RU66652U1 - POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE - Google Patents
POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE Download PDFInfo
- Publication number
- RU66652U1 RU66652U1 RU2007118378/22U RU2007118378U RU66652U1 RU 66652 U1 RU66652 U1 RU 66652U1 RU 2007118378/22 U RU2007118378/22 U RU 2007118378/22U RU 2007118378 U RU2007118378 U RU 2007118378U RU 66652 U1 RU66652 U1 RU 66652U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- power
- power semiconductor
- converter
- alternating current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относиться к электротехнике, а именно к электрооборудованию транспортных средств, в частности к силовым полупроводниковым преобразовательным комплексам для пассажирских и грузовых тепловозов. Данный силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс для энергоснабжения транспортного средства содержит первый высоковольтный преобразователь трехфазного переменного тока тягового синхронного генератора в постоянный ток для питания тяговых электродвигателей тепловоза, второй высоковольтный преобразователь для питания общих магистральных шин электроснабжения поезда и высоковольтный адаптер силовых подключений и кабельных соединений. Новая оригинальная конструкция упомянутого комплекса обеспечила получение независимого энергоснабжения тяговых двигателей тепловоза и бесперебойного электропитания общих магистральных шин поезда тепловоза, к которым подключена централизованная система электроотопления поезда. Конструкция выполнена недоступной для проникновения случайных лиц, повышена надежность и безопасность эксплуатации преобразовательного комплекса в сложных дорожных условиях. 2 з.п. ф-лы.The utility model relates to electrical engineering, namely to the electrical equipment of vehicles, in particular to power semiconductor converting complexes for passenger and freight diesel locomotives. This power semiconductor converter complex for powering a vehicle comprises a first high-voltage converter of a three-phase alternating current of a traction synchronous generator to a direct current for powering the traction electric motors of a diesel locomotive, a second high-voltage converter for supplying the common main busbars for power supply of the train, and a high-voltage adapter for power connections and cable connections. The new original design of the said complex provided independent power supply to the traction engines of the diesel locomotive and uninterrupted power supply to the general trunk buses of the diesel locomotive, to which the centralized electric heating system of the train is connected. The design is made inaccessible for the penetration of random persons, the reliability and safety of the operation of the converter complex in difficult road conditions is increased. 2 s.p. f-ly.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности, силовым преобразователям для использования в железнодорожном транспорте, в частности, к силовому полупроводниковому преобразовательному комплексу для энергоснабжения транспортного средства, преимущественно пассажирского поезда с тяговым синхронным генератором, вспомогательным синхронным генератором и магистральными шинами энергоснабжения. Заявляемое устройство предназначено для преобразования переменного тока тягового синхронного генератора в постоянный ток для питания тяговых электродвигателей тепловоза и для преобразования переменного тока вспомогательного синхронного генератора для энергоснабжения общих магистральных шин поезда (для питания высоковольтных нагрузок поезда, например, для питания системы отопления всех вагонов пассажирского поезда).The utility model relates to electrical engineering, in particular, power converters for use in railway transport, in particular, to a power semiconductor converter complex for powering a vehicle, mainly a passenger train with a traction synchronous generator, auxiliary synchronous generator and power supply busbars. The inventive device is intended for converting alternating current of a traction synchronous generator to direct current for supplying traction electric motors of a diesel locomotive and for converting alternating current of an auxiliary synchronous generator for powering the general bus lines of a train (for supplying high-voltage loads of a train, for example, for supplying a heating system for all cars of a passenger train) .
Заявляемый силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс имеет общий высоковольтный адаптер силовых подключений и The inventive power semiconductor converter complex has a common high-voltage adapter for power connections and
кабельных соединений, обеспечивающий параллельный саморегулирующийся режим работы преобразователей.cable connections, providing a parallel self-regulating mode of operation of the converters.
Заявляемый силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс выполнен в виде двухъярусного шкафа и устанавливается внутри высоковольтной камеры в модернизируемых тепловозах, оборудованных автоматическими системами управления и регулирования.The inventive power semiconductor converter complex is made in the form of a two-tier cabinet and is installed inside the high-voltage chamber in modernized diesel locomotives equipped with automatic control and regulation systems.
При проектировании и создании заявляемого устройства ставились следующие задачи:When designing and creating the inventive device, the following tasks were set:
- обеспечить размещение силового преобразовательного комплекса в недоступном для случайных людей месте;- ensure the placement of the power conversion complex in a place inaccessible to random people;
- техническое решение должно соответствовать жестким ограничениям по массе и габаритам;- the technical solution must comply with stringent restrictions on weight and dimensions;
- конструктивно обеспечить адаптированность к автономности параллельной работы двух систем электроснабжения поезда от силового полупроводникового преобразовательного комплекса, при которой исключена возможность опасного воздействия на рельсовые цепи;- constructively ensure adaptability to the autonomy of the parallel operation of two power supply systems of a train from a power semiconductor converter complex, in which the possibility of a dangerous effect on rail circuits is excluded;
- обеспечить способность к модернизируемости конструкции за счет модульности проектирования и удобства монтажа и демонтажа устройства;- provide the ability to upgrade the design due to the modularity of design and ease of installation and dismantling of the device;
- конструктивно обеспечить исключение недопустимых перерывов в подаче напряжения в системе отопления поезда за счет оптимизации коммутационных режимов работы устройства;- constructively ensure the exclusion of unacceptable interruptions in the voltage supply in the heating system of the train by optimizing the switching modes of the device;
- повысить эксплуатационную надежность преобразовательного комплекса;- increase the operational reliability of the conversion complex;
- уменьшить количество ложных срабатываний и аварийных режимов за счет обеспечения контролируемой защиты каждого полупроводникового прибора преобразователей с выведенной на пульт машиниста тепловоза сигнализацией о конкретных неисправностях;- reduce the number of false alarms and emergency conditions by providing controlled protection for each semiconductor device of the converters with the alarm about specific malfunctions displayed on the locomotive driver’s panel;
- повысить пожаробезопасность;- increase fire safety;
- обеспечить защиту силовых полупроводниковых элементов каждого преобразователя от коммутационных перенапряжений в контактной сети;- to provide protection of power semiconductor elements of each converter from switching overvoltages in the contact network;
- технически обеспечить стабильное качественное выходное напряжение в каждом из преобразователей силового полупроводникового преобразовательного комплекса;- technically provide a stable high-quality output voltage in each of the converters of the power semiconductor converter complex;
- конструктивно обеспечить возможность проведения агрегатного ремонта устройства.- constructively provide the ability to carry out aggregate repair of the device.
В настоящее время широко известны различные конструкции преобразовательных устройств, применяемых как для питания электропривода в подвижном электротранспорте, так и питания электрической сети вагонов поезда, например, для централизованного электроотопления пассажирских вагонов.Currently, various designs of converter devices are widely known, which are used both for powering an electric drive in mobile electric vehicles and for supplying electric networks to train cars, for example, for centralized electric heating of passenger cars.
