ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА Российский патент 2008 года по МПК B60L1/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, конкретно - к устройствам, обеспечивающим подачу электроэнергии потребителям железнодорожного пассажирского вагона с использованием внутренних и внешних источников системы питания вагона.

Уровень техники

Основные потребители электроэнергии в железнодорожных вагонах делятся на потребителей постоянного и переменного тока. Система электропитания на железнодорожном транспорте обеспечивает пассажирские вагоны переменным напряжением 127/220/380 В или постоянным - 50÷150 В. Каждый пассажирский вагон снабжен аккумуляторной батареей, обеспечивающей аварийное или резервное питание необходимых электроприборов. Питание оборудования, используемого для собственных нужд вагона, а также регулярный подзаряд аккумуляторов требуют формирования ряда напряжений требуемого вида и номинального значения в системе электропитания вагона. Для этой цели используют низковольтное преобразовательное устройство.

Система электропитания на железнодорожном транспорте включает в себя несколько видов источников электроэнергии.

Для вагонов с автономным электроснабжением источником электроэнергии является подвагонный генератор, который вырабатывает трехфазное переменное напряжение (127÷380) В.

Для вагонов с централизованным энергоснабжением источником питания является высоковольтная поездная магистраль, с номинальным напряжением =/˜(1,5÷3,0) кВ, которое пропускается через трансформатор или высоковольтный подвагонный преобразователь и понижается до требуемого значения переменного или постоянного тока.

При длительных стоянках источником питания вагонов является внешняя трехфазная сеть переменного тока 380 В, 50 Гц.

Преобразовательное устройство системы электропитания пассажирского вагона служит для формирования различных по номинальным значениям выходных напряжений (постоянных и переменных) для обеспечения электропитанием все виды приборов и оборудования, предназначенных для удовлетворения собственных нужд вагона. Причем преобразовательное устройство должно быть совместимым с любым вариантом системы электропитания вагона, то есть централизованным (от высоковольтной поездной магистрали), собственным (от подвагонного трехфазного генератора) или внешним (от промышленной сети переменного тока). Кроме того, преобразовательное устройство должно быть конструктивно удобным для профилактики и ремонта. В известных преобразовательных устройствах на входе расположен силовой низкочастотный трансформатор, предназначенный для преобразования напряжения, подающегося от системы электропитания вагона, который имеет значительные габариты. Вместе с выпрямителем он располагается в отдельном устройстве, что не всегда удобно при эксплуатации и ремонте.

Известные технические решения предусматривают возможность подключения преобразовательных устройств системы электропитания как к внутреннему источнику вагонного питания, так и к внешнему сетевому (на длительных стоянках). Например, в системе электроснабжения ЦМВК-61 (Пособие проводнику пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1983. Авторы: Матвеев В.И., Калмынин Ю.М., Дремин Л.Г.) для питания потребителей и зарядки аккумуляторных батарей на стоянке и в парках отстоя вагон подключают к стационарной электросети напряжением 380 В, которое преобразуется в постоянное напряжение в специальном выпрямительном устройстве.

Из описания патента на полезную модель RU 52367 (патентообладатель НПЦ «Экспресс», Тверь) известно техническое решение комплекса электропитания потребителей пассажирского вагона с централизованным электроснабжением (от высоковольтной магистрали), в котором имеется высоковольтный преобразователь, обеспечивающий на выходе регулируемое выходное напряжение постоянного тока, которое запитывает общие шины постоянного тока вагона, к которым подключена группа вагонных потребителей постоянного тока, а также преобразуется в однофазное и трехфазное переменное - для обеспечения питанием группы вагонных потребителей переменного тока. При подключении к внешнему источнику переменного трехфазного тока 380 В, 50 Гц (на длительных стоянках) здесь используется отдельное преобразовательное устройство, имеющее выход постоянного тока с регулятором напряжения, подключенный параллельно выходу высоковольтного преобразователя. Это устройство конструктивно размещено в отдельном корпусе и является независимым от низковольтного преобразователя, обеспечивающего функционирование потребителей во время движения поезда.

