в задней части каркаса. Каждый модуль может быть заменен, если система диагностики указывает на его неисправность. Элементы системы управления, контакторы, предохранители, датчики доступны через переднюю и заднюю крышки. Вентилятор может быть снят снизу. При необходимости может быть полностью заменен весь силовой блок.In front of the frame under the cover is a power unit with an input converter module, an inverter and a battery charger. Magnetic parts are located at the rear of the chassis. Each module can be replaced if the diagnostic system indicates a malfunction. Control elements, contactors, fuses, sensors are accessible through the front and rear covers. The fan can be removed from below. If necessary, the entire power unit can be completely replaced.

Габаритные размеры БЭВ (L×B×H): около 2000×1900×520 мм.Overall dimensions of the BEV (L × B × H): about 2000 × 1900 × 520 mm.

Масса: не менее 1000 кг.Weight: not less than 1000 kg.

Несмотря на большие преимущества такого укрупненного модульного исполнения, прототип имеет свои недостатки. Это - большие габариты и вес. Чтобы выдвинуть подвагонный ящик, весящий более тонны, нужны незаурядные усилия. Масса отдельных модулей также велика. Это осложняет проведение ремонтно-профилактических работ. Что касается теплоотвода, то рассеивание тепла происходит внутри каркаса на модульных радиаторах, причем почти постоянно требуется работа вентилятора, расположенного также внутри каркаса. Естественный обдув радиаторов при движении поезда не очень эффективен.Despite the great advantages of such an enlarged modular design, the prototype has its drawbacks. These are large dimensions and weight. Extraordinary efforts are needed to push the car box, weighing more than a ton. The mass of individual modules is also large. This complicates the maintenance and repair work. As for the heat sink, heat dissipation occurs inside the frame on modular radiators, and almost always requires the operation of a fan located also inside the frame. Natural blowing of radiators when the train is moving is not very effective.

Целью создания полезной модели является создание такой конструкции высоковольтного статического преобразователя для пассажирского вагона, которая обеспечивает хороший отвод тепла от силовых элементов, что определяет стабильную и надежную работу устройства в отношении электрических параметров, и при этом обеспечивает удобный доступ к блокам и модулям для ремонта или замены вышедших из строя силовых элементов без демонтажа всего блока, а также значительно облегчает физическое осуществление ремонтно-профилактических работ. Кроме того, конструкция должна позволять изменение состава компонентов устройства в зависимости от технического задания и требований заказчика в короткие сроки с минимальными трудозатратами.The purpose of creating a utility model is the creation of such a design of a high-voltage static converter for a passenger carriage that provides good heat dissipation from power elements, which determines stable and reliable operation of the device with respect to electrical parameters, while providing convenient access to blocks and modules for repair or replacement failed power elements without dismantling the entire unit, and also greatly facilitates the physical implementation of repair and maintenance work. In addition, the design should allow changing the composition of the components of the device depending on the technical specifications and customer requirements in a short time with minimal labor.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Сущность полезной модели заключается в конструктивном исполнении устройства - высоковольтного статического преобразователя для пассажирского вагона - в The essence of the utility model lies in the design of the device - a high-voltage static converter for a passenger carriage - in

виде двух подвагонных ящиков, в одном из которых размещена высоковольтная часть, а во втором - низковольтная. Все устройство состоит из сборочных единиц в блочно-модульном исполнении, масса каждой из которых не превышает 10 кг. Соединение высоковольтной и низковольтной частей устройства осуществляется электрическим кабелем.in the form of two car boxes, in one of which the high-voltage part is located, and in the second - the low-voltage part. The entire device consists of assembly units in block-modular design, the mass of each of which does not exceed 10 kg. The connection of the high-voltage and low-voltage parts of the device is carried out by an electric cable.