Так, известно устройство для централизованного электроотопления пассажирских поездов (Авт. св. СССР №419424, М. кл. В60L1/04, опубл. 1974.03.15), содержащее синхронный генератор, обмотки статора которого подключены через выпрямитель с блоком управления на отопительную нагрузку, датчик напряжения отопления, подключенный параллельно выпрямителю и нагрузке, датчик мощности синхронного генератора и датчик температуры.Thus, a device for centralized elektrootopleniya passenger trains (Ed. St. USSR №419424, M. Cl. V60L 1/04, publ. 1974.03.15) containing a synchronous generator, the stator winding is connected via a rectifier to the control unit to the heating load , a heating voltage sensor connected in parallel with the rectifier and the load, a synchronous generator power sensor and a temperature sensor.
Недостатком таких устройств является то, что, потребляя на отопление 20-40% мощности автономной тяговой установки, они заметно снижают силу тяги локомотива и, следовательно, существенно снижают скорость поезда. Другим недостатком известного устройства является тот факт, что отопление действует только во время движения поезда, а во время стоянок отопления нет. Кроме того, устройство доступно для проникновения случайных лиц, что также является существенным недостатком.The disadvantage of such devices is that, consuming 20-40% of the power of an autonomous traction unit for heating, they significantly reduce the traction force of the locomotive and, therefore, significantly reduce the speed of the train. Another disadvantage of the known device is the fact that heating is only active while the train is in motion, and there is no heating during parking. In addition, the device is accessible to casual persons, which is also a significant drawback.
Известен комплекс электроснабжения пассажирского вагона (Патент РФ №2168435, М. кл. В61L1/12, H02J7/16, опубл. 2001.06.10), содержащий генератор с силовой обмоткой и обмоткой возбуждения, соединенной с выходом блока регулирования напряжения генератора, понижающий трансформатор, подключенный первичной обмоткой к выводам внешней трехфазной сети переменного тока, контактное переключающее устройство, силовой выпрямитель, аккумуляторную батарею и общие шины вагона, с которыми соединена нагрузка.Known complex power passenger car (RF Patent №2168435, M. Cl. V61L 1/12, H02J 7/16, publ. 2001.06.10) containing a generator with the power winding and the excitation winding connected to the output voltage of the generator control unit, reducing a transformer connected by the primary winding to the terminals of an external three-phase AC network, a contact switching device, a power rectifier, a battery and common busbars of the car with which the load is connected.
Недостатком этого устройства являются: усложненная конструкция, отсутствие компактности, а также его доступность для случайных лиц при расположении в подвагонном ящике, чрезмерно высокие массогабаритные параметры (масса - 400 кг, при габаритных размерах 1700×800×600 мм), отсутствие возможности проведения агрегатного ремонта.The disadvantage of this device is: the complicated design, the lack of compactness, as well as its accessibility for casual persons when located in the car box, excessively high overall dimensions (weight - 400 kg, with overall dimensions of 1700 × 800 × 600 mm), the lack of the possibility of carrying out aggregate repair .
Кроме того, общим недостатком перечисленных известных устройств является наличие недопустимых перерывов напряжения, питающего нагрузки вагона при коммутационных, аварийных или пусковых режимах работы, а также при переходе питания потребителей вагона от генератора переменного тока через основной выпрямитель на питание от аккумуляторной батареи происходит резкий скачок напряжения, так как напряжение аккумуляторной батареи после ее заряда значительно (на 25%) превышает ее номинальное напряжение. То есть выходное напряжение не является стабильным и не соответствует необходимым величинам параметров.In addition, a common drawback of the known devices listed is the presence of unacceptable voltage interruptions supplying the carload during switching, emergency or start-up operation, as well as when the car’s consumers are switched from an alternating current generator through the main rectifier to the battery power, a sharp voltage surge occurs, since the voltage of the battery after its charge is significantly (25%) higher than its rated voltage. That is, the output voltage is not stable and does not correspond to the required parameter values.
Известны системы электрического преобразовательного оборудования, смонтированные в шкафу и обеспечивающие необходимое напряжение для питания электропривода в подвижном электротранспорте. Так, например, известно изобретение: полупроводниковый реверсивный преобразователь с системой воздушного естественного охлаждения Known systems of electrical converting equipment mounted in a cabinet and providing the necessary voltage to power an electric drive in a mobile electric vehicle. So, for example, the invention is known: a semiconductor reversing converter with an air free cooling system
(Авт. св. СССР №999184, М. кл. Н05К7/20, опубл. 23.02.1983), включающий токоведущие шины и полупроводниковые элементы, размещенные на групповых охладителях и образующие анодную и катодную группы встречно-параллельно включенных электрических мостов, и предохранители, расположенные между групповыми охладителями.(Ed. St. USSR №999184, M. Cl. N05K 7/20, publ. 02.23.1983) comprising bus bars and the semiconductor elements arranged in group coolers and forming the anode and cathode groups included in antiparallel electrical bridges, and fuses located between group coolers.
Эта конструкция достаточно эффективна по весогабаритным показателям, но не обладает достаточно высокой степенью защиты от аварийных ситуаций в дорожных условиях эксплуатации.This design is quite effective in terms of weight and dimensions, but does not have a sufficiently high degree of protection against emergencies in road operating conditions.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является силовое полупроводниковое выпрямительное устройство для транспортного средства, известное по патенту на полезную модель РФ №48141, М. кл. Н05К7/20, опубл. 10.09.2005. Бюл. №25), содержащее корпус с центральным каналом воздушного охлаждения и внутренними элементами крепежа, на которых установлены соединительные силовые шины переменного тока, а на них смонтированы катодные и анодные группы силовых полупроводниковых приборов, закрепленные на катодном и анодном групповых охладителях, каждый из которых имеет теплопоглощающее основание, на одной поверхности которого размещены силовые полупроводниковые приборы с индивидуальными предохранителями, а на противоположной стороне упомянутого основания размещены теплопередающие ребра, причем с анодными и катодными групповыми охладителями соединены соответствующие анодные и катодные выходные шины постоянного тока, а к соединительным силовым шинам переменного тока крепят входные фазные шины для подключения соответствующих фаз трехфазного переменного тока.The closest in technical essence to the claimed object is a power semiconductor rectifier device for a vehicle, known by the patent for a utility model of the Russian Federation No. 48141, M. cl. N05K 7/20, publ. 09/10/2005. Bull. No. 25), comprising a casing with a central air cooling channel and internal fasteners, on which AC power busbars are installed, and cathode and anode groups of power semiconductor devices mounted on cathode and anode group coolers are mounted on them, each of which has a heat-absorbing a base, on one surface of which power semiconductor devices with individual fuses are placed, and on the opposite side of the base are placed heat transfer ribs, and the corresponding anode and cathode direct current busbars are connected to the anode and cathode group coolers, and input phase buses are attached to the connecting power busbars of the alternating current to connect the corresponding phases of the three-phase alternating current.