Недостатками являются некомпактность и довольно значительные габариты, обусловленные наличием двух преобразовательных устройств. Кроме того, комплекс не предназначен для использования в вагонах с автономным источником питания.

В качестве прототипа рассмотрим электрическую схему комплекса электроснабжения пассажирского вагона по патенту на изобретение RU 2168435 (заявитель и патентообладатель - НПЦ «Экспресс», Тверь).

Предлагаемый комплекс содержит подвагонный трехфазный генератор, имеющий силовую обмотку и обмотку возбуждения, а также понижающий трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к вводу внешней сети переменного тока. К вторичной обмотке этого трансформатора подключено переключающее устройство (обмотка электромагнитного контактора). Силовой выпрямитель подключен своими входами непосредственно к блоку управления, а через замыкающие контакты переключающего устройства - к вторичной обмотке понижающего трехфазного трансформатора, и через размыкающие контакты переключающего устройства - к силовой обмотке генератора. Силовой выпрямитель имеет в своем составе тиристоры, управляющие элементы которых подключены к выходу блока управления. Один из выходов силового выпрямителя непосредственно, а другой - через первый датчик тока подключены к общим шинам вагона, к которым через второй датчик тока подключена аккумуляторная батарея. Входы блока управления и блока регулирования напряжения генератора подключены к соответствующим выходам первого, второго датчиков тока и силового выпрямителя. Сигнальный выход переключающего устройства подключен к соответствующему входу блока управления. К силовой обмотке генератора подключены входы блока регулирования напряжения генератора. К общим шинам вагона подключена нагрузка. Причем элементы нагрузки, не требующие стабилизированного напряжения, подключены непосредственно к общим шинам, элементы, требующие стабилизированного напряжения, подключены через стабилизатор напряжения. Элементы нагрузки, питающиеся переменным напряжением, подключены через преобразователь напряжения.

Во время длительных стоянок требуется обеспечить вагон дежурным электропитанием от аккумуляторных батарей, которые должны иметь возможность регулярного подзаряда постоянным током.

Исполнение силового выпрямителя на тиристорах и применение блока управления этим силовым выпрямителем позволяют обеспечить возможность электронной защиты источников тока от их перегрузки и автоматической регулировки напряжения заряда аккумуляторной батареи при электроснабжении от внешней сети переменного тока. А благодаря исполнению переключающего устройства в виде электромагнитного контактора обеспечивается автоматическое переключение электропитания с генератора на внешнюю сеть.

Недостатком этого технического решения является то, что преобразование ˜380 В до более низкого напряжения осуществляется на низкочастотном крупногабаритном трансформаторе, а затем уже пониженное напряжение выпрямляется до 110 В постоянного тока. Наличие силового низкочастотного трансформатора обусловливает большие габариты всего комплексного устройства электропитания. И, кроме того, этот комплекс не является универсальным, так как не предназначен для работы с высоковольтной магистралью.

Заявляемое изобретение - преобразовательное устройство системы электропитания пассажирского вагона предназначено для работы с любым источником электроэнергии:

подвагонным трехфазным генератором переменного тока;

высоковольтным преобразователем, связанным с высоковольтной поездной магистралью;

внешним источником переменного трехфазного (или однофазного) переменного тока.

Преобразовательное устройство обеспечивает: подзаряд аккумуляторов, питание группы вагонных потребителей постоянного тока, питание группы вагонных потребителей переменного тока, при этом является компактным устройством, которое размещено в едином конструктиве, удобно для эксплуатации, профилактики и ремонта.

Раскрытие изобретения

Преобразовательное устройство системы электропитания пассажирского вагона представляет собой единое компактное устройство, которое может работать как от внешней сети переменного тока (127/220/380 В, 50 Гц) во время длительных стоянок при ремонте, так и от вагонных источников питания: подвагонного трехфазного генератора во время движения поезда (380 В, 50 Гц), или же от высоковольтного (подвагонного) преобразователя, питающегося от высоковольтной поездной магистральной сети (˜1,5-3,0 кВ).