Оба подвагонных ящика имеют в задней стенке прорезные окна, а на внешней стороне задних стенок - закрепленные радиаторы, обдуваемые потоками воздуха при движении поезда. Конструкция обеспечивает эффективный отвод тепла от нагревающихся элементов через радиаторы. Радиаторы первого подвагонного ящика, где размещена высоковольтная часть, изолированы от корпуса с целью электрозащиты и могут дополнительно обдуваться вентилятором (одними или несколькими), закрепленным также на задней стенке корпуса. Кроме того, в первом подвагонном ящике предусмотрена электрическая изоляция теплопроводящих плит, на которых закреплены нагревающиеся силовые элементы высоковольтной части, от корпуса и радиатора в проеме прорезных окон на случай возможного пробоя высокого напряжения. Во втором подвагонном ящике, где размещена низковольтная часть, блоки и модули, входящие в состав сборочных единиц, также размещены на теплопроводящих плитах, но эти плиты закреплены непосредственно на радиаторах в проемах прорезных окон. Эти конструктивные решения позволяют обеспечить интенсивный отвод тепла от нагревающихся элементов и создают защиту от пробоя высокого напряжения, что обеспечивает стабильность и надежность работы устройства.Both car drawers have slotted windows in the rear wall, and fixed radiators on the outside of the rear walls, blown by air currents when the train moves. The design provides efficient heat removal from the heating elements through radiators. The radiators of the first car box, where the high-voltage part is located, are isolated from the body for the purpose of electrical protection and can additionally be blown by a fan (one or several), also mounted on the rear wall of the body. In addition, the first car box provides electrical insulation of heat-conducting plates, on which the heating power elements of the high-voltage part are fixed, from the body and radiator in the opening of the slotted windows in case of a possible breakdown of high voltage. In the second car box, where the low-voltage part is located, the blocks and modules that make up the assembly units are also placed on heat-conducting plates, but these plates are mounted directly on radiators in the openings of the slotted windows. These design solutions allow for intensive heat removal from heating elements and create protection against breakdown of high voltage, which ensures stability and reliability of the device.

Доступ к содержимому обоих подвагонных ящиков возможен без выдвижения подвагонного ящика, через откидывающиеся вверх и фиксирующиеся в горизонтальном положении дверцы передних стенок, которые в случае непогоды могут Access to the contents of both car boxes is possible without extending the car box, through the doors of the front walls, which can be tilted upwards and locked in a horizontal position, which, in case of bad weather, can

служить защитным козырьком для ремонтно-обслуживающего персонала. Свободный доступ к элементам конструкции, обусловленный расположение сборочных единиц в один слой, и наличие у печатных плат поворотных устройств, обеспечивающих поворот плоскости печатной платы вокруг вертикальной оси для удобства доступа к элементам, позволяют оперативно проводить ремонт и замену вышедших из строя модулей или печатных плат без демонтажа всего блока. Малый вес одной сборочной единицы (не более 10 кг) существенно облегчает физическое исполнение работы. Время замены любой печатной платы составляет 1-2 мин.serve as a protective visor for maintenance personnel. Free access to structural elements, due to the location of assembly units in one layer, and the presence of rotary devices on printed circuit boards that rotate the plane of the printed circuit board around a vertical axis for easy access to elements, allow you to quickly repair and replace failed modules or printed circuit boards without dismantling the entire unit. The low weight of one assembly unit (not more than 10 kg) greatly facilitates the physical performance of the work. The replacement time for any printed circuit board is 1-2 minutes.

Блочно-модульное исполнение устройства позволяет варьировать набор компонентов, определяющих возможности всего устройства в обеспечении энергией потенциальных потребителей, определяемых техническими требованиями и пожеланиями заказчика.The block-modular design of the device allows you to vary the set of components that determine the capabilities of the entire device in providing energy to potential consumers, determined by the technical requirements and wishes of the customer.