Недостатки этой известной конструкции обусловлены тем, что:The disadvantages of this known design are due to the fact that:
- с ней не стыкуются по массогабаритным показателям и качественным характеристикам выходного напряжения известные конструкции преобразователей для питания электроэнергией общих магистральных шин - well-known designs of converters for powering common busbars do not interfere with it in terms of overall dimensions and quality characteristics of the output voltage
поезда, предназначенных для питания системы отопления пассажирского поезда;trains designed to power the heating system of a passenger train;
- данное техническое решение не обеспечивает высокий уровень надежности и безопасности в дорожных условиях вследствие неравномерных режимов переключений, а также отсутствия адаптированных к параллельной работе самостоятельных каналов электроснабжения для питания тяговых двигателей тепловоза и питания высоковольтных магистральных шин поезда с тепловозной тягой;- this technical solution does not provide a high level of reliability and safety in road conditions due to uneven switching modes, as well as the lack of independent power supply channels adapted to parallel operation for powering traction engines of a diesel locomotive and powering high-voltage busbars of a train with diesel traction;
- не обеспечивает возможность получения достаточно высоких качественных характеристик выходных питающих напряжений;- does not provide the ability to obtain sufficiently high quality characteristics of the output supply voltage;
- не обеспечивает защиту от пажароопасных ситуаций.- does not provide protection against fire hazard situations.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение состоит в создании оригинального силового полупроводникового преобразовательного комплекса для энергоснабжения пассажирского вагона с тяговым синхронным генератором, вспомогательным синхронным генератором и общими магистральными шинами энергоснабжения, отличающегося от известных высокой степенью модернизации, компактностью со строго ограниченными размерами по месту размещения в высоковольтной камере, повышенной надежностью работы за счет улучшений условий коммутации и адаптированности к автономной параллельной работе двух самостоятельных каналов электроснабжения поезда от силового полупроводникового преобразовательного комплекса, удобством монтажа и демонтажа устройства за счет модульности конструкции.The problem to which the claimed technical solution is directed is to create an original power semiconductor converter complex for powering a passenger car with a traction synchronous generator, an auxiliary synchronous generator and common main power supply buses, which differs from the known high degree of modernization, compactness with strictly limited dimensions at the location in a high-voltage chamber, increased reliability due to improved conditions for mmutatsii and adaptability to autonomous parallel operation of two independent channels of electrical train power semiconductor transducing complex, ease assembly and disassembly of the device due to the modular design.
При этом должно быть обеспечено достижение следующих технико-экономических результатов:In this case, the achievement of the following technical and economic results should be ensured:
- улучшение технических и эксплуатационных характеристик заявляемого устройства;- improving the technical and operational characteristics of the claimed device;
- непрерывное и взаимонезависимое обеспечение электроэнергией тяговых электродвигателей тепловоза и централизованного питания отопительной системы пассажирского поезда;- continuous and interdependent supply of electric energy to traction electric motors of a diesel locomotive and centralized power supply for the heating system of a passenger train;
- обеспечение конструктивной компактности и оптимально возможного использования внутреннего объема для размещения заявляемого устройства в высоковольтной камере тепловоза, гарантирующее недоступность к устройству посторонних (и случайных) лиц;- ensuring constructive compactness and the best possible use of the internal volume for placing the inventive device in the high-voltage chamber of the diesel locomotive, guaranteeing inaccessibility to the device of unauthorized (and random) persons;
- обеспечение удобства обслуживания;- providing convenience of service;
- наличие высокой степени защиты от аварийных ситуаций в дорожных условиях эксплуатации;- the presence of a high degree of protection against emergencies in road operating conditions;
- повышение степени пожаробезопасности;- increase the degree of fire safety;
- повышение качественных характеристик питающего напряжения за счет улучшения условий коммутации и адаптированности к саморегулирующейся стабильной работе;- improving the quality characteristics of the supply voltage due to improved switching conditions and adaptability to self-regulating stable operation;
- увеличение длительности безремонтного срока службы.- increase in the duration of the maintenance-free life.
Предлагается силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс для энергоснабжения транспортного средства, преимущественно, пассажирского поезда с тяговым синхронным генератором и общими магистральными шинами энергоснабжения, содержащий первый высоковольтный преобразователь трехфазного переменного тока тягового синхронного генератора в постоянный ток для питания тяговых электродвигателей тепловоза, размещенный в корпусе с центральным вертикальным каналом воздушного охлаждения, причем корпус выполнен в виде двух оппозитно состыкованных ячеек, каждая из которых имеет форму полого параллелограмма, образованного из установленных между верхними и нижними соединительными элементами параллельно друг другу тремя рамами: стыковочной, внутренней опорной и монтажной, при этом на монтажной раме установлены элементы крепежа, на которые параллельно друг другу установлены соединительные силовые шины A power semiconductor converter complex is proposed for powering a vehicle, mainly a passenger train with a traction synchronous generator and common main supply buses, containing a first high-voltage converter of three-phase alternating current of a traction synchronous generator to direct current for supplying locomotive traction electric motors located in a housing with a central vertical channel air cooling, and the case is made in the form of two opposed docked cells, each of which has the form of a hollow parallelogram, formed from three frames installed between the upper and lower connecting elements parallel to each other: docking, internal support and mounting, with fasteners installed on the mounting frame on which connecting power is installed parallel to each other tires
трехфазного переменного тока, а на них смонтированы катодные и анодные группы силовых полупроводниковых приборов с защитными предохранителями, а другой стороной силовые полупроводниковые приборы скреплены с теплопоглощающей стороной соответствующего катодного и анодного группового охладителя, теплопередающие стороны которых, например, ребра, размещены в центральном канале воздушного охлаждения, причем с анодными и катодными групповыми охладителями соединены соответствующие анодные и катодные выходные шины постоянного тока, а к соединительным силовым шинам переменного тока крепят входные фазные шины для подключения соответствующих фаз трехфазного переменного тока, при этом каждый упомянутый защитный предохранитель закреплен между двумя дополнительными шинами, одна из которых соединена с силовым полупроводниковым прибором, а другая закреплена на соединительной силовой шине переменного тока.three-phase alternating current, and the cathode and anode groups of power semiconductor devices with protective fuses are mounted on them, and the power semiconductor devices are bonded to the heat-absorbing side of the corresponding cathode and anode group cooler on the other side, the heat transfer sides of which, for example, fins, are placed in the central air cooling channel moreover, with the anode and cathode group coolers connected to the corresponding anode and cathode output DC buses, and to input phase buses are attached to the single AC power buses for connecting the corresponding phases of the three-phase AC current, with each of the protective fuses being fixed between two additional buses, one of which is connected to the power semiconductor device, and the other is fixed to the connecting AC power bus.
Достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что устройство снабжено высоковольтным адаптером силовых подключений и кабельных соединений и вторым высоковольтным преобразователем трехфазного переменного тока вспомогательного синхронного генератора в постоянный ток для питания общих магистральных шин энергоснабжения поезда, размещенным в антресольном корпусе, установленном на корпусе упомянутого первого высоковольтного преобразователя, причем антресольный корпус выполнен в виде прямоугольного металлического ящика с тремя смежными ячейками: центральной, размещенной над каналом воздушного охлаждения вышеупомянутого корпуса первого высоковольтного преобразователя, и размещенных по обе стороны от центральной ячейки двух боковых ячеек, в которых размещены два модульных блока неуправляемых трехфазных мостовых выпрямителей, а также датчики контроля тока и напряжения, The achievement of these technical results is achieved due to the fact that the device is equipped with a high-voltage adapter for power connections and cable connections and a second high-voltage converter for three-phase alternating current auxiliary synchronous generator to direct current for powering the main busbars of the train’s power supply, located in the mezzanine mounted on the casing of the first high voltage Converter, and the mezzanine housing is made in the form of a rectangular metal box with three adjacent cells: a central one, located above the air cooling channel of the aforementioned housing of the first high-voltage converter, and two side cells placed on both sides of the central cell, in which two modular blocks of uncontrolled three-phase bridge rectifiers are located, as well as current and voltage sensors ,
при этом каждый упомянутый модульный блок размещен на прикрепленном к внутренней грани электроизоляционном основании со сквозным вырезом с одной его стороны, в котором устанавливают и закрепляют пакет силовых полупроводниковых приборов, например, три диодных модуля, одна сторона которых соединена с шинами трехфазного переменного тока, а другая их сторона скреплена с охлаждающими радиаторами, размещенном в упомянутой центральной ячейке антресольного корпуса, при этом свободные концы шин переменного тока соединены с контактами для внешнего подключения переменного тока и защитными предохранителями, причем рядом с пакетом силовых полупроводниковых приборов на основании закреплен блок защиты диодных модулей от помех. Кроме того, достижение указанных технических результатов обеспечивается еще и тем, что адаптер силовых подключений и кабельных соединений установлен на внешней боковой стенке упомянутого первого высоковольтного преобразователя и содержит высоковольтный контактор электроснабжения, установленный на закрепленной сварным соединением боковой стенке вышеуказанного корпуса балке, поверх которой на той же стенке закрепляют изоляционную панель, вдоль верхней и нижней сторон которой к упомянутой боковой стенке крепят верхний и нижний козырьки, в которых с одной внутренней стороны крепят элементы для крепления двери, на которые устанавливают коробчатую дверь с механическими и электромагнитными замками и отверстиями для выхода ионизированного воздуха, при этом высоковольтный контактор снабжен дугогасительной асбоцементной камерой, выполненной из двух двухгранных смыкающихся частей: стационарной и подвижной, причем стационарная часть камеры установлена на изоляционной панели, а подвижная часть камеры установлена на внутренней поверхности двери, причем на изоляционной панели закреплены прижимы, фиксирующие each said modular unit is placed on an insulating base attached to the inner face with a through cutout on one side of it, in which a package of power semiconductor devices is installed and fixed, for example, three diode modules, one side of which is connected to three-phase AC busbars, and the other their side is bonded to cooling radiators located in the said central cell of the mezzanine case, while the free ends of the AC buses are connected to the contacts for outside external AC connection and protective fuses, and next to the package of power semiconductor devices on the base there is a fixed block for protection of diode modules from interference. In addition, the achievement of the indicated technical results is also ensured by the fact that the adapter of power connections and cable connections is installed on the outer side wall of the first high-voltage converter and contains a high-voltage power supply contactor mounted on the side of the beam fixed on the side of the aforementioned housing with a welded joint, on top of which on the same beam an insulating panel is fixed to the wall, along the upper and lower sides of which the upper and lower goats are attached to the said side wall The boxes in which the door fasteners are fastened on one inner side, onto which the box door is installed with mechanical and electromagnetic locks and openings for the release of ionized air, while the high-voltage contactor is equipped with an asbestos-cement chamber made of two two-sided interlocking parts: stationary and movable moreover, the stationary part of the camera is installed on the insulating panel, and the movable part of the camera is installed on the inner surface of the door, and on the insulating panels fixed clamps, fixing
соединительные привода и кабели, а на внутренней поверхности нижнего козырька размещены соединители силовых цепей.connecting drives and cables, and power circuit connectors are located on the inner surface of the lower visor.
Заявляемое техническое решение может быть признано соответствующим требованиям новизны, поскольку не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого объекта защиты.The claimed technical solution can be recognized as meeting the requirements of novelty, since no analogue has been found, characterized by features identical to all the essential features of the proposed object of protection.
Техническое решение можно признать имеющим изобретательский уровень, поскольку оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The technical solution can be recognized as having an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости, поскольку оно изготавливается и используется в железнодорожном транспорте, в частности, в пассажирском поезде с тяговым синхронным генератором, вспомогательным синхронным генератором и магистральными шинами энергоснабжения нагрузок поезда, например, пассажирский поезд с тепловозом ТЭП70БС-001.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability, since it is manufactured and used in railway transport, in particular, in a passenger train with a traction synchronous generator, an auxiliary synchronous generator and main bus power supply buses, for example, a passenger train with a diesel locomotive TEP70BS-001.
Сущность заявляемого устройства пояснена следующими чертежами:The essence of the claimed device is illustrated by the following drawings:
- фиг.1 - заявляемый силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс для энергоснабжения транспортного средства, преимущественно пассажирского поезда с тяговым синхронным генератором, вспомогательным синхронным генератором и общими магистральными шинами энергоснабжения. Общий вид. Аксонометрия;- figure 1 - the inventive power semiconductor conversion complex for power supply of a vehicle, mainly a passenger train with a traction synchronous generator, an auxiliary synchronous generator and common main power supply buses. General form. Axonometry
- фиг.2 - то же, вид спереди;- figure 2 is the same, front view;
- фиг.3 - то же, вид сбоку;- figure 3 is the same side view;
- фиг.4 - первый высоковольтный преобразователь 2 трехфазного переменного тока (общий вид в аксонометрии, со снятыми боковыми щитами);- figure 4 - the first high-voltage Converter 2 three-phase alternating current (General view in a perspective view, with removed side shields);
- фиг.5 - первый высоковольтный преобразователь 2 переменного тока (чертеж общего вида одной стороны с частичным разрезом);- figure 5 - the first high-voltage Converter 2 AC (drawing a General view of one side with a partial section);
- фиг.6 - одна ячейка с собранными в ней деталями первого высоковольтного преобразователя (аксонометрия, вид со стороны теплопередающих ребер группового охладителя 20);- 6 - one cell with the parts of the first high-voltage converter assembled in it (axonometric view from the side of the heat transfer ribs of the group cooler 20);
- фиг.7 - силовой полупроводниковый прибор (диодный модуль) с индивидуальным предохранителем между двумя дополнительными шинами, подготовленный к установке в заявляемое устройство (аксонометрия, вид со стороны предохранителя);- Fig.7 - power semiconductor device (diode module) with an individual fuse between two additional buses, prepared for installation in the inventive device (axonometry, view from the fuse side);
- фиг.8 - антресольный корпус 27 второго высоковольтного преобразователя 3, (аксонометрия);- Fig - mezzanine housing 27 of the second high-voltage Converter 3, (axonometry);
- фиг.9 - модульный блок 3 неуправляемых трехфазных выпрямителей (аксонометрия, вид сбоку);- Fig.9 is a modular unit 3 uncontrolled three-phase rectifiers (axonometry, side view);
- фиг.10 - размещение модульных блоков 3 в объеме антресольного корпуса 27 (аксонометрия, вид сверху, со снятыми боковыми стенками);- figure 10 - the placement of modular blocks 3 in the volume of the mezzanine building 27 (axonometry, top view, with the side walls removed);
- фиг.11 - размещение высоковольтного адаптера 4 силовых подключений и кабельных соединений в заявляемом устройстве (аксонометрия, со снятой дверью адаптера);- 11 - placement of the high-voltage adapter 4 power connections and cable connections in the inventive device (axonometry, with the door of the adapter removed);
- фиг.12 - то же, (аксонометрия, вид сбоку);- Fig. 12 is the same, (perspective view, side view);
- фиг.13 - то же, (на этапе подготовки к установке двери и подключения соединений);- Fig.13 - the same, (at the stage of preparation for the installation of the door and connecting connections);
- фиг.14 - внутренний объем высоковольтного адаптера до установки контактора 4;- Fig - the internal volume of the high voltage adapter before installing the contactor 4;
- фиг.15 - балка 42;- Fig.15 - beam 42;
- фиг.16 - высоковольтный адаптер 4;- Fig.16 - high voltage adapter 4;
- фиг.17 - коробчатая дверь 46 (вид с внутренней стороны);- Fig - box door 46 (view from the inside);
- фиг.18 - заявляемый силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс (вид со стороны высоковольтного адаптера с открытой дверью);- Fig. 18 is the inventive power semiconductor conversion complex (view from the side of the high voltage adapter with the door open);
- фиг.19 - то же, (вид со стороны открытого второго высоковольтного преобразователя, со снятой дверью адаптера);- Fig.19 is the same, (view from the side of the open second high-voltage converter, with the door of the adapter removed);
- фиг.20 - то же, (аксонометрия, общий вид).- Fig. 20 is the same, (axonometry, general view).