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что устройство, включающее в себя первый входной разъем для подключения к внешней сети переменного тока и второй входной разъем для подключения к вагонному источнику постоянного напряжения системы электропитания: трехфазному подвагонному генератору с выпрямителем либо высоковольтному преобразователю поездной магистральной сети, содержит кроме выпрямительного блока, зарядного устройства с клеммами для подсоединения аккумуляторных батарей и вагонных потребителей постоянного тока, а также преобразователя напряжения с клеммами для подсоединения вагонных потребителей переменного тока, - последовательно включенные: силовой выпрямитель, высокочастотный инвертор и согласующий трансформатор. Причем преобразователь напряжения выполнен в виде N инверторов с N выходами, каждый из которых соединен с соответствующими клеммами, предназначенными для подсоединения вагонных потребителей переменного тока разного типа. Входы N инверторов объединены между собой и связаны со вторым входным разъемом, соединенным с выходом выпрямительного блока и входом зарядного устройства.

Наличие цепочки из силового выпрямителя, высокочастотного инвертора, согласующего трансформатора на входе устройства позволяет исключить необходимость в мощном входном низкочастотном трансформаторе при питании от внешней сети.

Преобразование входного трехфазного переменного напряжения (127÷380) В происходит следующим образом: входное напряжение подается на силовой выпрямитель, затем выпрямленное напряжение поступает на высокочастотный инвертор, где снова преобразуется в переменное, но уже высокочастотное, и после этого поступает на согласующий трансформатор для получения нужных величин рабочих напряжений, которые снимаются с вторичных обмоток трансформатора.

Такое техническое решение позволяет уменьшить весогабариты устройства в целом, так как одним из существенных по весогабаритам узлов является трансформатор, зависящий от рабочей частоты. А известно, что высокочастотный трансформатор значительно меньше и легче по сравнению с трансформатором низкой частоты.

Кроме того, преобразовательное устройство может содержать еще один блок-преобразователь постоянного напряжения (ППН), включенный между вторым входным разъемом, соединенным с выходом выпрямительного блока и входом зарядного устройства, и - объединенными входами N инверторов. Блок ППН обеспечивает регулируемое повышение постоянного напряжения от подвагонного генератора с выпрямителем - до нужной величины, необходимой для стабильной работы инверторов.

Второй входной разъем может состоять из двух частей: первой и второй, для реализации возможности подключения к разному по величине напряжению, который обеспечивает высоковольтный преобразователь поездной магистральной сети. Это позволяет одно напряжение - меньшее - подавать на зарядное устройство, формирующее зарядный ток для аккумуляторов, а второе - большее - на вход инверторов, формирующих напряжение питания потребителей переменного тока. Причем в этом случае, если используется подвагонный трехфазный генератор, используется только одна часть второго входного разъема.

Кроме того, согласующий трансформатор может быть выполнен с двумя вторичными обмотками: первой и второй, на разное выходное напряжение (например, 140 В и 400 В). Соответственно выпрямительный блок может содержать два выпрямителя: первый и второй. При этом первая вторичная обмотка согласующего трансформатора соединяется с входом первого выпрямителя, выход которого соединяется с входом зарядного устройства и первой частью второго входного разъема. Вторая вторичная обмотка согласующего трансформатора соединяется с входом второго выпрямителя, выход которого соединяется с объединенными входами N инверторов и второй частью второго входного разъема. Это позволяет при питании от внешней сети переменного тока улучшить энергетические показатели устройства в целом за счет снижения расхода электроэнергии, так как в этом случае на повышение напряжения работает одно из вторичных обмоток трансформатора и обеспечивает необходимые входные 400 В для инверторов преобразователя напряжения, формирующего разное напряжение питания потребителей переменного тока. В этот вариант схемы также может быть добавлен ППН, включенный между объединенными входами N инверторов и клеммами для подсоединения аккумуляторных батарей, чтобы обеспечить возможность работы инверторов от аккумуляторов (непродолжительное время) во время отключения от любого источника системы электропитания вагона. Это повышает надежность работы устройства в целом.