Признаки полезной моделиUtility Model Attributes

Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона состоит из сборочных единиц в блочно-модульном исполнении и включает в себя высоковольтную и низковольтную части, размещенные в подвагонной конструкции, содержащей вентилятор. Вся подвагонная конструкция выполнена в виде двух подвагонных ящиков с радиаторами на задних стенках и откидывающимися вверх и фиксирующимися в горизонтальном положении дверцами передних стенок. Первый подвагонный ящик имеет сзади съемный защитный кожух. Радиаторы первого подвагонного ящика, в котором размещена высоковольтная часть устройства, отделены от задней стенки корпуса изоляционной прокладкой. На этой же задней стенке размещены один или несколько вентиляторов. Радиаторы второго подвагонного ящика, The high-voltage static converter for a passenger car consists of assembly units in a modular block design and includes high-voltage and low-voltage parts located in a subcar structure containing a fan. The whole carriage structure is made in the form of two carriage boxes with radiators on the rear walls and the doors of the front walls that are tilted upward and fixed in a horizontal position. The first car box has a removable protective cover at the back. The radiators of the first car box, in which the high-voltage part of the device is located, are separated from the rear wall of the housing by an insulating gasket. On the same rear wall there are one or more fans. Radiators of the second car box,

в котором размещена низковольтная часть устройства, закреплены непосредственно на задней стенке корпуса. На задних стенках обоих подвагонных ящиков имеются прорезные окна. Соединение высоковольтной и низковольтной частей устройства осуществляется электрическим кабелем.in which the low-voltage part of the device is located, mounted directly on the rear wall of the housing. There are slotted windows on the rear walls of both car boxes. The connection of the high-voltage and low-voltage parts of the device is carried out by an electric cable.

Вес одной сборочной единицы не превышает 10 кг.The weight of one assembly unit does not exceed 10 kg.

В сборочные единицы первого подвагонного ящика входят залитые теплопроводным компаундом модули токоограничивающего реактора, модули высокочастотных развязывающих трансформаторов, высоковольтные полупроводниковые модули, модули низковольтных выпрямителей. Высоковольтные полупроводниковые модули и модули высокочастотных развязывающих трансформаторов установлены на теплопроводящих плитах из алюминиевого сплава, которые прикреплены к радиаторам в проеме прорезных окон через изоляционные теплопроводящие пленки.The assembly units of the first car box include modules of a current-limiting reactor filled with a heat-conducting compound, modules of high-frequency isolation transformers, high-voltage semiconductor modules, and low-voltage rectifier modules. High-voltage semiconductor modules and high-frequency isolation transformer modules are mounted on heat-conducting plates made of aluminum alloy, which are attached to radiators in the opening of slotted windows through heat-insulating insulating films.

Блоки и модули, входящие в состав сборочных единиц низковольтной части, установлены на теплопроводящих плитах из алюминиевого сплава, которые прикреплены непосредственно к радиаторам второго подвагонного ящика в проеме прорезных окон.The blocks and modules that make up the assembly units of the low-voltage part are mounted on heat-conducting plates made of aluminum alloy, which are attached directly to the radiators of the second car box in the opening of the slotted windows.

Блоки, входящие в состав сборочных единиц низковольтной части, выполнены на печатных платах, снабженных поворотными устройствами, которые обеспечивают поворот плоскости печатной платы вокруг вертикальной оси.The blocks that make up the assembly units of the low-voltage part are made on printed circuit boards equipped with rotary devices that rotate the plane of the printed circuit board around the vertical axis.

Перечень фигур чертежейList of drawings

Фиг.1. Конструкция первого подвагонного ящика.Figure 1. The design of the first car box.