Заявляемый силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс 1 для энергоснабжения транспортного средства (см. фиг.1-18, 19, 20), преимущественно, пассажирского поезда с тяговым синхронным генератором и общими магистральными шинами энергоснабжения, содержит первый высоковольтный преобразователь 2 трехфазного переменного тока тягового синхронного генератора в постоянный ток для питания тяговых электродвигателей тепловоза (далее - первый высоковольтный преобразователь 2), второй высоковольтный преобразователь 3 трехфазного переменного тока вспомогательного синхронного генератора для питания общих магистральных шин энергоснабжения поезда (далее - второй высоковольтный преобразователь 3) и высоковольтный адаптер 4 силовых подключений и кабельных соединений (далее - высоковольтный адаптер 4). Первый высоковольтный преобразователь 2 размещен в выполненном в виде шкафа корпусе 5 с центральным вертикальным каналом 6 воздушного охлаждения (фиг.4). Второй высоковольтный преобразователь 2 трехфазного переменного тока размещен в антресольном корпусе 7, установленном сверху на корпусе 5 (фиг.1-3).The inventive power semiconductor converter complex 1 for powering a vehicle (see Figs. 1-18, 19, 20), mainly a passenger train with a traction synchronous generator and common main busbars for power supply, contains a first high-voltage converter 2 of a three-phase alternating current of a traction synchronous generator in direct current for powering the traction electric motors of the locomotive (hereinafter referred to as the first high-voltage converter 2), the second high-voltage converter 3 of a three-phase alternating current current of the synchronous generator for the auxiliary common power supply main train of tires (hereinafter - the second high-voltage converter 3) and the adapter 4, the high voltage power connections and cable connections (hereinafter - the high voltage adapter 4). The first high-voltage converter 2 is placed in a cabinet 5 made in the form of a cabinet with a central vertical air cooling channel 6 (Fig. 4). The second high-voltage converter 2 of the three-phase alternating current is located in the mezzanine housing 7 mounted on top of the housing 5 (Fig.1-3).
Высоковольтный адаптер 4 установлен на внешней боковой стенке корпуса 5 первого высоковольтного преобразователя 3 (фиг.3, 11-19). Корпус 5, в котором размещен высоковольтный преобразователь 2, выполнен в виде двух оппозитно состыкованных ячеек 71, 72 и 7 (фиг.5), каждая из которых имеет форму полого параллелограмма, образованного из установленных между верхними 8 и нижними 9 соединительными The high voltage adapter 4 is mounted on the outer side wall of the housing 5 of the first high voltage converter 3 (FIG. 3, 11-19). The housing 5, in which the high-voltage converter 2 is located, is made in the form of two opposed cells 7 1 , 7 2 and 7 (Fig. 5), each of which has the form of a hollow parallelogram formed from the connecting between the upper 8 and lower 9
элементами параллельно друг другу тремя рамами: стыковочной 10, внутренней опорной 11 и монтажной 12 (фиг.5).elements parallel to each other by three frames: docking 10, internal support 11 and mounting 12 (figure 5).
На каждой монтажной раме 12 (фиг.4, 5) с помощью элементов крепежа 13, установлены соединительные силовые шины 14 трехфазного переменного тока, а на них смонтированы катодные 15 и анодные 16 группы силовых полупроводниковых приборов 17, например, диодов, с защитными предохранителями 18. При этом другой стороной силовые полупроводниковые приборы 17 плотно соединены (скреплены) с теплопоглощающей стороной соответствующего катодного 19 и анодного 20 группового охладителя, теплопередающие стороны которых, например, ребра, размещены в центральном вертикальном канале 6 воздушного охлаждения.On each mounting frame 12 (Figs. 4, 5) using fasteners 13, three-phase alternating current connecting busbars 14 are installed, and cathode 15 and anode 16 groups of power semiconductor devices 17, for example, diodes, with protective fuses 18 are mounted on them In this case, on the other side, power semiconductor devices 17 are tightly connected (fastened) to the heat-absorbing side of the corresponding cathode 19 and anode 20 group coolers, the heat transfer sides of which, for example, fins, are located in the central vertical channel 6 air cooling.
С анодными и катодными групповыми охладителями 19 и 20 соединены соответствующие анодные и катодные выходные шины 21 и 211 постоянного тока, а к соединительным силовым шинам 14 переменного тока крепят входные фазные шины 22, 23, 24 для подключения соответствующих фаз трехфазного переменного тока. При этом каждый упомянутый защитный предохранитель 18 закреплен между двумя дополнительными шинами 25 и 26, одна из которых (шина 25) соединена с силовым полупроводниковым прибором 17, а другая шина 26 закреплена на соединительной силовой шине 14 переменного тока (фиг.7).The corresponding anode and cathode DC output buses 21 and 21 1 are connected to the anode and cathode group coolers 19 and 20, and the input phase buses 22, 23, 24 are attached to the connecting power buses 14 of the alternating current to connect the corresponding phases of the three-phase alternating current. In this case, each of said protective fuses 18 is fixed between two additional buses 25 and 26, one of which (bus 25) is connected to the power semiconductor device 17, and the other bus 26 is fixed to the connecting power bus 14 of the alternating current (Fig.7).
Второй высоковольтный преобразователь 3 размещен в антресольном корпусе 27 (см. фиг.1-3, 8, 10, 11-19, 20), который выполнен в виде прямоугольного металлического ящика с тремя смежными ячейками: центральной 28, размещенной над каналом 6 воздушного охлаждения корпуса 5, и двух боковых ячеек 29, размещенных по обе стороны от центральной 28. В каждой боковой ячейке 29 размещены: модульный блок 30 неуправляемых трехфазных выпрямителей, датчики контроля тока 31 и напряжения 32. Каждый модульный блок 30 размещен на электроизоляционном The second high-voltage converter 3 is located in the mezzanine building 27 (see Figs. 1-3, 8, 10, 11-19, 20), which is made in the form of a rectangular metal box with three adjacent cells: central 28, located above the air cooling channel 6 housing 5, and two side cells 29 located on both sides of the central 28. In each side cell 29 are placed: a modular block 30 of uncontrolled three-phase rectifiers, sensors for monitoring current 31 and voltage 32. Each modular block 30 is placed on an electrical insulation
основании 33, прикрепленном к внутренней грани боковой ячейки 29 и имеющем с одной стороны сквозной вырез 33, в котором устанавливают и закрепляют пакет 34 силовых полупроводниковых приборов, например, три диодных модуля, одна сторона которых соединена с шинами 35 трехфазного переменного тока, а другая их сторона скреплена с охлаждающим радиатором 36, размещенным в упомянутой центральной ячейке 29, при этом свободные концы 37 шин 35 переменного тока соединены с контактами 38 для внешнего подключения переменного тока и защитными предохранителями 39. Рядом с пакетом 34 силовых диодных модулей на основании 33 закреплен блок защиты 40 диодных модулей от помех.a base 33 attached to the inner edge of the side cell 29 and having a through-cutout 33 on one side, in which a package 34 of power semiconductor devices is mounted and fixed, for example, three diode modules, one side of which is connected to three-phase AC busbars 35, and the other the side is bonded to a cooling radiator 36 located in said central cell 29, while the free ends 37 of the AC buses 35 are connected to contacts 38 for external AC connection and protective fuses 39. Next to the package of 34 power diode modules, a protection block of 40 diode modules against interference is fixed on the base 33.