Таким образом, существенные признаки изобретения обеспечивают технический результат, следствием которого являются:

снижение массогабаритных показателей;

улучшение энергетических показателей;

повышение надежности;

обеспечение работы вагонных потребителей при питании от любого источника

энергоснабжения вагона.

Краткое описание графических фигур

На фигуре 1 приведена общая структурная схема преобразовательного устройства систем электропитания пассажирского вагона, где цифрами обозначены следующие элементы:

1 - первый входной разъем для подключения к внешней сети переменного тока;

2 - второй входной разъем для подключения либо к подвагонному генератору трехфазной сети, либо к высоковольтному преобразователю напряжения магистральной сети;

3 - силовой выпрямитель;

4 - высокочастотный преобразователь;

5 - согласующий трансформатор;

6 - выпрямительный блок;

7 - зарядное устройство;

8 - клеммы для подсоединения к аккумуляторной батарее;

9 - клеммы для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока;

10 - преобразователь постоянного напряжения в переменное;

11₁÷11_N - инверторы (1÷N) для формирования требуемых значений выходных напряжений переменного тока;

12₁÷12_N - клеммы (1÷N) для подключения вагонных потребителей переменного тока.

На фигуре 2 приведена структурная схема преобразовательного устройства по фигуре 1 с добавлением преобразователя постоянного напряжения (ППН) 13, обеспечивающего регулируемое изменение постоянного напряжения, на входе инверторов 11₁÷11_N преобразователя постоянного напряжения в переменное 10.

На фигуре 3 приведена структурная схема преобразовательного устройства по фигуре 1, в которой несколько существенных признаков получили развитие.

Второй разъем выполнен в виде двух частей:

2.1 - для подключения к выходному напряжению подвагонного трехфазного генератора = 50 В ÷ 150 В, либо к выходу U1 высоковольтного преобразователя напряжения магистральной сети = 3000 В /˜3000 В (U1=140 B или любому другому значению в диапазоне от 50 до 150 В);

2.2 - для подключения к выходному напряжению U2 (например, U2=400 B) с высоковольтного преобразователя напряжения магистральной сети = 3000 В / ˜3000 В.

Согласующий трансформатор 5 имеет две вторичные обмотки 14 и 15, а выпрямительный блок 6 содержит два выпрямителя: 6.1 и 6.2. Первая вторичная обмотка 14 соединяется с выпрямителем 6.1, который соединяется с зарядным устройством 7. Вторая вторичная обмотка 15 через выпрямитель 6.2 соединяется с входом преобразователя напряжения 10.

На фигуре 4 приведена структурная схема преобразовательного устройства, выполненного по схеме устройства, представленного на фигуре 3, но с добавлением преобразователя постоянного напряжения (ППН) 13, который соединен с клеммами для аккумуляторных батарей и служит для использования при кратковременных остановках, когда нет другого питания, кроме аккумуляторного.

Осуществление изобретения

Преобразовательное устройство системы электропитания пассажирского вагона выполнено в виде единого полупроводникового устройства, которое может быть размещено достаточно компактно в одном корпусе, имеющем снаружи два входных разъема для подключения к различным источникам энергии системы электропитания пассажирского вагона:

первый входной разъем 1 - для подключения к внешней сети переменного тока (рассчитан на подключение 127/220/380 В, 50 Гц, обычно используется при длительных стоянках, при профилактических и ремонтных работах);

второй входной разъем 2 - для подключения к собственному вагонному источнику питания (в пассажирских вагонах это подвагонный трехфазный генератор, вырабатывающий во время движения поезда напряжение ˜380 В, 50 Гц) или же для подключения к высоковольтному преобразователю поездной магистральной сети (например, к высоковольтному статическому преобразователю по патенту на полезную модель №50060, имеющему два выходных постоянных напряжения: 110 и 400 В).