На чертеже представлена конструкция подвагонного ящика с передней стенкой в виде закрытой дверцы и защитным кожухом задней стенки. В разрезе корпуса показано содержимое первого подвагонного ящика в виде условного изображения модулей высоковольтной части. Некоторые их них закреплены на теплопроводящих плитах, а те, в свою очередь, - на радиаторах в проемах прорезных окон на задней стенке. Другие модули размещены на внутренней боковой стенке подвагонного ящика. Кроме того, в разрезе части защитного кожуха видны радиатор и изоляционная прокладка, отделяющая радиатор от корпуса.The drawing shows the design of the car box with the front wall in the form of a closed door and a protective casing of the rear wall. The section of the housing shows the contents of the first car box in the form of a conditional image of the modules of the high-voltage part. Some of them are mounted on heat-conducting plates, and those, in turn, are mounted on radiators in the openings of the slotted windows on the rear wall. Other modules are located on the inner side wall of the car box. In addition, in the context of a part of the protective casing, a radiator and an insulating gasket are seen separating the radiator from the casing.

Фиг 2. Конструкция второго подвагонного ящика.Fig 2. The design of the second car box.

На чертеже представлена конструкция второго подвагонного ящика с частично вырезанной передней стенкой. В глубине ящика показано расположение сборочных единиц в виде условных компонентов, установленных на теплопроводящих плитах, которые закреплены непосредственно на радиаторах задней стенки корпуса.The drawing shows the design of the second car box with a partially cut front wall. In the depths of the box shows the location of the assembly units in the form of conditional components mounted on heat-conducting plates, which are mounted directly on the radiators of the rear wall of the housing.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона выполнен в виде двух подвагонных ящиков: первого 1 (фиг.1) и второго 2 (фиг.2) с откидывающимися вверх дверцами 3 на передних стенках. Радиаторы первого ящика 4 отделены от задней стенки корпуса изоляционной прокладкой 5. На этой же задней стенке закреплены вентиляторы 6. Вентиляторы и радиаторы закрыты съемным защитным кожухом 7.The high-voltage static converter for a passenger car is made in the form of two subcar boxes: the first 1 (Fig. 1) and the second 2 (Fig. 2) with upward-folding doors 3 on the front walls. The radiators of the first drawer 4 are separated from the rear wall of the housing by an insulating gasket 5. Fans are fixed to the same rear wall 6. The fans and radiators are closed by a removable protective casing 7.

Первый подвагонный ящик 1 содержит залитые теплопроводным компаундом модули токоограничивающего реактора 8, модули высокочастотных развязывающих The first car box 1 contains modules of a current-limiting reactor 8 filled with a heat-conducting compound, and high-frequency decoupling modules

трансформаторов 9, высоковольтные полупроводниковые модули 10, модули низковольтных выпрямителей 11.transformers 9, high-voltage semiconductor modules 10, low-voltage rectifier modules 11.

Высоковольтные полупроводниковые модули установлены на теплопроводящих плитах 12 из алюминиевого сплава, прикрепленных к радиаторам 4 в проеме прорезных окон 13 через изоляционные теплопроводящие пленки 14.High-voltage semiconductor modules are mounted on heat-conducting plates 12 made of aluminum alloy, attached to radiators 4 in the opening of the slotted windows 13 through insulating heat-conducting films 14.

Второй подвагонный ящик 2 содержит залитые теплопроводным компаундом модули накопительных реакторов 15 для блока заряда аккумуляторов, блоки регулируемых инверторов 16 для питания двигателя компрессора кондиционера и приточной вентиляции и выходные блоки 17, в соответствии с требованием по назначению. Все модули и блоки собраны непосредственно каждый на своей теплопроводящей плите 12 из алюминиевого сплава, крепящейся изнутри через проем прорезного окна 13 к радиаторам 4, закрепленным на задней стенке корпуса.The second car box 2 contains modules of storage reactors filled with a heat-conducting compound 15 for a battery charging unit, blocks of adjustable inverters 16 for powering the air conditioning compressor motor and fresh air ventilation, and output units 17, in accordance with the intended purpose. All modules and blocks are assembled directly each on its own heat-conducting plate 12 made of aluminum alloy, mounted from the inside through the opening of the slotted window 13 to the radiators 4, mounted on the rear wall of the housing.

