УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВАГОНА Российский патент 1998 года по МПК B60L1/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, конкретно к устройствам электроснабжения железнодорожных вагонов.

Известны устройства для электроснабжения вагона, содержащие генератор переменного тока с последовательно соединенными основным выпрямителем и вольтодобавочным зарядным преобразователем и аккумуляторную батарею с переключателем, причем выходы основного выпрямителя и потребителей вагона подключены к соответствующей шине питания вагона, а второй полюс ее подключен через размыкающий контакт переключателя к другой шине питания вагона и через замыкающий контакт переключателя к соответствующему выходу вольтодобавочного зарядного преобразователя [1, 2].

Недостатком данного устройства является наличие недопустимых перерывов напряжения, питающего потребители вагона при коммутационных, аварийных или пусковых режимах работы, кроме этого, 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 превышает (примерно на 20 - 25%) ее номинальное напряжение, а следовательно, и номинальное напряжение питания потребителей вагона. Предлагаемое устройство исключает данный недостаток электроснабжения вагонов.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства для электроснабжения вагона, конструкция которого позволяет исключить провалы и перенапряжение в цепях питания потребителей вагона, возникающих при коммутационных, аварийных и пусковых режимах работы.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для электроснабжения вагона, содержащем источник переменного тока, например генератора с последовательно соединенными основным выпрямителем и вольтодобавочным зарядным преобразователем, аккумуляторную батарею с переключателем, вход переключателя подключен к выходу источника переменного тока и выходам аккумуляторной батареи, причем основной выпрямитель подключен к потребителям вагона через шины питания вагона, один полюс аккумуляторной батареи подключен к одной шине питания вагона, а второй ее полюс через размыкающий контакт переключателя - к другой шине, а через замыкающий контакт переключателя - к соответствующему выходу вольтодобавочного зарядного преобразователя, согласно изобретению, дополнительно введен диод, который включен в проводящем направлении между соответствующим отводом от части элементов аккумуляторной батареи и соответствующей шиной питания потребителей вагона, при этом напряжение этой части батареи не превышает напряжения основного выпрямителя. Параллельно вышеуказанной части элементов аккумуляторной батареи подключено реле напряжения, выход которого подключен к входу переключателя аккумуляторной батареи.

Введение диода позволяет исключить провалы напряжения в цепях питания потребителей вагона, а введение реле напряжения позволяет обеспечить поддержание напряжения питания потребителей вагона в допустимых пределах и тем самым достичь решения поставленной задачи, заключающейся в том, чтобы исключить провалы и перенапряжения в цепях питания потребителей вагона, возникающих при коммутационных, аварийных и пусковых режимах работы.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит 1 - источник переменного тока, 2 - основной выпрямитель, 3 - вольтодобавочный зарядный преобразователь, 4 - потребители вагона, 5 - диод, 6 - аккумуляторную батарею, 7 - переключатель, 7.1, 7.2 - контакты переключателя, 8 - реле напряжения.

Устройство содержит источник переменного тока 1, соединенный с входом основного выпрямителя 2, к которому через шину питания вагона подключены потребители вагона 4. Последовательно с основным выпрямителем 2 включен вольтодобавочный зарядный преобразователь 3, выход которого через контакт 7.2 переключателя 7 подключен к одному выводу аккумуляторной батареи 6, а другой вывод батареи подключен к шине питания вагона, плюсовой вывод аккумуляторной батареи 6 через контакт 7.1 переключателя 7 подключен к другой шине питания вагона. Часть элементов аккумуляторной батареи через диод 5 подключена к той же шине, что и контакт 7.1 переключателя 7, параллельно вышеуказанной части элементов аккумуляторной батареи 6 подключено реле напряжения 8, выход которого подключен к входу переключателя 7.

Устройство работает следующим образом.