Первый входной разъем подключен к входу силового выпрямителя 3, выполненного, например, в виде тиристорного моста, предназначенного для выпрямления переменного трехфазного напряжения. Выход силового выпрямителя 3 соединен с входом высокочастотного инвертора 4, являющегося управляемым полупроводниковым преобразователем постоянного напряжения - в переменное, причем высокой частоты. Например, это может быть полумостовой инвертор, формирующий на выходе прямоугольное переменное напряжение с номинальным значением 250 В и частотой 10 кГц. Выход высокочастотного инвертора 4 соединен с входом согласующего трансформатора 5, вторичная обмотка которого соединена с выпрямительным блоком 6, преобразующим высокочастотное переменное напряжение (˜140-160 В) в постоянное, с номинальным значением 110 В, которое необходимо для нормального режима заряда вагонных аккумуляторных батарей посредством зарядного устройства 7. Вход зарядного устройства 7 соединен с клеммами 8 для подсоединения аккумуляторных батарей и с клеммами 9 для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока

Второй входной разъем 2 соединен непосредственно с объединенными входами инверторов 11 (1...N), составляющих в целом преобразователь 10 напряжения с рабочей частотой 50 Гц. Выход каждого инвертора соединен с выходными клеммами 12₁...12_N. Выходное напряжение каждого инвертора определяется потенциальным составом вагонных потребителей конкретного типа пассажирского вагона.

Электрическая схема заявляемого преобразовательного устройства может содержать преобразователь постоянного напряжения (ППН) 14 (фиг.2), включенный между вторым входным разъемом 2, соединенным с общей точкой выпрямительного блока 6 и зарядного устройства 7, и - входом преобразователя 10. Преобразователь постоянного напряжения (ППН) 13 может быть выполнен, например, по схеме повышения напряжения и обязан обеспечивать стабилизацию входного напряжения для преобразователя 10. Это особенно важно при использовании в преобразователе 10 регулируемых ШИМ-инверторов.

Второй входной разъем 2 может состоять из двух частей: 2.1 и 2.2 (фиг.3). И при питании от высоковольтной магистральной сети первая часть 2.1 может быть подключена к выходу высоковольтного преобразователя = 140 В, а вторая часть 2.2 - к выходу = 400 В. Тогда 140 В пойдут на зарядное устройство 8 и далее обеспечат подзарядку аккумулятора и питание потребителей стабильным напряжением 110 В, а=400 В поступят на вход преобразователя 10, инверторы 11(_1-N) которого обеспечат выходные рабочие напряжения в широком диапазоне значений, вплоть до 380 В, 50 Гц. Такие напряжения необходимы для работы приборов, обеспечивающих повышенную комфортность пассажирских вагонов, например кондиционеров. При питании же от внешней сети переменного тока два вида напряжений - 140 В и 400 В - обеспечит согласующий трансформатор 5 с помощью двух вторичных обмоток: 14 и 15 и два выпрямителя - первый 6.1 и второй 6.2, входящие в состав выпрямительного блока 6.

Переменное напряжение 140-160 В с обмотки 14 поступает на выпрямитель 6.1 и далее - на зарядное устройство 7. Переменное напряжение 400 В с обмотки 15 поступает на выпрямитель 6.2 и далее - на инвертора 11(_1-N).

Преобразовательное устройство может также обеспечить кратковременную работу всех потребителей, включая потребителей переменного тока, от аккумуляторов (фиг.4), благодаря тому, что преобразовательное устройство по фиг.3 содержит преобразователь постоянного напряжения 13, включенный между клеммами 8 для подсоединения аккумуляторных батарей и входами инверторов 11(_1-N).