Оба подвагонных ящика имеют на боковых стенках изнутри клеммники 18 и отверстия со вставленными патрубками 19. Через эти патрубки внутрь первого ящика слева введен конец входного силового кабеля 20, а справа - первый конец соединительного кабеля 21. Соответственно, внутрь второго ящика слева введен второй конец соединительного кабеля 21, а справа - конец выходного кабеля 22, Концы кабелей закреплены на разъемах соответствующих клеммников.Both car boxes have terminal blocks 18 on the inside walls and openings with inserted pipes 19. Through these pipes, the end of the input power cable 20 is inserted into the first box on the left and the first end of the connection cable 21. On the left, the second end of the connection cable is inserted inside the second box cable 21, and on the right - the end of the output cable 22, the ends of the cables are fixed to the connectors of the corresponding terminal blocks.

Описание в динамикеDescription in dynamics

Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона работает следующим образом.High-voltage static Converter for a passenger car works as follows.

Высокое напряжение от главной поездной шины, например, постоянное напряжение 3000 подается через патрубок на левой стенке первого подвагонного ящика High voltage from the main train bus, for example, a constant voltage of 3000 is supplied through the pipe on the left wall of the first car box

на клеммник 18, а оттуда - на модули токоограничивающего реактора 8. Далее напряжение подается на N каналов последовательно соединенных высоковольтных полупроводниковых модулей 10. С выходов этих полупроводниковых модулей на каждый модуль высокочастотных развязывающих трансформаторов 9 подается уже обработанное напряжение, в N раз меньше входного. Одноименные обмотки этих трансформаторов 9 соединены с низковольтными выпрямителями 11, выходы которых объединены между собой таким образом, что позволяют в результате получить два постоянных стабилизированных напряжения: 400 В и 160 В, которые и подаются на выходной клеммник первого подвагонного ящика, расположенный на правой стенке. Через соединительный кабель 21 эти два напряжения поступают на клеммник второго подвагонного ящика, расположенный на его левой стенке. Напряжение 160В через накопительный реактор 15 второго подвагонного ящика поступает на блок заряда аккумуляторных батарей и те выходные блоки, которые предназначены для питания потребителей постоянного тока. Напряжение 400 В поступает на блоки регулируемых инверторов 16 для питания переменным током двигателя компрессора кондиционера и приточной вентиляции и на выходные блоки 17 для питания других запланированных потребителей.to the terminal block 18, and from there to the modules of the current-limiting reactor 8. Next, the voltage is supplied to the N channels of the series-connected high-voltage semiconductor modules 10. From the outputs of these semiconductor modules, an already processed voltage is applied to each module of the high-frequency isolation transformers 9, N times less than the input voltage. The windings of the same name of these transformers 9 are connected to low-voltage rectifiers 11, the outputs of which are interconnected in such a way that as a result they can obtain two constant stabilized voltages: 400 V and 160 V, which are supplied to the output terminal block of the first car box located on the right wall. Through the connecting cable 21, these two voltages are supplied to the terminal strip of the second car box located on its left wall. The voltage 160V through the storage reactor 15 of the second car box is supplied to the battery charge unit and those output units that are designed to power DC consumers. A voltage of 400 V is supplied to the units of the adjustable inverters 16 for supplying alternating current to the air conditioner compressor motor and fresh air ventilation and to the output units 17 for supplying other planned consumers.

Радиаторы 4 обоих ящиков рассеивают избыточное тепло, переданное им от нагреваемых компонентов через теплопроводящие плиты 12 в окружающее пространство, причем на ходу поезда эти радиаторы охлаждаются встречным потоком воздуха, а на стоянках в летнее время для обдува радиатора первого подвагонного ящика, который нагревается сильнее, используется один или несколько вентиляторов 6, размещенных под защитным кожухом 7.The radiators 4 of both drawers dissipate the excess heat transferred to them from the heated components through the heat-conducting plates 12 to the surrounding space, and while the train is moving, these radiators are cooled by the oncoming air flow, and when parked in the summertime, it is used to blow the radiator of the first car box, which is heated more one or more fans 6, located under the protective casing 7.