Высоковольтный адаптер 4 силовых подключений и кабельных соединений установлен на внешней боковой стенке корпуса 5 (фиг.11, 12, 13, 18) и содержит высоковольтный контактор 41 электроснабжения, установленный на балке 42 (фиг.14, 15), закрепленной сварным соединением к боковой стенке корпуса 5. К той же боковой стенке корпуса 5 поверх балки 42 закрепляют изоляционную панель 43, вдоль верхней и нижней сторон которой крепят верхний 44 и нижний 45 козырьки, в которых с одной внутренней стороны крепят элементы 46 для крепления двери, на которые устанавливают коробчатую дверь 47 с механическими и электромагнитными замками 48 и отверстиями 49 для выпуска из замкнутого объема ионизированного воздуха. Поверх контактора 41 установлена дугогасительная асбестоцементная камера 50, выполненная из двух двухгранных смыкающихся частей: стационарной 51 и подвижной 52.A high-voltage adapter 4 for power connections and cable connections is installed on the outer side wall of the housing 5 (Fig. 11, 12, 13, 18) and contains a high-voltage power supply contactor 41 mounted on a beam 42 (Fig. 14, 15) fixed by a welded joint to the side the wall of the housing 5. To the same side wall of the housing 5 on top of the beam 42, an insulation panel 43 is fixed, along the upper and lower sides of which the upper 44 and lower 45 peaks are fastened, in which the door fastening elements 46 are mounted on one inner side, on which the cable is installed chatuyu door 47 with mechanical and electromagnetic locks 48 and holes 49 for discharging from the closed volume of ionized air. Above the contactor 41, an asbestos-cement chamber 50 is installed, made of two two-sided interlocking parts: stationary 51 and movable 52.
Стационарная часть 51 (фиг.13) дугогасительной камеры 50 установлена на изоляционной панели 43, а подвижная часть 52 дугогасительной камеры 50 установлена на внутренней поверхности двери 46 (фиг.17). На изоляционной панели 43 закреплены прижимы 53, фиксирующие The stationary part 51 (FIG. 13) of the arcing chamber 50 is mounted on the insulating panel 43, and the movable part 52 of the arcing chamber 50 is mounted on the inner surface of the door 46 (FIG. 17). On the insulating panel 43 fixed clamps 53, fixing
соединительные провода 54 и кабели 55. На внутренней поверхности нижнего козырька 45 размещены соединители 56 силовых цепей.connecting wires 54 and cables 55. On the inner surface of the lower peak 45 are placed connectors 56 power circuits.
Силовой полупроводниковый преобразовательный комплекс 1 размещен в высоковольтном отсеке тепловоза, занимает оптимально рассчитанный объем, за счет того, что конструктивно выполнены жесткие условия по массогабаритным показателям комплекса, что также обеспечило его полную недоступность для случайных лиц.The power semiconductor converting complex 1 is located in the high-voltage compartment of the diesel locomotive, occupies an optimally calculated volume, due to the fact that the harsh conditions for the complex dimensions and dimensions were constructively fulfilled, which also made it completely inaccessible to casual persons.
Принцип работы заявляемого силового полупроводникового преобразовательного комплекса 1 состоит в следующем (см. фиг.1-20). При движении поезда с тепловозной тягой трехфазный переменный ток, вырабатываемый находящимся на тепловозе тяговым синхронным генератором (на фиг. не показан) выпрямляется первым высоковольтным преобразователем 2 и питает тяговые электродвигатели тепловоза (на фиг. не показан).The principle of operation of the inventive power semiconductor conversion complex 1 is as follows (see Fig.1-20). When a train with diesel traction is moving, a three-phase alternating current generated by a traction synchronous generator (not shown in Fig.) Is rectified by the first high-voltage converter 2 and feeds the locomotive traction motors (not shown in Fig.).
Конструкция первого высоковольтного преобразователя 2 устроена так, что вся мощность автономной тяговой установки потребляется тяговыми двигателями, причем сила тяги локомотива поддерживается стабильно высокой за счет исключения излишних переключений, а также за счет возможности обеспечения дистанционного контроля за состоянием каждого силового диода в процессе эксплуатации преобразователя и обеспечения индивидуальной защиты от перегрузок каждого силового диода в процессе эксплуатации преобразователя и обеспечения индивидуальной защиты от перегрузок каждого силового диода (селективный контроль неисправностей), с выведенной на пульт машиниста тепловоза сигнализацией о конкретных неисправностях. Это осуществляют следующим образом. Согласно принципиальной электрической схеме первого преобразователя 2, представляющей собой два трехфазных моста, причем каждое плечо мостовой схемы содержит три параллельные ветви The design of the first high-voltage converter 2 is designed so that all the power of the autonomous traction unit is consumed by the traction motors, and the locomotive traction force is kept stably high due to the exclusion of unnecessary switching, and also due to the possibility of providing remote monitoring of the state of each power diode during operation of the converter and ensuring individual protection against overloads of each power diode during operation of the converter and providing individually oh protection against overloads of each power diode (selective control of faults), with the alarm about specific faults displayed on the locomotive driver’s console. This is as follows. According to the circuit diagram of the first converter 2, which is two three-phase bridges, each shoulder of the bridge circuit contains three parallel branches
диодов с предохранителями, подобранных по падению напряжения на диодах и предохранителях с учетом допустимой разницы 0,06В с целью уменьшения разбаланса протекающих токов по ветвям плеча.diodes with fuses, selected by the voltage drop across the diodes and fuses, taking into account the allowable difference of 0.06 V in order to reduce the imbalance of the flowing currents along the branches of the shoulder.
Трехфазное переменное напряжение от внешнего источника питания (на фиг. не показан) посредством подключения соответствующих фаз к клеммам А, В, С заявляемого устройства подают по трем шинам 22, 23, 24 к функциональному блоку трехфазного мостового выпрямителя, размещенного в каждой ячейке 6 и 7.Three-phase alternating voltage from an external power source (not shown in Fig.) By connecting the corresponding phases to terminals A, B, C of the claimed device is fed through three buses 22, 23, 24 to the functional block of a three-phase bridge rectifier located in each cell 6 and 7 .