При скорости движения вагона выше 40 км/ч питание нагрузок вагона 4 осуществляется от генератора переменного тока 1, который приводится во вращение от оси колесной пары вагона через основной выпрямитель 2, а аккумуляторная батарея 6 заряжается от основного выпрямителя 2 и последовательно соединенного с ним вольтодобавочного зарядного преобразователя 3 через замыкающий контакт 7.2 переключателя 7, при этом аккумуляторная батарея 6 через размыкающие контакты 7.1 отключена от потребителей вагона, которые в это время питаются от основного выпрямителя, а параллельно к потребителям вагона 4 подключена через диод 5 часть элементов аккумуляторной батареи 6, при этом напряжение этой части батареи во всех режимах заряда не выше напряжения основного выпрямителя 2 и ток через диод 5 практически равен нулю. При снижении скорости вращения генератора 1 или его аварийном отключении потребители вагона 4 с помощью переключателя 7 подключаются на питание от аккумуляторной батареи 6. При этом перерывов или провалов напряжения при указанных коммутациях, аварийном отключении генератора 1 или при пусках мощных потребителей не возникает, так как в этот момент потребители вагона имеют гарантированное питание через диод 5 от части элементов аккумуляторной батареи, напряжение которой в этом время не превышает номинального напряжения питания потребителей вагона.

При отключении источника переменного тока 1 потребители вагона 4 без перерыва начинают получать питание от части элементов аккумуляторной батареи 6 с напряжением, не большим номинального. После снижения ее напряжения ниже 10% от номинального напряжения сети потребителей вагона реле напряжения 8 передает сигнал управления на вход переключателя 7, который подключает к потребителям вагона 4 через свой размыкающий контакт 7.1 всю аккумуляторную батарею 6, при этом диод 5 запирается, таким образом, существенно снижается скачок напряжения в сети питания потребителей вагона при переходе от источника переменного тока 1 через основной выпрямитель 2 на питание от аккумуляторной батареи.

Из рассмотренного видно, что введение совокупности отличительных признаков в изобретении позволяет по сравнению с прототипом решить проблему уменьшения провалов и скачков напряжения в сетях питания потребителей вагона 4 при переходе на питание их аккумуляторной батареи 6 или при пусках мощных потребителей и тем самым достичь решения поставленной задачи, заключающейся в обеспечении поддержания напряжения питания потребителей вагона в допустимых пределах.

Разработан опытный образец изобретения, проведены предварительные испытания.

Источники информации
1. Егоров В.П. Электрооборудование пассажирских вагонов, М.: Транспорт, 1987.

2. Авт.св. СССР N 1301734, кл. B 60 L 1/12, 1985.

Изобретение предназначено для использования на железнодорожном транспорте и относится к устройствам для электроснабжения вагонов. Устройство содержит источник переменного тока, например генератор, с последовательно соединенными основным выпрямителем и вольтодобавочным зарядным преобразователем, аккумуляторную батарею с переключателем, вход переключателя подключен к выходу источника переменного тока и аккумуляторной батареи, причем основной выпрямитель подключен к потребителям вагона через шины питания вагона, один полюс аккумуляторной батареи подключен к одной шине питания вагона, а второй ее полюс через размыкающий контакт переключателя - к другой шине, замыкающий контакт переключателя подключен к соответствующему выходу вольтодобавочного зарядного преобразователя и дополнительно введенным диодом и реле напряжения, диод включен в прямом направлении от отвода части элементов аккумуляторной батареи с шиной питания вагона, а реле напряжения подключено параллельно указанной части элементов аккумуляторной батареи, выход реле напряжения подключен к входу переключателя. Такая конструкция позволяет исключить провалы напряжения в цепях питания потребителей вагона и обеспечить поддержание напряжения питания в допустимых пределах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для электроснабжения вагона, содержащее источник переменного тока, преимущественно генератор, с последовательно соединенными основным выпрямителем и вольтодобавочным зарядным преобразователем, аккумуляторную батарею с переключателем, вход переключателя подключен к выходу источника переменного тока и аккумуляторной батареи, причем основной выпрямитель подключен к потребителям вагона через шины питания вагона, один полюс аккумуляторной батареи подключен к одной шине питания вагона, а второй ее полюс через размыкающий контакт переключателя к другой шине, а через замыкающий контакт переключателя к соответствующему выходу вольтодобавочного зарядного преобразователя, отличающееся тем, что дополнительно введен диод, который включен в проводящем направлении между соответствующим отводом от части элементов аккумуляторной батареи и соответствующей шиной питания потребителей вагона, при этом напряжение этой части батареи не превышает напряжения основного выпрямителя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно введено реле напряжения, вход которого подключен параллельно указанной в п.1 части элементов аккумуляторной батареи, а его выход подключен к входу переключателя аккумуляторной батареи.