Блоки регулируемых инверторов 16 и выходные блоки 17 выполнены на печатных платах с навесными радиоэлементами и модулями силовых электротехнических элементов, причем печатные платы снабжены поворотными устройствами, обеспечивающими поворот плоскости печатной платы относительно вертикальной оси для удобного доступа к ремонтируемому блоку и замены вышедших из строя силовых элементов без демонтажа всего блока.Blocks of adjustable inverters 16 and output blocks 17 are made on printed circuit boards with hinged radio elements and modules of power electrical components, and the printed circuit boards are equipped with rotary devices that rotate the plane of the printed circuit board relative to the vertical axis for convenient access to the repaired unit and replace failed power elements without dismantling the entire unit.

В случае выхода из строя высоковольтного статического преобразователя конструкция позволяет быстро произвести оперативный ремонт или замену отдельных компонентов во время стоянок. Для этого ремонтный рабочий открывает вверх дверцы передних стенок подвагонных ящиков, фиксирует их в горизонтальном положении в виде козырька и получает доступ к компонентам. Козырек защищает содержимое ящика и ремонтный персонал от попадания атмосферных осадков. Расположение всех сборочных единиц в один слой по всей внутренней поверхности обоих ящиков, а также малый вес каждой такой сборочной единицы (не более 10 кг) обеспечивают удобство и оперативность проведения работ. Любая печатная плата меняется за время, не превышающее одной минуты. Для ремонта любого силового модуля необходимо лишь откинуть (повернуть) соответствующую печатную плату, закрывающую к нему доступ, и заменить этот силовой модуль на запасной.In the event of failure of the high-voltage static converter, the design allows you to quickly make operational repairs or replace individual components during parking. To do this, the repair worker opens up the doors of the front walls of the car boxes, fixes them in a horizontal position in the form of a visor and gets access to the components. A visor protects the contents of the box and maintenance personnel from atmospheric agents. The location of all assembly units in one layer over the entire inner surface of both boxes, as well as the low weight of each such assembly unit (no more than 10 kg), ensure the convenience and speed of work. Any printed circuit board changes in a time not exceeding one minute. To repair any power module, it is only necessary to tilt (turn) the corresponding printed circuit board, blocking access to it, and replace this power module with a spare one.

Пример конкретного исполненияConcrete example

Высоковольтный преобразователь напряжения для пассажирских вагонов может быть реализован с параметрами:A high voltage voltage converter for passenger cars can be implemented with the following parameters:

L×B×H=1870×730×690 мм:L × B × H = 1870 × 730 × 690 mm:

Масса: 550 кг - первый подвагонный ящик и 350 кг - второй подвагонный ящик.Weight: 550 kg - the first car box and 350 kg - the second car box.

Материал подвагонных ящиков: стальной лист толщиной 2 ммMaterial of car boxes: 2 mm thick steel sheet

Материал радиаторов: алюминиевый сплав АМГ-6.Material of radiators: aluminum alloy AMG-6.

В качестве накопительного реактора можно использовать дроссель МИЮН.672161.001.As a storage reactor, you can use the reactor MIYUN.672161.001.

В качестве модуля высокочастотных развязывающих трансформаторов можно использовать трансформаторы МИЮН.672422.002.As a module of high-frequency isolation transformers, transformers MIYUN.672422.002 can be used.

В качестве высоковольтных полупроводниковых модулей можно использовать модули СМ200ДИ 34КА.As high-voltage semiconductor modules, you can use modules SM200DI 34KA.

В качестве изоляционных прокладок и изолирующих пленок можно использовать материал полиамид (капролон) ТУ 6-05-988-87.As insulating gaskets and insulating films, you can use the material polyamide (caprolon) TU 6-05-988-87.