Переменный ток, проходя через силовые полупроводниковые диоды 17 и предохранителя 18, преобразуются в постоянный ток и подается по выходным шинам 21 к подключенной к ним нагрузке. При этом происходит селективный контроль неисправности в каждой из трех ветвей входящих в плечи функционального блока трехфазного мостового выпрямителя. Исправное состояние предохранителей и диодов каждого плеча мостовой схемы блока контролируется соответствующим блоком селективной диагностики - (первым, вторым и третьим блоками селективной диагностики соответственно первого, второго и третьего плеч, а четвертым, пятым и шестым блоками селективной диагностики соответственно четвертого, пятого и шестого плеч) и соответствующим блоком сигнализации о неисправности (первым блоком сигнализации о неисправности в первом, втором и третьем плечах, а вторым блоком сигнализации о неисправности - в четвертом, пятом и шестом плечах). Контроль осуществляется соответственно с выдачей сигнала на пульт машиниста (пульт управления транспортным средством) и снятием напряжения возбуждения с синхронного генератора.The alternating current passing through the power semiconductor diodes 17 and the fuse 18 is converted to direct current and fed through the output buses 21 to the connected load. In this case, a selective control of the malfunction occurs in each of the three branches of the three-phase bridge rectifier functional block entering the shoulders. The working condition of the fuses and diodes of each arm of the bridge circuit of the unit is controlled by the corresponding selective diagnostics unit - (the first, second and third units of selective diagnostics of the first, second and third arms, respectively, and the fourth, fifth and sixth blocks of selective diagnostics of the fourth, fifth and sixth arms, respectively) and the corresponding fault signaling unit (the first fault signaling unit in the first, second and third arms, and the second fault signaling unit - in the fourth, fifth and sixth shoulders). The control is carried out accordingly with the issuance of a signal to the driver’s console (vehicle control panel) and removal of the excitation voltage from the synchronous generator.
Сигнализацию осуществляют следующим образом. При исправном состоянии предохранителей сигнала (+110 В) по цепи 26 с платой сигнализации А1...А3, А9...А11 на клеммник - ХТ1:3 выпрямителя и соответственно Signaling is as follows. If the fuses of the signal (+110 V) are in good condition, through circuit 26 with the alarm board A1 ... A3, A9 ... A11 to the terminal strip - ХТ1: 3 rectifiers and, accordingly,
на пульт машиниста не поступает (сигнальная лампа не горит).it doesn’t come to the driver’s console (the warning light is off).
При срабатывании одного из предохранителей в плечах, состояние контактов указателя срабатывания соответствующего предохранителя изменяется. В результате на соответствующей плате сигнализации (А1...А3, А9...А11, контакт 2, 3 или 4) появляется напряжение +110 В, что приводит к открытию одного из диодов VD8...VD10 платы сигнализации и появлению напряжения +110 В на выходе платы (контакт 1) и следовательно на клеммнике - XT1:3 выпрямителя. Сигнальная лампа на пульте машиниста горит.When one of the fuses in the shoulders trips, the state of the contacts of the operation indicator of the corresponding fuse changes. As a result, a voltage of +110 V appears on the corresponding alarm board (A1 ... A3, A9 ... A11, pin 2, 3 or 4), which leads to the opening of one of the diodes VD8 ... VD10 of the alarm board and the appearance of voltage + 110 V at the output of the board (pin 1) and therefore at the terminal block - XT1: 3 rectifiers. The signal lamp on the driver's console is on.
При срабатывании двух предохранителей в плече, например, FU1, FU2 напряжение +110 В, через замыкающие контакты указателей срабатывания предохранителей, по цепям 8, 9 поступает на плату сигнализации. При этом диоды VD2, VD6 и VD1, VD3 закрываются, а диод VD7 открывается. Напряжение +110 В по цепи ХЕ1:6, R1, VD7, ХТ1:5 поступает в схему панели реле = А4-ХТ1:3.When two fuses in the arm are activated, for example, FU1, FU2, the voltage is +110 V, through the make contacts of the fuse operation pointers, through circuits 8, 9 it goes to the alarm board. In this case, the diodes VD2, VD6 and VD1, VD3 are closed, and the diode VD7 is opened. The voltage of +110 V along the XE1: 6, R1, VD7, XT1: 5 circuit is supplied to the relay panel circuit = A4-XT1: 3.
На панели реле при этом, открывается транзистор VT1 и как следствие тиристор VS1, что приводит к включению электромагнитного реле К1. В результате реле размыкающим контактами, через внешнюю цепь управления, снимает напряжение возбуждения с синхронного генератора, а замыкающим выдает сигнал на пульт машиниста о срабатывании двух предохранителей.At the same time, the transistor VT1 opens on the relay panel and, as a result, the thyristor VS1, which leads to the inclusion of the electromagnetic relay K1. As a result, the relay by the breaking contacts, through the external control circuit, removes the excitation voltage from the synchronous generator, and by the closing ones it gives a signal to the driver’s console about the operation of two fuses.
Представленная схема внутренней защиты от неисправности позволяет исключить из работы схемы неисправную ветвь мостовой схемы, а вся схема выпрямителя остается работоспособной.The presented scheme of internal protection against malfunction eliminates the faulty branch of the bridge circuit from the circuit, and the entire rectifier circuit remains operational.
Работа второго высоковольтного преобразователя осуществляется согласно принципиальной электрической схеме, представляющей собой два неуправляемых трехфазных мостовых выпрямителя, выполненных соответственно на диодных модулях VD1...VD3 и VD4...VD6 (диодные The work of the second high-voltage converter is carried out according to the circuit diagram, which is two uncontrolled three-phase bridge rectifiers, made respectively on the diode modules VD1 ... VD3 and VD4 ... VD6 (diode
модули типа MD3-200-F или MD3-320-A не ниже 30 класса), соединенных последовательно и однозвенный выходной L-C фильтр. Каждый мост по входу защищен предохранителями FU1...FU3 и FU4...FU6 соответственно. Состояние предохранителей контролируется визуально и выдачей сигнала постоянного тока напряжением 110 В на пульт машиниста или в микропроцессорную систему управления тепловозом при сгорании любого предохранителя. Второй высоковольтный преобразователь преобразует трехфазное напряжение в постоянное.modules of type MD3-200-F or MD3-320-A not lower than class 30) connected in series and a single-link output L-C filter. Each input bridge is protected by fuses FU1 ... FU3 and FU4 ... FU6, respectively. The condition of the fuses is monitored visually and by issuing a DC signal with a voltage of 110 V to the operator's console or to the microprocessor control system of the diesel locomotive when any fuse is burned. A second high voltage converter converts the three-phase voltage to direct voltage.
Пульсации выпрямленного напряжения сглаживается с помощью однозвенного фильтра, выход которого подключается к нагрузкам пассажирских вагонов поезда. Для защиты от помех каждый диод модуля зашунтирован R-C-цепочкой.The ripple of the rectified voltage is smoothed using a single-link filter, the output of which is connected to the loads of passenger train cars. To protect against interference, each diode of the module is bridged with an R-C circuit.
Электрической схемой преобразователя предусмотрена защита от поражения электрическим током в случае неосторожного снятия переднего и заднего щитов. В этом случае срабатывает один из выключателей, что приводит к срабатыванию защитных устройств в схеме тепловоза. В результате со входа второго преобразователя снимается напряжение питания, осуществляющее независимое электроснабжение централизованного отопления вагонов поезда.The electric circuit of the converter provides protection against electric shock in case of careless removal of the front and rear panels. In this case, one of the switches is activated, which leads to the operation of protective devices in the locomotive circuit. As a result, the supply voltage is removed from the input of the second converter, providing independent power supply to the centralized heating of the train cars.