Описание работы

1. При использовании преобразовательного устройства (фиг.1) в поезде с автономным вагонным питанием во время движения поезда энергоснабжение происходит от подвагонного трехфазного генератора через второй входной разъем 2, а при длительных остановках и ремонте - от внешнего источника трехфазной сети через первый входной разъем 1.

При питании от внешнего источника питания переменное трехфазное напряжение 380 В, 50 Гц выпрямляется силовым выпрямителем 3, затем преобразуется в высокочастотное переменное напряжение (10 кГц) на высокочастотном преобразователе 4 и поступает на согласующий трансформатор 5, являющийся трансформатором высокой частоты, а значит имеющий габаритные размеры, существенно меньшие по сравнению с трансформатором такой же мощности, но промышленной частоты (50 Гц). Со вторичной обмотки этого трансформатора снимается напряжение 160 В и поступает на выпрямительный блок 6, обеспечивающий на выходе стабилизированное напряжение = 110 В. Это напряжение подается на зарядное устройство 7, формирующее необходимый зарядный ток для вагонных аккумуляторных батарей, которые обеспечивают резервное питание вагонов при кратких остановках и аварийных ситуациях.

При питании от подвагонного генератора со своим выпрямителем на преобразовательное устройство через разъем 2 поступает нестабилизированное напряжение = 50-150 В. Это напряжение подается на зарядное устройство 7, которое формирует необходимый зарядный ток для аккумуляторных батарей, а также на входы инверторов 11(_1-N), на выходе которых формируется переменное выходное напряжение, соответствующее поступаемому входному.

Некоторые потребители переменного тока не нуждаются в больших питающих напряжениях. Однако такие потребители, как например, кондиционеры, требуют несколько видов питающих напряжений: трехфазное регулируемое (20-70) Гц, (88-308) В; трехфазное регулируемое (30-50) Гц, (132-220) В, трехфазное стабилизированное 220 В 50 Гц. Поэтому в схему вводится преобразователь постоянного напряжения (ППН) 13 (фиг.2), на выходе которого формируется напряжение 400 В, являющееся достаточным для работы инверторов, предназначенных для формирования указанных выше напряжений потребителей переменного тока.

2. При подключении к высоковольтному преобразователю поездной магистральной сети ˜1,5-3,0 кВ (например, высоковольтному преобразователю ВСП 40-У1, разработанному и изготовленному ООО «Гамем», г.Истра) на вход преобразовательного устройства поступает выпрямленное стабилизированное напряжение двух номинальных значений: 140 и 400 В (фиг.3). Причем 140 В подается непосредственно на вход зарядного устройства, а 400 В - непосредственно на объединенный вход инверторов преобразователя 10.

На продолжительных стоянках питание переключают на внешнее трехфазное 380 В 50 Гц. При этом, используя трансформатор 5 с двумя вторичными обмотками, одна из которых позволяет получить на выходе 400 В, которые подают на вход преобразователя 10, можно обеспечить экономию электроэнергии от внешнего источника питания (фиг.3).

3. При работе без получения энергии от вагонных источников питания преобразовательное устройство может обеспечить кратковременную работу всех потребителей, включая потребителей переменного тока, от аккумуляторов (фиг.4). Это возможно благодаря тому, что преобразовательное устройство, выполненное, например, по фиг.3, содержит преобразователь постоянного напряжения 13, включенный между клеммами 8 для подсоединения аккумуляторных батарей и входами инверторов 11(_1-N). Это позволяет обеспечить непродолжительное время требуемое входное напряжение для инверторов, формирующих рабочие напряжения потребителей переменного тока.

Таким образом, используя заявляемое устройство, можно получить следующие технические преимущества относительно прототипа:

- Обеспечение нормальной работы всех вагонных потребителей при питании от любого источника энергоснабжения вагона (подвагонного генератора с выпрямителем, высоковольтного преобразователя поездной магистральной сети, внешнего промышленного источника питания).