Для обеспечения надежного теплового контакта алюминиевых плит с радиатором можно использовать теплопроводные пленки типа PART No: CM20-AC.To ensure reliable thermal contact of aluminum plates with a radiator, heat-conducting films of the PART No: CM20-AC type can be used.

В качестве изоляционной прокладки можно использовать материал типа KU-ALF5H.A material like KU-ALF5H can be used as insulation.

В качестве низковольтной выходной части преобразователя может использоваться разработанный в НИИ электромеханики (г.Истра) преобразователь статический ПЧ-24-У1 ТУ 16-00 МБДИ 435321.001 ТУ.As a low-voltage output part of the converter, the static converter ПЧ-24-У1 ТУ 16-00 MBDI 435321.001 ТУ developed at the Institute of Electromechanics (Istra) can be used.

Claims (5)

1. Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона, состоящий из сборочных единиц в блочно- модульным исполнении и включающий в себя высоковольтную и низковольтную части, размещенные в подвагонной конструкции, содержащей вентилятор, отличающийся тем, что подвагонная конструкция выполнена в виде двух подвагонных ящиков с откидывающимися вверх и фиксирующимися в горизонтальном положении дверцами передних стенок, причем задние стенки имеют прорезные окна, а соединение подвагонных ящиков между собой осуществляется электрическим кабелем, при этом первый подвагонный ящик, в котором размещена высоковольтная часть устройства, имеет сзади защитный кожух, под которым на задней стенке с внешней стороны установлены вентиляторы и радиаторы, закрепленные на корпусе через изоляционную прокладку, а второй подвагонный ящик, в котором размещена низковольтная часть устройства, имеет радиаторы, закрепленные на задней стенке корпуса с внешней стороны без изоляционной прокладки.1. High-voltage static converter for a passenger carriage, consisting of assembly units in block-modular design and including high-voltage and low-voltage parts, placed in a subcar structure containing a fan, characterized in that the subcar structure is made in the form of two car boxes with folding up and horizontally locked doors of the front walls, the rear walls having slotted windows, and the connection of the car boxes with each other is carried out with an electric cable, while the first car box, in which the high-voltage part of the device is located, has a protective cover at the back, under which fans and radiators are mounted on the rear wall, mounted on the body through an insulating gasket, and the second car box, in which the low-voltage part of the device has radiators mounted on the rear wall of the housing from the outside without insulation. 2. Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что вес одной сборочной единицы не превышает 10 кг.2. The high-voltage static converter for a passenger car according to claim 1, characterized in that the weight of one assembly unit does not exceed 10 kg. 3. Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что в сборочные единицы первого подвагонного ящика входят залитые теплопроводным компаундом модули токоограничивающего реактора, модули высокочастотных развязывающих трансформаторов, высоковольтные полупроводниковые модули и модули низковольтных выпрямителей, причем высоковольтные полупроводниковые модули и модули высокочастотных развязывающих трансформаторов установлены на теплопроводящих плитах из алюминиевого сплава, которые прикреплены к радиаторам в проеме прорезных окон через изоляционные теплопроводящие пленки.3. The high-voltage static converter for a passenger car according to claim 1, characterized in that the assembly units of the first car box include thermoconductive reactor modules filled with a heat-conducting compound, high-frequency isolation transformer modules, high-voltage semiconductor modules and low-voltage rectifier modules, and high-voltage semiconductor modules and modules high-frequency isolation transformers are installed on heat-conducting plates made of aluminum alloy, which are mountable to the radiators in the aperture windows through the slotted insulating heat-conducting film. 4. Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что блоки и модули, входящие в состав сборочных единиц низковольтной части, установлены на теплопроводящих плитах из алюминиевого сплава, которые прикреплены непосредственно к радиатору второго подвагонного ящика в проеме прорезных окон.4. The high-voltage static converter for a passenger car according to claim 1, characterized in that the blocks and modules included in the assembly units of the low-voltage part are mounted on heat-conducting plates made of aluminum alloy, which are attached directly to the radiator of the second car box in the opening of the slotted windows. 5. Высоковольтный статический преобразователь для пассажирского вагона по п.1 или 4, отличающийся тем, что блоки, входящие в состав сборочных единиц низковольтной части, выполнены на печатных платах, снабженных поворотными устройствами, которые обеспечивают поворот плоскости печатной платы относительно вертикальной оси и оперативную замену печатной платы, вышедшей из строя, за время, не превышающее 1÷2 мин.
Figure 00000001
5. High-voltage static converter for a passenger car according to claim 1 or 4, characterized in that the blocks included in the assembly units of the low-voltage part are made on printed circuit boards equipped with rotary devices that provide rotation of the plane of the printed circuit board relative to the vertical axis and quick replacement a printed circuit board that has failed in a time not exceeding 1 ÷ 2 min.
Figure 00000001
RU2005117586/22U 2005-06-07 2005-06-07 HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR RU50060U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005117586/22U RU50060U1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005117586/22U RU50060U1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU50060U1 true RU50060U1 (en) 2005-12-10