Высоковольтный адаптер 4 осуществляет подключение второго высоковольтного преобразователя 3 к общим магистральным шинам электроснабжения поезда. Введение автономного действующего высоковольтного адаптера 4 обеспечивает саморегулирующийся режим работы второго преобразователя 3, что позволяет исключить провалы напряжения в цепях питания системы электроотопления поезда, позволяет обеспечить поддержание напряжения питания в допустимых пределах и тем самым достичь поставленной цели: исключить провалы и перенапряжения в цепях питания нагрузок поезда, возникающих при коммутационных, аварийных и пусковых режимах работы.The high-voltage adapter 4 connects the second high-voltage converter 3 to the main busbars of the power supply of the train. The introduction of a stand-alone operating high-voltage adapter 4 provides a self-regulating mode of operation of the second converter 3, which eliminates voltage dips in the power supply circuits of the train electric heating system, allows for maintaining the supply voltage within acceptable limits and thereby achieves the goal: to eliminate dips and overvoltages in the power supply circuits of train loads arising at switching, emergency and starting operation modes.
Таким образом, заявляемая конструкция силового полупроводникового преобразовательного комплекса обладает следующими преимуществами по сравнению с известными устройствами:Thus, the claimed design of the power semiconductor converter complex has the following advantages compared with known devices:
- конструктивное выполнение комплекса с жесткими ограничениями по массе и габаритам, соответствующим месту размещения в высоковольтном отсеке обеспечило возможность размещения преобразовательного комплекса в недоступном для случайных людей месте, что повысило безопасность и надежность работы;- the constructive implementation of the complex with strict restrictions on weight and dimensions corresponding to the location in the high-voltage compartment made it possible to place the conversion complex in a place inaccessible to random people, which increased safety and reliability;
- обеспечена адаптированность к автономной параллельной работы двух систем электроснабжения поезда от силового полупроводникового преобразовательного комплекса, при которой исключена возможность опасного воздействия на рельсовые, обеспечен стабильный режим электропитания, позволяющий уменьшить вредные воздействия на окружающую среду и получить комфортные условия электроотопления;- the adaptability to the autonomous parallel operation of two power supply systems of the train from the power semiconductor converter complex is ensured, in which the possibility of hazardous effects on the rails is excluded, a stable power supply mode is provided, which allows to reduce the harmful effects on the environment and obtain comfortable conditions of electric heating;
- обеспечена способность к модернизируемости конструкции за счет модульности проектирования и удобства монтажа и демонтажа устройства;- ensured the ability to upgrade the design due to the modularity of design and ease of installation and dismantling of the device;
- конструктивно обеспечено исключение недопустимых перерывов в подаче напряжения в системе отопления поезда за счет оптимизации коммутационных режимов работы устройства;- constructively provided the exclusion of unacceptable interruptions in the supply of voltage in the heating system of the train by optimizing the switching modes of the device;
- повышена эксплуатационная надежность преобразовательного комплекса;- increased operational reliability of the conversion complex;
- уменьшено количество ложных срабатываний и аварийных режимов за счет обеспечения контролируемой защиты каждого полупроводникового прибора преобразователей с выведенной на пульт машиниста тепловоза сигнализацией о конкретных неисправностях;- the number of false alarms and emergency modes has been reduced due to the provision of controlled protection for each semiconductor device of the converters with the alarm about specific malfunctions displayed on the locomotive driver’s console;
- повышена пожаробезопасность;- increased fire safety;
- обеспечена защита силовых полупроводниковых элементов каждого преобразователя от коммутационных перенапряжений в контактной сети;- the power semiconductor elements of each converter are protected against switching overvoltages in the contact network;
- технически обеспечено стабильное качественное выходное напряжение в каждом из преобразователей силового полупроводникового преобразовательного комплекса;- technically, a stable high-quality output voltage is provided in each of the converters of the power semiconductor converter complex;
- конструктивно обеспечена возможность проведения агрегатного ремонта устройства.- structurally ensured the possibility of aggregate repair of the device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118378/22U RU66652U1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118378/22U RU66652U1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU66652U1 true RU66652U1 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=38598979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007118378/22U RU66652U1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU66652U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593461C1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" | Power rectifier module |
| RU197557U1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Балтийские кондиционеры" | Control cabinet for a set of electrical equipment for a passenger car |
| RU2788306C1 (en) * | 2022-07-26 | 2023-01-17 | Михаил Владимирович Ефимов | Transport type inverter |
-
2007
- 2007-05-16 RU RU2007118378/22U patent/RU66652U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593461C1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" | Power rectifier module |
| RU197557U1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Балтийские кондиционеры" | Control cabinet for a set of electrical equipment for a passenger car |
| RU2788306C1 (en) * | 2022-07-26 | 2023-01-17 | Михаил Владимирович Ефимов | Transport type inverter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2675094T3 (en) | Willingness to operate consumers in a vehicle on rails with electric power, optionally from a power supply network or from a combination-motor-generator | |
| ES2643264T3 (en) | Supply or supply with electric power of electric traction motors and additional auxiliary electrical systems of a railway vehicle | |
| ES2714560T3 (en) | System for the power supply of some equipment of a locomotive and procedure for the operation of said system | |
| JP2010220327A (en) | Railway system including power feeding equipment installed on railway track between stations | |
| CN209200911U (en) | A kind of integrated converter | |
| JP2008263741A (en) | Battery charger of railroad vehicle | |
| CN106314451B (en) | Power train in vehicle application unit | |
| CN109774572A (en) | A kind of Mobile energy storage vehicle system | |
| RU2360382C2 (en) | Power semi-conductor transducer system for vehicle power supply, namely for passenger train with drive synchronous generator, auxiliary synchronous generator and common power supply bus duct | |
| CN110932252A (en) | Electrical system of direct-current distribution board of pure electric ship and control method | |
| RU66652U1 (en) | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE | |
| CN208955893U (en) | A kind of current transformer of more power supply systems | |
| CN110829200A (en) | High-voltage electrical cabinet for diesel locomotive | |
| CN205202756U (en) | Locomotive traction system | |
| CN219989091U (en) | Movable energy storage cabin system | |
| Dahler et al. | New generation of compact low voltage IGBT converter for traction applications | |
| KR101855348B1 (en) | Integrated power conversion apparatus for electric railway vehicle and electric railway vehicle including the same | |
| JP2015035864A (en) | Organized train and method for increasing vehicle constituting organized train | |
| RU2729108C2 (en) | Electric system of rail vehicle, rail vehicle and method of operating electric system | |
| RU121668U1 (en) | POWER RECTIFIER-INVERTER CONVERTER FOR VEHICLE | |
| RU2612068C1 (en) | Conversion system for auxiliary power supply of gas turbine locomotive | |
| RU2750824C1 (en) | High-voltage control chamber of shunting locomotive | |
| RU2758724C1 (en) | High-voltage control chamber of a shunting locomotive | |
| EP3858652B1 (en) | Sistema de alimentación para un tren eléctrico, y tren eléctrico | |
| CN210283919U (en) | Rail engineering truck with contact net power supply system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2007118323 Country of ref document: RU Effective date: 20090627 |