- Существенное снижение массогабаритных показателей на 30-40% - из соотношения справочных значений трансформаторов высокочастотных и низкочастотных (например, 10 кГц и 50 Гц).

- Улучшение энергетических показателей за счет введения повышающей вторичной обмотки согласующего трансформатора.

- Повышение надежности за счет исключения коммутационной аппаратуры при питании от внешней сети и обеспечения возможности непродолжительной работы (например, в аварийных ситуациях) только от аккумуляторов.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим электропитание потребителей железнодорожного пассажирского вагона с использованием внутренних и внешних источников, и предназначено для заряда аккумуляторов, питания вагонных потребителей постоянного и переменного тока. Устройство включает в себя первый входной разъем для подключения к внешней сети переменного тока и второй входной разъем для подключения к вагонному источнику постоянного напряжения системы электропитания - трехфазному подвагонному генератору с выпрямителем либо высоковольтному преобразователю поездной магистральной сети. Кроме того, устройство содержит выпрямительный блок, зарядное устройство, преобразователь напряжения, а также последовательно включенные силовой выпрямитель, высокочастотный инвертор и согласующий трансформатор. Причем преобразователь напряжения выполнен в виде N инверторов, каждый выход которых соединен с соответствующими клеммами, предназначенными для подсоединения вагонных потребителей переменного тока разного типа. Входы N инверторов объединены между собой и связаны со вторым входным разъемом, соединенным с выходом выпрямительного блока и входом зарядного устройства. При этом выпрямительный блок должен содержать два выпрямителя. При кратковременном отключении вагонного электроснабжения устройство может полностью питаться от аккумуляторов. Технический результат заключается в улучшении энергетических показателей и повышении надежности системы электропитания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Преобразовательное устройство системы электропитания пассажирского вагона, включающее первый входной разъем для подключения к внешней сети переменного тока, второй входной разъем для подключения к вагонному источнику постоянного напряжения системы электропитания: трехфазному подвагонному генератору с выпрямителем либо высоковольтному преобразователю поездной магистральной сети, последовательно соединенные выпрямительный блок и зарядное устройство с выходными клеммами для подсоединения аккумуляторных батарей, соединенными с клеммами для подсоединения вагонных потребителей постоянного тока, преобразователь напряжения с выходными клеммами для подсоединения вагонных потребителей переменного тока, отличающееся тем, что между первым входным разъемом и выпрямительным блоком последовательно подключены: силовой выпрямитель, высокочастотный инвертор и согласующий трансформатор, а преобразователь напряжения выполнен в виде N инверторов, каждый выход которых соединен с соответствующими клеммами, предназначенными для подсоединения вагонных потребителей переменного тока разного типа, при этом входы N инверторов объединены между собой и связаны со вторым входным разъемом, соединенным с выходом выпрямительного блока и входом зарядного устройства.2. Преобразовательное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит преобразователь постоянного напряжения, включенный между вторым входным разъемом, соединенным с точкой соединения выпрямительного блока и зарядного устройства, и объединенными входами N инверторов.3. Преобразовательное устройство по п.1, отличающееся тем, что второй входной разъем состоит из двух частей: первой и второй, каждая из которых предназначена для подключения к отдельному выходу источника постоянного тока, согласующий трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками: первой и второй, на разное выходное напряжение, а выпрямительный блок включает в себя два выпрямителя: первый и второй, при этом первая вторичная обмотка согласующего трансформатора соединена с входом первого выпрямителя, выход которого соединен с входом зарядного устройства и первой частью второго входного разъема, а вторая вторичная обмотка согласующего трансформатора соединена с входом второго выпрямителя, выход которого соединен с объединенными входами N инверторов и второй частью второго входного разъема.4. Преобразовательное устройство по п.3, отличающееся тем, что содержит преобразователь постоянного напряжения, включенный между объединенными входами N инверторов и клеммами для подсоединения аккумуляторных батарей.