Family

ID=35869386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005117586/22U RU50060U1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU50060U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494898C2 (en) * 2009-06-12 2013-10-10 Мицубиси Электрик Корпорейшн Power converter for transport facility
RU2593461C1 (en) * 2015-06-22 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" Power rectifier module
RU2630865C2 (en) * 2013-02-12 2017-09-13 Сименс Акциенгезелльшафт Rail vehicle
CN110600247A (en) * 2019-08-06 2019-12-20 湖南国丰电力设备有限公司 Multipurpose combined protection transformer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494898C2 (en) * 2009-06-12 2013-10-10 Мицубиси Электрик Корпорейшн Power converter for transport facility
RU2630865C2 (en) * 2013-02-12 2017-09-13 Сименс Акциенгезелльшафт Rail vehicle
RU2593461C1 (en) * 2015-06-22 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" Power rectifier module
CN110600247A (en) * 2019-08-06 2019-12-20 湖南国丰电力设备有限公司 Multipurpose combined protection transformer
CN110600247B (en) * 2019-08-06 2023-05-05 湖南国丰电力设备有限公司 Multipurpose combined protection transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2720050B1 (en) Load system
CN102638155B (en) Centralized auxiliary converter
WO2015070300A1 (en) Structural arrangement applied to a modular power plant provided with a high-voltage transformer system for direct connection to power distribution systems built into containers or the like
RU50060U1 (en) HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR
CN111355281A (en) Vehicle-mounted movable energy storage system
CN202856629U (en) Locomotive converter
CN207257414U (en) A kind of movable charging vehicle
CN208955893U (en) A kind of current transformer of more power supply systems
CN110829200A (en) High-voltage electrical cabinet for diesel locomotive
CN107097648A (en) A kind of rail truck powered by wind energy system
RU165876U1 (en) ELECTRIC CONVERTER
CN210671144U (en) Heat abstractor and machine that charges
CN202758165U (en) Antistatic photomask conveying device
Dahler et al. New generation of compact low voltage IGBT converter for traction applications
CN216122233U (en) Auxiliary charging box
CN216359952U (en) High-voltage distribution box for new energy automobile
CN211183484U (en) Combined motor train unit charger
CN112702885A (en) Heat abstractor and machine that charges
RU2334348C1 (en) Undercarriage device for power supply of passenger railroad carriage
CN107846133A (en) A kind of split-type structural high-power locomotive converter cabinet
CN208767979U (en) A kind of novel high-speed rail power source special module control cabinet
RU192719U1 (en) Complete power distribution and conversion device
RU92999U1 (en) HIGH VOLTAGE STATIC CONVERTER FOR PASSENGER CAR
RU2375213C1 (en) Voltage control unit for passenger carriages
CN216611187U (en) Traction and auxiliary integrated power supply system of straddle type monorail vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120608